浅谈预应力钢绞线检测技术

2018-03-29

四川水泥 2018年1期

(阳泉煤业集团吉成建设工程检测有限责任公司，山西 045000)

1.预应力锚索施工质量检测技术体系

1.1 外观检查

按照边坡每级抽检锚索数10%，且不少于3根的要求对预应力锚索外观进行检查。如果边坡每级锚索抽检不合格比例≤10%，则需在不合格锚索周围复检 3根，若复检锚索不合格，则该级边坡锚索需全部复检；如果锚索抽检不合格比例＞10%，则该级边坡锚索全部复检。预应力锚索外观检查内容包括钢绞线束(钢丝束)、锚夹具、锚垫板、框架梁(支撑墩)等，需检查其是否有滑丝、断丝、夹片破裂、锚具凹陷等现象，若超过限制值，则判断为不合格。

1.2 锚索长度与注浆饱满度检测技术

锚索的钢绞线束有效长度和注浆饱满度(密实度)是施工过程控制的关键技术参数，也是评价锚索锚固质量的重要指标。锚索长度与注浆饱满度检测技术原理是通过在锚索外露端激振产生瞬时弹性波，弹性波沿钢绞线束到达底部，因钢绞线束与周围环境存在机械阻抗，致使弹性波产生反射，而后利用激振端设置的传感器捕捉反射波，经信号处理，可得到长度与注浆饱满度检测指标。相较于传统锚杆检测技术，在数据处理与分析方面，增加了相位分析，并建立以相位分析、频谱分析为主，时域分析为辅的原则；在质量评定方面，锚索长度以自由段长度、锚固段、总长度3个参数进行评定，更加符合设计与实际质量控制要求。

2.钢绞线检测技术

2.1 现场受火损伤检测

受火损伤钢绞线力学性能试验主要按照以下3个步骤进行:(1)对受火损伤钢绞线试件断口钢丝的断口直径进行测量，并计算钢绞线断面收缩率；(2)测定断面收缩率后，将受火损伤钢绞线在实验室内进行常温下拉伸试验，依据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》相关规定测定其极限抗拉强度折减情况；(3)按施工图设计文件，计算钢索的初始应力水平。加载设备采用SHT4605-G大行程万能试验机，额定载荷为600kN。钢绞线拉伸变形采用型号为IMENTRUMIM－SM－1－117S的非接触式应变位移测量仪进行测量，测试精度为0.001。可以看出，钢索各根钢绞线强度损伤均各不相同，其受火程度存在差异，实际火灾中受火温度范围有待进一步推测。

2.2 预应力钢绞线的力学性能试验

本文通过试验手段,对1x7结构钢绞线的拉伸力学性能及松弛特性,进行了分析与总结。本试验的意义有两点:一是研究钢绞线存在断丝情况下的应变分布,为钢绞线的损伤诊断提供参考依据；二是探索应力松弛状态下,塑性应变虽的测量方法。

2.2.1 钢绞线的拉伸试验

基于断丝检测目的钢绞线的拉伸试验，试验的具体步骤:

1)取1号、2号、3号试样均截取1m的长度。

1号为完整的钢绞线，2号为外围断一根钢丝的钢绞线，3号为中心断一根的钢绞线。打磨试样的表面，将钢绞线的外涂层磨掉，直至出现光亮的银白色。

2)钢绞线的应变片粘贴与导线的焊接。

电测法中应变片的粘贴工艺是影响试验成败的重要环节。试验中所用的是金属箔式应变片，使用前注意检查外观与测量阻值。使用丙酮对试样的磨光部分和应变片的粘贴面进行去除油脂的工作；然后在清洁后应变片上涂上粘合剂，迅速地将应变片沿着一侧粘贴到钢绞线的相应部位上，防止出现气泡；最后，使用塑料等辅助物品在粘贴好的应变片上用手指按压 10s左右，以确保应变片牢固粘贴在试样上。注意不要把引线粘到试件上。

焊接导线时，先对应变片上的引线和导线涂上松香；使用加热过的焊枪在焊锡上截取一小段，将引线与导线焊接；最后将多余的引线部分剪掉。焊接时，注意临近应变片的引线不要焊到一起。依次将应变片粘贴到钢丝上后，因钢丝排列比较密集，为防止引线会相互缠绕在一起，要将引线向外张开。粘贴完成后要检查粘贴的质量，确保应变片没有破损、无气泡、导线焊接牢固；然后使用万用表测量每个应变片的阻值，本实验所用应变片阻值为12052；确保没有短路、短路。最后，对每根钢绞线上的应变片编号。以方便后期的数值读取。

将各应变片接入YE2537程控式静态应变仪的1/4桥接线端子上，公共补偿片置于相同的室温环境下。设定灵敏系数K为2.22，对各通道平衡。

(3)使用夹具将钢绞线夹持。

试验中使用的夹具是夹片式的。将钢绞线穿过试验机的上端孔，然后使用夹具固定住钢绞线的上端；使用计算机控制横梁下移，以确保钢绞线的另一端能够穿过横梁的穿孔；再用计算机控制横梁上移，使钢绞线的下端露出横梁一段距离；然后，使用夹具将钢绞线的另一端也固定住。钢绞线夹持过程中小心应变片的引线，不要碰坏。

(4)对试样试验力加载。

本试验分别对1号、2号、3号的钢绞线进行拉伸试验。使用程序设定加载过程，加载力范围20kN}200kN，载荷步长20kN，记录静态应变仪上各通道的应变值，循环加载一次。

2.2.2 钢绞线拉伸试验数据的处理

试验过程的目的是探索钢绞线有无断丝情况的区别，以便根据一般性的变化规律判断是否有断丝。

2.2.3 钢绞线拉伸试验数据的分析

1号模拟的是完整的钢绞线，2号模拟的是外面断一根丝的钢绞线，3号模拟的是中间断一根丝的钢绞线。通过上述三组试验可以发现，1号钢绞线的受力情况要均匀很多，2号与3号钢绞线的应变明显的“混乱”很多，容易出现一根或几根分担更多力的情况，当几根钢丝达到屈服状态后，剩余几根却没有很好地利用。工程应用中，会发生很多钢绞线发生断丝的情况；三组不同的拉伸曲线，为开展钢绞线的断丝检测提供了依据。