預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測方法研究

聶寧海

摘 要：提升鐵路橋梁工程項目的安全性和穩(wěn)定性，是我國建筑行業(yè)在發(fā)展時期的重中之重。預(yù)應(yīng)力混凝土作為鐵路橋梁實際施工中的重要組成部分，基于此，文章主要結(jié)合實例對預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有效預(yù)應(yīng)力的檢測方法進(jìn)行研究，并提出有效措施解決施工期間存在的不足，可為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：T型橋梁 預(yù)應(yīng)力混凝土 電磁效應(yīng)檢測法

1.引言

在鐵路橋梁實際施工期間，常會由于多種原因?qū)е聵蛄航Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，這對整個鐵路橋梁施工與人們的安全出行構(gòu)成了嚴(yán)重影響。要想從根本上解決這一問題，應(yīng)根據(jù)鐵路橋梁工程項目的施工實際制定出一項科學(xué)、合理的施工技術(shù)，將預(yù)應(yīng)力混凝土與鐵路橋梁有效結(jié)合起來，并采用先進(jìn)的檢測技術(shù)對橋梁的有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢查，明確其在實際施工期間存在的安全隱患，以保證鐵路橋梁的質(zhì)量，提升其安全性和穩(wěn)定性。

2.預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的簡述

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們節(jié)假日出行的人數(shù)直線上升，這樣就會增加鐵路的壓力，使得橋梁整體舉架及構(gòu)件承受的動荷載增加，導(dǎo)致橋梁過早出現(xiàn)疲勞失效，其主要特征是破壞應(yīng)力低于靜態(tài)應(yīng)力強度，而這一過程實質(zhì)上是一個損傷累計的過程。這種情況下，混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性會有所降低，故對其有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行實時檢測具有重要意義。

傳統(tǒng)的檢測方法主要通過分析預(yù)應(yīng)力混凝土梁在疲勞荷載下的裂縫開裂情況和梁體剛度退化情況，推導(dǎo)出混凝土T梁預(yù)應(yīng)力退化方程，并編制相應(yīng)的計算程序。在此基礎(chǔ)上，對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的受力特性進(jìn)行分析，并利用預(yù)應(yīng)力混凝土平面有限元模型對橫向效應(yīng)下的混凝土應(yīng)力進(jìn)行計算，實現(xiàn)對預(yù)應(yīng)力混凝土安全性能的檢測。

3.預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測方法

3.1局部破損檢測技術(shù)

局部破損檢測技術(shù)在實際應(yīng)用中可以根據(jù)工程項目的施工現(xiàn)狀對項目中的某一個部位進(jìn)行損傷探測，明確其在施工期間存在的不足，并及時制定有效的解決對策。局部破損檢測技術(shù)主要由以下兩個部分組成：預(yù)應(yīng)力筋直接檢測主要指施工單位在對鐵路橋梁進(jìn)行檢測時，將檢測儀器放到預(yù)應(yīng)力鋼筋上，分析出混凝土構(gòu)件應(yīng)力運行狀況，并以此為基礎(chǔ)制定出一項科學(xué)、合理的施工技術(shù)方案；應(yīng)力釋放檢測主要以機(jī)械切割為基礎(chǔ)對工程項目的構(gòu)件進(jìn)行檢測，得出構(gòu)件的釋放約束力，并根據(jù)工程項目的施工現(xiàn)狀進(jìn)行約束力調(diào)整，以為后續(xù)開展的施工工作提供基礎(chǔ)保障。

3.2預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的檢測方法

要想保證鐵路橋梁項目的質(zhì)量，提升整個項目的安全性、穩(wěn)定性，應(yīng)提高對預(yù)應(yīng)力橋梁檢測工作的重視，并對部分區(qū)域中的破損范圍通過無損檢測結(jié)合的方式進(jìn)行，明確其在施工中存在的不足，并及時制定有效的解決措施。

（1）電磁效應(yīng)檢測法。電磁效應(yīng)檢測法主要由渦流檢測、測漏檢測、磁粉檢測技術(shù)組成。而電磁效應(yīng)主要指工程項目在實際施工期間，根據(jù)工程項目的磁場變化狀態(tài)對預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行檢測，并采取有效的措施對施工期間存在的不足進(jìn)行處理，進(jìn)而提升鐵路橋梁項目的質(zhì)量。比如工程項目在實際施工期間，可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土大小變化狀況進(jìn)行磁場通量進(jìn)行設(shè)置，以在實際施工中將感應(yīng)磁器中的電流波動體現(xiàn)出來。

（2）超聲波檢測法。在利用超聲波法檢測時，可結(jié)合工程項目的施工現(xiàn)狀進(jìn)行超聲波混凝土傳遞過程控制，確保傳播參數(shù)隨著工程項目的施工狀況而變化，獲取準(zhǔn)確的工程項目信息。再以工程項目信息為基礎(chǔ)制定出一項科學(xué)、合理的施工技術(shù)方案，對混凝土材料的密度、分布狀況等進(jìn)行合理控制，保證超聲波可以在均速的狀況下運行。另外，在工程項目實際檢測中，還可以通過超聲波檢測技術(shù)對混凝土的的裂縫深度、持久性等進(jìn)行檢測，確保橋梁工程項目的質(zhì)量。在實際檢測過程中，還可將各項技術(shù)中的參數(shù)融入到公式①：

上述公式中：d表示工程項目的裂縫深度；ti0表示工程項目為Li不跨縫聲時值，Li表示不跨縫評測數(shù)值，即超聲波在N次之后的傳播距離。在實際監(jiān)測過程中，要想提升檢測結(jié)果，應(yīng)做好裂縫深度的控制工作，并根據(jù)工程項目的施工現(xiàn)狀進(jìn)行裂縫平均值計算，進(jìn)而得出裂縫中的最大平均值，確保相關(guān)計算工作可以順利進(jìn)行。

（3）等效質(zhì)量法。等效質(zhì)量法是通過在錨頭激振，利用系統(tǒng)振動頻率和系統(tǒng)質(zhì)量變化來測試T梁有效預(yù)應(yīng)力的無損檢測方法。將錨頭與墊板、墊板與后面的混凝土或巖體的接觸面模型簡化成彈簧支撐體系。該彈簧體系的剛度K與有效預(yù)應(yīng)力有關(guān)，預(yù)應(yīng)力越大則K越大。在錨頭激振誘發(fā)的系統(tǒng)基礎(chǔ)自振頻率f可以表示為公式②：

式中，M表示振動體系的質(zhì)量，若其為常值，則根據(jù)測試的基頻 f 即可較容易地測出預(yù)應(yīng)力。

（4）無損檢測技術(shù)。該技術(shù)是不損壞事物本來的原有面貌而進(jìn)行的事物性質(zhì)、內(nèi)容和存在狀態(tài)等檢側(cè)方面的工作。無損檢測技術(shù)在鐵路橋梁中的應(yīng)用可直觀表現(xiàn)出橋梁的內(nèi)部狀態(tài)和所存在的問題，對鐵路道路的安全通行有著重大意義，對鐵路建設(shè)、維修和養(yǎng)護(hù)有著重要作用。

4.工程實例

某高速鐵路大橋橋址位于兩隧道之間，地勢呈V字形，全橋共三跨，全長180m；上下行預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土提速梁自重240t；龍門吊（跨度14m）2組，梁臺車8臺，制作拼梁臺座36個。

本項目所采用的檢測儀器包括：根據(jù)彈模效應(yīng)與最小應(yīng)力跟蹤原理研發(fā)，由液壓泵站（電機(jī)）系統(tǒng)、千斤頂系統(tǒng)及計算機(jī)軟件組合而成的一套儀器設(shè)備。

某高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

（1）預(yù)制梁。推行整束編束穿束工藝，有利于提升預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，且單根力值合格率和同束不均勻度合格率也會得到大幅度提高，且各項數(shù)據(jù)均一直保持較高水平。

（2）現(xiàn)澆箱梁和懸澆梁。對于力值不滿足要求的采取補償張拉或退索的方式進(jìn)行處理，同時要求現(xiàn)澆箱梁和懸澆梁采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工；對于不均勻度合格率較低的問題，主要通過客觀條件允許的鋼束，需采取整束編束穿束工藝、無條件采取整束穿束的鋼絞線提前進(jìn)行預(yù)緊，以減小有效預(yù)應(yīng)力不均勻度值。

（3）有效預(yù)應(yīng)力力值關(guān)系到結(jié)構(gòu)承載力，是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的關(guān)鍵性控制指標(biāo)。由于橋梁預(yù)應(yīng)力施工存在一定的不可逆性，這就需要加強施工過程（原材、工藝、設(shè)備、工序、檢測）的控制，對于力值檢測不滿足要求的情況，總體上是采取補償張拉、再進(jìn)行復(fù)測的方式整改。對于采取各種改進(jìn)措施仍無法滿足要求的，需在保證安全的前提下采取退索處理或提交設(shè)計驗算；對于預(yù)應(yīng)力不均勻度的控制，主要以現(xiàn)場工藝控制為主，盡量控制不超標(biāo)，改進(jìn)措施主要有整束編束穿束工藝和適當(dāng)增加張拉次數(shù)。

5.結(jié)束語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土T梁因自身良好的受力性能使其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，而定期或不定期對其進(jìn)行檢測是保證整體橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要手段。因此，在鐵路橋梁實際監(jiān)測過程中，通過控制、評估及檢定梳束、編束、穿束、調(diào)束工藝水平以及張拉控制水平，進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)預(yù)應(yīng)力施工和品質(zhì)全面提升的目的。

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