預應力混凝土T梁有效預應力檢測方法研究

聶寧海

摘 要：提升鐵路橋梁工程項目的安全性和穩定性，是我國建筑行業在發展時期的重中之重。預應力混凝土作為鐵路橋梁實際施工中的重要組成部分，基于此，文章主要結合實例對預應力混凝土T梁有效預應力的檢測方法進行研究，并提出有效措施解決施工期間存在的不足，可為類似工程施工提供借鑒。

關鍵詞：T型橋梁 預應力混凝土 電磁效應檢測法

1.引言

在鐵路橋梁實際施工期間，常會由于多種原因導致橋梁結構穩定性較差，這對整個鐵路橋梁施工與人們的安全出行構成了嚴重影響。要想從根本上解決這一問題，應根據鐵路橋梁工程項目的施工實際制定出一項科學、合理的施工技術，將預應力混凝土與鐵路橋梁有效結合起來，并采用先進的檢測技術對橋梁的有效預應力進行檢查，明確其在實際施工期間存在的安全隱患，以保證鐵路橋梁的質量，提升其安全性和穩定性。

2.預應力混凝土T梁的簡述

隨著人們物質生活水平的提高，人們節假日出行的人數直線上升，這樣就會增加鐵路的壓力，使得橋梁整體舉架及構件承受的動荷載增加，導致橋梁過早出現疲勞失效，其主要特征是破壞應力低于靜態應力強度，而這一過程實質上是一個損傷累計的過程。這種情況下，混凝土橋梁的結構穩定性和耐久性會有所降低，故對其有效預應力進行實時檢測具有重要意義。

傳統的檢測方法主要通過分析預應力混凝土梁在疲勞荷載下的裂縫開裂情況和梁體剛度退化情況，推導出混凝土T梁預應力退化方程，并編制相應的計算程序。在此基礎上，對預應力混凝土橋梁的受力特性進行分析，并利用預應力混凝土平面有限元模型對橫向效應下的混凝土應力進行計算，實現對預應力混凝土安全性能的檢測。

3.預應力混凝土T梁有效預應力檢測方法

3.1局部破損檢測技術

局部破損檢測技術在實際應用中可以根據工程項目的施工現狀對項目中的某一個部位進行損傷探測，明確其在施工期間存在的不足，并及時制定有效的解決對策。局部破損檢測技術主要由以下兩個部分組成：預應力筋直接檢測主要指施工單位在對鐵路橋梁進行檢測時，將檢測儀器放到預應力鋼筋上，分析出混凝土構件應力運行狀況，并以此為基礎制定出一項科學、合理的施工技術方案；應力釋放檢測主要以機械切割為基礎對工程項目的構件進行檢測，得出構件的釋放約束力，并根據工程項目的施工現狀進行約束力調整，以為后續開展的施工工作提供基礎保障。

3.2預應力混凝土橋梁的檢測方法

要想保證鐵路橋梁項目的質量，提升整個項目的安全性、穩定性，應提高對預應力橋梁檢測工作的重視，并對部分區域中的破損范圍通過無損檢測結合的方式進行，明確其在施工中存在的不足，并及時制定有效的解決措施。

（1）電磁效應檢測法。電磁效應檢測法主要由渦流檢測、測漏檢測、磁粉檢測技術組成。而電磁效應主要指工程項目在實際施工期間，根據工程項目的磁場變化狀態對預應力混凝土進行檢測，并采取有效的措施對施工期間存在的不足進行處理，進而提升鐵路橋梁項目的質量。比如工程項目在實際施工期間，可以根據預應力混凝土大小變化狀況進行磁場通量進行設置，以在實際施工中將感應磁器中的電流波動體現出來。

（2）超聲波檢測法。在利用超聲波法檢測時，可結合工程項目的施工現狀進行超聲波混凝土傳遞過程控制，確保傳播參數隨著工程項目的施工狀況而變化，獲取準確的工程項目信息。再以工程項目信息為基礎制定出一項科學、合理的施工技術方案，對混凝土材料的密度、分布狀況等進行合理控制，保證超聲波可以在均速的狀況下運行。另外，在工程項目實際檢測中，還可以通過超聲波檢測技術對混凝土的的裂縫深度、持久性等進行檢測，確保橋梁工程項目的質量。在實際檢測過程中，還可將各項技術中的參數融入到公式①：

上述公式中：d表示工程項目的裂縫深度；ti0表示工程項目為Li不跨縫聲時值，Li表示不跨縫評測數值，即超聲波在N次之后的傳播距離。在實際監測過程中，要想提升檢測結果，應做好裂縫深度的控制工作，并根據工程項目的施工現狀進行裂縫平均值計算，進而得出裂縫中的最大平均值，確保相關計算工作可以順利進行。

（3）等效質量法。等效質量法是通過在錨頭激振，利用系統振動頻率和系統質量變化來測試T梁有效預應力的無損檢測方法。將錨頭與墊板、墊板與后面的混凝土或巖體的接觸面模型簡化成彈簧支撐體系。該彈簧體系的剛度K與有效預應力有關，預應力越大則K越大。在錨頭激振誘發的系統基礎自振頻率f可以表示為公式②：

式中，M表示振動體系的質量，若其為常值，則根據測試的基頻 f 即可較容易地測出預應力。

（4）無損檢測技術。該技術是不損壞事物本來的原有面貌而進行的事物性質、內容和存在狀態等檢側方面的工作。無損檢測技術在鐵路橋梁中的應用可直觀表現出橋梁的內部狀態和所存在的問題，對鐵路道路的安全通行有著重大意義，對鐵路建設、維修和養護有著重要作用。

4.工程實例

某高速鐵路大橋橋址位于兩隧道之間，地勢呈V字形，全橋共三跨，全長180m；上下行預應力鋼筋混凝土提速梁自重240t；龍門吊（跨度14m）2組，梁臺車8臺，制作拼梁臺座36個。

本項目所采用的檢測儀器包括：根據彈模效應與最小應力跟蹤原理研發，由液壓泵站（電機）系統、千斤頂系統及計算機軟件組合而成的一套儀器設備。

某高速鐵路預應力混凝土T梁有效預應力檢測數據如表1所示。

（1）預制梁。推行整束編束穿束工藝，有利于提升預應力施工質量，且單根力值合格率和同束不均勻度合格率也會得到大幅度提高，且各項數據均一直保持較高水平。

（2）現澆箱梁和懸澆梁。對于力值不滿足要求的采取補償張拉或退索的方式進行處理，同時要求現澆箱梁和懸澆梁采用智能張拉設備進行預應力施工；對于不均勻度合格率較低的問題，主要通過客觀條件允許的鋼束，需采取整束編束穿束工藝、無條件采取整束穿束的鋼絞線提前進行預緊，以減小有效預應力不均勻度值。

（3）有效預應力力值關系到結構承載力，是預應力混凝土橋梁施工的關鍵性控制指標。由于橋梁預應力施工存在一定的不可逆性，這就需要加強施工過程（原材、工藝、設備、工序、檢測）的控制，對于力值檢測不滿足要求的情況，總體上是采取補償張拉、再進行復測的方式整改。對于采取各種改進措施仍無法滿足要求的，需在保證安全的前提下采取退索處理或提交設計驗算；對于預應力不均勻度的控制，主要以現場工藝控制為主，盡量控制不超標，改進措施主要有整束編束穿束工藝和適當增加張拉次數。

5.結束語

綜上所述，預應力混凝土T梁因自身良好的受力性能使其應用范圍進一步擴大，而定期或不定期對其進行檢測是保證整體橋梁結構穩定性的重要手段。因此，在鐵路橋梁實際監測過程中，通過控制、評估及檢定梳束、編束、穿束、調束工藝水平以及張拉控制水平，進而達到促進預應力施工和品質全面提升的目的。

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