蘇偉

摘? 要：對某高速公路橋梁的預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析，指出了橋梁預(yù)應(yīng)力檢測與控制的相關(guān)技術(shù)，提出了檢測過程中提高精準(zhǔn)率的方法，如優(yōu)化梳編穿束工藝、靈活應(yīng)用張拉設(shè)備準(zhǔn)確標(biāo)定、保證油壓表讀數(shù)精確、優(yōu)化現(xiàn)階段的張拉施工工藝等，以期為同類型檢測工程提供相應(yīng)的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力檢測? 橋梁? 工程質(zhì)量? 高速公路? 鋼絞線

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（b）-0014-04

Application of Prestress Detection Technology in Expressway Bridge Detection

SU Wei

（ Road Engineering Technology Institute， Gansu Provincial Transportation Research Institute Group Co.，Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730030 China）

Abstract： This paper summarizes and analyzes the prestress detection technology of a highway bridge， points out the related technology of bridge prestress detection and control， and puts forward the methods to improve the accuracy rate in the detection process， such as optimizing the combing and binding process， flexibly applying the tensioning equipment to accurately calibrate， ensuring the accurate reading of the oil pressure meter and optimizing the tensioning construction technology at the present stage， so as to provide the corresponding technical reference for the same type of inspection project.

Key Words： Prestress detection; Bridge; Engineering quality; Highway; Steel strand

在橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，橋梁的安全耐久性受到了預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的較大影響。單束有效預(yù)應(yīng)力過大的情況下，鋼絞線會出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，使得單根絞線的使用年限受到影響;單束有效預(yù)應(yīng)力不足會導(dǎo)致梁體下?lián)?，?dǎo)致頂板開裂等問題。梁板受力等會在一定程度上受到整束有效預(yù)應(yīng)力不均勻度的影響，使得梁板的使用年限受到影響。

當(dāng)下工程研究的主流話題就是橋梁預(yù)應(yīng)力監(jiān)測及控制技術(shù)，我國較多的學(xué)者根據(jù)現(xiàn)代控制技術(shù)，著手研究預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量。全球使用較多的索力測試方法包含：（1）油壓表法：通過張拉系統(tǒng)已經(jīng)標(biāo)定的油壓表，對張力進(jìn)行讀取;（2）傳感器法：將壓力傳感器安裝在吊桿錨頭和墊板之間，對張力進(jìn)行測量;（3）頻率法：對吊桿的自振頻率進(jìn)行測量后，按照相應(yīng)的關(guān)系，對張力進(jìn)行計(jì)算;（4）磁通量法：將電磁傳感器安裝在吊桿中，根據(jù)磁通量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對張力進(jìn)行測量[1-9]。

1? 工程概況

以甘肅省內(nèi)的某高速公路項(xiàng)目為例進(jìn)行研究，需要進(jìn)行測量的標(biāo)段，包含預(yù)制T梁16000片左右，按照抽檢頻率的規(guī)定，需要對一共160余片梁板的有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢測。根據(jù)具體施工，從施工質(zhì)量的角度進(jìn)行考慮，應(yīng)當(dāng)對預(yù)應(yīng)力檢測和控制技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，嚴(yán)格檢測高速公路橋梁的預(yù)應(yīng)力，同時(shí)采取有效的控制。

2? 梁預(yù)應(yīng)力檢測與控制技術(shù)

2.1 檢測原理與設(shè)備

2.1.1 原理

根據(jù)最小應(yīng)力追蹤原理，再結(jié)合錨固體系彈模效應(yīng)，利用位移傳感器的作用，實(shí)現(xiàn)對有效預(yù)應(yīng)力的合理檢測。在檢測的過程中，對施力從一側(cè)傳到另一側(cè)的機(jī)理進(jìn)行應(yīng)用，對摩擦阻力進(jìn)行測量，利用此種方式，對預(yù)應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行維持。

2.1.2 設(shè)備

采取數(shù)顯式張拉儀，主要是對張拉力的范圍進(jìn)行顯示，以及對伸長量進(jìn)行顯示，通過無線傳輸技術(shù)進(jìn)行傳導(dǎo)，然后動(dòng)態(tài)化顯示該級別合格的張拉位點(diǎn)信息。

2.1.3 檢測內(nèi)容

主要是對兩個(gè)方面進(jìn)行檢測：檢測單根鋼絞線的預(yù)應(yīng)力以及全束的預(yù)應(yīng)力，前者和束的均勻度存在關(guān)聯(lián)，后者的端面的均勻情況，和全束預(yù)應(yīng)力的指標(biāo)高低存在一定關(guān)系。

2.2 檢測數(shù)據(jù)

一共對現(xiàn)場55片梁，實(shí)施有效預(yù)應(yīng)力檢測，主要是對錨下有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行控制：不但整束有效預(yù)應(yīng)力應(yīng)當(dāng)符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)整體控制同束的不同鋼絞線的受力均勻度。利用科學(xué)依據(jù)，再結(jié)合相關(guān)的測試方法，對施工技術(shù)問題進(jìn)行處理。

對檢測數(shù)據(jù)類別的說明如下。

（1）整束索力：包含的所有單束索力的和，單位kN;

（2）同束不均勻度：絕對值最大值/平均值;

（3）同斷面不均勻度：絕對值最大值/平均值。

篇幅有限，表1僅僅展示5片梁部分預(yù)應(yīng)力的檢測結(jié)果。

2.3 檢測數(shù)據(jù)分析

（1）A1梁、A2梁中，同束不均勻度，以及同束索力平均值，存在較大的差距，通過全面調(diào)查了解，A1、A2施工較早，張拉千斤頂標(biāo)定時(shí)間已經(jīng)超時(shí)，并且沒有采取疏編穿束，預(yù)應(yīng)力筋互相糾纏，造成單束預(yù)應(yīng)力值存在較大差距。在之后的施工中，同束不均勻度，以及同束所里平均值，處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

（2）根據(jù)表1中有效同束不均勻度走勢關(guān)系，可以看出起初疏編穿束具有較低的質(zhì)量，但是張拉工藝的規(guī)范化之后，不均勻度降低，離散性隨之縮小。

（3）按照表1中同斷面不均勻度走勢關(guān)系，重復(fù)張拉存在較低的精度，在張拉工藝不斷提升的情況下，不均勻度慢慢變小，離散性慢慢縮小。

3? 張拉工藝檢查與控制

此次研究得到的數(shù)據(jù)，顯示出局部質(zhì)量存在較差的質(zhì)量，分析其原因主要是：（1）張拉設(shè)施的穩(wěn)定性不是很高;（2）有待進(jìn)一步規(guī)范張拉工藝的流程。

（1）在檢測中，開始時(shí)施工人員沒有采取編束、整束穿束工藝。利用相關(guān)的引導(dǎo)培訓(xùn)，工人逐漸熟悉編束等工藝。

（2）檢測過程中，施工企業(yè)靜態(tài)標(biāo)定配備的張拉設(shè)備，存在局部力值過大的情況，分析其存在原因，是由于部分千斤頂標(biāo)定間隔時(shí)間超過了限定的規(guī)范，頻次超過200，或者連續(xù)間隔時(shí)間超過6個(gè)月。綜合分析，在限定的時(shí)間，施工企業(yè)可以合理標(biāo)定千斤頂。

（3）在實(shí)際檢測中，局部預(yù)應(yīng)力張拉持荷小于5min，也是造成局部預(yù)應(yīng)力偏低的一個(gè)核心原因。解決措施是，對相關(guān)規(guī)程的重要性進(jìn)行宣傳，同時(shí)對獎(jiǎng)罰機(jī)制進(jìn)行大力推行，對工人的質(zhì)量責(zé)任意識進(jìn)行全面提升。

4? 公路橋梁預(yù)應(yīng)力可靠性檢測與完善

4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土

利用對相關(guān)資料進(jìn)行查閱，再結(jié)合理論知識的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)有兩種方法可以對預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行檢測，也就是局部破損檢測，以及無損檢測。前者就是這對局部實(shí)施有損傷性的檢測，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于此對結(jié)構(gòu)內(nèi)的損傷情況進(jìn)行預(yù)測，該方法又分為以下兩種。

（1）預(yù)應(yīng)力筋直接檢測：效果等于在預(yù)應(yīng)力筋上配放傳感器，然后對預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行直接檢測。

（2）應(yīng)力釋放檢測：通過機(jī)械設(shè)備實(shí)施切割操作，對釋放出的約束應(yīng)力進(jìn)行檢測，在對結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力檢測方向，該方法效果良好。

無損檢測普遍使用的方法包含超聲波、聲發(fā)射等等類型。并且，根據(jù)相關(guān)的實(shí)際工程，聲發(fā)射檢測法在應(yīng)用的過程中，可以對裂縫的規(guī)格、方位等相關(guān)的信息進(jìn)行檢測，可以為工作人員對混凝土的穩(wěn)固性進(jìn)行探查的階段，提供相關(guān)的依據(jù)。

4.2 路橋施工階段預(yù)應(yīng)力混凝土可靠性檢測優(yōu)化

以便對路橋建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行全面提升，對施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備就是最基本的，包含了對設(shè)備性能的穩(wěn)定性進(jìn)行維持等。然后，對各個(gè)檢測目標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行仔細(xì)的分析。最后，選取性能更加穩(wěn)定的國標(biāo)儀器，使得其對應(yīng)的精度滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)得到保證。當(dāng)下，檢測預(yù)應(yīng)力混凝土的儀器一般比較重比較大，儀器的制作還有很多有待進(jìn)一步完善的地方，使得穩(wěn)定性等各項(xiàng)優(yōu)勢得到保證，以便在施工過程中預(yù)應(yīng)力檢測工作當(dāng)中，發(fā)揮更加優(yōu)質(zhì)的作用。

5? 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測及控制策略

5.1 優(yōu)化梳編穿束工藝

按照工程案例的具體情況，對預(yù)制構(gòu)件中短束造成的影響進(jìn)行分析，在梳編穿束質(zhì)量不滿足要求的情況下，導(dǎo)致更進(jìn)一步的索力不均勻度，最終釀成更多的問題，還有可能出現(xiàn)鋼絞線打絞的問題，使得施工質(zhì)量受到影響。所以在實(shí)施梳編穿束的階段，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前階段的標(biāo)準(zhǔn)完成施工流程，并且做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，根據(jù)每一個(gè)工作流程，完成整體施工。針對束絞線下料的過程，絞線的長度應(yīng)當(dāng)滿足要求，中間絞線在10～20cm之間，另外的絞線應(yīng)當(dāng)符合同樣的長度，使得施工質(zhì)量得到保證。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編號，對鋼絞線兩端進(jìn)行合理的編號，固定完成后再編號錨具，錨具兩端應(yīng)當(dāng)對應(yīng)瞬時(shí)編號，以及對應(yīng)逆時(shí)編號。在綁端頭的階段，分層應(yīng)當(dāng)合理，按照每層來捆扎，再整體捆扎，使得捆扎完絞線后，展示出的形態(tài)比較規(guī)律，一般是正方形或者矩形。在梳束階段，應(yīng)當(dāng)對錨具進(jìn)行合理的應(yīng)用，來梳理鋼絞線，選取適合的扎絲，來扎緊鋼絞。在穿束時(shí)，通過卷揚(yáng)機(jī)連接鋼絲繩的一端，同時(shí)將另一端通過繩套的方式來連接絞線，選取膠帶固定穿入端，利用卷揚(yáng)機(jī)完成相關(guān)操作。對傳入端的塑料瓶等物品進(jìn)行清除，絞線的編號應(yīng)當(dāng)清楚可見，中間錨具套上絞線，通過相應(yīng)的調(diào)整，使得兩側(cè)的錨具和每一個(gè)孔的位置都是相互對應(yīng)的。

5.2 靈活應(yīng)用張拉設(shè)備準(zhǔn)確標(biāo)定

在此階段，應(yīng)當(dāng)整體標(biāo)定張拉設(shè)備，利用千斤頂對張拉力值進(jìn)行測量，同時(shí)通過壓力表顯示，將測量流程完成。其實(shí)，測量流程的轉(zhuǎn)換和張拉油缸面積等具有一定的關(guān)聯(lián)性，所以在實(shí)際工作中，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況完成全面的靜態(tài)標(biāo)定，使得施工質(zhì)量得到保證。當(dāng)前我國的高速公路橋梁施工，一般采取分割標(biāo)定，主要是對千斤頂和壓力表進(jìn)行標(biāo)定，不過一些單位依舊采取動(dòng)態(tài)標(biāo)定法，存在較高誤差，導(dǎo)致施工當(dāng)中存在張拉停頓持荷張拉力偏大而出現(xiàn)不好的結(jié)果。在標(biāo)定階段，應(yīng)當(dāng)采取滿量程標(biāo)定，針對摩阻值進(jìn)行有效控制，符合當(dāng)前的要求。在此階段，應(yīng)當(dāng)合理控制千斤頂?shù)膬?nèi)泄漏，防止因?yàn)閮?nèi)泄漏影響靜態(tài)標(biāo)定的準(zhǔn)確度，使得張拉的持荷保壓得到保證。并且，標(biāo)定當(dāng)前階段的油壓表等測量儀器，使得滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

針對靜態(tài)標(biāo)定張拉設(shè)備，其實(shí)就是使得張拉系統(tǒng)的靜態(tài)得到保證，基于此實(shí)施標(biāo)定，利用此種方式對內(nèi)泄漏導(dǎo)致的增大標(biāo)定油壓表讀數(shù)的情況進(jìn)行消除，外界因素的干擾性得以縮減。在張拉持荷階段，或許導(dǎo)致張拉力的突增，導(dǎo)致鋼絞線的受力不均勻，或許造成受力高的絞線顯示出一段屈服區(qū)，難以施加預(yù)應(yīng)力，出現(xiàn)該情況時(shí)應(yīng)當(dāng)再次實(shí)施梳編穿束，通過千斤頂泵站系統(tǒng)，來靜態(tài)標(biāo)定張拉設(shè)備。

5.3 保證油壓表讀數(shù)精確

在當(dāng)前監(jiān)測高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測階段，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)不均勻的梁束力情況，實(shí)施對應(yīng)的處理，在整體標(biāo)定張拉設(shè)備時(shí)，或者靜態(tài)標(biāo)定當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況，采取相應(yīng)的處理，精度油壓表得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。在讀數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)留意位置因素的影響，位置不一樣會對視線造成不同的影響，導(dǎo)致讀數(shù)結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以工人應(yīng)當(dāng)按照具體要求精確讀取，使得讀數(shù)的精確度滿足要求。

5.4 優(yōu)化現(xiàn)階段的張拉施工工藝

當(dāng)前，在檢測高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力當(dāng)中，工作人員控制預(yù)應(yīng)力張拉，一般采取伸長值和張拉力雙重控制法，其中張拉力為核心，通過對伸長值進(jìn)行合理利用來實(shí)現(xiàn)校核，在施工當(dāng)中單個(gè)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)整體都應(yīng)當(dāng)基于當(dāng)下的同步原則，同時(shí)滿足分級張拉與對稱張拉原則，對張拉順序進(jìn)行合理控制，使得張拉設(shè)備的移動(dòng)頻率滿足施工規(guī)范。首先，在施工階段應(yīng)當(dāng)對千斤頂進(jìn)行有效控制，防止出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋等因素影響的有效預(yù)應(yīng)力對應(yīng)的整束有效預(yù)應(yīng)力不均勻。在張拉設(shè)計(jì)以及控制流程中，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)該過程中可以利用不同的方式來控制每一束損失不均勻造成的影響，防止存在預(yù)應(yīng)力偏差過大的情況，使得張拉機(jī)具的穩(wěn)定性得到提升。在張拉施工當(dāng)中，施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況來控制當(dāng)前的構(gòu)建截面的偏心受力，防止偏大，使得梁腹出現(xiàn)裂縫的概率得到縮減，施工質(zhì)量得到全面提升。假如施工屬于多排鋼束，應(yīng)當(dāng)滿足整體對稱，遵循當(dāng)前的張拉原則完成張拉，使得施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力符合要求，梁的受力均勻，避免出現(xiàn)梁體彎曲的情況。在之后的張拉施工階段，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格校核伸長值，完成確認(rèn)后采取張拉操作。

6? 結(jié)語

以便使得建成的高速公路項(xiàng)目達(dá)到精品，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)調(diào)控橋梁錨下有效預(yù)應(yīng)力指標(biāo)，努力進(jìn)行研究預(yù)應(yīng)力檢測控制相關(guān)的技術(shù)。在實(shí)際施工中，工作人員應(yīng)當(dāng)形成以質(zhì)量為重的意識，通過實(shí)踐對工藝流程進(jìn)行不斷的完善，使得施工的質(zhì)量管理得到提升，如此方可對有效預(yù)應(yīng)力檢測結(jié)果的精確度進(jìn)行真正的提升，全面提升公路橋梁項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 夏繼榮.橋梁檢測中各種常見檢測方法[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（15）：101.

[2] 楊雪峰.橋梁檢測車在橋梁檢測中的應(yīng)用價(jià)值分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（4）：45，47.

[3] Zhang Benniu，Zhao Yuanyuan，Li Xingxing， al. Study on the Main Factors of Frequency Variation of LC Resonant Prestress Detection Method[J]. Advances in Materials Science and Engineering，2020.

[4] 姚志安，范立朋，陸學(xué)村，等.基于錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測的預(yù)應(yīng)力后張法施工質(zhì)量控制[J]. 中外公路， 2020，40（4）：179-183.

[5] Andrejs Kovalovs，Pavels Akishin，Andris Chate. Detection Prestress Loss in Prestressed Concrete Slab using Modal Analysis[J]. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering，2019，471（10）.

[6] 余明.高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測及控制技術(shù)探究[J].冶金與材料，2020，40（3）：81-83.

[7] 蘭俊剛.現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力檢測和監(jiān)測的運(yùn)用[J].四川水泥，2020（5）：328-329.

[8] 鄭良玉.基于電磁駐波的鋼絞線預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2019.

[9] 吳瑞.橋梁預(yù)應(yīng)力管道灌漿密實(shí)度綜合檢測試驗(yàn)研究[D].成都：西華大學(xué)，2019.