淺談梁板有效預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)研究

摘要：有效預(yù)應(yīng)力直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性能，是其質(zhì)量控制核心，本文首先分析了有效預(yù)應(yīng)力檢測的必要性，本文結(jié)合對某高速公路預(yù)制T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測實列，重點(diǎn)介紹對錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)、錨下有效預(yù)應(yīng)力損失的介紹工作原理以及檢測過程中的注意事項，可應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工專項驗收檢測中，能夠有效促進(jìn)提高預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，降低后期使用維護(hù)成本，提高運(yùn)營效益

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力張拉;檢測技術(shù);預(yù)應(yīng)力損失

0.前言

錨下預(yù)應(yīng)力張拉在橋梁工程中是一道重要的工序。其張拉的好壞，預(yù)應(yīng)力值是否滿足設(shè)計要求，也直接決定梁板在通車后營運(yùn)過程中的使用壽命，有效預(yù)應(yīng)力直接關(guān)系結(jié)構(gòu)的變形和開裂，影響其使用性能和安全性能，是其質(zhì)量控制核心和工程的長久生命線，而有效預(yù)應(yīng)力的準(zhǔn)確建立和持久生效，既取決于設(shè)計的合理性，又取決于施工過程材料、器具、設(shè)備、人員、工藝以及質(zhì)量檢驗控制等多個因素。

1.預(yù)應(yīng)力施工常見問題及原因

⑴錨墊板面與孔道軸線不垂直或錨墊板中心偏離孔道軸線

a現(xiàn)象

張拉過程中錨具突然抖動或移動，張拉力下降。有時會發(fā)生錨具與錨墊板不緊貼的現(xiàn)象。

b原因分析

錨墊板安裝時沒有仔細(xì)對中，墊板面與預(yù)應(yīng)力束軸線不垂直。造成鋼絞線或鋼絲束內(nèi)力不一，當(dāng)張拉力增加到一定程度時，力線調(diào)整，會使錨具突然發(fā)生滑移或抖動，拉力下降。

⑵錨頭下錨墊板處混凝土變形開裂

a現(xiàn)象

預(yù)應(yīng)力張拉后，錨墊板下混凝土變形開裂。

b原因分析

1通常錨墊板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土?xí)r，振搗不密實，混凝土疏松或僅有砂漿，以致該處混凝土強(qiáng)度低。

2錨墊板下的鋼筋布置不夠、受壓區(qū)面積不夠、錨墊板設(shè)計厚度不夠，受力后變形過大。

⑶滑絲與斷絲

a現(xiàn)象

錨夾具在預(yù)應(yīng)力張拉后，夾片“咬不住”鋼絞線，鋼絞線滑動，達(dá)不到設(shè)計張拉值。

張拉鋼絞線時，夾片將其“咬斷”，即齒痕較深，在夾片處斷絲。

b原因分析

①錨夾片硬度指標(biāo)不合格，硬度過低，夾不住鋼絞線;硬度過高則夾傷鋼絞線，有時因錨夾片齒形和夾角不合理也可引起滑絲或斷絲。

②鋼絞線或鋼絲的質(zhì)量不穩(wěn)定，硬度指標(biāo)起伏較大，或外徑公差超限，與夾片規(guī)格不相匹配。

⑷張拉鋼絞線延伸率偏差過大

a現(xiàn)象

張拉力達(dá)到了設(shè)計要求，但鋼絞線延伸量與理論計算相差較大。

b原因分析

①鋼絞線的實際彈性模量與設(shè)計采用值相差較大。

②孔道實際線形與設(shè)計線形相差較大，以致實際的預(yù)應(yīng)力摩阻損失與設(shè)計計算值有較大差異;或?qū)嶋H孔道摩阻參數(shù)與設(shè)計取值有較大出入也會產(chǎn)生延伸率偏差過大。

③初應(yīng)力采用值不合適或超張拉過多。

④張拉過程中錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。

a現(xiàn)象

預(yù)應(yīng)力施加完畢后鋼絞線松馳，應(yīng)力值達(dá)不到設(shè)計值。

b原因分析

①錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。

②鋼絞線的松馳率超限。

3量測表具數(shù)值有誤，實際張拉值偏小。

2.錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測方法

由于預(yù)應(yīng)力施工屬于隱蔽工程，其內(nèi)在質(zhì)量很難通過竣工檢測時的臨時加載觀測分析得到準(zhǔn)確的識別。對此，國內(nèi)各科研結(jié)構(gòu)開展的結(jié)構(gòu)有效預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)，早期主要在施工期間安裝傳感器進(jìn)行過程監(jiān)測，目前，國內(nèi)對于梁板有效預(yù)應(yīng)力檢測的常用的方法有2種，等效質(zhì)量法和反拉法張拉力法。其中等效質(zhì)量法是利用激振錘（力錘）敲擊錨頭，并通過粘貼在錨頭上的傳感器拾取錨頭的振動響應(yīng)，從而能夠快速、簡單地測試錨索（桿）的現(xiàn)有張力。錨固力越大，參與自由振動的質(zhì)量也就越大，錨固力越小，參與自由振動的質(zhì)量也就越少;反拉法通俗講是用錨下預(yù)應(yīng)力檢測儀如圖2.1所示，通過千斤頂向錨下預(yù)應(yīng)力方向相反方向施加拉力。

3.評定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）的要求，橋梁預(yù)應(yīng)力筋張拉力評定標(biāo)準(zhǔn)見表3.1

注：Fs為錨下有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值。其中評定合格可以正常使用;不合格預(yù)應(yīng)力若是經(jīng)反張拉法檢測后，有效預(yù)應(yīng)力測試值超過±5% Fs，但在檢測過程中該預(yù)應(yīng)力筋損失的預(yù)應(yīng)力已得到補(bǔ)償。

張拉的錨下有效預(yù)應(yīng)力計算按以下方法

錨有效預(yù)應(yīng)力值≈設(shè)計張拉控制應(yīng)力值-錨具的錨口摩擦損失-預(yù)應(yīng)力筋回縮回縮損失。

⑴錨具的錨口摩擦損失取2.5%;國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心測試OVM.M15-12錨具錨阻損失為1.7%-2.5%。

⑵對于夾片式錨具，張拉時為便于預(yù)應(yīng)力筋隨張拉力增大而向外伸長，限位板預(yù)留自由空間尺寸一般為6mm，張拉預(yù)應(yīng)力筋理論上回縮值為6mm時鎖定。

⑶根據(jù)柳州歐維姆機(jī)械有限公司提供的錨具回縮量參數(shù)測試結(jié)果：國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心OVM.M15-12錨具回縮量為5.1～5.3mm，上限值為單端5.3mm。

理論伸長量計算方法公式：

通過計算公式，對于長度為30.499m鋼絞線，其預(yù)應(yīng)力筋回縮損失為5.21%，設(shè)計錨下有效預(yù)應(yīng)力推算值為：

4.檢測現(xiàn)場實例

本次對某高速公路某橋梁右幅5-2#T梁有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢測。

該梁為30m預(yù)制T梁，混凝土設(shè)計強(qiáng)度為，單片梁有預(yù)應(yīng)力孔道3束，自上而下為N1、N2、N3如圖2 ，該預(yù)制T梁鋼絞線公稱面積140mm，有效應(yīng)力控制為fPK=1860MPa，設(shè)計控制張拉應(yīng)力為0.70fPK。測試結(jié)果見表4.1，錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測結(jié)果見圖4.4。

5.結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中的使用是非常普遍的，預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量將會直接影響到橋梁的安全，也會影響橋梁工程的使用壽命，另外，預(yù)應(yīng)力的大小也必須要嚴(yán)格控制，過大過小都會對橋體造成損失，預(yù)應(yīng)力過大會導(dǎo)致鋼絞線的疲勞或斷裂，影響單根絞線的使用壽命;預(yù)應(yīng)力過小會導(dǎo)致梁體下?lián)稀㈤_裂。

參考文獻(xiàn)

[1] JTG/T F50-2011 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》[S].

[2]原浩琪，王劉樹鵬.關(guān)于錨下預(yù)應(yīng)力檢測工程實例簡介.黑龍江交通科技，2015，6

[3]廖海峰，黃德義.混凝土橋梁的檢測技術(shù)及其新發(fā)展論述[[J].武漢交通管理干部學(xué)院學(xué)報，2000，2

作者簡介：姓名：奚尊挺，（1987—），性別：男，籍貫：浙江三門，職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，從事方向：高速公路竣交工檢測。