锚下预应力检测原理分析

锚下预应力检测原理分析
摘要: 有效预应力直接关系到预应力锚索结构的承载能力和耐久性能，是其质量控制核心，本文首先分析了有效预应力检测的必要性，并介绍了2种有效预应力的检测方法，评价指标和评价标准，重点介绍反拉法的工作原理以及检测过程中的注意事项，并给出具体工程案例，可应用于预应力精细化施工专项验收检测中，能够有效促进提高预应力张拉施工质量，降低后期使用维护成本，提高运营效益关键词: 桥梁; 预应力锚索结构; 有效预应力; 反拉法
1引言
预应力锚索技术在土木工程中( 如桥梁工程、边坡工程等) 得到了广泛应用。

对于预应力结构工程来说，有效预应力直接关系结构的变形和开裂，影响其使用性能和安全性能，是其质量控制核心和工程的长久生命线而有效预应力的准确建立和持久生效，既取决于设计的合理性，又取决于施工过程材料、器具、设备、人员、工艺以及质量检验控制等多个因素。

因此，对于预应力混凝土桥梁结构，需要通过有效手段检测和评估预应力施工质量，在很大程度上就能避免预应力结构出现承载力不足的问题，保证结构的安全运营。

2检测方法
由于预应力施工属于隐蔽工程，其内在质量很难通过竣工检测时的临时加载观测分析得到准确的识别。

对此，国内各科研结构开展的结构有效预应力检测技术，早期主要在施工期间安装传感器进行过程监测，由于费用成果过高，无法得到推广近年主要研究基于等效质量原理的检测方法和基于锚索弹模效应反拉法( 拉脱法) 检测2种，并已经取得一些应用成果。

( 1) 等效质量检测法
锚索结构在锚头激振时，诱发的振动体系随着锚固力大小的变化而变化锚固力越大，参与自由振动的质量也就越大，该方法室内验证的结果表明，最大测试误差为设计值的12%，平均测试误差为3.7%。

( 2) 反拉检测法
拉拔试验也就是一次再张拉过程。

即:对已张拉的预应力筋施加荷载，从而确定锚下有效预应力。

现场拉拔试验法一般只能在灌浆前进行检测。

由于预应力筋张拉后为了防止锈蚀和预应力松弛，必须尽快灌浆。

3.反拉检测法介绍
现场反拉法检测锚下预应力的方法，一般情况下，只能在灌浆前进行拉拔试验检测。

采用现场检测，对已张拉预应力筋进行反张拉检测，通过施加短期分级荷载，通过力和位移间关系来判断和检测预应力筋工作预应力损失情况是否满足设计预应力要求，详细过程:通过穿心千斤顶、油泵、配套油压表和测力计，采取分级加载的方法进行检测，预应力筋工作有效预应力检测反张拉预应力筋直至达到1.0倍设计荷载为止。

采用电动油泵输出油压，并结合现场测力计测试和控制千斤顶的输出荷载，以实现试验的加载和卸载。

预应力筋外露长度不小于95cm。

具体分以下步骤:
? 清洗干净已张拉预应力筋、工具锚板及夹片和限位板等张拉用部件;
? 把限位板、千斤顶、测力计和工具锚板依次套在预应力筋上，在工具锚板的楔形孔内放入涂有润滑油脂(黄油或卸锚灵)的工具锚夹片并预紧，量取反张拉段长度;
? 将高压油管与高压油泵和千斤顶相连，并安装好位移测量装置后即可施加预应力，位移计固定在千斤顶上;
? 千斤顶的拉力按荷载分级加载的方法，逐渐增大至设计荷载，并采用油压和测力计同时控制施加的荷载。

自动张拉设备初始反张拉荷载取设计张拉控制力的
0.1倍再次预紧，位移计归0，然后反张拉到设计张拉控制力的0.2倍，最后加荷至设计张拉控制力为止。

在加载过程中，记录每级荷载作用下测力计读数和锚头位移。

? 千斤顶卸压，取下位移计、千斤顶、测力计、工具锚板及夹片和限位板等张拉用部件。

由于张拉时预应力筋承受的荷载很大和具有很高的应力，因此在现场必须考虑安全问题。

进行张拉作业时，千斤顶前方严禁站人。

当检测作业面的坡度较大或不满足作业空间时，需要搭设脚手架。

3.1计算方法
预应力筋理论伸长值计算公式:
(1)
――预应力筋理论伸长值(mm);
――预应力筋的平均张拉力(N)，直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算平均张拉力方法要修正;
L ――预应力筋的长度(mm);
――预应力筋的试验截面积(mm2);
――预应力筋的试验弹性模量(N/mm2)。

3.2判断标准
张拉锚固后，预应力筋在锚下的有效预应力应符合设计张拉控制应力，两者的相对偏差应不超过?5%。

应这样来理解:实际检测的锚下有效预应力值与设计张拉推算的锚下有效预应力值比较，两者的相对偏差应不超过?5%。

设计张拉推算的锚下有效预应力值可按以下方法进行推算:
张拉锚固后，预应力筋在锚下的有效预应力损失主要有:
? 锚具的锚口摩擦损失
? 预应力筋回缩损失(即限位板预留自由空间张拉后回缩损失)。

4结论
反拉法检测预应力结构张拉施工后的锚下有效预应力，具有原理简单，使用方便，精度高的特点，在桥梁预应力精细化施工验收检测中具有极高的应用前景。

同时，该方法适用于任何无粘结预应力结构，如边坡预应力锚索结构，不但可以作为施工过程中的控制监测，也可以预留工作长度钢绞线，作为以后定期监测的手段，具有较高的应用价值。

参考文献:
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