预应力梁锚下有效预应力的快速检测方法分析

黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI 2019年第6期

(总第304期)No.6,2019(Sum No. 304)

预应力梁锚下有效预应力的快速检测方法分析

陈显云

(贵州省交通建设工程检测中心有限责任公司，贵州贵阳550008)

摘要:基于锚下有效预应力在预应力结构使用中具有的重要作用和意义，提出等效质量检测和反拉法两种检测方法，以及 预应力的检测指标及评价标准，最后根据相关经验，明确检测时需要注意的要点问题，为切实做好预应力检测,保证检测结果 准确性提供可靠参考依据。

关键词：预应力结构;锚下预应力；预应力检测；反拉检测法

中图分类号:U445. 5 文献标识码：A 文章编号：1008 -3383(2019)06 -0148 -02

1检测方法

预应力施工是桥梁的隐蔽工程,它的内在质量 仅通过单纯的竣工检测难以得到全面认识。基于

此，我国相关科研机构开展了检测技术研究，起初

的研究结果主要为使用传感器完成过程监测，但因 其费用很高，难以得到大范围推广。近几年，将研 究的重点放在以等效质量原理为基础的预应力检 测以及将锚索弹模效应作为基础的反拉检测两方

面,现在已经取得了很好成果。针对这两种检测方 法,其原理和要求如下。1. 1 等效质量检测

当锚索于锚头处受到激振时，其振动体系将伴 随锚固力变化而改变。当锚固力增大时，在自由振

动中有所参与的部分质量将明显增加。通过室内 验证可知,这一方法误差不超过设计值10% ,且平

均误差在3.7%左右。1.2 反拉法

将锚索中一个锚孔作为分析和研究对象，夹片

受锚具的力，其方向与夹片垂直，可将其分解成两 个方向分力，即水平方向上的分力与和绞线相垂直

的分力。按照力平衡基本原理，反拉力和夹片受锚

具施加的水平方向上的分力总和即为锚下部分有 效预应力。

反拉时，施加的反拉力和位移之间的关系，在

理论上可分成以下阶段：第一阶段为反拉开始，施加的反拉力不断增 加，千斤顶和锚具间隙逐步被压缩到全部压紧状 态，曲线的斜率因此增加。

第二阶段为设备间隙均处于压紧状态，施加反

收稿日期：2019-01 -29

作者简介：陈显云(1984 -),男，贵州贵阳人，工程师， 拉力使外露部分的钢绞线处在受拉状态，斜率区域 保持稳定。在这一阶段，施加的反拉力不断增加， 夹片受锚具的水平方向上分力因此减小，但这样依 然符合以上平衡原理。第三阶段为临界点刚过，当锚下自由段总长为 L?时，因反拉慚总长突然变化到L + L?,所以此时如

果反拉力增加，则会因为反拉段总长显著增加而使

曲线斜率产生突变。

通过以上分析可知，反拉力和位移之间存在一 个平衡点，当达到平衡点时，反拉力与锚下部分的 有效预应力完全相等。

因反拉法的作业原理十分简单,所以具有以下 优势特点:其一，检测精度可以达到现阶段国内最 高，为满量程条件下的1-0% -1.5%,符合当前的 规范和标准要求;其二，有齐全的检测评价指标，可 对单根绞线对应的锚下部分有效应力进行测试，并 通过计算确定整束绞线对应的锚下部分有效预应

力，以及同束绞线存在的不均匀程度;其三,具有很 高的自动化程度，能在现场及时且准确的获取检测 结果，不需要进行事后分析，能为现实问题的分析

和处理提供充足时间。2检测指标及评价标准

根据现行技术规范，在完成张拉锚固以后，力 筋锚下部分有效预应力必须满足设计提出的张拉 控制应力要求，这两者的偏差应控制在±5%以内，

同时相同断面上的束，其在有效预应力方面的不均

匀程度应控制在±2%以内。

上述指标并没有确定锚下部分有效预应力和 张拉控制应力之间的关系，事实上，在设计中需要

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第6期陈显云：预应力梁锚下有效预应力的快速检测方法分析总第304期

遵循的张拉控制应力规范就是锚下部分有效预应力，这是充分考虑夹片收缩作用与预应力损失之后的切实有效的预应力，并非用千斤顶施加的力。基于此，验收时，应根据锚下部分有效预应力实施综合评价。其相关评价指标包括：同一束中不同索的索力不均匀程度；同一断面中不同索的索力不均匀程度。前者是单根索力的最大值和最小值的差与单根索力最大值的比值;后者是束力的最大值和最小值的差与束力最大值的比值。

3检测时需要注意的要点

对于反拉法，其最优检测方式为利用专门设备，它的重点在于根据实际情况设计出一套合适的油泵与千斤顶，并借助调压泵使张拉时供油保持均匀,然后对油泵的压力进行测量，根据测算结果确定反拉力，起到保证检测精度的作用。与此同时，考虑到反拉法测试的是反拉力和位移，当然也可在施工现场进行张拉，利用所有可以满足要求的频率对检测设备实施检测，此时需要注意下列几个问题：

(1)针对张拉千斤顶.应尽可能以较慢的速度均匀进行供油，实际供油速度应和设备采样频率相匹配，使采样点总数满足要求，以免相邻采样点产生较大的跳跃，无法准确确定转变点，对测试结果的精度造成影响。

(2)在反拉力的测试过程中，可根据实际情况利用力传感器来进行，此时需要结合测试基本要求对传感器进行定制，传感器的外形尺寸应符合所有锚具安装限制。在必要时还应制作多种延长筒.用于满足多种不同的结构。

(3)当使用传感器进行测试时,其最大量程应严格控制在待测锚下部分有效预应力相对反拉力数值的1.3倍至1.5倍以内，且测试结果的精度应达到满量程条件的1%以上。如果需要用到位移传

(上接第147页)

或者施工要求,则需要第二次调制。

3结束语

总而言之,通过上述各环节的施工技术要点以及质量管控，大大提高了该公路桥梁工程灌注桩施工质量，从应用效果来看，该公路桥梁的整体应用效果非常的显著，质量检验达标。灌注桩施工过程中应当加强各技术要点的管控，这样才能从整体上提高公路桥梁工程施工质量，实现其建设的社会与经济效益。感器，则其量程应处在0~50m叫其测试精度按0.02-0.05mm标准严格控制。

(4)测试时使用的所有传感器，其响应速度都应和米集设备良好适应。

(5)现场检测应在完成张拉以后的24h之内进行,而且此时不能压浆。如果已经压浆，则不允许再进行测试，即便测试，所得测试结果也不能代表真实情况。

(6)针对经检测确认不满足要求的锚索，若差值相对较大，且能保证经二次张拉以后，具体锚固位置处于第一次锚固范围之内，则可予以二次张拉;而无法保证时,应进行退索重拉。

4结束语

综上所述,采用反拉法对预应力结构的锚下部分有效预应力进行检测，不仅检测原理简单可行、操作方便，而且检测结果精度很高，在当前的精细化检测作业过程中有着良好应用前景。与此同时，这一方法还能用在所有类型的预应力结构中，比如 边坡防护工程中设置的预应力锚索，除了能作为施工时的主要控制监测，还能为钢绞线的预留提供参考依据，成为一项可在后期进行监测的重要手段.有着极高的实用价值。

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