浅谈预应力混凝土T梁预应力检测

吕 风，韩林忠

(贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

1 锚下有效预应力检测

对预应力钢绞线的锚下有效预应力采用张拉应力检测仪按照反张拉法对预应力孔道的钢绞线逐根进行反张拉检测。张拉应力检测仪的检测原理是根据弹模效应，采用千斤顶对钢绞线进行复张，使张拉后的钢绞线与夹具沿轴线产生0.5 mm的相对位移，此时仪器显示的力值便是锚下有效预应力值。测出力值之后便缓慢松开钢绞线，不用担心使用该仪器检测预应力是否会对已经形成的锚下有效预应力产生影响，因为检测过程中，夹具与钢绞线沿轴线的相对位移只有0.5 mm，远远低于限位板的限位距离，夹具依然是将钢绞线牢固的锚固住得，卸力之后，夹具与钢绞线的相对位置并无改变，由于钢绞线是弹性材料，在屈服强度内，其张拉力与伸长量存在线性关系，所以其锚下有效预应力依旧保持检测前的状态。

2 检测数据分析

本次采用贵州省某在建高速公路第2标段X河大桥右幅3～5#T梁负弯矩锚下有效预应力检测数据进行分析，该T梁为30 mT梁，混凝土强度等级为C50，单根钢绞线的fpk=1 860 MPa、公称直径为15.2 mm，设计张拉控制应力σcom=0.75fpk=195.3 KN。根据《桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程》CQJTG/T F81-2009，其锚下有效预应力标准值为178 KN，允许偏差±5%

由检测数据可知，X河大桥右幅3～5#T梁T1Y束预应力超张8.0%，T2Y束预应力欠张-6.8%。

3 预应力超、欠张及其成因

结合现场检测经验，总结出以下几点导致预应力超、欠张的原因：

(1)工人操作不当：由于施工工人素质参差不齐，施工方未进行技术交底等原因，导致工人不按操作规程进行张拉施工，实际表现为不进行预应力的分级张拉、保压持荷、限位板装反、张拉数据与设计数据不符等问题，均会导致预应力的超、欠张，需要施工方加强施工管理及技术交底，监理落实旁站监督职责方可避免此情况。

(2)仪器设备问题：规范要求施工用器具和设备进入现场使用前应按有关规定进行检测、校正或标定。标定应在经主管部门授权的法定计量技术机构进行，合格后出具书面检定证明。未经标定或标定不合格的张拉设备不得使用。由于现场技术人员的疏忽大意，检测过程中常常发现施工队伍的张拉仪器出现以下问题：

①标定证书过期：设备使用时间超过6个月或张拉次数超过300次，则需要重新进行一次标定，不然会因为设备误差过大导致计算数值不准确，进而导致预应力的超、欠张。

②张拉设备油表与千斤顶不配套使用：设备的标定是成套标定，在施工现场有多套设备的情况下，工人有可能将油表与千斤顶交替使用，而不同设备的标定系数不同，造成实际张拉数据与计算值不符，预应力则会相应的超、欠张。

③仪器配件损坏或故障：油泵上的耐震压力表在非工作状态下不归零，会导致张拉数据的失真；千斤顶的工具夹片和限位子弹头属于耗材，超出使用寿命会致使其工作能力减弱或失效。配件的损坏或故障常常导致预应力的欠张。

建议施工管理人员严格按照张拉操作规程，每次作业前检查设备的配套情况、健康状况，这样才能安全放心的施工。

(3)施工工序问题：预应力锚具及夹具应在张拉作业前安装，安装完毕后应及时进行张拉施工，张拉完毕后24 h内进行封锚压浆。实际施工中工人为了工作的便利，过早安装锚具和夹具，等到进行张拉施工时，锚具和夹具早已在自然条件的影响下锈蚀，工作性能降低，锚固质量下降，严重时甚至造成张拉时飞顶的张拉事故，危及施工人员生命安全，预应力更是会损失过大。

(4)梳编穿束不当：梳编穿束工艺粗糙将会导致每束预应力孔道的钢绞线根数与设计不符，由于孔道位置狭窄，钢绞线互相缠绕、位置混乱，再加上管道可能存在漏浆的情况，穿束时孔道内钢绞线前进阻力变大，最后的几根钢绞线根本无法穿齐，令孔道内的预应力筋实际有效截面积减少，如果依然采用设计张拉力来张拉，钢绞线在预应力孔道内扭曲交错，会使同一束孔道中钢绞线长短不一致，张拉时同束预应力筋内各单筋受力不均匀，造成该孔道同束有效预应力不均匀度过大。施工阶段中还容易出现滑丝或者断丝的现象，并且张拉完成后应力相对较高的钢绞线可能已经进入屈服阶段；即便低于屈服强度，该钢绞线的锚下有效预应力经过施工期的衰减后，在通车运营时期可能依然大于其疲劳极限，在车辆荷载的长期作用下会导致钢绞线的早期疲劳断裂，严重影响预应力筋的寿命以及桥梁行车的安全性。

(5)T梁质量：T梁是施加预应力的结构主体，是承载预应力这个骨架的肉体，T梁生产过程中若不符合施工标准，也会在施加预应力时产生种种病害：

①孔道位置偏差：若T梁钢筋绑扎过程中未将预应力孔道定位准确，或是预应力孔道固定不稳，造成T梁成型之后预应力孔道水平向摆动或竖向波动，张拉时管道摩阻系数将会加大，甚至造成构件在施加预应力时发生侧弯和开裂。

②波纹管烧伤：电焊钢筋的时候，未做遮挡保护，烧伤波纹管，打混凝土时产生漏浆。严重时堵塞预应力管道，进而使钢绞线穿索困难，甚至需要开窗清理，对混凝土T梁结构产生不利的影响。

③锚杯、锚垫板、锚具安装不正确：张拉端的两侧混凝土设计布筋繁琐且复杂，施工时经常由于各种原因出现梁体钢筋、锚槽(锚块)钢筋、锚后钢筋及螺旋筋不能按照设计图纸绑扎，甚至需要通过割断部分钢筋才能让预应力波纹管正常安装。张拉端梁体钢筋绑扎时，螺旋筋要防止下吊，必须保证紧紧顶住锚垫板并且和锚垫板呈现同心同轴的位置，再绑扎锚后钢筋(井字形结构)将其固定，构成受力整体。锚垫板、螺旋筋、锚后钢筋三个部件禁止焊接连接，因为原材料的物理性能会受焊接时的高温而减弱。有的工程安装锚杯的时候未使用4颗安装螺栓，而是用铁钉或铁丝固定，导致锚杯垫板不能紧贴端头模板，破坏了与预应力筋的垂直。锚垫板位置不准，影响锚具安装位置的准确，定性地讲，容易产生张拉分力。

④锚下混凝土质量：张拉端混凝土漏埋、错埋构造钢筋，会导致锚具附近承锚结构混凝土在张拉时崩裂损坏，进而令张拉锚固端松动，产生侧向分力，造成预应力损失变大；封锚区的混凝土漏浆、不密实，受力时不能有效保护锚杯锚具，让预应力无法均匀的传递到梁体，还有发生崩锚事故的危险。

4 结 语

预应力为桥梁百年大计提供基础，桥梁预应力检测为预应力施工提供数据支持，为建设方提供了监管督促，为了保证了工程实体的物理受力性能，预应力检测必然性十足。