錨下有效預應力檢測技術在某橋梁工程預制箱梁中的應用
2015-07-13
1、概述
預應力施工是橋梁施工生命線的重要組成部分，而錨下有效預應力的檢測能直接反映出橋梁預應力張拉的實際效果，錨下有效預應力檢測技術能準確測出單根和整束預應力筋的錨下有效預應力，對同束有效預應力、同斷面有效預應力大小和不均勻度進行檢測，直接反映出預應力張拉施工中梳編穿束質(zhì)量和重復張拉的精度。
2、檢測技術原理
2.1傳統(tǒng)的有效預應力測試方法主要為應變片法（測試單根鋼絞線）和傳感器法（測試整束鋼絞線），但其精度、可靠性、安全性以及經(jīng)濟性較低。為能準確測出預應力筋錨下有效預應力，可利用新型的有效預應力測試技術，該檢測設備包含一體化系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)和千斤頂系統(tǒng)。
2.2錨下有效預應力檢測技術根據(jù)彈模效應與最小應力跟蹤原理研發(fā)。當千斤頂帶動絞線與夾片沿軸線移動0.5mm時，即測出錨下有效預應力值。利用本技術檢測會對鋼絞線進行檢測張拉，但不會對已經(jīng)形成的錨下有效預應力產(chǎn)生影響。因為檢測張拉，夾片只隨鋼絞線軸線移動0.5mm，遠低于限位板的限位面，夾片仍牢牢咬住鋼絞線，力放開后，夾片與鋼絞線相對位置不發(fā)生變化，由于鋼絞線是彈性體，在比例極限內(nèi)，力放松后，鋼絞線會恢復原狀，其錨下有效預應力也不會發(fā)生變化。
2.3本技術能準確測出單根和整束預應力筋的錨下有效預應力，對同束有效預應力、同斷面有效預應力大小和不均勻度進行檢測。對比傳統(tǒng)方法，本技術具有如下特點：
1）無損、高效，不需要對錨固系統(tǒng)埋設應力傳感器等測試原件，可真正體現(xiàn)抽檢的隨機性與代表性。
2）準確，檢測精度達1.5%FS。
3）已形成預應力張拉控制的成套體系，可對工藝流程進行全面控制，真正達到少量工程抽檢從而全面控制預應力張拉質(zhì)量的工程目的。
3、拉力精度標定
拉力精度標定是確保預應力張拉錨固綜合測試儀精度的關鍵。測試儀含有一體化系統(tǒng)與千斤頂系統(tǒng)，一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，零部件太多，故無法做到完全互換，因此必須拉力精度標定，其標定數(shù)據(jù)與精度校正系數(shù)在標定過程中自動存儲在一體化系統(tǒng)中。當計算機與之聯(lián)通后，一體化系統(tǒng)的精度校正系數(shù)（含標定數(shù)據(jù)）自動顯示出來，并進入測試工作中，確保其精度。至于千斤頂，由于油缸活塞張拉面積精度很高（達到1/1000mm），故在初始階段具備完全互換性，保持同樣精度，但在嚴重磨損后仍需重新標定。
4、檢測精度標定
檢測精度標定的目的，是向人們展示檢測原理與結(jié)果的正確性，由于測試原理是彈模效應與最小應力跟蹤，只要拉力精度符合要求，其檢測精度也完全符合要求。在進行標定試驗時，用經(jīng)過拉力精度標定的測試儀檢測每根索有效預應力，并累計得出其整束有效預應力，比較檢測值與傳感器顯示值的誤差，得到測試精度（應小于1%）。反復幾次測試對比幾次數(shù)據(jù)可得重復精度（應小于1%），并可觀察同一絞線經(jīng)多次測試后，錨下有效預應力的變化情況（應小于1kN）。
5、檢測評定標準
5.1張拉錨固后，預應力筋在錨下的有效預應力應符合設計張拉控制應力，兩者的相對偏差應不超過±5%，且同一斷面中的預應力束其有效預應力的不均勻度應不超過±2.5%，同一束中的鋼絞線其有效預應力不均勻度應不超過±5%。
5.2錨下有效預應力同束不均勻度和同斷面不均勻度計算方法及評定標準：
1） 同束不均勻度計算方法及評定標準：同束不均勻度反映了各孔的梳編穿束質(zhì)量，不均勻度越大說明梳編穿束質(zhì)量越差。
同束不均勻度（%）=（同束中最大的實測值-同束中最小的實測值）/同束中最大的實測值
評定標準：不均勻度≤%5為優(yōu)秀，5%～8%為良好，8%～10%為合格，10%～20%為較差，>20%為很差。
2） 同斷面不均勻度計算方法及評定標準：同斷面不均勻度反映了張拉的重復精度，同梁各束索力不均勻度越大說明張拉重復精度越差。
同斷面不均勻度（%）=（同束索力平均值中最大值-同束索力平均值中最小值）/同束索力平均值中最大值
評定標準：不均勻度≤%1為優(yōu)秀，1%～2%為良好，2%～4%為合格，4%～10%為較差，>10%為很差。
3）梁的實測質(zhì)量由同束不均勻度、同斷面不均勻度及張拉力大小綜合評分得出，90分以上為優(yōu)秀，80分~90分為良好，60分~80分為合格，40分~60分為較差，40分以下為很差。
6、檢測結(jié)果
本次試驗共檢測某預應力混凝土橋梁的39 片預制小箱梁，檢測結(jié)果主要包含對一座橋的目前檢測的所有梁的質(zhì)量統(tǒng)計圖及走勢圖，并由此得出對該橋目前預應力施工的質(zhì)量評價、存在問題及整改措施。
7、結(jié)論
同束不均勻度反映了各孔的疏編穿束質(zhì)量，不均勻度越大說明疏編穿束質(zhì)量越差；同斷面不均勻度反映了張拉的重復精度，同梁各束索力不均勻度越大說明張拉重復精度越差；梁的實測質(zhì)量由同束不均勻度、同斷面不均勻度及張拉力大小綜合評分得出，90分以上為優(yōu)秀，80分~90分為良好，60分~80分為合格，40分~60分為較差，40分以下為很差。本次試驗檢測結(jié)果表明某預應力混凝土橋梁的39 片預制小箱梁預應力施工技術亟待進一步提高。
