張 毅

中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司

1 前言

在橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中，回彈法是質(zhì)監(jiān)站、監(jiān)理單位、業(yè)主單位等試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)最常用的一種無損檢測(cè)方法。其操作簡(jiǎn)單、靈活、快捷，被檢測(cè)部門廣泛采用。但大多數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用的全國統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線，由于混凝土的配合比、原材料、摻合料、養(yǎng)護(hù)環(huán)境條件及施工工藝等因素的不同，其檢測(cè)結(jié)果有所差異，精度不高。不能真實(shí)反映構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度。本文針對(duì)預(yù)制T梁混凝土所在部位施工條件、環(huán)境特點(diǎn),通過采用與預(yù)制T梁混凝土相同的材料、成型工藝制作，并隨T梁同條件下養(yǎng)護(hù)的多組混凝土試件進(jìn)行回彈、立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)，以T梁回彈值和芯樣抗壓強(qiáng)度值為參數(shù)，建立回彈法專用測(cè)強(qiáng)曲線應(yīng)用于工程實(shí)踐，并用推定值與本曲線進(jìn)行驗(yàn)證，取得了滿意的效果。

2 原材料及配合比

2.1 原材料

C50預(yù)制T梁混凝土原材料選用與普通混凝土原材料基本相同，其檢驗(yàn)項(xiàng)目符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/TF 50—2011）要求。本標(biāo)段預(yù)制T梁混凝土，采用寧海強(qiáng)蛟海螺有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，張家港S95級(jí)礦粉，摻量為20%，武漢蘇博生產(chǎn)的PC100-R外加劑，摻量為1.1%，其減水率為25%，砂為福建閩江砂，細(xì)度模數(shù)2.9，表觀密度2600g/cm3,碎石為本標(biāo)段大灣崗隧道宕渣破碎加工而成的4.75mm～26.5mm連續(xù)級(jí)配，壓碎值13.7%，表觀密度2600g/cm3。以上原材料各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范及施工要求。

2.2 混凝土配合比

本項(xiàng)目廟山弄橋和中管廟大橋均為25m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁,高度為1.65m。由于T型梁負(fù)彎矩部位鋼筋比較密集間距小、施工時(shí)間較長，設(shè)計(jì)為C50泵送混凝土，設(shè)計(jì)坍落度為160cm～200cm,混凝土基準(zhǔn)配合比見表1。

3 專用測(cè)強(qiáng)曲線的建立

3.1 混凝土立方體試件的制作

按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E30—2005）規(guī)范要求，制作標(biāo)準(zhǔn)立方體試件（150mm×150mm×150mm），不同齡期的試件，成型前應(yīng)測(cè)定坍落度，振搗方式宜采用與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)相同方式進(jìn)行（振動(dòng)臺(tái)、插入式振搗棒），試壓試件成型后標(biāo)明樣品唯一性編號(hào)，在成型24h后，將試件移至與被測(cè)結(jié)構(gòu)物相同條件下養(yǎng)護(hù)，試件拆模日期應(yīng)與T梁的拆模日期相同。

3.2 混凝土立方體試件測(cè)試

回彈儀、碳化深度測(cè)量?jī)x器統(tǒng)一標(biāo)定。測(cè)量前后均應(yīng)記錄回彈儀鋼鉆率定值。將已到期的同條件養(yǎng)護(hù)試件，先進(jìn)行回彈測(cè)試，再進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，具體測(cè)定方法按《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）附錄E進(jìn)行，將試塊放在試驗(yàn)機(jī)上預(yù)壓100kN的壓力。在試件保持壓力下，對(duì)每個(gè)試塊兩個(gè)對(duì)立側(cè)面進(jìn)行回彈，一個(gè)測(cè)試面8個(gè)點(diǎn)共獲得16個(gè)測(cè)定值。回彈測(cè)試完成后，按規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并計(jì)算該試件相應(yīng)齡期的回彈值。回彈值測(cè)定后按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E30—2005）技術(shù)規(guī)范要求將試塊壓至破壞，記錄并計(jì)算其抗壓強(qiáng)度值。在壓破的試塊斷面按規(guī)范進(jìn)行碳化深度測(cè)試，不小于5次，取平均值作為該試塊的碳化值。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

本試驗(yàn)試件采用與預(yù)制T梁混凝土相同的材料、相同的工藝成型，并隨T梁同條件下養(yǎng)護(hù)，其齡期分別為7d、14d、28d、60d共40組試件進(jìn)行回彈、立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其回彈值與立方體試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果見表2。將全部試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，按線性回歸方法進(jìn)行擬合，繪制混凝土抗壓強(qiáng)度與回彈值關(guān)系圖，如圖1所示。由圖1可見混凝土試件抗壓強(qiáng)度與回彈值呈曲線關(guān)系。

表2 混凝土試件回彈值與抗壓強(qiáng)度

3.4 數(shù)據(jù)回歸分析

按《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)回歸分析，利用最小二乘法原理對(duì)不同齡期的混凝土試件進(jìn)行抗壓與回彈試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和回歸分析。由于本工程中試驗(yàn)齡期較短，通過對(duì)混凝土試件碳化深度的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)試件碳化深度小于0.5mm,對(duì)擬合的測(cè)強(qiáng)曲線影響較小。因此，不考慮碳化深度的影響情況下建立混凝土回彈法專用測(cè)強(qiáng)曲線方程為ccu=0.1918Rm1.4933，其ccu混凝土強(qiáng)度換算值，Rm為平均回彈值。通過計(jì)算得出測(cè)強(qiáng)曲線相關(guān)系數(shù)為0.9759，說明混凝土試件抗壓強(qiáng)度與平均回彈值之間的曲線相關(guān)關(guān)系高度顯著.同一個(gè)混凝土回彈值對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)符合正態(tài)分布.相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為2.3%,平均相對(duì)誤差為1.8%.根據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）規(guī)范的規(guī)定,專用測(cè)強(qiáng)曲線的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差小于等于14%,平均相對(duì)誤差小于等于12%，由本試驗(yàn)推定的專用測(cè)強(qiáng)曲線均滿足規(guī)范規(guī)定的測(cè)強(qiáng)曲線的精度要求。

4 專用測(cè)強(qiáng)曲線校核

對(duì)所建立的專用測(cè)強(qiáng)曲線,抽取了6組預(yù)制T梁回彈法和鉆芯試件進(jìn)行校核.回彈強(qiáng)度分別采用建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)、浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)和本篇中的回彈專用測(cè)強(qiáng)曲線方法推定的強(qiáng)度值進(jìn)行對(duì)比，其推定結(jié)果如表3所示。

表3 專用測(cè)強(qiáng)曲線驗(yàn)證

通過對(duì)不同測(cè)強(qiáng)曲線的比較可以看出，按浙江地區(qū)碎石泵送混凝土測(cè)強(qiáng)曲線、建設(shè)部規(guī)程《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）以及本篇推定的專用測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算修正系數(shù)平均值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)按《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）計(jì)算的修正系數(shù)平均值為1.03，按浙江地區(qū)碎石泵送混凝土測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算的修正系數(shù)平均值為1.04，按本篇推定的測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算的修正系數(shù)平均值為1.01。結(jié)果表明按照建設(shè)部規(guī)范和浙江地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線推定出的碎石泵送混凝土強(qiáng)度明顯低于混凝土芯樣強(qiáng)度值。從表3還可以得出按照建設(shè)部規(guī)范和浙江地方測(cè)強(qiáng)曲線計(jì)算得出的平均相對(duì)誤差與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差都大于本篇推定的專用測(cè)強(qiáng)曲計(jì)算的誤差。從而得出結(jié)論本篇的回彈專用測(cè)強(qiáng)曲線所得結(jié)果比國標(biāo)和地方標(biāo)準(zhǔn)更為接近鉆芯試件抗壓強(qiáng)度。

5 結(jié)語

在工程施工中,本文結(jié)合原材料情況、施工工藝、自然氣候等，針對(duì)預(yù)制梁場(chǎng)C50混凝土建立了專用測(cè)強(qiáng)曲線。其建立專用測(cè)強(qiáng)曲線的方法是科學(xué)的,可靠度能夠滿足要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)回彈結(jié)果推定的混凝土強(qiáng)度更接近于實(shí)際鉆芯試件抗壓強(qiáng)度。本文所建立的C50預(yù)制T梁專用測(cè)強(qiáng)曲線，更符合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，同時(shí)有效地提高回彈法測(cè)強(qiáng)精度。因此，建立測(cè)強(qiáng)曲線是一種既簡(jiǎn)便又精準(zhǔn)的混凝土強(qiáng)度推定措施，能夠有效提高試驗(yàn)精度和工作效率。