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《公路雜志》2016年第10期

摘要：

為了對實際工程中的錨下有效張拉力進行檢測，基于拉脫法的工作原理，提出對測試數(shù)據(jù)的處理方法，即對采集數(shù)據(jù)中影響權(quán)重較大的數(shù)據(jù)采用6次高階多項式擬合曲線進行回歸分析。并提出對有效張拉力取值的判別標準，即對回歸分析曲線方程取一階導(dǎo)數(shù)，確定回歸分析方程斜率趨于0點的力，考慮預(yù)應(yīng)力束內(nèi)縮引起的損失，最終得到有效張拉力。該方法滿足工程檢測誤差要求，可以用于工程檢測，為土木工程中錨下有效張拉力檢測提供參考。

關(guān)鍵詞：

預(yù)應(yīng)力；有效張拉力；工程檢測；拉脫法；回歸分析

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于我國土木工程結(jié)構(gòu)中［1］，預(yù)應(yīng)力束的工作應(yīng)力及其變化直接影響到結(jié)構(gòu)的安全。國內(nèi)近20年來建設(shè)的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，部分在使用過程中出現(xiàn)跨中持續(xù)下?lián)线^大，腹板底板開裂等現(xiàn)象［2］，分析主要原因為縱向預(yù)應(yīng)力不足［3］。因此，對于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，錨下有效張拉力的檢測十分重要。國內(nèi)外目前采用的檢測有效預(yù)應(yīng)力的方法有無損檢測和局部破損檢測兩類。無損檢測方法［4，5］主要有超聲波檢測法、動力檢測法和錨端預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)，但其精度普遍較低。局部破損檢測法主要有預(yù)應(yīng)力直接檢測技術(shù)和應(yīng)力釋放法［6］，由于步驟繁瑣，在工程檢測中運用較少。拉脫法為一種微損檢測方法，由Bruce［7］等提出，在日本及我國［8，9］也有學(xué)者開展了相關(guān)研究。本文基于拉脫法的工作原理，提出了對測試數(shù)據(jù)的處理方法、有效張拉力取值的判別標準，并用于實際工程檢測。

1工作原理

拉脫法是對在役的預(yù)應(yīng)力束進行張拉檢測，通過張拉荷載和預(yù)應(yīng)力束伸長量曲線或錨具和錨墊板脫開時刻判斷預(yù)應(yīng)力束工作應(yīng)力的方法［1］。使用拉脫法檢測，需要在預(yù)應(yīng)力束外露段依次布置穿心式千斤頂、金屬墊塊、壓力傳感器、金屬墊塊、退錨器。荷載通過千斤頂施加，并使用壓力傳感器計量荷載大小，如圖1所示。判斷預(yù)應(yīng)力束工作荷載時利用拐點法，需記錄預(yù)應(yīng)力束伸長量，記錄預(yù)應(yīng)力束伸長量采用課題組自主研發(fā)的高精度位移計。理想條件下拉脫法荷載～位移曲線應(yīng)該呈現(xiàn)雙折線［1］。但在實際工程中，由于千斤頂間隙、預(yù)應(yīng)力束未夾緊等原因，荷載～位移曲線無法呈現(xiàn)典型的雙折線特征［10］。

2拉脫法檢測應(yīng)用

2．1檢測原則

（1）考慮到拉脫法為一種微損檢測方法（會對預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生二次夾傷），因此取1％的梁體進行檢測。（2）現(xiàn)場每個梁體具有6個錨具，取2個錨具進行檢測。（3）每個錨具抽檢其中1根預(yù)應(yīng)力束。

2．2現(xiàn)場檢測

2．2．1檢測流程

（1）每個錨具抽檢1根預(yù)應(yīng)力束。（2）現(xiàn)場安裝預(yù)應(yīng)力智能檢測主機、穿心式壓力傳感器和高精度位移計，并對每個錨具夾片進行噴漆。（3）實時同步采集，采用頻率設(shè)置為10Hz。（4）判別夾片是否滑出。（5）整理張拉力和延伸量的測試數(shù)據(jù)，基于本文提出的數(shù)據(jù)處理方法，判別錨下有效張拉力值。（6）對不合格的錨具進行標記，督促施工單位對不合格的錨具進行補張拉。

2．2．2檢測介紹

在國內(nèi)某高速項目段梁場，基于拉脫法進行了有關(guān)預(yù)應(yīng)力束張拉力的檢測。檢測前需要保證預(yù)應(yīng)力束張拉完畢，但外露預(yù)應(yīng)力束未進行切割且小箱梁未進行壓漿工作。為了保證檢測過程安全、檢測結(jié)果有效，錨具型號均為四孔錨具，每個錨具均只進行1根預(yù)應(yīng)力束的檢測，其余3根預(yù)應(yīng)力束則進行焊割，保證預(yù)應(yīng)力束外露段在2cm左右，且對檢測過程無影響。本方法對于位移與力的檢測精度有較高要求，設(shè)置采樣頻率為10Hz，測試結(jié)果表明該采樣頻率滿足測試精度。位移計與壓力傳感器均為課題組自主研發(fā)，其中位移計檢測精度達0．01mm，量程100mm。壓力傳感器檢測精度達1N，量程25t。位移計及壓力傳感器的檢測精度基本保證了檢測數(shù)據(jù)的準確、有效，現(xiàn)場檢測圖如圖2所示。本次檢測共抽檢2根預(yù)應(yīng)力束張拉力進行檢測。1號、2號預(yù)應(yīng)力束張拉力檢測過程中，位移計檢測端頭與鋼板接觸。

3抽檢結(jié)果分析

1號、2號預(yù)應(yīng)力束張拉力檢測圖如圖3、圖4所示。為了能夠及時有效地判斷預(yù)應(yīng)力束夾片與錨具是否剝離，本課題組提出對夾片采用噴漆法，從而能夠有效提高判斷準確度。檢測示意圖如圖5所示。基于處理快速、有效的原則，需要對數(shù)據(jù)做如下處理：（1）對于通過壓力傳感器獲取的壓力值均換算成噸單位數(shù)據(jù)進行分析處理；（2）僅對影響權(quán)重較大的數(shù)據(jù)進行分析處理，本課題組將位移10mm以上的數(shù)據(jù)作為研究對象；（3）為了達到檢測精度，在進行回歸分析時，采用6次高階多項式進行擬合曲線［11］，并保留小數(shù)點后8位。基于上述數(shù)據(jù)處理方法，本課題組對1號、2號預(yù)應(yīng)力束數(shù)據(jù)進行分析處理。對回歸分析曲線方程取一階導(dǎo)數(shù)，從而確定出回歸分析方程斜率趨于0點的力的大小，如圖6、圖7所示。得到1號預(yù)應(yīng)力束張拉力為19．61t，2號鋼絞線張拉力為18．91t。對于后張法構(gòu)件，當張拉結(jié)束進行錨固時，錨具將受到巨大的壓力并使錨具自身及錨下墊板壓密而變形，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋向內(nèi)回縮，這些變形將使錨固后的預(yù)應(yīng)力筋放松，因而引起預(yù)應(yīng)力損失。為了更精確地判定實際張拉力的大小，考慮到預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失會對檢測結(jié)果造成影響，在檢測結(jié)果計算出后，需要加上預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮造成的預(yù)應(yīng)力損失才能得到更接近實際張拉力的結(jié)果，如圖8所示。預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值用σ表示，按下式計算：σ＝Eε式中：E為預(yù)應(yīng)力筋彈性模量，取1．96×105MPa；ε為預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮產(chǎn)生的應(yīng)變。對于ε，按照計算公式ε＝ΔL／L（其中ΔL按照規(guī)范［12］中的相關(guān)規(guī)定取6mm，L按照20m箱梁預(yù)應(yīng)力筋外露端均定為1m計算取22m），可以得到ε＝0．272×10－3；因此可以計算得出σ＝53．31MPa。將預(yù)應(yīng)力損失值化為力值F，按下式計算：F＝σA式中：A為預(yù)應(yīng)力筋橫截面面積，為140mm2。計算結(jié)果F＝7463．4N。為了便于與實際測量結(jié)果做比較，將預(yù)應(yīng)力損失值化為以噸位單位的值m按下式計算：m＝F×10－3／g式中：g為重力加速度，取9．8N／kg。計算結(jié)果m＝0．762t。則考慮到鋼筋內(nèi)縮造成的預(yù)應(yīng)力損失，2根預(yù)應(yīng)力束的張拉力分別為20．372t和19．682t。理論值為19．6t，容許誤差為±5％，可以看出所測2根預(yù)應(yīng)力束皆為合格。

4結(jié)語

（1）本文提出僅對采集數(shù)據(jù)中影響權(quán)重較大的數(shù)據(jù)進行分析處理，本課題組將位移10mm以上的數(shù)據(jù)作為研究對象。

（2）為了檢測精度，在處理數(shù)據(jù)時進行回歸分析時，采用6次高階多項式進行擬合曲線，并保留小數(shù)點后8位。

（3）本文所取判別標準為：對回歸分析曲線方程取一階導(dǎo)數(shù)，從而確定出回歸分析方程斜率趨于0點的力的大小，并考慮預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮損失，得到有效張拉力。

（4）本文提出的方法及判別標準可以應(yīng)用于工程檢測，可以為土木工程中的錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測提供參考。

參考文獻：

［1］付丹．預(yù)應(yīng)力錨索工作應(yīng)力的檢測方法研究［D］．北京：清華大學(xué)，2010．

［2］邵永軍，楊超．橋梁預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)錨下預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)探討［J］．公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2013，（7）：44－46．

［3］林新元．箱梁施工期防裂技術(shù)及裂后評估理論和工程應(yīng)用［M］．北京：人民交通出版社，2012．

［4］周家剛，尹新剛．在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)—現(xiàn)狀、技術(shù)難點與展望［J］．公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2011，（6）：219－222．

［5］楊國立，李瑞鴿．預(yù)應(yīng)力混凝土梁中預(yù)應(yīng)力損失檢測方法的發(fā)展與展望［J］．四川建筑科學(xué)研究，2008，34（4）：113－116．

［6］郭琦．復(fù)雜預(yù)應(yīng)力體系梁式結(jié)構(gòu)有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測理論與方法研究［D］．西安：長安大學(xué)，2009．

［7］詹建輝．特大跨度連續(xù)剛構(gòu)主梁下?lián)霞跋淞毫芽p成因分析［J］．中外公路，2005，25（1）：56－58．

[10］成劍波，姚晨，張峰．反拉法檢測預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力束工作應(yīng)力的模型試驗研究［J］．公路與汽運，2015，（3）：181－184．

［11］徐群．非線性回歸分析的方法研究［D］．合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2009．

［12］JTGD60－2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［S］．

作者:楊國強 徐向鋒 姚晨 高磊 單位:陜西省高速公路建設(shè)集團公司 山東交通學(xué)院 山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心