1．試驗概況
預應力混凝土箱梁為后張法預應力混凝土結構，預應力鋼絞線采用φj15.24mm(單根截面積1.419cm2)高強度低松弛鋼絞線，標準強度1860MPa。縱向預應力束19-φj15.24管道采用內徑100mm 高密度聚乙烯波紋管成孔，縱向預應力束12-φj15.24管道采用內徑90mm高密度聚乙烯波紋管成孔。縱向預應力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群錨錨具，均為兩端張拉。
箱梁縱向預應力束布置及管道相關參數見表1.1。
表1.1 預應力束布置及管道相關參數表
鋼束編號鋼束規(guī)格束數管道長度L(cm) 管道曲線角θ（度）管道曲線角θ
（rad）位置
BF1 19-φj15.24 2 4748.2 14
0.2443 腹板
BF2 19-φj15.24 2 4936.2 14
0.2443 腹板
BF3 19-φj15.24 2 4921.5 14
0.2443 腹板
BF4 19-φj15.24 2 4928.9 14
0.2443 腹板
BB1 12-φj15.24 2 2596.1 29.7
0.5183 底板
BB2a 12-φj15.24 2 3393.3 29.7
0.5183 底板
BB2b 12-φj15.24 2 3394.7 29.7
0.5183 底板
BB3 12-φj15.24 4 4866.0 10 0.1745 底板
BT1 5-φj15.248 900 0 0 頂板
2．試驗內容
本次試驗包括兩部分，管道摩阻試驗和錨口摩阻試驗。其中，管道摩阻試驗的試驗管道為低端側BF1、高端側BF4、底板BB3。主要通過測定三個管道張拉束主動端與被動端實測壓力值，根據規(guī)范規(guī)定的公式計算摩擦系數μ和偏差系數k。
19孔群錨錨口摩阻試驗在特制的混凝土試件上進行。試驗主要測定錨口的摩阻損失。此外為測定喇叭口的摩阻損失，在試件上也要進行喇叭口的摩阻損失試驗，方法是通過測試喇叭口與錨口摩阻損失之和，再從中扣除錨口摩阻損失，以確定喇叭口的摩阻損失。
3．試驗原理
3.1 管道摩阻損失的組成
后張法張拉時，由于梁體內力筋與管道壁接觸并沿管道滑動而產生摩擦阻力，摩阻損失可分為彎道影響和管道走動影響兩部分。理論上講，直線管道無摩擦損失，但管道在施工時因震動等原因而變成波形，并非理想順直，加之力筋因自重而下垂，力筋與管道實際上有接觸，故當有相對滑動時就會產生摩阻力，此項稱為管道走動影響（或偏差影響、長度影響）。對于管道彎轉影響除了管道走動影響之外，還有力筋對管道內壁的徑向壓力所產生的摩阻力，該部分稱為彎道影響，隨力筋彎曲角度的增加而增加。直線管道的摩阻損失較小，而曲線管道的摩擦損失由兩部分組成，因此比直線管道大的多。
3.2 管道摩阻損失的計算公式
根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62—2004)第6.2.2條規(guī)定，后張法構件張拉時，預應力鋼筋與管道壁之間摩擦引起的預應力損失，可按下式計算：
…………(3-1)
式中———張拉端鋼絞線錨下控制應力(MPa)；
μ———預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數；
θ———從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和(rad)；k———管道每米局部偏差對摩擦的影響系數；
x———從張拉端至計算截面的管道長度，可近似地取該段管道在構件縱軸上的投影長度(m)。
根據式(2-1)推導k和μ計算公式，設主動端壓力傳感器測試值為P1,被動端為P2，此時管道長度為l, θ為管道全長的曲線包角，考
慮式(2-1)兩邊同乘以預應力鋼絞線的有效面積，則可得：
…………………(3-2)
兩邊取對數可得;
…………………(3-3)
令 , 則
由此，對不同管道的測量可得一系列方程式：
即
即
即
由于測試存在誤差，上式右邊不會為零，假設
則利用最小二乘法原理有：
……………(3-4)
當……………(3-5)
時，取得最小值。
由式(3-4)、(3-5)可得：
……………(3-6)
解方程組(3-6)得k及μ值。
3.3 錨口摩阻損失的計算公式
在特制試件上進行19孔群錨錨口摩阻損失試驗時，令主動端壓力值為N1，被動端壓力值為N2，則錨口摩阻力為：
……………(3-7)
克服錨口摩阻力的超張拉系數：
……………(3-8)
4．試驗方法
4.1 管道摩阻試驗
4.1.1 試驗時采用一端張拉，應用兩臺壓力傳感器。張拉前應標定好試驗用的千斤頂和高壓油泵，并在試驗中配套使用，以校核傳感器讀數。
4.1.2 19-φj1
5.24和12-φj15.24預應力鋼絞線分8級加載。試驗時，19-φj15.24預應力鋼絞線從500kN到3700kN（設計張拉力）, 12-φj15.24預應力鋼絞線從300kN到2300kN（設計張拉力）。試驗時根據千斤頂油表讀數控制張拉荷載級。
4.1.3 以一端作主動端，一端作被動端逐級加載，兩端均讀取傳感器讀數，并測量鋼絞線伸長量，每個管道張拉二次。之后調換主動端與被動端位置，用同樣的方法再做一遍。
4.1.4考慮到50m梁鋼絞線伸長量較大，若一臺千斤頂行程不夠，需至少在張拉端安裝二臺千斤頂，被動端安裝一臺千斤頂（圖4.1）。
4.1.5 鋼束伸長量和夾片外露量通過直鋼尺測量。
圖4.1 管道摩阻試驗示意圖
4.2 錨口摩阻試驗
錨具的錨口摩阻試驗在特制的混凝土試件上進行，截面中心處的預應力管道為直管道，成孔方式及錨具、錨墊板與箱梁采用的完全相同。測試時需采用工作狀態(tài)的錨頭（安裝夾片），試驗采用單端張拉方式，在試件兩端分別安裝千斤頂，被動端測試前首先張拉，以便完成測試后進行退錨。試驗時示意圖見圖4.2。
試驗時千斤頂一次直接張拉至設計張拉應力（3700kN），分別讀取主動端和被動端傳感器讀數。選取三套規(guī)格相同的19孔群錨錨具進行試驗，每套錨具共計張拉2次。
在安裝過程中由于1#傳感器與工作錨具之間存在一定間隙，在試驗時工作錨在千斤頂壓力作用下可能嵌入傳感器中，導致測量數據失真且試驗完成后不宜于拆除，所以在1#傳感器與工作錨具之間臨時真設一塊限位板。在數據分析過程中應分析比較扣除此塊限位板所產生的錨口摩阻損失。
圖4.2 錨口摩阻試驗示意圖
4.3 喇叭口摩阻試驗
同樣在試件上進行喇叭口摩阻損失的試驗，測定其損失主要通過間接的方式進行，方法是通過測試喇叭口與錨口摩阻損失之和，再從中扣除錨口摩阻損失以確定喇叭口的摩阻損失。試驗的具體操作與錨口摩
阻試驗一樣，只是在主動端與被動端各安置一個傳感器（圖4.3）。
圖4.3 錨口和喇叭口摩阻試驗示意圖
同樣的，試驗時千斤頂一次直接張拉至設計張拉應力（3700kN），分別讀取主動端和被動端傳感器讀數。以試件一端為主動張拉端，一端為被動端，共計張拉2次后，調換主動端與被動端位置再做2次。
5．數據記錄
分級測試預應力束張拉過程中主動端與被動端的荷載，并通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載的比值，然后利用二元線性回歸的方法確定預應力管道的k、μ值。
每級荷載下均需記錄的測試數據有：主動端與被動端壓力傳感器讀數、張拉端得油缸伸長量、油表讀數、張拉端夾片外露量，所測數據均在記錄本上即時記錄。
6. 油泵操作注意事項
在管道摩阻試驗過程中，采用單側張拉方式（左右兩側不對稱）對梁體不利，所以應嚴格控制張拉應力（必要時應進行間算，否則應對稱張拉）。當張拉到設計荷載時，由于張拉力與鋼絞線伸長不同步，致使當游表到達設計值后，鋼絞線繼續(xù)伸長，相應造成油表讀數下滑。為避免這種現象的發(fā)生，當油表達到設計讀數后應降低供油速度，向千斤頂缸體內緩慢供油，維持油表表盤讀數不變持荷約1分鐘后，鋼絞線的的伸長基本完成，方可關閉進油閥，關閉油泵。待相應工作完
成之后方可進入下一級作業(yè)。
當張拉到控制應力一級時，不可超張拉過設計讀數然后停止供油待油表值回落到設計值。在量取伸長值時應按照上述方法待到伸長量穩(wěn)定后方可量取讀數。
