浅谈梁板有效预应力检测技术研究

摘要：有效预应力直接关系到预应力锚索结构的承载能力和耐久性能，是其质量控制核心，本文首先分析了有效预应力检测的必要性，本文结合对某高速公路预制T梁有效预应力检测实列，重点介绍对锚下有效预应力检测技术、锚下有效预应力损失的介绍工作原理以及检测过程中的注意事项，可应用于预应力精细化施工专项验收检测中，能够有效促进提高预应力张拉施工质量，降低后期使用维护成本，提高运营效益

关键词：预应力张拉;检测技术;预应力损失

0.前言

锚下预应力张拉在桥梁工程中是一道重要的工序。其张拉的好坏，预应力值是否满足设计要求，也直接决定梁板在通车后营运过程中的使用寿命，有效预应力直接关系结构的变形和开裂，影响其使用性能和安全性能，是其质量控制核心和工程的长久生命线，而有效预应力的准确建立和持久生效，既取决于设计的合理性，又取决于施工过程材料、器具、设备、人员、工艺以及质量检验控制等多个因素。

1.预应力施工常见问题及原因

⑴锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线

a现象

张拉过程中锚具突然抖动或移动，张拉力下降。有时会发生锚具与锚垫板不紧贴的现象。

b原因分析

锚垫板安装时没有仔细对中，垫板面与预应力束轴线不垂直。造成钢绞线或钢丝束内力不一，当张拉力增加到一定程度时，力线调整，会使锚具突然发生滑移或抖动，拉力下降。

⑵锚头下锚垫板处混凝土变形开裂

a现象

预应力张拉后，锚垫板下混凝土变形开裂。

b原因分析

1通常锚垫板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。

2锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。

⑶滑丝与断丝

a现象

锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线，钢绞线滑动，达不到设计张拉值。

张拉钢绞线时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。

b原因分析

①錨夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线;硬度过高则夹伤钢绞线，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可引起滑丝或断丝。

②钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。

⑷张拉钢绞线延伸率偏差过大

a现象

张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。

b原因分析

①钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大。

②孔道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大差异;或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大出入也会产生延伸率偏差过大。

③初应力采用值不合适或超张拉过多。

④张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝。

a现象

预应力施加完毕后钢绞线松驰，应力值达不到设计值。

b原因分析

①锚具滑丝或钢绞线内有断丝。

②钢绞线的松驰率超限。

3量测表具数值有误，实际张拉值偏小。

2.锚下有效预应力检测方法

由于预应力施工属于隐蔽工程，其内在质量很难通过竣工检测时的临时加载观测分析得到准确的识别。对此，国内各科研结构开展的结构有效预应力检测技术，早期主要在施工期间安装传感器进行过程监测，目前，国内对于梁板有效预应力检测的常用的方法有2种，等效质量法和反拉法张拉力法。其中等效质量法是利用激振锤（力锤）敲击锚头，并通过粘贴在锚头上的传感器拾取锚头的振动响应，从而能够快速、简单地测试锚索（杆）的现有张力。锚固力越大，参与自由振动的质量也就越大，锚固力越小，参与自由振动的质量也就越少;反拉法通俗讲是用锚下预应力检测仪如图2.1所示，通过千斤顶向锚下预应力方向相反方向施加拉力。

3.评定标准

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）的要求，桥梁预应力筋张拉力评定标准见表3.1

注：Fs为锚下有效预应力标准值。其中评定合格可以正常使用;不合格预应力若是经反张拉法检测后，有效预应力测试值超过±5% Fs，但在检测过程中该预应力筋损失的预应力已得到补偿。

张拉的锚下有效预应力计算按以下方法

锚有效预应力值≈设计张拉控制应力值-锚具的锚口摩擦损失-预应力筋回缩回缩损失。

⑴锚具的锚口摩擦损失取2.5%;国家建筑工程质量监督检测中心测试OVM.M15-12锚具锚阻损失为1.7%-2.5%。

⑵对于夹片式锚具，张拉时为便于预应力筋随张拉力增大而向外伸长，限位板预留自由空间尺寸一般为6mm，张拉预应力筋理论上回缩值为6mm时锁定。

⑶根据柳州欧维姆机械有限公司提供的锚具回缩量参数测试结果：国家建筑工程质量监督检测中心OVM.M15-12锚具回缩量为5.1～5.3mm，上限值为单端5.3mm。

理论伸长量计算方法公式：

通过计算公式，对于长度为30.499m钢绞线，其预应力筋回缩损失为5.21%，设计锚下有效预应力推算值为：

4.检测现场实例

本次对某高速公路某桥梁右幅5-2#T梁有效预应力进行检测。

该梁为30m预制T梁，混凝土设计强度为，单片梁有预应力孔道3束，自上而下为N1、N2、N3如图2 ，该预制T梁钢绞线公称面积140mm，有效应力控制为fPK=1860MPa，设计控制张拉应力为0.70fPK。测试结果见表4.1，锚下有效预应力检测结果见图4.4。

5.结语

预应力技术在桥梁工程中的使用是非常普遍的，预应力的施工质量将会直接影响到桥梁的安全，也会影响桥梁工程的使用寿命，另外，预应力的大小也必须要严格控制，过大过小都会对桥体造成损失，预应力过大会导致钢绞线的疲劳或断裂，影响单根绞线的使用寿命;预应力过小会导致梁体下挠、开裂。

参考文献

[1] JTG/T F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》[S].

[2]原浩琪，王刘树鹏.关于锚下预应力检测工程实例简介.黑龙江交通科技，2015，6

[3]廖海峰，黄德义.混凝土桥梁的检测技术及其新发展论述[[J].武汉交通管理干部学院学报，2000，2

作者简介：姓名：奚尊挺，（1987—），性别：男，籍贯：浙江三门，职称：工程师，学历：大学本科，从事方向：高速公路竣交工检测。