同样是反拉法, 有效预应力检测的技术原理又有哪些不同?
同样是反拉法
有效预应力检测的技术原理又有哪些不同
前言
foreword
锚下有效预应力对于预应力混凝土结构是极为重要的,其施工质量好坏直接关系着桥梁结构在施工和成桥过程中的受力状态,甚至影响服役安全。故对有效预应力检测的重要性不言而喻,主流检测有效预应力的技术手段还是反拉法。
但同样是反拉法,不同公司产品的技术原理却有所差异。现在,市场上以四川陆通检测科技有限公司的夹片位移侦测法和其他公司的拐点法为主,我们从受力分析的角度来比较一下两种方法。
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拐点法
我们先讲拐点法,在预应力束实际反拉过程中,由于锚具与夹片之间的挤压作用,夹片楔卡在锚具中,选择夹片与预应力束接触部分进行受力分析。
根据上图可知,夹片与预应力束之间存在如下力学平衡关系:F0=F1+Ff,式中,F0为锚下有效预应力;F1为反向张拉力;F2为锚具对夹片的水平作用力。当反拉力F1与预应力束锚下预应力F0相等时,夹片并不会被拉脱;反拉力F1继续增加,当反拉力F1=F0+Ff时夹片被拉脱,理想状态下的力-位移曲线如下。
根据预应力实际张拉过程中的拉力-位移曲线可知,拉力-位移变化共分为4个阶段。OA段为压紧构件的空隙过程,AB段为外漏钢筋受力变形阶段,BC段为拉脱瞬间,即当F1=F0+Ff时夹片与锚具发生相对滑动,Ff瞬间消失,预应力束内力重新调整,CD段预应力束内力重新调整完成后,预应力束外露段与自由段共同受力,拐点法则是以C点作为有效预应力点。但从原理上却发现一个严重的问题,即当夹片摩阻非常小或者没有摩阻时,BC段是不存在的,无法直接找到C点,且实际检测中,斜率的变化也不是如此均匀规律,所以在此情况下,判定有效预应力值则特别困难!
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夹片位移侦测法
夹片位移侦测法原理则更加简单也更加科学,将夹片产生位移时的张拉力作为有效预应力,具体原理是当反拉力小于原有预应力时,即F1<F0,夹片对钢绞线有紧固力,内部钢绞线不会发生位移。当反拉力略大于原有预应力时,夹片与内部钢绞线一道发生微小位移,集成式智能前端可根据夹片动作状态自动计算测试力值。
并且我们看软件界面图会更加直白,如下(蓝线表示夹片位移)
为什么说这种方法更加科学,因为该方法避免了拐点法中因夹片摩阻太小没有拐点而无法检测的难题,也有效解决了夹片摩阻不均匀或高度不一致导致的测试结果不稳定的问题。同时四川陆通检测科技有限公司的反拉式有效预应力检测系统还可根据不同形式预应力设定力与位移的限值,有效保障了结构安全和原有预应力状态不受扰动。
从以上力学分析的比较中可以得知,根据夹片位移判定有效预应力的检测方法比拐点法适用型更强,测试结果更稳定,安全性也很高。
反拉式有效预应力无损检测仪
功能概述
该产品适用于后张法施工的各种预应力结构,主要为桥梁的纵向预应力、横向预应力、竖向预应力(含精扎螺纹钢)、负弯矩、节段束、体外束等。
产品优势
系统适应性强,可根据不同锚具形式智能选取初始值保证了测试精度;
系统可自动识别平衡位置,无需人工读取拐点,有效避免了摩阻不均匀
与夹片外露高度不一致引起的测试误差;
系统可根据不同形式预应力设定力与位移的限值,有效保障了结构安全
与原有预应力状态不受扰动;
系统检测率高,可对测试施工对象张拉效果进行综合全面的分析评估;
系统可远程全自动控制,检测效率与安全性双重保障;
智能化人机交互功能,使检测工作更具科技感;
标准规范
《公路混凝土桥梁预应力施工质量检测评定技术规程》(DB35/T1638-2017)
《 重 庆 市 市 政 基 础 设 施 工 程 预 应 力 施 工 质 量 验 收 规 范 》(DBJ50-134-2012)
《桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程》(CQJTG/T F81-2009)
《公路桥梁后张法预应力施工技术规范》
(DB33/T 2154-2018)
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供稿:四川陆通检测 卿德银
编辑:小小墁