橋梁孔道預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)資料

1、橋梁孔道預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù) 本技術(shù)來自：四川升拓檢測技術(shù)有限責(zé)任公司 升拓檢測潛心多年研制的技術(shù)和設(shè)備可以對預(yù)應(yīng)力梁、巖錨、拉桿/吊桿、錨索的張力進(jìn)行綜合無損檢測。經(jīng)過大量的現(xiàn)場驗證，其測試精度、測試效率、適用范圍等均可滿足工程要求，對保證工程質(zhì)量具有非常積極的意義。自2011年初推向市場以來，在較短的時間內(nèi)已在多個橋梁工程中得到了綜合性的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：橋梁預(yù)應(yīng)力，孔道預(yù)應(yīng)力檢測，錨下預(yù)應(yīng)力檢測測試意義埋入式錨索在巖體支護(hù)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。然而，在施工過程中，由于種種原因，普遍存在著張力不足的問題。此外，在個工程中，存在鋼絞線不連續(xù)的現(xiàn)象（如下圖），其張力嚴(yán)重不足。從而極大地威

2、脅橋梁的安全。因堵塞、管壁變形而鋼絞線不連續(xù)部分鋼絞線不連續(xù)圖1 鋼絞線不連續(xù)的狀況造成鋼絞線不連續(xù)的原因主要有：（1） 在反彎點，以及管壁變形，或者管壁破損造成混凝土漿液流入硬化，使得鋼絞線難以穿過。此時，有的施工人員就采取從兩端伸入鋼絞線的方法（圖1中上圖）；（2） 有的施工人員則惡意地偷工減料，在兩端設(shè)置設(shè)計的鋼絞線，而在中間則減少鋼絞線的根數(shù)；內(nèi)部缺少鋼絞線錨索外面為正常錨索 照片2 鋼絞線不連續(xù)的狀況由于鋼絞線的有效截面不夠，所以無法張拉到設(shè)計的張力，甚至完全不張拉。其造成的危害很大，嚴(yán)重時會導(dǎo)致橋梁的斷裂。因此，如果能夠準(zhǔn)確地測出錨索/桿的現(xiàn)有張力（也稱為“有效預(yù)應(yīng)力”），也可以推

3、斷出鋼絞線的連續(xù)性，從而有效地杜絕這類惡性事件的發(fā)生。對于空懸的鋼索、拉桿，其張力有較好的測試方法（基于自振頻率）。而對于拉桿、特別是填充拉桿，由于其內(nèi)部鋼絞線與外套之間存在脫空現(xiàn)象，使得鋼絞線與拉桿殼體間的振動不一致以及難以確定振動質(zhì)量及抗彎剛度，使得張力測試非常困難。此外，埋入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的錨索體系，基于自振頻率的測試方法則有很大的局限，因此，迄今尚無有效的張力測試方法。為此，在綜合國內(nèi)外現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們提出了基于等效質(zhì)量法（TTEM）的埋入式預(yù)應(yīng)力測試原理和方法：該方法通過對錨頭激振并測試錨頭的振動響應(yīng)，從而可以推算埋入式錨索/桿的張力。該方法已獲得國家發(fā)明專利，專利號：ZL200

4、910177856.5。理論基礎(chǔ)埋入錨索與空懸錨索的邊界條件有很大的不同，而且埋入式錨索無法對內(nèi)部錨索激發(fā)自由振動，只能通過對錨頭或露出錨索激振。因此，單純依靠頻率的測試方法有非常大的缺陷，嚴(yán)重影響了測試范圍和測試精度。為此，我們將錨頭、墊板等簡化為如下的模型。即將錨頭與墊板、墊板與后面的混凝土或巖體的接觸面模型化成如下的彈簧支撐體系。該彈簧體系的剛性與張力（有效預(yù)應(yīng)力）有關(guān)，當(dāng)然張力越大，也越大。另一方面，在錨頭激振誘發(fā)的系統(tǒng)基礎(chǔ)自振頻率可以簡化表示為其中，為振動體系的質(zhì)量。在上式中，如果為一常值，那么根據(jù)測試的基頻即可較容易地測出張力。然而，通過實驗發(fā)現(xiàn)，埋入式錨索在錨頭激振時，其誘發(fā)的振

5、動體系并非固定不變，而是會隨著錨固力的變化而變化。錨固力越大，參與自由振動的質(zhì)量也就越大。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于“等效質(zhì)量”原理的有效張力測試?yán)碚摵蜏y試方法。利用激振錘（力錘）敲擊錨頭，并通過粘貼在錨頭上的傳感器拾取錨頭的振動響應(yīng)，從而能夠快速、簡單地測試錨索（桿）的現(xiàn)有張力4。彈簧支撐鋼材-鋼材彈簧支撐鋼材-混凝土/巖體圖3 預(yù)應(yīng)力測試的基本理論圖4 等效質(zhì)量法測試的基本概念同時，我們根據(jù)該理論開發(fā)了相應(yīng)的張力測試技術(shù)（圖4）和設(shè)備。經(jīng)過大量的試驗驗證，證明了該理論的正確性。驗證結(jié)果還表明，該技術(shù)的測試范圍、精度和測試效率能夠滿足工程實際的要求，已達(dá)到了實用水平。低張力時，振動體系小高張

6、力時，振動體系大圖5 有效預(yù)應(yīng)力與振動質(zhì)量的關(guān)系最后，利用回歸得到的和，以及標(biāo)定的、桿及激振錘的基本參數(shù)、墊板的面積即可測定同型預(yù)應(yīng)力體系的張力：其中，、為標(biāo)定參數(shù)，需要通過室內(nèi)或現(xiàn)場標(biāo)定得到。為大氣壓強(qiáng)，可取100KPa。為振動體系的質(zhì)量，通過每次的測試測出：其中，為激振錘的質(zhì)量；為激振錘的加速度時程，為系統(tǒng)的速度變化量，均通過測試計算得出。配套檢測設(shè)備1. 測試內(nèi)容測試對象：錨索（桿）、螺栓、懸索、拉桿 測試內(nèi)容：張力（后張法的錨下應(yīng)力）、懸索張力、拉桿張力2. 檢測技術(shù)現(xiàn)狀預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)（混凝土梁、巖錨、吊桿、拉桿等）在運行的過程中，不可避免地會出現(xiàn)各種老化、劣化現(xiàn)象（如混凝土強(qiáng)度降低，預(yù)應(yīng)

7、力損失等）。同時，在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的制作中，預(yù)應(yīng)力張力的損失也時有發(fā)生，嚴(yán)重時甚至造成安全隱患和垮橋等惡性事故，從而造成社會經(jīng)濟(jì)的損失。我們歷時10余年，與國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)合作開發(fā)了一整套針對這預(yù)應(yīng)力/張力的解決方案和技術(shù)體系。該方案基于無損檢測技術(shù)，具有測試效率高、可靠性好、對結(jié)構(gòu)無損傷等特點，可以大大地提高預(yù)應(yīng)力梁的質(zhì)量保證度。該技術(shù)體系的檢測內(nèi)容主要包括：埋入預(yù)應(yīng)力體系的錨下預(yù)應(yīng)力；空懸拉桿、吊桿、錨索的張力。整個技術(shù)體系的測試精度和效率達(dá)到工程要求，已在國內(nèi)外上百個橋梁工程中得到了實際應(yīng)用。此外，與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相關(guān)的技術(shù)還有：預(yù)應(yīng)力孔道的灌漿密實度（縱向、橫向及豎向）；混凝土的材質(zhì)、缺陷、厚度

8、尺寸等我們具有相關(guān)技術(shù)的全部知識產(chǎn)權(quán)，并申請和獲得了多項國家發(fā)明專利，產(chǎn)品出口到日本等海外。 1 儀器參數(shù)1. 平臺：小型一體化平臺2. 操作系統(tǒng)：windows3. 工作溫度：-1050 4. 工作電壓：12V，連續(xù)工作8小時以上（電池可更換）5. 存儲量：本機(jī)自帶硬盤60G，可擴(kuò)展 6. 采樣精度：浮點插值補(bǔ)償至24位7. 最大采集頻率：500KHz,可調(diào) 8. 最小采樣間隔：2us，可調(diào)9. 最大采集點數(shù)：20,000個,可調(diào)10. 顯示/分辨率：液晶顯示1280*800 11. 測試信號：振動加速度信號12. 可接收信號通道數(shù)：2通道 13. 噪聲處理：平滑/LPF/BPF/HPF/合成增幅，采用消減沖擊彈性波激振殘留信號以識別反射波信號的方法 14. 頻譜分析：FFT/MEM/相關(guān)分析15. 統(tǒng)計處理：各種平均、偏差處理以及異常信號的自動抽取16. 測試內(nèi)容：錨索（桿）的有效張力（包括空懸錨索、埋入式錨索、已灌漿錨索）17. 測試方法：等效質(zhì)量法（TTEM）、弦振動法、梁振動法18. 測試量程：可達(dá)數(shù)千KN19. 測試長度：錨索最大60m20. 數(shù)據(jù)采集：支持觸控、無線雙操控，以及單點、連續(xù)雙模采樣21. 定位系統(tǒng)：GPS模塊（選配）22. 提供