橋梁孔道預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)資料

1、橋梁孔道預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù) 本技術(shù)來(lái)自：四川升拓檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司 升拓檢測(cè)潛心多年研制的技術(shù)和設(shè)備可以對(duì)預(yù)應(yīng)力梁、巖錨、拉桿/吊桿、錨索的張力進(jìn)行綜合無(wú)損檢測(cè)。經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，其測(cè)試精度、測(cè)試效率、適用范圍等均可滿足工程要求，對(duì)保證工程質(zhì)量具有非常積極的意義。自2011年初推向市場(chǎng)以來(lái)，在較短的時(shí)間內(nèi)已在多個(gè)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(cè)，錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)測(cè)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(guò)程中，由于種種原因，普遍存在著張力不足的問(wèn)題。此外，在個(gè)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(diǎn)，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(guò)。此時(shí)，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(jì)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(wú)法張拉到設(shè)計(jì)的張力，甚至完全不張拉。其造成的危害很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致橋梁的斷裂。因此，如果能夠準(zhǔn)確地測(cè)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(duì)于空懸的鋼索、拉桿，其張力有較好的測(cè)試方法（基于自振頻率）。而對(duì)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(dòng)不一致以及難以確定振動(dòng)質(zhì)量及抗彎剛度，使得張力測(cè)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(cè)試方法則有很大的局限，因此，迄今尚無(wú)有效的張力測(cè)試方法。為此，在綜合國(guó)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(cè)試原理和方法：該方法通過(guò)對(duì)錨頭激振并測(cè)試錨頭的振動(dòng)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(guó)家發(fā)明專利，專利號(hào)：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(wú)法對(duì)內(nèi)部錨索激發(fā)自由振動(dòng)，只能通過(guò)對(duì)錨頭或露出錨索激振。因此，單純依靠頻率的測(cè)試方法有非常大的缺陷，嚴(yán)重影響了測(cè)試范圍和測(cè)試精度。為此，我們將錨頭、墊板等簡(jiǎn)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(jiǎn)化表示為其中，為振動(dòng)體系的質(zhì)量。在上式中，如果為一常值，那么根據(jù)測(cè)試的基頻即可較容易地測(cè)出張力。然而，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，埋入式錨索在錨頭激振時(shí)，其誘發(fā)的振

5、動(dòng)體系并非固定不變，而是會(huì)隨著錨固力的變化而變化。錨固力越大，參與自由振動(dòng)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(cè)試?yán)碚摵蜏y(cè)試方法。利用激振錘（力錘）敲擊錨頭，并通過(guò)粘貼在錨頭上的傳感器拾取錨頭的振動(dòng)響應(yīng)，從而能夠快速、簡(jiǎn)單地測(cè)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(cè)試的基本理論圖4 等效質(zhì)量法測(cè)試的基本概念同時(shí)，我們根據(jù)該理論開發(fā)了相應(yīng)的張力測(cè)試技術(shù)（圖4）和設(shè)備。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了該理論的正確性。驗(yàn)證結(jié)果還表明，該技術(shù)的測(cè)試范圍、精度和測(cè)試效率能夠滿足工程實(shí)際的要求，已達(dá)到了實(shí)用水平。低張力時(shí)，振動(dòng)體系小高張

6、力時(shí)，振動(dòng)體系大圖5 有效預(yù)應(yīng)力與振動(dòng)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(cè)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(guò)室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定得到。為大氣壓強(qiáng)，可取100KPa。為振動(dòng)體系的質(zhì)量，通過(guò)每次的測(cè)試測(cè)出：其中，為激振錘的質(zhì)量；為激振錘的加速度時(shí)程，為系統(tǒng)的速度變化量，均通過(guò)測(cè)試計(jì)算得出。配套檢測(cè)設(shè)備1. 測(cè)試內(nèi)容測(cè)試對(duì)象：錨索（桿）、螺栓、懸索、拉桿 測(cè)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(cè)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(yùn)行的過(guò)程中，不可避免地會(huì)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(shí)，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(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至造成安全隱患和垮橋等惡性事故，從而造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)的損失。我們歷時(shí)10余年，與國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)合作開發(fā)了一整套針對(duì)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有測(cè)試效率高、可靠性好、對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)損傷等特點(diǎn)，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(cè)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(gè)技術(shù)體系的測(cè)試精度和效率達(dá)到工程要求，已在國(guó)內(nèi)外上百個(gè)橋梁工程中得到了實(shí)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(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)，并申請(qǐng)和獲得了多項(xiàng)國(guó)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(tái)：小型一體化平臺(tái)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(shí)以上（電池可更換）5. 存儲(chǔ)量：本機(jī)自帶硬盤60G，可擴(kuò)展 6. 采樣精度：浮點(diǎn)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(diǎn)數(shù)：20,000個(gè),可調(diào)10. 顯示/分辨率：液晶顯示1280*800 11. 測(cè)試信號(hào)：振動(dòng)加速度信號(hào)12. 可接收信號(hào)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(hào)以識(shí)別反射波信號(hào)的方法 14. 頻譜分析：FFT/MEM/相關(guān)分析15. 統(tǒng)計(jì)處理：各種平均、偏差處理以及異常信號(hào)的自動(dòng)抽取16. 測(cè)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(cè)試方法：等效質(zhì)量法（TTEM）、弦振動(dòng)法、梁振動(dòng)法18. 測(cè)試量程：可達(dá)數(shù)千KN19. 測(cè)試長(zhǎng)度：錨索最大60m20. 數(shù)據(jù)采集：支持觸控、無(wú)線雙操控，以及單點(diǎn)、連續(xù)雙模采樣21. 定位系統(tǒng)：GPS模塊（選配）22. 提供