预应力混凝土T梁有效预应力检测方法研究

聂宁海

摘 要：提升铁路桥梁工程项目的安全性和稳定性，是我国建筑行业在发展时期的重中之重。预应力混凝土作为铁路桥梁实际施工中的重要组成部分，基于此，文章主要结合实例对预应力混凝土T梁有效预应力的检测方法进行研究，并提出有效措施解决施工期间存在的不足，可为类似工程施工提供借鉴。

关键词：T型桥梁 预应力混凝土 电磁效应检测法

1.引言

在铁路桥梁实际施工期间，常会由于多种原因导致桥梁结构稳定性较差，这对整个铁路桥梁施工与人们的安全出行构成了严重影响。要想从根本上解决这一问题，应根据铁路桥梁工程项目的施工实际制定出一项科学、合理的施工技术，将预应力混凝土与铁路桥梁有效结合起来，并采用先进的检测技术对桥梁的有效预应力进行检查，明确其在实际施工期间存在的安全隐患，以保证铁路桥梁的质量，提升其安全性和稳定性。

2.预应力混凝土T梁的简述

随着人们物质生活水平的提高，人们节假日出行的人数直线上升，这样就会增加铁路的压力，使得桥梁整体举架及构件承受的动荷载增加，导致桥梁过早出现疲劳失效，其主要特征是破坏应力低于静态应力强度，而这一过程实质上是一个损伤累计的过程。这种情况下，混凝土桥梁的结构稳定性和耐久性会有所降低，故对其有效预应力进行实时检测具有重要意义。

传统的检测方法主要通过分析预应力混凝土梁在疲劳荷载下的裂缝开裂情况和梁体刚度退化情况，推导出混凝土T梁预应力退化方程，并编制相应的计算程序。在此基础上，对预应力混凝土桥梁的受力特性进行分析，并利用预应力混凝土平面有限元模型对横向效应下的混凝土应力进行计算，实现对预应力混凝土安全性能的检测。

3.预应力混凝土T梁有效预应力检测方法

3.1局部破损检测技术

局部破损检测技术在实际应用中可以根据工程项目的施工现状对项目中的某一个部位进行损伤探测，明确其在施工期间存在的不足，并及时制定有效的解决对策。局部破损检测技术主要由以下两个部分组成：预应力筋直接检测主要指施工单位在对铁路桥梁进行检测时，将检测仪器放到预应力钢筋上，分析出混凝土构件应力运行状况，并以此为基础制定出一项科学、合理的施工技术方案；应力释放检测主要以机械切割为基础对工程项目的构件进行检测，得出构件的释放约束力，并根据工程项目的施工现状进行约束力调整，以为后续开展的施工工作提供基础保障。

3.2预应力混凝土桥梁的检测方法

要想保证铁路桥梁项目的质量，提升整个项目的安全性、稳定性，应提高对预应力桥梁检测工作的重视，并对部分区域中的破损范围通过无损检测结合的方式进行，明确其在施工中存在的不足，并及时制定有效的解决措施。

（1）电磁效应检测法。电磁效应检测法主要由涡流检测、测漏检测、磁粉检测技术组成。而电磁效应主要指工程项目在实际施工期间，根据工程项目的磁场变化状态对预应力混凝土进行检测，并采取有效的措施对施工期间存在的不足进行处理，进而提升铁路桥梁项目的质量。比如工程项目在实际施工期间，可以根据预应力混凝土大小变化状况进行磁场通量进行设置，以在实际施工中将感应磁器中的电流波动体现出来。

（2）超声波检测法。在利用超声波法检测时，可结合工程项目的施工现状进行超声波混凝土传递过程控制，确保传播参数随着工程项目的施工状况而变化，获取准确的工程项目信息。再以工程项目信息为基础制定出一项科学、合理的施工技术方案，对混凝土材料的密度、分布状况等进行合理控制，保证超声波可以在均速的状况下运行。另外，在工程项目实际检测中，还可以通过超声波检测技术对混凝土的的裂缝深度、持久性等进行检测，确保桥梁工程项目的质量。在实际检测过程中，还可将各项技术中的参数融入到公式①：

上述公式中：d表示工程项目的裂缝深度；ti0表示工程项目为Li不跨缝声时值，Li表示不跨缝评测数值，即超声波在N次之后的传播距离。在实际监测过程中，要想提升检测结果，应做好裂缝深度的控制工作，并根据工程项目的施工现状进行裂缝平均值计算，进而得出裂缝中的最大平均值，确保相关计算工作可以顺利进行。

（3）等效质量法。等效质量法是通过在锚头激振，利用系统振动频率和系统质量变化来测试T梁有效预应力的无损检测方法。将锚头与垫板、垫板与后面的混凝土或岩体的接触面模型简化成弹簧支撑体系。该弹簧体系的刚度K与有效预应力有关，预应力越大则K越大。在锚头激振诱发的系统基础自振频率f可以表示为公式②：

式中，M表示振动体系的质量，若其为常值，则根据测试的基频 f 即可较容易地测出预应力。

（4）无损检测技术。该技术是不损坏事物本来的原有面貌而进行的事物性质、内容和存在状态等检侧方面的工作。无损检测技术在铁路桥梁中的应用可直观表现出桥梁的内部状态和所存在的问题，对铁路道路的安全通行有着重大意义，对铁路建设、维修和养护有着重要作用。

4.工程实例

某高速铁路大桥桥址位于两隧道之间，地势呈V字形，全桥共三跨，全长180m；上下行预应力钢筋混凝土提速梁自重240t；龙门吊（跨度14m）2组，梁台车8台，制作拼梁台座36个。

本项目所采用的检测仪器包括：根据弹模效应与最小应力跟踪原理研发，由液压泵站（电机）系统、千斤顶系统及计算机软件组合而成的一套儀器设备。

某高速铁路预应力混凝土T梁有效预应力检测数据如表1所示。

（1）预制梁。推行整束编束穿束工艺，有利于提升预应力施工质量，且单根力值合格率和同束不均匀度合格率也会得到大幅度提高，且各项数据均一直保持较高水平。

（2）现浇箱梁和悬浇梁。对于力值不满足要求的采取补偿张拉或退索的方式进行处理，同时要求现浇箱梁和悬浇梁采用智能张拉设备进行预应力施工；对于不均匀度合格率较低的问题，主要通过客观条件允许的钢束，需采取整束编束穿束工艺、无条件采取整束穿束的钢绞线提前进行预紧，以减小有效预应力不均匀度值。

（3）有效预应力力值关系到结构承载力，是预应力混凝土桥梁施工的关键性控制指标。由于桥梁预应力施工存在一定的不可逆性，这就需要加强施工过程（原材、工艺、设备、工序、检测）的控制，对于力值检测不满足要求的情况，总体上是采取补偿张拉、再进行复测的方式整改。对于采取各种改进措施仍无法满足要求的，需在保证安全的前提下采取退索处理或提交设计验算；对于预应力不均匀度的控制，主要以现场工艺控制为主，尽量控制不超标，改进措施主要有整束编束穿束工艺和适当增加张拉次数。

5.结束语

综上所述，预应力混凝土T梁因自身良好的受力性能使其应用范围进一步扩大，而定期或不定期对其进行检测是保证整体桥梁结构稳定性的重要手段。因此，在铁路桥梁实际监测过程中，通过控制、评估及检定梳束、编束、穿束、调束工艺水平以及张拉控制水平，进而达到促进预应力施工和品质全面提升的目的。

参考文献：

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