1、中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006 年南建林，男，1968.6 出生，工学硕士，高级工程师苏州新区第二水厂脱水机房预应力屋架的现场测试南建林 周建康 何广宏 蔡 跃（中国建筑科学研究院上海建科结构新技术工程有限公司） （同济大学，上海 200092）摘 要 本文介绍了苏州新区第二水厂脱水厂房预应力混凝土屋架的现场测试，包括摩阻试验和屋架反拱实测，试验值与理论值的比较表明二者吻合良好。本文对类似工程的现场检测有一定的参考价值。关键词 预应力混凝土 双 T 板 预制 大跨度1 概况苏州新区第二水厂一期工程脱水机房为单跨框架结构（图 1） ，横向跨度为 20m，屋盖采用有
2、粘结预应力混凝土现浇屋架结构（图 2） ，每榀屋架下弦截面尺寸 3501200，布置两孔预应力束，每孔 7 根，预应力束采用 s15.2 低松弛高强钢绞线，抗拉强度标准值fptk=1860MPa，张拉控制应力 con 为 0.70fptk，预应力筋束型为抛物线。为研究屋架的受力变形情况，对预应力张拉施工时预应力梁的预应力摩阻、反拱和挠度进行了现场测试，并且与理论计算值进行了比较。预应力专项施工和现场测试由中国建筑科学研究院上海建科结构新技术工程有限公司完成。图 1 脱水机房平面布置图中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006 年图 2 预应力屋架 YWJ1 立面图2 屋架下
3、弦预应力束的张拉本工程预应力束长较短，而且仅为单跨，预应力束张拉采用一端张拉方式，由于下弦梁的端部两束如果同时张拉，千斤顶空间不足，考虑到两平面外刚度较大，经过计算，采用先张拉一束，然后再张拉另一束的方案。3. 屋架张拉阶段预应力摩阻及反拱测试3.1 预应力摩擦损失计算系数 k、 测试按照设计要求，对屋架下弦预应力梁在预应力筋张拉过程中预应力摩擦损失计算系数 、 和屋架下弦预应力梁在预应力施工阶段的挠度变化进行测试。本工程孔道留设采用金属波纹管，摩擦损失计算参数采用规范取值，即： =0.25; =0.0015摩阻测试采用同一榀屋架的两束预应力孔道进行现场实测，实际参数的测试方法采用在钢绞线上粘
4、贴应变片（见测点布置图 3） ，采用静态电阻应变仪联机计算机进行实时数据采集，通过测量预应力钢铰线在不同位置上的应变，通过公式换算成应力，然后计算摩擦损失、导算预应力摩擦损失计算系数 k、。测试的屋架预应力束固定端在测点 0104处，张拉端设置在测点 0912 处。图 3 应变测点布置平面示意测试屋架下弦两个预应力束张拉测试工况见表 1：中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006 年表 1 各工况对应的张拉力工况 1 2 3 4 5 6 7 8 9张拉力/控制力 10% 20% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%两束平均的应变测试结果如表 2 所示：表
5、 2 各测点应变测试结果测点编号 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 工况 5 工况 6 工况 7 工况 8 工况 9测点 01 501 1032 2145 2678 3211 3873 4187 5036 5468测点 02 498 1041 2133 2610 3215 3867 4235 5109 5399测点 03 512 1028 2134 2622 3189 3798 4239 5088 5422测点 04 505 1035 2150 2635 3224 3803 4312 5092 5460测点 05 566 1145 2369 2994 3476 4238 4895 527
6、3 5859测点 06 552 1089 2344 2899 3467 4223 4884 5234 5800测点 07 542 1095 2305 2908 3468 4356 4875 5256 5799测点 08 550 1103 2364 2943 3490 4202 4790 5200 5865测点 09 605 1249 2421 3157 3827 4393 5103 5624 6249测点 10 596 1300 2403 3153 3832 4356 5112 5598 6250测点 11 612 1266 2395 3095 3845 4401 5106 5623 6220
7、测点 12 602 1238 2431 3200 3802 4398 5094 5611 6300预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值 l2 ，按混凝土结构设计规范公式，x20m ， 0.4 rad，先假定 0.0015，根据表 2 实测结果，可以推定 0.273。按照一段张拉，在考虑各种预应力损失的情况下，图 4 为采用混凝土结构设计规范中规定的 0.0015、 0.25，计算得到的有效预应力沿预应力筋长度的分布，图 5 为采用由实测结果推定的 0.0015、 0.273 计算的有效预应力沿预应力筋长度的分布图。比较发现二者吻合良好。图 4 有效预应力沿预应力筋长度的分布（ 0.0
8、015, 0.25）图 5 有效预应力沿预应力筋长度的分布（ 0.0015, 0.273）中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006 年3.2 屋架反拱测试由于现场限制，无法采用百分表进行测量，本次对屋架下弦在张拉阶段的反拱变化采用细钢丝法进行测量，测点布置见图 6。图 6 挠度测点布置平面示意顶层预应力梁张拉测试工况见表 3：表 3 预应力张拉阶段挠度测试工况工况 1 2 3 4 5 6张拉力/控制力 第一孔 10% 第一孔 20% 第一孔 40% 第一孔 50% 第一孔 60% 第一孔 70%工况 7 8 9 10 11 12张拉力/控制力 第一孔 80% 第一孔 90% 第一孔 100% 第二孔 20% 第二孔 60% 第二孔 100%为了与测试结果进行比较，采用有限元法建立了该屋架的计算模型，预应力效应采用等效荷载进行考虑。跨中测点 2 反拱测试结果与计算值的比较见图 7。图 7 跨中测点 02 各工况反拱值3.3 测试结论从上述比较可以看出，预应力摩阻和预应力反拱的测试结果和理论计算结果基本一致，预应力施工与现场测试均与原设计吻合良好。
