摘要 為全面了解預(yù)制T 梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力損失情況，提高預(yù)制T 梁施工質(zhì)量，保證橋梁運營安全，文章依托某橋梁工程30 m 預(yù)制T 梁預(yù)應(yīng)力損失檢測實踐，針對預(yù)應(yīng)力損失智能反拉檢測技術(shù)展開綜合探究，介紹了智能反拉檢測技術(shù)及檢測原理，根據(jù)工程實際情況確定了智能反拉施工方案。試驗梁智能反拉檢測結(jié)果顯示：大多數(shù)預(yù)制T 梁有效預(yù)應(yīng)力實際檢測值均小于理論計算值，且差值低于5%，表明T 梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后損失相對較小，質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但由于試驗梁有效預(yù)應(yīng)力實際檢測值全部低于張拉力設(shè)計值，實際施工時，應(yīng)合理增大超張拉系數(shù)，保證施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項目；預(yù)制T 梁；預(yù)應(yīng)力損失；智能反拉檢測

中圖分類號 U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0141-03

0 引言

近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)取得較大進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力T 梁結(jié)構(gòu)憑借重量輕、跨度大、承載力強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點，在橋梁工程建設(shè)中得到了大規(guī)模應(yīng)用[1]。但由于施工工藝、材料性能、外部環(huán)境等各方面因素影響，導(dǎo)致橋梁運營過程中T 梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力損失過大，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)承載性能，威脅交通運輸安全。因此，科學(xué)強(qiáng)化T 梁預(yù)應(yīng)力損失檢測，及時掌握橋梁運營狀態(tài)，采取針對性處治措施，旨在提高預(yù)應(yīng)力橋梁施工質(zhì)量[2]。

基于上述考量，該文依托某橋梁工程實踐，采用智能反拉檢測技術(shù)對T 梁預(yù)應(yīng)力實施檢測，對保證橋梁使用安全具有重要意義。

1 智能反拉檢測技術(shù)簡介及原理

智能反拉檢測技術(shù)最初起源于日本，主要是由Bruce等業(yè)界專業(yè)人士研發(fā)，在先張法與后張法預(yù)應(yīng)力施工中得到了成功應(yīng)用，當(dāng)前我國針對該技術(shù)開展了相關(guān)研究工作，并取得了一定成效。智能反拉檢測技術(shù)具有準(zhǔn)確性高、安全可靠、操作簡便等優(yōu)點，在橋梁工程預(yù)應(yīng)力檢測中應(yīng)用較為普遍。為有效避免水泥漿液對預(yù)應(yīng)力筋受力造成不良影響，對于采用后張法施工的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，應(yīng)在孔道壓漿前完成預(yù)應(yīng)力損失檢測[3]。

1.1 智能反拉檢測技術(shù)分類

智能反拉檢測技術(shù)包括整束張拉與單根張拉兩種類型。其中，整束張拉時千斤頂處于歸零狀態(tài)，當(dāng)反向張拉力大于預(yù)應(yīng)力束張力時，鋼束會出現(xiàn)縱向拉伸，隨著拉力不斷增大，鋼束縱向拉伸量越來越大，利用拉力－位移曲線上方轉(zhuǎn)折點對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力值，判定鋼束初始預(yù)應(yīng)力，并與設(shè)計值進(jìn)行比較，從而得出預(yù)應(yīng)力損失[4]。而單根張拉法主要是在單根外露預(yù)應(yīng)力束上方設(shè)置錨具，在千斤頂張拉時利用位移、拉力傳感器對夾片位移、反應(yīng)力實施檢測。當(dāng)反向拉力作用低于鋼束預(yù)應(yīng)力時，夾片位置保持不變，而當(dāng)反向拉力大于鋼束預(yù)應(yīng)力時，夾片會隨鋼束拉伸而發(fā)生移動，實際檢測中可根據(jù)夾片位移量分析鋼束預(yù)應(yīng)力損失情況。

1.2 錨下預(yù)應(yīng)力檢測基本流程

利用智能反拉技術(shù)實施錨下預(yù)應(yīng)力檢測時，由于預(yù)應(yīng)力束存在縱向伸縮作用，為確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，通常在孔道壓漿前對預(yù)應(yīng)力束實施反拉檢測[5]。智能反拉過程中，通過千斤頂對張拉力進(jìn)行把控，并實施分級張拉，利用安裝在端頭部位的測力計與終端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，得到應(yīng)力— 位移之間的變化曲線，并測量出錨下應(yīng)力?；玖鞒倘缦拢?/p>

（1）對張拉完成預(yù)應(yīng)力構(gòu)件實施全面清理，徹底清除表面鐵銹、油污，防止張拉過程中出現(xiàn)摩阻作用。

（2）嚴(yán)格按照順序?qū)⒏鳂?gòu)件穿入預(yù)應(yīng)力束上，并將夾片嵌入錨具內(nèi)安裝牢固，同時測量出反拉段預(yù)應(yīng)力束長度。

（3）接通油泵與千斤頂，并將位移傳感器安裝在千斤頂上方，準(zhǔn)備進(jìn)行二次張拉。

（4）利用分級加載方式進(jìn)行張拉作業(yè)，初始張拉采用0.1 倍設(shè)計拉力，并將千斤頂歸零，然后采用0.2 倍設(shè)計拉力進(jìn)行逐級記載，直至達(dá)到設(shè)計應(yīng)力值。在張拉過程中，檢測儀及工作人員應(yīng)全面記錄各級荷載條件下位移計讀數(shù)及錨具端部位移[6]。

（5）張拉完成后，千斤頂油表歸零，然后按照順序拆除張拉設(shè)備。反拉檢測時應(yīng)嚴(yán)格按照試驗操作規(guī)程開展張拉作業(yè)，并安排專業(yè)技術(shù)人員及安全人員全程監(jiān)督指導(dǎo)，油泵及千斤頂作業(yè)時，工作人員應(yīng)保持一定的安全距離；同時，張拉時應(yīng)盡可能使千斤頂處于平行狀態(tài)，防止傾角過大對檢測結(jié)果造成影響。

2 預(yù)制T 梁預(yù)應(yīng)力損失智能反拉檢測方案

2.1 工程概況

某橋梁工程項目，上部結(jié)構(gòu)為15×30 m 預(yù)制混凝土T 梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩，樁基形式為鉆孔灌注樁，全橋設(shè)計長度462 m。為全面了解30 m 預(yù)制T 梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，確保符合規(guī)范及設(shè)計要求，現(xiàn)場隨機(jī)選擇3片T 梁進(jìn)行反拉檢測試驗。該工程預(yù)制T 梁以預(yù)應(yīng)力筋OVM 型錨固系統(tǒng)作為受力構(gòu)件，待T 梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值時，方能實施反拉施工。選擇橋梁左幅2-2# 梁、右幅4-5# 梁、右幅7-2# 梁進(jìn)行檢測，主要檢測項目為錨下預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力孔道編號依次為N1、N2、N3，詳細(xì)編號示意圖見圖1。

2.2 智能反拉施工方案

為有效避免預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)縱向伸縮現(xiàn)象，確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，智能反拉檢測應(yīng)在孔道壓漿前進(jìn)行。實際檢測前，應(yīng)先在錨端設(shè)置應(yīng)力傳感器，通過千斤頂分級加載，并詳細(xì)記錄應(yīng)力及位移變化情況，繪出應(yīng)力- 位移之間的變化曲線，通過計算得到錨下應(yīng)力大小。智能反拉檢測技術(shù)方案如下：

（1）T 梁預(yù)應(yīng)力張拉前，預(yù)先對錨下預(yù)應(yīng)力構(gòu)件實施全面清理，徹底清除表面鐵銹和油污，以有效防止預(yù)應(yīng)力張拉時產(chǎn)生摩阻力，對檢測結(jié)果造成影響[7]。

（2）按照順序?qū)⒏鳂?gòu)件依次穿入預(yù)應(yīng)力筋上，并將夾片嵌入錨具內(nèi)固定牢固，測出張拉段預(yù)應(yīng)力筋長度。

（3）將位移傳感器安裝在千斤頂上方，并接通油泵裝置。

（4）利用千斤頂實施逐級加載，先施加0.1 倍設(shè)計張拉應(yīng)力，位移傳感器讀數(shù)置零后實施二次張拉，拉力增大至0.2 倍設(shè)計張拉應(yīng)力，并持續(xù)加載，直至達(dá)到設(shè)計應(yīng)力值。張拉時利用位移、拉力傳感器全面采集各級加載條件下的應(yīng)力值及錨具端部位移量。

（5）張拉完畢，切斷電源，待千斤頂油表歸零后，拆除所有張拉裝置。

3 智能反拉檢測結(jié)果分析

通過對智能反拉檢測結(jié)果分析，得到影響T 梁預(yù)應(yīng)力損失的具體因素包括鋼絞線與孔道之間的摩擦損失、錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋回縮、混凝土收縮變形等[8]。采用反拉法對構(gòu)件實施預(yù)應(yīng)力損失檢測得到的檢測結(jié)果為綜合檢測結(jié)果，難以實現(xiàn)對各種因素引起的預(yù)應(yīng)力損失分類檢測，且現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，有效預(yù)應(yīng)力估值系數(shù)應(yīng)通過設(shè)計張拉控制應(yīng)力確定，而對于T 梁跨度對估值系數(shù)的確定是否存在關(guān)聯(lián)，相關(guān)規(guī)范并未給出明確說明，需進(jìn)行更加深入的探討。根據(jù)智能反拉法檢測得到的實際數(shù)據(jù)，通過計算值與實測值、理論值進(jìn)行比較，得出相關(guān)結(jié)論，為類似預(yù)應(yīng)力檢測提供理論依據(jù)。

3.1 有效預(yù)應(yīng)力智能反拉檢測結(jié)果分析

按照《公路橋梁工程施工技術(shù)規(guī)程》（JTG/T 3650—2020）有關(guān)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)有效預(yù)應(yīng)力估值系數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計張拉力進(jìn)行取值，從而得到有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值與計算值。通過智能反拉法分別對3 個T 梁實施錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測，具體檢測數(shù)據(jù)如表1 所示。其中偏差值1、2 分別表示實測值與標(biāo)準(zhǔn)值、計算值之差的百分率。

通過表1 能夠看出，3 組試驗梁錨下有效預(yù)應(yīng)力實測值與標(biāo)準(zhǔn)值、計算值的偏差全部低于5%，偏差最大值、最小值依次為?2.5% 和?0.9%，符合《公路橋梁工程施工技術(shù)規(guī)程》（JTG/T 3650—2020）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，表明T 梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后損失相對較小，有效預(yù)應(yīng)力符合標(biāo)準(zhǔn)要求，T 梁質(zhì)量滿足設(shè)計要求。對有效預(yù)應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)實施綜合分析，所有孔道實際檢測結(jié)果均低于計算值。根據(jù)其他預(yù)制T 梁預(yù)應(yīng)力損失檢測結(jié)果，得到大多數(shù)預(yù)應(yīng)力孔道有效預(yù)應(yīng)力均小于標(biāo)準(zhǔn)值，表明預(yù)應(yīng)力筋錨固時出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力損失，通過綜合分析，確定該條件下的預(yù)應(yīng)力損失是因錨具變形及鋼筋收縮所致[9]。

3.2 規(guī)范值與計算值對比

按照表1 相關(guān)數(shù)據(jù)，得到各試驗T 梁有效預(yù)應(yīng)力規(guī)范值與計算值變化示意圖，具體如圖2 所示。

通過圖2 能夠看出，預(yù)制T 梁有效預(yù)應(yīng)力規(guī)范值與設(shè)計值相差較小，3 組T 梁偏差為?0.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1%，表明二者較為接近，可將其作為有效預(yù)應(yīng)力參考值。

3.3 有效預(yù)應(yīng)力偏差分析

按照表1 相關(guān)數(shù)據(jù)，分別得到各試驗T 梁有效預(yù)應(yīng)力偏差值1、2 變化曲線圖，具體如圖3 所示。

通過圖3 能夠看出：①左幅2-2#T 梁、右幅4-5#T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測值全部小于計算值，偏差百分比依次為?1.62%、?0.62%。②右幅7-2#T 梁有效預(yù)應(yīng)力檢測值大于計算值，偏差百分比依次為?1.53% 和?2.53%。按照后張法工藝流程，張拉應(yīng)力應(yīng)控制在1.03 倍σcon，滿足設(shè)計值后實施錨固[10]。檢測結(jié)果顯示，其中2 組試驗T梁有效預(yù)應(yīng)力檢測值低于計算值，并且低于設(shè)計值，充分表明預(yù)應(yīng)力筋錨固階段產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力損失，施加103%張拉應(yīng)力實施錨固達(dá)不到預(yù)期效果，應(yīng)合理增大張拉系數(shù)，以有效彌補(bǔ)錨固階段產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。

4 結(jié)論

綜上所述，該文根據(jù)某橋梁工程30 m 預(yù)制T 梁預(yù)應(yīng)力損失檢測實踐，選擇3 組預(yù)應(yīng)力T梁進(jìn)行智能反拉試驗，得出如下結(jié)論：

（1）根據(jù)智能反拉試驗檢測結(jié)果，3 組T 梁有效預(yù)應(yīng)力實際檢測值均小于理論計算值，且差值低于5%，表明T 梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后損失相對較小，質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

（2）預(yù)制T 梁有效預(yù)應(yīng)力規(guī)范值與計算值偏差為?0.4%，表明二者較為接近，可將其作為有效預(yù)應(yīng)力參考值。

（3）因試驗梁有效預(yù)應(yīng)力實際檢測值全部低于張拉力設(shè)計值，充分表明采用原始張拉方案規(guī)定的張拉應(yīng)力實施錨固達(dá)不到預(yù)期效果，應(yīng)合理增大張拉系數(shù)，以有效彌補(bǔ)錨固階段產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，保證預(yù)應(yīng)力T 梁施工質(zhì)量。

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