预应力检测技术在高速公路桥梁检测中的应用

苏伟

摘  要：对某高速公路桥梁的预应力检测技术进行了总结分析，指出了桥梁预应力检测与控制的相关技术，提出了检测过程中提高精准率的方法，如优化梳编穿束工艺、灵活应用张拉设备准确标定、保证油压表读数精确、优化现阶段的张拉施工工艺等，以期为同类型检测工程提供相应的技术参考。

关键词：预应力检测  桥梁  工程质量  高速公路  钢绞线

中图分类号：U445.4                           文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2021）02（b）-0014-04

Application of Prestress Detection Technology in Expressway Bridge Detection

SU Wei

（ Road Engineering Technology Institute， Gansu Provincial Transportation Research Institute Group Co.，Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730030 China）

Abstract： This paper summarizes and analyzes the prestress detection technology of a highway bridge， points out the related technology of bridge prestress detection and control， and puts forward the methods to improve the accuracy rate in the detection process， such as optimizing the combing and binding process， flexibly applying the tensioning equipment to accurately calibrate， ensuring the accurate reading of the oil pressure meter and optimizing the tensioning construction technology at the present stage， so as to provide the corresponding technical reference for the same type of inspection project.

Key Words： Prestress detection; Bridge; Engineering quality; Highway; Steel strand

在橋梁工程中，预应力技术得到了广泛的应用，桥梁的安全耐久性受到了预应力施工质量的较大影响。单束有效预应力过大的情况下，钢绞线会出现断裂的现象，使得单根绞线的使用年限受到影响;单束有效预应力不足会导致梁体下挠，导致顶板开裂等问题。梁板受力等会在一定程度上受到整束有效预应力不均匀度的影响，使得梁板的使用年限受到影响。

当下工程研究的主流话题就是桥梁预应力监测及控制技术，我国较多的学者根据现代控制技术，着手研究预应力工程质量。全球使用较多的索力测试方法包含：（1）油压表法：通过张拉系统已经标定的油压表，对张力进行读取;（2）传感器法：将压力传感器安装在吊杆锚头和垫板之间，对张力进行测量;（3）频率法：对吊杆的自振频率进行测量后，按照相应的关系，对张力进行计算;（4）磁通量法：将电磁传感器安装在吊杆中，根据磁通量的实时数据，对张力进行测量[1-9]。

1  工程概况

以甘肃省内的某高速公路项目为例进行研究，需要进行测量的标段，包含预制T梁16000片左右，按照抽检频率的规定，需要对一共160余片梁板的有效预应力进行检测。根据具体施工，从施工质量的角度进行考虑，应当对预应力检测和控制技术进行合理的应用，严格检测高速公路桥梁的预应力，同时采取有效的控制。

2  梁预应力检测与控制技术

2.1 检测原理与设备

2.1.1 原理

根据最小应力追踪原理，再结合锚固体系弹模效应，利用位移传感器的作用，实现对有效预应力的合理检测。在检测的过程中，对施力从一侧传到另一侧的机理进行应用，对摩擦阻力进行测量，利用此种方式，对预应力检测数据的精度进行维持。

2.1.2 设备

采取数显式张拉仪，主要是对张拉力的范围进行显示，以及对伸长量进行显示，通过无线传输技术进行传导，然后动态化显示该级别合格的张拉位点信息。

2.1.3 检测内容

主要是对两个方面进行检测：检测单根钢绞线的预应力以及全束的预应力，前者和束的均匀度存在关联，后者的端面的均匀情况，和全束预应力的指标高低存在一定关系。

2.2 检测数据

一共对现场55片梁，实施有效预应力检测，主要是对锚下有效预应力进行控制：不但整束有效预应力应当符合标准，同时应当整体控制同束的不同钢绞线的受力均匀度。利用科学依据，再结合相关的测试方法，对施工技术问题进行处理。

对检测数据类别的说明如下。

（1）整束索力：包含的所有单束索力的和，单位kN;

（2）同束不均匀度：绝对值最大值/平均值;

（3）同断面不均匀度：绝对值最大值/平均值。

篇幅有限，表1仅仅展示5片梁部分预应力的检测结果。

2.3 检测数据分析

（1）A1梁、A2梁中，同束不均匀度，以及同束索力平均值，存在较大的差距，通过全面调查了解，A1、A2施工较早，张拉千斤顶标定时间已经超时，并且没有采取疏编穿束，预应力筋互相纠缠，造成单束预应力值存在较大差距。在之后的施工中，同束不均匀度，以及同束所里平均值，处于稳定的状态。

（2）根据表1中有效同束不均匀度走势关系，可以看出起初疏编穿束具有较低的质量，但是张拉工艺的规范化之后，不均匀度降低，离散性随之缩小。

（3）按照表1中同断面不均匀度走势关系，重复张拉存在较低的精度，在张拉工艺不断提升的情况下，不均匀度慢慢变小，离散性慢慢缩小。

3  张拉工艺检查与控制

此次研究得到的数据，显示出局部质量存在较差的质量，分析其原因主要是：（1）张拉设施的稳定性不是很高;（2）有待进一步规范张拉工艺的流程。

（1）在检测中，开始时施工人员没有采取编束、整束穿束工艺。利用相关的引导培训，工人逐渐熟悉编束等工艺。

（2）检测过程中，施工企业静态标定配备的张拉设备，存在局部力值过大的情况，分析其存在原因，是由于部分千斤顶标定间隔时间超过了限定的规范，频次超过200，或者连续间隔时间超过6个月。综合分析，在限定的时间，施工企业可以合理标定千斤顶。

（3）在实际检测中，局部预应力张拉持荷小于5min，也是造成局部预应力偏低的一个核心原因。解决措施是，對相关规程的重要性进行宣传，同时对奖罚机制进行大力推行，对工人的质量责任意识进行全面提升。

4  公路桥梁预应力可靠性检测与完善

4.1 预应力混凝土

利用对相关资料进行查阅，再结合理论知识的学习，发现有两种方法可以对预应力混凝土进行检测，也就是局部破损检测，以及无损检测。前者就是这对局部实施有损伤性的检测，对得到的数据进行分析，基于此对结构内的损伤情况进行预测，该方法又分为以下两种。

（1）预应力筋直接检测：效果等于在预应力筋上配放传感器，然后对预应力混凝土的结构应力状态进行直接检测。

（2）应力释放检测：通过机械设备实施切割操作，对释放出的约束应力进行检测，在对结构残余应力检测方向，该方法效果良好。

无损检测普遍使用的方法包含超声波、声发射等等类型。并且，根据相关的实际工程，声发射检测法在应用的过程中，可以对裂缝的规格、方位等相关的信息进行检测，可以为工作人员对混凝土的稳固性进行探查的阶段，提供相关的依据。

4.2 路桥施工阶段预应力混凝土可靠性检测优化

以便对路桥建设质量进行全面提升，对施工现场的准备就是最基本的，包含了对设备性能的稳定性进行维持等。然后，对各个检测目标的相关性进行仔细的分析。最后，选取性能更加稳定的国标仪器，使得其对应的精度满足相关的标准得到保证。当下，检测预应力混凝土的仪器一般比较重比较大，仪器的制作还有很多有待进一步完善的地方，使得稳定性等各项优势得到保证，以便在施工过程中预应力检测工作当中，发挥更加优质的作用。

5  高速公路桥梁预应力检测及控制策略

5.1 优化梳编穿束工艺

按照工程案例的具体情况，对预制构件中短束造成的影响进行分析，在梳编穿束质量不满足要求的情况下，导致更进一步的索力不均匀度，最终酿成更多的问题，还有可能出现钢绞线打绞的问题，使得施工质量受到影响。所以在实施梳编穿束的阶段，施工人员应当根据当前阶段的标准完成施工流程，并且做好相应的准备工作，根据每一个工作流程，完成整体施工。针对束绞线下料的过程，绞线的长度应当满足要求，中间绞线在10～20cm之间，另外的绞线应当符合同样的长度，使得施工质量得到保证。根据标准进行编号，对钢绞线两端进行合理的编号，固定完成后再编号锚具，锚具两端应当对应瞬时编号，以及对应逆时编号。在绑端头的阶段，分层应当合理，按照每层来捆扎，再整体捆扎，使得捆扎完绞线后，展示出的形态比较规律，一般是正方形或者矩形。在梳束阶段，应当对锚具进行合理的应用，来梳理钢绞线，选取适合的扎丝，来扎紧钢绞。在穿束时，通过卷扬机连接钢丝绳的一端，同时将另一端通过绳套的方式来连接绞线，选取胶带固定穿入端，利用卷扬机完成相关操作。对传入端的塑料瓶等物品进行清除，绞线的编号应当清楚可见，中间锚具套上绞线，通过相应的调整，使得两侧的锚具和每一个孔的位置都是相互对应的。

5.2 灵活应用张拉设备准确标定

在此阶段，应当整体标定张拉设备，利用千斤顶对张拉力值进行测量，同时通过压力表显示，将测量流程完成。其实，测量流程的转换和张拉油缸面积等具有一定的关联性，所以在实际工作中，施工人员应当根据具体情况完成全面的静态标定，使得施工质量得到保证。当前我国的高速公路桥梁施工，一般采取分割标定，主要是对千斤顶和压力表进行标定，不过一些单位依旧采取动态标定法，存在较高误差，导致施工当中存在张拉停顿持荷张拉力偏大而出现不好的结果。在标定阶段，应当采取满量程标定，针对摩阻值进行有效控制，符合当前的要求。在此阶段，应当合理控制千斤顶的内泄漏，防止因为内泄漏影响静态标定的准确度，使得张拉的持荷保压得到保证。并且，标定当前阶段的油压表等测量仪器，使得满足相关标准。

针对静态标定张拉设备，其实就是使得张拉系统的静态得到保证，基于此实施标定，利用此种方式对内泄漏导致的增大标定油压表读数的情况进行消除，外界因素的干扰性得以缩减。在张拉持荷阶段，或许导致张拉力的突增，导致钢绞线的受力不均匀，或许造成受力高的绞线显示出一段屈服区，难以施加预应力，出现该情况时应当再次实施梳编穿束，通过千斤顶泵站系统，来静态标定张拉设备。

5.3 保证油压表读数精确

在当前监测高速公路桥梁预应力检测阶段，施工人员应当根据不均匀的梁束力情况，实施对应的处理，在整体标定张拉设备时，或者静态标定当中，应当结合具体情况，采取相应的处理，精度油压表得到相应数据。在读数时，应当留意位置因素的影响，位置不一样会对视线造成不同的影响，导致读数结果出现偏差，所以工人应当按照具体要求精确读取，使得读数的精确度满足要求。

5.4 优化现阶段的张拉施工工艺

当前，在检测高速公路桥梁预应力当中，工作人员控制预应力张拉，一般采取伸长值和张拉力双重控制法，其中张拉力为核心，通过对伸长值进行合理利用来实现校核，在施工当中单个构件以及结构整体都应当基于当下的同步原则，同时满足分级张拉与对称张拉原则，对张拉顺序进行合理控制，使得张拉设备的移动频率满足施工规范。首先，在施工阶段应当对千斤顶进行有效控制，防止出现预应力筋等因素影响的有效预应力对应的整束有效预应力不均匀。在张拉设计以及控制流程中，应当能够实现该过程中可以利用不同的方式来控制每一束损失不均匀造成的影响，防止存在预应力偏差过大的情况，使得张拉机具的稳定性得到提升。在张拉施工当中，施工人员应当结合具体情况来控制当前的构建截面的偏心受力，防止偏大，使得梁腹出现裂缝的概率得到缩减，施工质量得到全面提升。假如施工属于多排钢束，应当满足整体对称，遵循当前的张拉原则完成张拉，使得施工时的预应力符合要求，梁的受力均匀，避免出现梁体弯曲的情况。在之后的张拉施工阶段，应当严格校核伸长值，完成确认后采取张拉操作。

6  结语

以便使得建成的高速公路项目达到精品，应当加强调控桥梁锚下有效预应力指标，努力进行研究预应力检测控制相关的技术。在实际施工中，工作人员应当形成以质量为重的意识，通过实践对工艺流程进行不断的完善，使得施工的质量管理得到提升，如此方可对有效预应力检测结果的精确度进行真正的提升，全面提升公路桥梁项目的施工质量。

参考文献

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