混凝土梁橋有效預(yù)應(yīng)力檢測方法及應(yīng)用

姚欽

摘 要：此次研究主要是圍繞混凝土梁橋有效預(yù)應(yīng)力檢測方法及應(yīng)用展開討論，首先分析了有效預(yù)應(yīng)力的檢測原理，分析常用檢測方法和應(yīng)用范圍，聯(lián)合實(shí)際工程案例，對不同檢測方法的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，建立評價標(biāo)準(zhǔn)對檢測方法的有效性進(jìn)行分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：混凝土梁橋;有效預(yù)應(yīng)力;檢測方法;應(yīng)用

通過調(diào)查和分析現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋發(fā)現(xiàn)，混凝土梁橋所存在的質(zhì)量安全隱患多來源于質(zhì)量控制不到位、張拉不規(guī)范等方面。所以必須對預(yù)應(yīng)力施工工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，全面加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，注重施工過程的控制與檢測。通過檢測預(yù)應(yīng)力混凝土梁錨下預(yù)應(yīng)力能夠看出，此種方法為常用施工控制方法。采用檢測方式能夠及時發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉施工存在的各項(xiàng)問題，并且深入分析各項(xiàng)問題產(chǎn)生的原因，采用有效的解決措施予以處理。

1、有效預(yù)應(yīng)力檢測原理與方法

1.1檢測原理分析

通常來說，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉預(yù)應(yīng)力必須控制在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的0.7倍之間，在此種應(yīng)力條件下，可以將預(yù)應(yīng)力鋼筋認(rèn)定為彈性工作狀態(tài)，應(yīng)力變化滿足胡克定律：

σ=Eεχ

在上式中，σχ 表示鋼絞線應(yīng)力;E表示彈性模量;εχ 表示應(yīng)變力。

1.2檢測方法分析

第一，傳統(tǒng)混凝土檢測方法主要為傳感器檢測法，將應(yīng)變片粘貼到預(yù)應(yīng)力鋼筋上，在張拉過程中對應(yīng)變片的變形情況進(jìn)行檢測，按照胡克定律能夠計算出預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力。此種檢測方法的優(yōu)勢在于，可以對受力區(qū)間內(nèi)斷面實(shí)際應(yīng)變力進(jìn)行測試，在孔道壓漿處理之后，可以對預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化情況進(jìn)行連續(xù)觀測，后期作為橋梁監(jiān)測的觀測依據(jù)。此種方法也存在不足問題，會提升檢測成本，并且測試結(jié)果的精度不足，無法大規(guī)模使用，因此不能作為預(yù)應(yīng)力控制的有效方法。

第二，按照最小應(yīng)力跟蹤原理和彈模效應(yīng)，在張拉完預(yù)應(yīng)力鋼筋之后，灌漿施工之前，需要使用千斤頂帶動夾片和鋼絞線沿著軸線移動，夾片在脫離錨具時，可以檢測出錨下預(yù)應(yīng)力有效數(shù)值。夾片位于限位板的限位面之內(nèi)，夾片咬住鋼絞線，放開預(yù)應(yīng)力之后，不會改變夾片與鋼絞線的相對位置。鋼絞線具備一定的彈性，在比例極限范圍內(nèi)，放松預(yù)應(yīng)力之后，可以促使鋼絞線恢復(fù)原狀，此時不會改變錨下有效預(yù)應(yīng)力。依照此原理可以開發(fā)出多款預(yù)應(yīng)力檢測儀。

其中檢測方法的優(yōu)勢在于成本費(fèi)用低下，便于檢測操作。然而此種檢測方法的不足在于不能對壓漿后、運(yùn)營期橋梁的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢測。在實(shí)際檢測當(dāng)中，可以按照一定比例隨機(jī)抽檢預(yù)應(yīng)力鋼筋，對預(yù)應(yīng)力施工期間所存在的問題進(jìn)行分析，以此提出預(yù)應(yīng)力施工水平。該種檢測方法可以應(yīng)用到未粘結(jié)的鋼筋預(yù)應(yīng)力檢測當(dāng)中，還可以測量張拉施工后且壓漿施工前的預(yù)應(yīng)力，檢測錨下預(yù)應(yīng)力是否滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、工程案例分析

此次所研究的工程為某段高速公路工程，公路全長36.585千米，共有30座橋梁，橋梁結(jié)構(gòu)形式包括簡支梁和連續(xù)箱梁。立足于工程的實(shí)際情況，在選取預(yù)應(yīng)力檢測部位時，應(yīng)當(dāng)確保其代表所有結(jié)構(gòu)形式。施工人員按照相關(guān)要求，選取T梁27片，后張法預(yù)應(yīng)力26小箱梁片、懸臂澆筑連續(xù)箱梁兩節(jié)段進(jìn)行檢測。檢測過程共劃分為三期，檢測內(nèi)容如下：檢測整束鋼絞線預(yù)應(yīng)力，檢測單根鋼絞線預(yù)應(yīng)力。本次檢測采用第2種檢測方法，使用預(yù)應(yīng)力檢測儀作為檢測設(shè)備，檢測指標(biāo)包括同斷面不均勻度、平均張拉偏移以及同束不均勻度。

第一，同束不均勻度計算方法和判定標(biāo)準(zhǔn)：在計算同束不均勻度時，應(yīng)當(dāng)先使用同束中最大實(shí)測值減去最小實(shí)測值，通過二者差值除以同束最大實(shí)測值。在判定期間，通過同束不均勻度能夠全面反映出不同孔的疏編穿束質(zhì)量，當(dāng)不均勻度越大時，疏編穿束質(zhì)量越差。優(yōu)秀判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度小于或等于5%;良好判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在5%～8%之間;合格判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在8%～10%之間;較差判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在10%～20%之間。

第二，同斷面不均勻度計算方法與判定標(biāo)準(zhǔn)：在計算同斷面不均勻度時，首先計算同束索力最大平均值減去最小平均值，之后利用二者之間的差值除以最大平均值。判定標(biāo)準(zhǔn)如下：通過同斷面部均勻度能夠全面反映出張拉重復(fù)精度，當(dāng)不均勻度越大時，表明重復(fù)精度越差。優(yōu)秀判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度小于或等于1%;良好判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在1%～2%之間;合格判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在3%～4%之間;較差判定標(biāo)準(zhǔn)為不均勻度在4%～10%之間。第三，平均張拉偏移計算方法：張拉偏移能夠全面反映出各孔的張拉質(zhì)量，當(dāng)張拉偏移越大時，表明張拉質(zhì)量越差。優(yōu)秀判定標(biāo)準(zhǔn)為張拉偏移小于或等于20%;良好標(biāo)準(zhǔn)為張拉偏移在20%～40%之間;合格標(biāo)準(zhǔn)為40%～100%。

3、應(yīng)用效果分析

檢測過程共包括三期：一期檢測完之后，需要分析檢測結(jié)果，所采用的方法如下：采用疏編穿束方法，對傳輸期間鋼絞線扭轉(zhuǎn)和纏繞問題進(jìn)行糾正;準(zhǔn)確標(biāo)定牽拉設(shè)備，改變張拉力不準(zhǔn)確問題;應(yīng)用智能終端設(shè)備，以此消除張拉操作中的人為誤操作行為。整個檢測結(jié)果如下圖所示。

從檢測結(jié)果能夠看出，在檢測之前，預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量比較低，數(shù)據(jù)之間的離散程度大，預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不相符，通過第1期實(shí)施結(jié)果能夠看出，梁體質(zhì)量評分小于60分。預(yù)應(yīng)力張拉期間，有效改善了同束不均勻度、同段面部均勻度以及張拉偏移量。通過分析檢測結(jié)果可知，張拉期間采用編束穿束施工工藝，可以采用智能張拉控制設(shè)備，重新標(biāo)定設(shè)備儀器，還能夠優(yōu)化改進(jìn)各項(xiàng)施工工藝，改善不同的控制指標(biāo)。到達(dá)檢測后才能夠看出，同束不均勻度可以控制在5%以內(nèi)，同斷面不均勻度可以控制在3%以內(nèi)，張拉偏移量可以控制在1以內(nèi)，明顯減小了檢測結(jié)果的離散性，基本可以控制在平均值，明顯提升了質(zhì)量穩(wěn)定性能，還可以對預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

4、結(jié)束語

綜上所述，通過有效預(yù)應(yīng)力檢測，能夠全面反映出梁體預(yù)應(yīng)力的實(shí)際狀態(tài)，通過對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，可以應(yīng)用編束穿束施工方法、對張拉設(shè)備進(jìn)行重新標(biāo)定，采用智能化張拉設(shè)備，這樣可以明顯提升張拉預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。通過此次研究所提出的第二種檢測方法，工程實(shí)踐具備簡便性，可以快速檢測任務(wù)，檢測結(jié)果具備可靠性和真實(shí)性。在整個檢測過程中，不會對施工進(jìn)度造成影響，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工期間，可以推廣應(yīng)用后張力預(yù)應(yīng)力法。施工建設(shè)單位，設(shè)計單位，監(jiān)理單位以及施工企業(yè)，可以按照相應(yīng)頻率采用第二種檢測方法，實(shí)施檢測預(yù)應(yīng)力張拉施工，建立相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)，對整個工程建設(shè)采用動態(tài)化管理，以此維護(hù)工程建設(shè)質(zhì)量。

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