缓粘结预应力技术因其简单的施工工艺、优良的力学性能，已得到业内人士的普遍认同，全国各地的工程应用已初具规模。国内同类技术的研发与应用主要集中在小直径（15.2mm）缓粘结预应力钢绞线的技术上。但对于大跨度、重荷载的结构构件，若用规格15.2mm的小直径缓粘结预应力钢绞线，构件中预应力钢绞线排布过于密集，端头承压板布置困难，有些构件甚至无法施工且造成材料浪费。故17.8mm、21.8mm的大直径预应力钢绞线应运而生。两种钢绞线在同等强度级别条件下，配筋根数将减少数倍，对降低施工难度、保证施工质量和提高经济效益均有重要意义。然而，不同规格的缓粘结预应力钢绞线因生产工艺及产品构造的改变，其周围的应力、摩擦系数、传递长度等与原有15.2mm的小直径钢绞线是否一致，目前沿用原有计算方法和数据尚缺乏理论和实验数据的支持。
特别在预应力构件设计中，预应力损失计算所依据的摩阻系数取值正确与否，直接关系到结构构件的正常使用性能。故开展对不同规格缓粘结预应力钢绞线的摩阻系数对比试验研究具有重要的应用价值。
缓粘结预应力钢绞线摩阻系数试验
缓粘结预应力钢绞线摩擦损失分为两部分：缓粘结预应力钢绞线的长度效应系数（偏摆系数）κ与曲率效应（摩擦系数）μ。本次采用同一批次生产的缓粘结预应力钢绞线（张拉试用期45天，完全固化135天）及同期制备的混凝土制作两种构件：一种直线布筋的混凝土构件和以不同包角曲线布筋的混凝土板。 因缓粘结预应力钢绞线胶黏剂的粘度随时间变化具有一定的变化规律，本文根据对比试验的具体要求，结合测试结果选取了张拉试用期第40天的实验数据进行分析比较，揭示临近张拉试用期终点时不同规格的摩擦损失状况。
缓粘结预应力钢绞线的张拉采用穿心式液压千斤顶，不同规格的预应力钢绞线采用不同型号的千斤顶及配套设备。构件采用一端张拉，预应力钢绞线的拉力全部作用于压力传感器上。用张拉端传感器数字表精确控制加载过程，首先观察固定端压力传感器的变化，以此作为预应力钢绞线被拉动即静摩阻力被克服的标志。后按每级荷载0.2σcon加载，每级加载时间约为半分钟，同时记录两端传感器的读数，当张拉端张拉力达到控制应力0.75fptk时，持荷3分钟，记录两端传感器的读数，然后卸载。对同一根钢绞线在第一次实验结束后，间隔20min做第二次实验，同理进行第三次。
测试结果如下：
各阶段局部偏差系数κ（15.2mm）
加载级别 | κ | κ平均值 | 标准差 |
0.2σcon 0.4σcon 0.6σcon 0.8σcon σcon | 0.0172~0.0362 0.0112~0.0357 0.0063~0.0194 0.0047~0.0149 0.0019~0.0071 | 0.0260 0.0193 0.0118 0.0085 0.0056 | 0.0056 0.0059 0.0047 0.0032 0.0022 |
各阶段局部偏差系数κ（17.8mm）
加载级别 | κ | κ平均值 | 标准差 |
0.2σcon 0.4σcon 0.6σcon 0.8σcon σcon | 0.0162~0.0351 0.0102~0.0257 0.0053~0.0184 0.0037~0.0139 0.0017~0.0061 | 0.0230 0.0173 0.0108 0.0075 0.0041 | 0.0054 0.0057 0.0044 0.0030 0.0020 |
各阶段局部偏差系数κ（21.8mm）
加载级别 | κ | κ平均值 | 标准差 |
0.2σcon 0.4σcon 0.6σcon 0.8σcon σcon | 0.0055~0.0286 0.0055~0.0132 0.0037~0.0089 0.0026~0.0063 0.0015~0.0049 | 0.0158 0.0085 0.00683 0.0045 0.0034 | 0.0066 0.0022 0.0017 0.0016 0.0012 |
摩擦系数μ（15.2mm）
包角 | 30° | 60° | 90° | 120° |
μ | 0.063~0.104 | 0.062~0.99 | 0.059~0.088 | 0.064~0.098 |
μ平均值 | 0.089 | 0.086 | 0.082 | 0.085 |
标准差 | 0.015 | 0.011 | 0.012 | 0.011 |
总平均值 | 0.086 | |||
摩擦系数μ（17.8mm）
包角 | 30° | 60° | 90° | 120° |
μ | 0.073~0.104 | 0.060~0.95 | 0.063~0.085 | 0.068~0.092 |
μ平均值 | 0.084 | 0.078 | 0.077 | 0.082 |
标准差 | 0.014 | 0.012 | 0.010 | 0.011 |
总平均值 | 0.080 | |||
曲率系数μ（21.8mm）
包角 | 30° | 60° | 90° | 120° |
μ | 0.082~0.11 | 0.064~0.106 | 0.054~0.071 | 0.071~0.092 |
μ平均值 | 0.108 | 0.080 | 0.064 | 0.0681 |
标准差 | 0.014 | 0.014 | 0.006 | 0.007 |
总平均值 | 0.076 | |||
不同规格κ、 μ平均值
规格（mm） | κ | μ |
15.2 | 0.0056 | 0.086 |
17.8 | 0.0041 | 0.080 |
21.8 | 0.0034 | 0.076 |
比较上述实验数据，缓粘结预应力钢绞线的摩擦系数μ和刮碰系数κ值的大小受到各种因素的影响。其中有钢材的种类、表面特征；胶粘剂的成分组成、稠度、涂层厚度；外包涂层内表面的压纹形状；施工质量及钢绞线的顺直度等其它各种不确定因素，例如：曲线截面中钢绞线的侧向挤压和约束、钢绞线布置时定位间距不规则等。测试系数的波动属预测之中。上述表中测出的系数只是特定试验条件下的试验数据。
虽然实验数据具有一定的离散性，需要进一步试验研究其离散性的原因。但仍然可以看出，缓粘结预应力钢绞线的局部偏差系数κ值呈现随直径加大而减小的趋势。从表7所列可以看出，不同直径的钢绞线在开始凝固前的摩阻力主要取决于胶黏剂的粘度,也与钢绞线的直径大小有一定的关系。而《缓粘结预应力钢绞线》JG/T 369-12规定的15.2mm的局部偏差系数k=0.004~0.012；转角效应摩擦系数μ=0.06~0.012，《缓粘结预应力技术规程》JGJ/T规定的15.2mm局部偏差系数k=0.006；转角效应摩擦系数μ=0.12。可以看出，随直径变化缓粘结预应力钢绞线的局部偏差系数及曲率效应摩擦系数均呈现逐步减小的趋势，且远小于目前正在实施的标准及技术规程的规定，所以对目前正在实施的不同直径的缓粘结预应力工程，可完全执行现行标准及技术规程的规定。但对于独立编制的《大直径缓粘结预应力钢绞线》产品新标准，宜考虑规格变化对摩阻力的影响因素，在参考大量实验数据的基础上，规定合理的k、μ值，充分发挥大直径缓粘结预应力技术的优势，体现其经济及社会效益。
结论
1）不同规格的缓粘结预应力钢绞线的摩阻系数随钢绞线直径的增大呈现递减的趋势。
2）在现行不同规格的缓粘结预应力混凝土结构设计计算中，可暂不考虑钢绞线直径的变化对摩擦系数的影响，其局部偏差系数κ和曲率系数μ符合《预应力混凝土结构设计规范》（JGJ369-2016）取值，即：κ=0.006，μ=0.12。
3）对独立编制的《大直径缓粘结预应力钢绞线 》 产品新标准，宜考虑规格变化对摩阻力的影响因素，在拥有大量实验数据的基础上，规定合理的k、μ值。
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