淺談梁板有效預應力檢測技術研究

摘要：有效預應力直接關系到預應力錨索結構的承載能力和耐久性能，是其質量控制核心，本文首先分析了有效預應力檢測的必要性，本文結合對某高速公路預制T梁有效預應力檢測實列，重點介紹對錨下有效預應力檢測技術、錨下有效預應力損失的介紹工作原理以及檢測過程中的注意事項，可應用于預應力精細化施工專項驗收檢測中，能夠有效促進提高預應力張拉施工質量，降低后期使用維護成本，提高運營效益

關鍵詞：預應力張拉;檢測技術;預應力損失

0.前言

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

1.預應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現象

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

b原因分析

錨墊板安裝時沒有仔細對中，墊板面與預應力束軸線不垂直。造成鋼絞線或鋼絲束內力不一，當張拉力增加到一定程度時，力線調整，會使錨具突然發生滑移或抖動，拉力下降。

⑵錨頭下錨墊板處混凝土變形開裂

a現象

預應力張拉后，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，澆筑混凝土時，振搗不密實，混凝土疏松或僅有砂漿，以致該處混凝土強度低。

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

⑶滑絲與斷絲

a現象

錨夾具在預應力張拉后，夾片“咬不住”鋼絞線，鋼絞線滑動，達不到設計張拉值。

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鋼絞線或鋼絲的質量不穩定，硬度指標起伏較大，或外徑公差超限，與夾片規格不相匹配。

⑷張拉鋼絞線延伸率偏差過大

a現象

張拉力達到了設計要求，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計采用值相差較大。

②孔道實際線形與設計線形相差較大，以致實際的預應力摩阻損失與設計計算值有較大差異;或實際孔道摩阻參數與設計取值有較大出入也會產生延伸率偏差過大。

③初應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有斷絲。

a現象

預應力施加完畢后鋼絞線松馳，應力值達不到設計值。

b原因分析

①錨具滑絲或鋼絞線內有斷絲。

②鋼絞線的松馳率超限。

3量測表具數值有誤，實際張拉值偏小。

2.錨下有效預應力檢測方法

由于預應力施工屬于隱蔽工程，其內在質量很難通過竣工檢測時的臨時加載觀測分析得到準確的識別。對此，國內各科研結構開展的結構有效預應力檢測技術，早期主要在施工期間安裝傳感器進行過程監測，目前，國內對于梁板有效預應力檢測的常用的方法有2種，等效質量法和反拉法張拉力法。其中等效質量法是利用激振錘（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，從而能夠快速、簡單地測試錨索（桿）的現有張力。錨固力越大，參與自由振動的質量也就越大，錨固力越小，參與自由振動的質量也就越少;反拉法通俗講是用錨下預應力檢測儀如圖2.1所示，通過千斤頂向錨下預應力方向相反方向施加拉力。

3.評定標準

根據《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）的要求，橋梁預應力筋張拉力評定標準見表3.1

注：Fs為錨下有效預應力標準值。其中評定合格可以正常使用;不合格預應力若是經反張拉法檢測后，有效預應力測試值超過±5% Fs，但在檢測過程中該預應力筋損失的預應力已得到補償。

張拉的錨下有效預應力計算按以下方法

錨有效預應力值≈設計張拉控制應力值-錨具的錨口摩擦損失-預應力筋回縮回縮損失。

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

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

⑶根據柳州歐維姆機械有限公司提供的錨具回縮量參數測試結果：國家建筑工程質量監督檢測中心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，其預應力筋回縮損失為5.21%，設計錨下有效預應力推算值為：

4.檢測現場實例

本次對某高速公路某橋梁右幅5-2#T梁有效預應力進行檢測。

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

5.結語

預應力技術在橋梁工程中的使用是非常普遍的，預應力的施工質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，預應力的大小也必須要嚴格控制，過大過小都會對橋體造成損失，預應力過大會導致鋼絞線的疲勞或斷裂，影響單根絞線的使用壽命;預應力過小會導致梁體下撓、開裂。

參考文獻

[1] JTG/T F50-2011 《公路橋涵施工技術規范》[S].

[2]原浩琪，王劉樹鵬.關于錨下預應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及其新發展論述[[J].武漢交通管理干部學院學報，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，學歷：大學本科，從事方向：高速公路竣交工檢測。