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RSM-JCP(A)|闪亮小黄机,玩转预应力
2018-04-12 55
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与传统的路桥相比较,预应力混凝土桥梁可以节约桥梁建设过程中的混凝土与钢材,在桥梁的抗裂、抗渗透及抗干裂等方面有较好的效果;并且具备桥梁变形挠曲曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适等一些列优点;因此预应力桥梁在桥梁建设中的占比也在逐渐加大。但是对于预应力混凝土桥梁工程来说,有效预应力直接关系桥梁的变形和开裂,影响其使用性能和安全性能,是预应力混凝土桥梁质量控制的核心和工程长久生命线。

【案例及分析】

国内某长江大桥,为连续梁桥,投入使用7年时间,已经出现桥梁整体刚度下降、跨中下挠较大、箱梁裂缝等一系列问题,其中最大下挠累计已超过30cm,箱梁0.1mm以上裂缝超6800条,最大裂缝跨度达到3mm;并且在跨中段一定范围内腹板出现斜向开裂,箱梁底板下存在横向裂缝和腹板的竖向裂缝,且裂纹有的已经贯通,更有箱梁底板混凝土破裂情况出现,对桥梁的安全性造成较大影响。

根据多起桥梁事故的分析统计,预应力混凝土桥梁的病害主要是梁体下挠和开裂。对此桥进行分析其问题产生的主要原因为主梁正弯区底板和负弯曲顶板纵向预应力有效性降低而导致。分析预应力的有效性降低原因有两个方面,一是在施工过程中,对于预应力索(杆)的有效预应力的施加偏小;二是在桥梁使用过程中预应力的损失较大导致。

【思 考】

1. 什么是预应力?

预应力,也称之为预加力,是在结构构件受到荷载之前,预先施加一个与即将受到荷载的力方向相反的力,预先施加的力可以消除即将到来的荷载,并能提高结构构件的抗裂性以及耐久性,增强结构构件的刚度和强度,改善结构构件的谐振以及弹性变形等。

2. 什么是有效预应力?

预应力筋张拉锚固后,实际张拉控制应力扣除锚固损失、弹性压缩损失,预应力筋锚下留存的应力,也称为锚下有效预应力。

3. 什么是有效预应力检测?

梁板等预应力筋张拉锚固后,对有效预应力及其不均匀度等进行的检测和评定称之为有效预应力检测。

桥梁的预应力张拉是桥梁施工的关键环节,具有施工工序步骤多、技术含量高、操作难度较大的特点,且现有大量的在役桥梁调查和检测结果表明,相当部分的桥梁质量隐患来源于预应力的质量控制不力,所以对于预应力的检测就尤为重要。

【锚下预应力检测】

1、检测方法

反拉法检测法

反拉法检测为采取在锚头外露预应力筋(一般为钢绞线)上施加反向张拉力的方式,检测、验证锚下有效预应力。“反拉法”是对具有自由端的及拉拔条件的锚下预应力最为可靠的检测方法。

2、测试原理

1.1 对桥梁梁板中已经张拉过的预应力筋,施加于锚下有效预应力方向相反的拉力,采集并记录拉绳位移数值和拉力数值,并绘制拉伸位移-拉力曲线;

1.2 当在拉伸力小于预应力筋的有效预应力时,夹片对钢绞线有紧固作用,能够自由伸长的预应力筋为露出的自由长度;
1.3 在拉伸力超过原有有效预应力时,锚头与夹片脱开,能够自由伸长的钢绞线除了露出的自由长度以外,一部分位于锚下的钢绞线也参与张拉。此时,自由伸长的钢绞线长度就会有较明显的增加。另一方面,夹片本身也会随着钢绞线的伸长而产生向外的位移。

3、检测示意图

闪亮小黄机,玩转预应力

1. 全自动反拉测试法

即在测试锚下预应力的过程中全程自动控制、自动加压、自动测读、自动记录。这与传统的测试方法相比,能把测试过程中由于一些人为因素所造成的误差降到最低,其测试结果精确度高,更能真实反映梁板锚下的实际张拉力。

2. 检测范围

梁板锚下有效预应力偏差的测试,可进行梁板的单索以及整束的锚下有效预应力的测试;可通过测试得到预应力的锚下有效预应力值,进而计算同断面的不均匀度、同束的不均匀度。

3. 测试的一般规定

①. 对于后张法梁板,应在梁板张拉后值波纹管未注浆之前进行检测,并且施工张拉后需预留足够的自由端,这样便于千斤顶及测试位移传感器的安装;
②. 对于先张法空心板,检测应该在张拉后且未浇筑混凝土之前进行。锚固完毕并经检验确认合格后方可切除多余的预应力筋。
③. 预应力筋张拉锚固后,应在24h内进行有效预应力检测。
④. 检测以随机抽检为主,根据桥梁安全等级、预应力筋工作形式不同,检测频率应满足下列要求:
a.预制梁板正弯矩预应力筋不宜少于10%;
b.体外筋、无粘结筋、竖向筋、连续梁桥负弯矩预应力筋不宜少于15%;
c.连续钢构桥纵向预应力筋不宜少于20%;d. 检测出现不合格时,应适当加大抽样比例。

4. 仪器参数

5、现场试验

5-1、仪器连接

(注:千斤顶有2种接头,根据现场条件选用,并配备退锚油等配件。)

(注:连接好数控盒的位移和压力以及电源后,再开数控盒电源开关,然后打开主机开关。)

5-2. 网络连接

主机与数控盒通过wifi进行连接,主机默认上次试验采集的数据盒,开机后会自动进行判断连接,无需人工干预。

5-3. 试验采集及设置

5-4. 仪器操作

6. RSM-JCP(A)现场检测案例

6-1某铁路梁厂箱梁测试—整束测试

设计张拉力为1687.1kN,测试得到有效预应力为1480kN,需进行补张处理。

6-2某工地桥梁现场测试—单索取测试

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