淺談?lì)A(yù)應(yīng)力鋼絞線檢測技術(shù)

(陽泉煤業(yè)集團(tuán)吉成建設(shè)工程檢測有限責(zé)任公司， 山西 045000)

1.預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量檢測技術(shù)體系

1.1 外觀檢查

按照邊坡每級抽檢錨索數(shù)10%，且不少于3根的要求對預(yù)應(yīng)力錨索外觀進(jìn)行檢查。如果邊坡每級錨索抽檢不合格比例≤10%，則需在不合格錨索周圍復(fù)檢 3根，若復(fù)檢錨索不合格，則該級邊坡錨索需全部復(fù)檢；如果錨索抽檢不合格比例＞10%，則該級邊坡錨索全部復(fù)檢。預(yù)應(yīng)力錨索外觀檢查內(nèi)容包括鋼絞線束(鋼絲束)、錨夾具、錨墊板、框架梁(支撐墩)等，需檢查其是否有滑絲、斷絲、夾片破裂、錨具凹陷等現(xiàn)象，若超過限制值，則判斷為不合格。

1.2 錨索長度與注漿飽滿度檢測技術(shù)

錨索的鋼絞線束有效長度和注漿飽滿度(密實(shí)度)是施工過程控制的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，也是評價(jià)錨索錨固質(zhì)量的重要指標(biāo)。錨索長度與注漿飽滿度檢測技術(shù)原理是通過在錨索外露端激振產(chǎn)生瞬時(shí)彈性波，彈性波沿鋼絞線束到達(dá)底部，因鋼絞線束與周圍環(huán)境存在機(jī)械阻抗，致使彈性波產(chǎn)生反射，而后利用激振端設(shè)置的傳感器捕捉反射波，經(jīng)信號處理，可得到長度與注漿飽滿度檢測指標(biāo)。相較于傳統(tǒng)錨桿檢測技術(shù)，在數(shù)據(jù)處理與分析方面，增加了相位分析，并建立以相位分析、頻譜分析為主，時(shí)域分析為輔的原則；在質(zhì)量評定方面，錨索長度以自由段長度、錨固段、總長度3個(gè)參數(shù)進(jìn)行評定，更加符合設(shè)計(jì)與實(shí)際質(zhì)量控制要求。

2.鋼絞線檢測技術(shù)

2.1 現(xiàn)場受火損傷檢測

受火損傷鋼絞線力學(xué)性能試驗(yàn)主要按照以下3個(gè)步驟進(jìn)行:(1)對受火損傷鋼絞線試件斷口鋼絲的斷口直徑進(jìn)行測量，并計(jì)算鋼絞線斷面收縮率；(2)測定斷面收縮率后，將受火損傷鋼絞線在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行常溫下拉伸試驗(yàn)，依據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分:室溫試驗(yàn)方法》相關(guān)規(guī)定測定其極限抗拉強(qiáng)度折減情況；(3)按施工圖設(shè)計(jì)文件，計(jì)算鋼索的初始應(yīng)力水平。加載設(shè)備采用SHT4605-G大行程萬能試驗(yàn)機(jī)，額定載荷為600kN。鋼絞線拉伸變形采用型號為IMENTRUMIM－SM－1－117S的非接觸式應(yīng)變位移測量儀進(jìn)行測量，測試精度為0.001。可以看出，鋼索各根鋼絞線強(qiáng)度損傷均各不相同，其受火程度存在差異，實(shí)際火災(zāi)中受火溫度范圍有待進(jìn)一步推測。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能試驗(yàn)

本文通過試驗(yàn)手段,對1x7結(jié)構(gòu)鋼絞線的拉伸力學(xué)性能及松弛特性,進(jìn)行了分析與總結(jié)。本試驗(yàn)的意義有兩點(diǎn):一是研究鋼絞線存在斷絲情況下的應(yīng)變分布,為鋼絞線的損傷診斷提供參考依據(jù)；二是探索應(yīng)力松弛狀態(tài)下,塑性應(yīng)變雖的測量方法。

2.2.1 鋼絞線的拉伸試驗(yàn)

基于斷絲檢測目的鋼絞線的拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)的具體步驟:

1)取1號、2號、3號試樣均截取1m的長度。

1號為完整的鋼絞線，2號為外圍斷一根鋼絲的鋼絞線，3號為中心斷一根的鋼絞線。打磨試樣的表面，將鋼絞線的外涂層磨掉，直至出現(xiàn)光亮的銀白色。

2)鋼絞線的應(yīng)變片粘貼與導(dǎo)線的焊接。

電測法中應(yīng)變片的粘貼工藝是影響試驗(yàn)成敗的重要環(huán)節(jié)。試驗(yàn)中所用的是金屬箔式應(yīng)變片，使用前注意檢查外觀與測量阻值。使用丙酮對試樣的磨光部分和應(yīng)變片的粘貼面進(jìn)行去除油脂的工作；然后在清潔后應(yīng)變片上涂上粘合劑，迅速地將應(yīng)變片沿著一側(cè)粘貼到鋼絞線的相應(yīng)部位上，防止出現(xiàn)氣泡；最后，使用塑料等輔助物品在粘貼好的應(yīng)變片上用手指按壓 10s左右，以確保應(yīng)變片牢固粘貼在試樣上。注意不要把引線粘到試件上。

焊接導(dǎo)線時(shí)，先對應(yīng)變片上的引線和導(dǎo)線涂上松香；使用加熱過的焊槍在焊錫上截取一小段，將引線與導(dǎo)線焊接；最后將多余的引線部分剪掉。焊接時(shí)，注意臨近應(yīng)變片的引線不要焊到一起。依次將應(yīng)變片粘貼到鋼絲上后，因鋼絲排列比較密集，為防止引線會(huì)相互纏繞在一起，要將引線向外張開。粘貼完成后要檢查粘貼的質(zhì)量，確保應(yīng)變片沒有破損、無氣泡、導(dǎo)線焊接牢固；然后使用萬用表測量每個(gè)應(yīng)變片的阻值，本實(shí)驗(yàn)所用應(yīng)變片阻值為12052；確保沒有短路、短路。最后，對每根鋼絞線上的應(yīng)變片編號。以方便后期的數(shù)值讀取。

將各應(yīng)變片接入YE2537程控式靜態(tài)應(yīng)變儀的1/4橋接線端子上，公共補(bǔ)償片置于相同的室溫環(huán)境下。設(shè)定靈敏系數(shù)K為2.22，對各通道平衡。

(3)使用夾具將鋼絞線夾持。

試驗(yàn)中使用的夾具是夾片式的。將鋼絞線穿過試驗(yàn)機(jī)的上端孔，然后使用夾具固定住鋼絞線的上端；使用計(jì)算機(jī)控制橫梁下移，以確保鋼絞線的另一端能夠穿過橫梁的穿孔；再用計(jì)算機(jī)控制橫梁上移，使鋼絞線的下端露出橫梁一段距離；然后，使用夾具將鋼絞線的另一端也固定住。鋼絞線夾持過程中小心應(yīng)變片的引線，不要碰壞。

(4)對試樣試驗(yàn)力加載。

本試驗(yàn)分別對1號、2號、3號的鋼絞線進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。使用程序設(shè)定加載過程，加載力范圍20kN}200kN，載荷步長20kN，記錄靜態(tài)應(yīng)變儀上各通道的應(yīng)變值，循環(huán)加載一次。

2.2.2 鋼絞線拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

試驗(yàn)過程的目的是探索鋼絞線有無斷絲情況的區(qū)別，以便根據(jù)一般性的變化規(guī)律判斷是否有斷絲。

2.2.3 鋼絞線拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

1號模擬的是完整的鋼絞線，2號模擬的是外面斷一根絲的鋼絞線，3號模擬的是中間斷一根絲的鋼絞線。通過上述三組試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，1號鋼絞線的受力情況要均勻很多，2號與3號鋼絞線的應(yīng)變明顯的“混亂”很多，容易出現(xiàn)一根或幾根分擔(dān)更多力的情況，當(dāng)幾根鋼絲達(dá)到屈服狀態(tài)后，剩余幾根卻沒有很好地利用。工程應(yīng)用中，會(huì)發(fā)生很多鋼絞線發(fā)生斷絲的情況；三組不同的拉伸曲線，為開展鋼絞線的斷絲檢測提供了依據(jù)。

結(jié)束語

隨著全國各地基礎(chǔ)建設(shè)的開展，預(yù)應(yīng)力工程也越來越引起人們的重視。為了提高結(jié)構(gòu)的抵抗外載荷的能力和結(jié)構(gòu)安全性，研究預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的性能很有必要。

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