混凝土梁橋有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)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(cè)方法及應(yīng)用展開(kāi)討論，首先分析了有效預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)原理，分析常用檢測(cè)方法和應(yīng)用范圍，聯(lián)合實(shí)際工程案例，對(duì)不同檢測(cè)方法的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)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(jià)值。

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

通過(guò)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(lái)源于質(zhì)量控制不到位、張拉不規(guī)范等方面。所以必須對(duì)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(guò)程的控制與檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)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(cè)方式能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉施工存在的各項(xiàng)問(wèn)題，并且深入分析各項(xiàng)問(wèn)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(cè)原理與方法

1.1檢測(cè)原理分析

通常來(lái)說(shuō)，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(cè)方法分析

第一，傳統(tǒng)混凝土檢測(cè)方法主要為傳感器檢測(cè)法，將應(yīng)變片粘貼到預(yù)應(yīng)力鋼筋上，在張拉過(guò)程中對(duì)應(yīng)變片的變形情況進(jìn)行檢測(cè)，按照胡克定律能夠計(jì)算出預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力。此種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于，可以對(duì)受力區(qū)間內(nèi)斷面實(shí)際應(yīng)變力進(jìn)行測(cè)試，在孔道壓漿處理之后，可以對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化情況進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，后期作為橋梁監(jiān)測(cè)的觀測(cè)依據(jù)。此種方法也存在不足問(wèn)題，會(huì)提升檢測(cè)成本，并且測(cè)試結(jié)果的精度不足，無(wú)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(dòng)夾片和鋼絞線沿著軸線移動(dòng)，夾片在脫離錨具時(shí)，可以檢測(cè)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(kāi)預(yù)應(yīng)力之后，不會(huì)改變夾片與鋼絞線的相對(duì)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(shí)不會(huì)改變錨下有效預(yù)應(yīng)力。依照此原理可以開(kāi)發(fā)出多款預(yù)應(yīng)力檢測(cè)儀。

其中檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于成本費(fèi)用低下，便于檢測(cè)操作。然而此種檢測(cè)方法的不足在于不能對(duì)壓漿后、運(yùn)營(yíng)期橋梁的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際檢測(cè)當(dāng)中，可以按照一定比例隨機(jī)抽檢預(yù)應(yīng)力鋼筋，對(duì)預(yù)應(yīng)力施工期間所存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，以此提出預(yù)應(yīng)力施工水平。該種檢測(cè)方法可以應(yīng)用到未粘結(jié)的鋼筋預(yù)應(yīng)力檢測(cè)當(dāng)中，還可以測(cè)量張拉施工后且壓漿施工前的預(yù)應(yīng)力，檢測(cè)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(zhǎng)36.585千米，共有30座橋梁，橋梁結(jié)構(gòu)形式包括簡(jiǎn)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(cè)部位時(shí)，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(cè)。檢測(cè)過(guò)程共劃分為三期，檢測(cè)內(nèi)容如下：檢測(cè)整束鋼絞線預(yù)應(yīng)力，檢測(cè)單根鋼絞線預(yù)應(yīng)力。本次檢測(cè)采用第2種檢測(cè)方法，使用預(yù)應(yīng)力檢測(cè)儀作為檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)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(jì)算方法和判定標(biāo)準(zhǔn)：在計(jì)算同束不均勻度時(shí)，應(yīng)當(dāng)先使用同束中最大實(shí)測(cè)值減去最小實(shí)測(cè)值，通過(guò)二者差值除以同束最大實(shí)測(cè)值。在判定期間，通過(guò)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(shí)，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(jì)算方法與判定標(biāo)準(zhǔn)：在計(jì)算同斷面不均勻度時(shí)，首先計(jì)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(guò)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(shí)，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(jì)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(shí)，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(cè)過(guò)程共包括三期：一期檢測(cè)完之后，需要分析檢測(cè)結(jié)果，所采用的方法如下：采用疏編穿束方法，對(duì)傳輸期間鋼絞線扭轉(zhuǎn)和纏繞問(wèn)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(wèn)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(gè)檢測(cè)結(jié)果如下圖所示。

從檢測(cè)結(jié)果能夠看出，在檢測(cè)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)不相符，通過(guò)第1期實(shí)施結(jié)果能夠看出，梁體質(zhì)量評(píng)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(guò)分析檢測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(yǔ)

綜上所述，通過(guò)有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，能夠全面反映出梁體預(yù)應(yīng)力的實(shí)際狀態(tài)，通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可以應(yīng)用編束穿束施工方法、對(duì)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(guò)此次研究所提出的第二種檢測(cè)方法，工程實(shí)踐具備簡(jiǎn)便性，可以快速檢測(cè)任務(wù)，檢測(cè)結(jié)果具備可靠性和真實(shí)性。在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，不會(huì)對(duì)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(jì)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(cè)方法，實(shí)施檢測(cè)預(yù)應(yīng)力張拉施工，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)工程建設(shè)采用動(dòng)態(tài)化管理，以此維護(hù)工程建設(shè)質(zhì)量。

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