橋梁工程T 梁的預應力損失智能反拉檢測探討

摘要 為全面了解預制T 梁結構預應力損失情況，提高預制T 梁施工質量，保證橋梁運營安全，文章依托某橋梁工程30 m 預制T 梁預應力損失檢測實踐，針對預應力損失智能反拉檢測技術展開綜合探究，介紹了智能反拉檢測技術及檢測原理，根據工程實際情況確定了智能反拉施工方案。試驗梁智能反拉檢測結果顯示：大多數預制T 梁有效預應力實際檢測值均小于理論計算值，且差值低于5%，表明T 梁預應力張拉完成后損失相對較小，質量滿足標準要求，但由于試驗梁有效預應力實際檢測值全部低于張拉力設計值，實際施工時，應合理增大超張拉系數，保證施工質量。

關鍵詞 公路橋梁項目；預制T 梁；預應力損失；智能反拉檢測

中圖分類號 U445.57 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0141-03

0 引言

近年來，隨著科技的飛速發展，橋梁工程建設取得較大進步，預應力T 梁結構憑借重量輕、跨度大、承載力強、施工方便等優點，在橋梁工程建設中得到了大規模應用[1]。但由于施工工藝、材料性能、外部環境等各方面因素影響，導致橋梁運營過程中T 梁結構預應力損失過大，嚴重影響結構承載性能，威脅交通運輸安全。因此，科學強化T 梁預應力損失檢測，及時掌握橋梁運營狀態，采取針對性處治措施，旨在提高預應力橋梁施工質量[2]。

基于上述考量，該文依托某橋梁工程實踐，采用智能反拉檢測技術對T 梁預應力實施檢測，對保證橋梁使用安全具有重要意義。

1 智能反拉檢測技術簡介及原理

智能反拉檢測技術最初起源于日本，主要是由Bruce等業界專業人士研發，在先張法與后張法預應力施工中得到了成功應用，當前我國針對該技術開展了相關研究工作，并取得了一定成效。智能反拉檢測技術具有準確性高、安全可靠、操作簡便等優點，在橋梁工程預應力檢測中應用較為普遍。為有效避免水泥漿液對預應力筋受力造成不良影響，對于采用后張法施工的預應力構件，應在孔道壓漿前完成預應力損失檢測[3]。

1.1 智能反拉檢測技術分類

智能反拉檢測技術包括整束張拉與單根張拉兩種類型。其中，整束張拉時千斤頂處于歸零狀態，當反向張拉力大于預應力束張力時，鋼束會出現縱向拉伸，隨著拉力不斷增大，鋼束縱向拉伸量越來越大，利用拉力－位移曲線上方轉折點對應的預應力值，判定鋼束初始預應力，并與設計值進行比較，從而得出預應力損失[4]。而單根張拉法主要是在單根外露預應力束上方設置錨具，在千斤頂張拉時利用位移、拉力傳感器對夾片位移、反應力實施檢測。當反向拉力作用低于鋼束預應力時，夾片位置保持不變，而當反向拉力大于鋼束預應力時，夾片會隨鋼束拉伸而發生移動，實際檢測中可根據夾片位移量分析鋼束預應力損失情況。

1.2 錨下預應力檢測基本流程

利用智能反拉技術實施錨下預應力檢測時，由于預應力束存在縱向伸縮作用，為確保檢測結果準確性，通常在孔道壓漿前對預應力束實施反拉檢測[5]。智能反拉過程中，通過千斤頂對張拉力進行把控，并實施分級張拉，利用安裝在端頭部位的測力計與終端網絡進行連接，得到應力— 位移之間的變化曲線，并測量出錨下應力?；玖鞒倘缦拢?/p>

（1）對張拉完成預應力構件實施全面清理，徹底清除表面鐵銹、油污，防止張拉過程中出現摩阻作用。

（2）嚴格按照順序將各構件穿入預應力束上，并將夾片嵌入錨具內安裝牢固，同時測量出反拉段預應力束長度。

（3）接通油泵與千斤頂，并將位移傳感器安裝在千斤頂上方，準備進行二次張拉。

（4）利用分級加載方式進行張拉作業，初始張拉采用0.1 倍設計拉力，并將千斤頂歸零，然后采用0.2 倍設計拉力進行逐級記載，直至達到設計應力值。在張拉過程中，檢測儀及工作人員應全面記錄各級荷載條件下位移計讀數及錨具端部位移[6]。

（5）張拉完成后，千斤頂油表歸零，然后按照順序拆除張拉設備。反拉檢測時應嚴格按照試驗操作規程開展張拉作業，并安排專業技術人員及安全人員全程監督指導，油泵及千斤頂作業時，工作人員應保持一定的安全距離；同時，張拉時應盡可能使千斤頂處于平行狀態，防止傾角過大對檢測結果造成影響。

2 預制T 梁預應力損失智能反拉檢測方案

2.1 工程概況

某橋梁工程項目，上部結構為15×30 m 預制混凝土T 梁，下部結構采用柱式橋墩，樁基形式為鉆孔灌注樁，全橋設計長度462 m。為全面了解30 m 預制T 梁預應力施工質量，確保符合規范及設計要求，現場隨機選擇3片T 梁進行反拉檢測試驗。該工程預制T 梁以預應力筋OVM 型錨固系統作為受力構件，待T 梁混凝土強度達到設計值時，方能實施反拉施工。選擇橋梁左幅2-2# 梁、右幅4-5# 梁、右幅7-2# 梁進行檢測，主要檢測項目為錨下預應力。預應力孔道編號依次為N1、N2、N3，詳細編號示意圖見圖1。

2.2 智能反拉施工方案

為有效避免預應力筋出現縱向伸縮現象，確保檢測結果準確性，智能反拉檢測應在孔道壓漿前進行。實際檢測前，應先在錨端設置應力傳感器，通過千斤頂分級加載，并詳細記錄應力及位移變化情況，繪出應力- 位移之間的變化曲線，通過計算得到錨下應力大小。智能反拉檢測技術方案如下：

（1）T 梁預應力張拉前，預先對錨下預應力構件實施全面清理，徹底清除表面鐵銹和油污，以有效防止預應力張拉時產生摩阻力，對檢測結果造成影響[7]。

（2）按照順序將各構件依次穿入預應力筋上，并將夾片嵌入錨具內固定牢固，測出張拉段預應力筋長度。

（3）將位移傳感器安裝在千斤頂上方，并接通油泵裝置。

（4）利用千斤頂實施逐級加載，先施加0.1 倍設計張拉應力，位移傳感器讀數置零后實施二次張拉，拉力增大至0.2 倍設計張拉應力，并持續加載，直至達到設計應力值。張拉時利用位移、拉力傳感器全面采集各級加載條件下的應力值及錨具端部位移量。

（5）張拉完畢，切斷電源，待千斤頂油表歸零后，拆除所有張拉裝置。

3 智能反拉檢測結果分析

通過對智能反拉檢測結果分析，得到影響T 梁預應力損失的具體因素包括鋼絞線與孔道之間的摩擦損失、錨具變形、預應力筋回縮、混凝土收縮變形等[8]。采用反拉法對構件實施預應力損失檢測得到的檢測結果為綜合檢測結果，難以實現對各種因素引起的預應力損失分類檢測，且現行規范規定，有效預應力估值系數應通過設計張拉控制應力確定，而對于T 梁跨度對估值系數的確定是否存在關聯，相關規范并未給出明確說明，需進行更加深入的探討。根據智能反拉法檢測得到的實際數據，通過計算值與實測值、理論值進行比較，得出相關結論，為類似預應力檢測提供理論依據。

3.1 有效預應力智能反拉檢測結果分析

按照《公路橋梁工程施工技術規程》（JTG/T 3650—2020）有關規定，預應力橋梁結構有效預應力估值系數應根據設計張拉力進行取值，從而得到有效預應力標準值與計算值。通過智能反拉法分別對3 個T 梁實施錨下有效預應力檢測，具體檢測數據如表1 所示。其中偏差值1、2 分別表示實測值與標準值、計算值之差的百分率。

通過表1 能夠看出，3 組試驗梁錨下有效預應力實測值與標準值、計算值的偏差全部低于5%，偏差最大值、最小值依次為?2.5% 和?0.9%，符合《公路橋梁工程施工技術規程》（JTG/T 3650—2020）相關標準要求，表明T 梁預應力張拉完成后損失相對較小，有效預應力符合標準要求，T 梁質量滿足設計要求。對有效預應力檢測數據實施綜合分析，所有孔道實際檢測結果均低于計算值。根據其他預制T 梁預應力損失檢測結果，得到大多數預應力孔道有效預應力均小于標準值，表明預應力筋錨固時出現了預應力損失，通過綜合分析，確定該條件下的預應力損失是因錨具變形及鋼筋收縮所致[9]。

3.2 規范值與計算值對比

按照表1 相關數據，得到各試驗T 梁有效預應力規范值與計算值變化示意圖，具體如圖2 所示。

通過圖2 能夠看出，預制T 梁有效預應力規范值與設計值相差較小，3 組T 梁偏差為?0.4%，遠遠低于1%，表明二者較為接近，可將其作為有效預應力參考值。

3.3 有效預應力偏差分析

按照表1 相關數據，分別得到各試驗T 梁有效預應力偏差值1、2 變化曲線圖，具體如圖3 所示。

通過圖3 能夠看出：①左幅2-2#T 梁、右幅4-5#T梁有效預應力檢測值全部小于計算值，偏差百分比依次為?1.62%、?0.62%。②右幅7-2#T 梁有效預應力檢測值大于計算值，偏差百分比依次為?1.53% 和?2.53%。按照后張法工藝流程，張拉應力應控制在1.03 倍σcon，滿足設計值后實施錨固[10]。檢測結果顯示，其中2 組試驗T梁有效預應力檢測值低于計算值，并且低于設計值，充分表明預應力筋錨固階段產生了預應力損失，施加103%張拉應力實施錨固達不到預期效果，應合理增大張拉系數，以有效彌補錨固階段產生的預應力損失。

4 結論

綜上所述，該文根據某橋梁工程30 m 預制T 梁預應力損失檢測實踐，選擇3 組預應力T梁進行智能反拉試驗，得出如下結論：

（1）根據智能反拉試驗檢測結果，3 組T 梁有效預應力實際檢測值均小于理論計算值，且差值低于5%，表明T 梁預應力張拉完成后損失相對較小，質量滿足設計要求。

（2）預制T 梁有效預應力規范值與計算值偏差為?0.4%，表明二者較為接近，可將其作為有效預應力參考值。

（3）因試驗梁有效預應力實際檢測值全部低于張拉力設計值，充分表明采用原始張拉方案規定的張拉應力實施錨固達不到預期效果，應合理增大張拉系數，以有效彌補錨固階段產生的預應力損失，保證預應力T 梁施工質量。

參考文獻

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