混凝土梁桥有效预应力检测方法及应用

姚钦

摘 要：此次研究主要是围绕混凝土梁桥有效预应力检测方法及应用展开讨论，首先分析了有效预应力的检测原理，分析常用检测方法和应用范围，联合实际工程案例，对不同检测方法的应用效果进行分析，建立评价标准对检测方法的有效性进行分析，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：混凝土梁桥;有效预应力;检测方法;应用

通过调查和分析现有预应力混凝土梁桥发现，混凝土梁桥所存在的质量安全隐患多来源于质量控制不到位、张拉不规范等方面。所以必须对预应力施工工艺进行优化改进，全面加强预应力施工质量，注重施工过程的控制与检测。通过检测预应力混凝土梁锚下预应力能够看出，此种方法为常用施工控制方法。采用检测方式能够及时发现预应力张拉施工存在的各项问题，并且深入分析各项问题产生的原因，采用有效的解决措施予以处理。

1、有效预应力检测原理与方法

1.1检测原理分析

通常来说，预应力钢筋张拉预应力必须控制在标准强度的0.7倍之间，在此种应力条件下，可以将预应力钢筋认定为弹性工作状态，应力变化满足胡克定律：

σ=Eεχ

在上式中，σχ 表示钢绞线应力;E表示弹性模量;εχ 表示应变力。

1.2检测方法分析

第一，传统混凝土检测方法主要为传感器检测法，将应变片粘贴到预应力钢筋上，在张拉过程中对应变片的变形情况进行检测，按照胡克定律能够计算出预应力钢筋应力。此种检测方法的优势在于，可以对受力区间内断面实际应变力进行测试，在孔道压浆处理之后，可以对预应力钢筋的应力变化情况进行连续观测，后期作为桥梁监测的观测依据。此种方法也存在不足问题，会提升检测成本，并且测试结果的精度不足，无法大规模使用，因此不能作为预应力控制的有效方法。

第二，按照最小应力跟踪原理和弹模效应，在张拉完预应力钢筋之后，灌浆施工之前，需要使用千斤顶带动夹片和钢绞线沿着轴线移动，夹片在脱离锚具时，可以检测出锚下预应力有效数值。夹片位于限位板的限位面之内，夹片咬住钢绞线，放开预应力之后，不会改变夹片与钢绞线的相对位置。钢绞线具备一定的弹性，在比例极限范围内，放松预应力之后，可以促使钢绞线恢复原状，此时不会改变锚下有效预应力。依照此原理可以开发出多款预应力检测仪。

其中检测方法的优势在于成本费用低下，便于检测操作。然而此种检测方法的不足在于不能对压浆后、运营期桥梁的预应力进行检测。在实际检测当中，可以按照一定比例随机抽检预应力钢筋，对预应力施工期间所存在的问题进行分析，以此提出预应力施工水平。该种检测方法可以应用到未粘结的钢筋预应力检测当中，还可以测量张拉施工后且压浆施工前的预应力，检测锚下预应力是否满足施工标准要求。

2、工程案例分析

此次所研究的工程为某段高速公路工程，公路全长36.585千米，共有30座桥梁，桥梁结构形式包括简支梁和连续箱梁。立足于工程的实际情况，在选取预应力检测部位时，应当确保其代表所有结构形式。施工人员按照相关要求，选取T梁27片，后张法预应力26小箱梁片、悬臂浇筑连续箱梁两节段进行检测。检测过程共划分为三期，检测内容如下：检测整束钢绞线预应力，检测单根钢绞线预应力。本次检测采用第2种检测方法，使用预应力检测仪作为检测设备，检测指标包括同断面不均匀度、平均张拉偏移以及同束不均匀度。

第一，同束不均匀度计算方法和判定标准：在计算同束不均匀度时，应当先使用同束中最大实测值减去最小实测值，通过二者差值除以同束最大实测值。在判定期间，通过同束不均匀度能够全面反映出不同孔的疏编穿束质量，当不均匀度越大时，疏编穿束质量越差。优秀判定标准为不均匀度小于或等于5%;良好判定标准为不均匀度在5%～8%之间;合格判定标准为不均匀度在8%～10%之间;较差判定标准为不均匀度在10%～20%之间。

第二，同断面不均匀度计算方法与判定标准：在计算同断面不均匀度时，首先计算同束索力最大平均值减去最小平均值，之后利用二者之间的差值除以最大平均值。判定标准如下：通过同断面部均匀度能够全面反映出张拉重复精度，当不均匀度越大时，表明重复精度越差。优秀判定标准为不均匀度小于或等于1%;良好判定标准为不均匀度在1%～2%之间;合格判定标准为不均匀度在3%～4%之间;较差判定标准为不均匀度在4%～10%之间。第三，平均张拉偏移计算方法：张拉偏移能够全面反映出各孔的张拉质量，当张拉偏移越大时，表明张拉质量越差。优秀判定标准为张拉偏移小于或等于20%;良好标准为张拉偏移在20%～40%之间;合格标准为40%～100%。

3、应用效果分析

检测过程共包括三期：一期检测完之后，需要分析检测结果，所采用的方法如下：采用疏编穿束方法，对传输期间钢绞线扭转和缠绕问题进行纠正;准确标定牵拉设备，改变张拉力不准确问题;应用智能终端设备，以此消除张拉操作中的人为误操作行为。整个检测结果如下图所示。

从检测结果能够看出，在检测之前，预应力施工质量比较低，数据之间的离散程度大，预应力施工质量施工设计标准不相符，通过第1期实施结果能够看出，梁体质量评分小于60分。预应力张拉期间，有效改善了同束不均匀度、同段面部均匀度以及张拉偏移量。通过分析检测结果可知，张拉期间采用编束穿束施工工艺，可以采用智能张拉控制设备，重新标定设备仪器，还能够优化改进各项施工工艺，改善不同的控制指标。到达检测后才能够看出，同束不均匀度可以控制在5%以内，同断面不均匀度可以控制在3%以内，張拉偏移量可以控制在1以内，明显减小了检测结果的离散性，基本可以控制在平均值，明显提升了质量稳定性能，还可以对预应力张拉施工质量进行优化改进。

4、结束语

综上所述，通过有效预应力检测，能够全面反映出梁体预应力的实际状态，通过对检测结果进行分析，可以应用编束穿束施工方法、对张拉设备进行重新标定，采用智能化张拉设备，这样可以明显提升张拉预应力施工质量。通过此次研究所提出的第二种检测方法，工程实践具备简便性，可以快速检测任务，检测结果具备可靠性和真实性。在整个检测过程中，不会对施工进度造成影响，在预应力混凝土桥梁施工期间，可以推广应用后张力预应力法。施工建设单位，设计单位，监理单位以及施工企业，可以按照相应频率采用第二种检测方法，实施检测预应力张拉施工，建立相应的评价标准，对整个工程建设采用动态化管理，以此维护工程建设质量。

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