混凝土桥梁有效预应力检测及.ppt

1、长安大学 贺拴海,混凝土桥梁有效预应力检测及 安全评价,存在问题：下挠、开裂、各种病害 解决问题：1、有效预应力是多少？ 2、满足使用要求吗？ 3、桥梁安全吗,混凝土桥梁结构中实际的永存预应力本身是未知的 在设计时是靠理论公式估算各项预应力损失而得到其计算值 六项损失： 预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 先张法构件预应力筋与台座间的温差引起的应力损失 混凝土弹性压缩引起的应力损失 钢筋松弛引起的应力损失 混凝土收缩和徐变引起的应力损失 若计算值与实际值之间偏差较大，则会影响到结构的使用性能和寿命，严重时还会导致安全事故。即使计算值较精确（其实目前

2、很难达到），由于结构性能的变化，实际的永存预应力值与理论值亦有较大差异，对在役预应力混凝土桥梁结构永存预应力的检测及其评价，预应力混凝土桥梁的安全评价进行研究,1、现有方法 国内外对于有效预应力检测理论的关注程度非常高，涉及基于动力特征、基于静力特征及开裂弯矩法等三个方面，而其中基于预应力梁动力特征的理论和试验研究成为研究热点： 形心直线布束的简支梁室内模型试验研究（1994年M.Saiidi 等,A.Dallasta等,首次开裂弯矩法 二次开裂弯矩法,2、有效预应力测试 对在建桥梁可以用振弦式传感器、光纤光栅传感技术、特别是加拿大公司生产的应变式传感器对其预应力进行检测,对在役桥梁,基于梁体

3、力学性能的检测 基于应力释放的检测 基于横张增量法的检测,预应力混凝土简支梁有效刚度比与力的关系,有效刚度比,0.30时,0.30时,频率力关系,曲线配束,直线配束,1）基于动力参数的有效预应力预测方法,给出了适用条件,2）基于静力参数的有效预应力预测方法,给出了适用条件,3）基于应力释放的预应力测评,总 体 流 程,不同形状芯孔混凝土表面 轴向应变随深度变化曲线,不同孔芯直径下的圆形孔芯 表面轴向应变随深度变化,基于应力释放的预应力衰减程度测评研究,混凝土应力释放技术,芯 孔 形 状 及 深 度 研 究,梁体应力释放技术,混凝土应力释放技术受干扰因素多，实测离散性大,普通钢筋应力释放技术 裸

4、露普通钢筋应力释放试验 无初应变试件 有初应变切割,钢筋应变随时间变化规律,钢筋温度随时间,优选试验方法,实体梁普通钢筋应力释放试验,钢筋应变随时间变化,温度随时间变化,设备及操作 手持式砂轮机作为普通钢筋应力释放法的推荐设备。 （1）凿除钢筋保护层，暴露长度以不小于20厘米 （2）解除钢筋与混凝土的粘结，沿钢筋径向两边打磨，对称粘贴两钢筋应变片，蜡封保护 （3）用小型切割设备释放普通钢筋应力，边切割边喷水冷却 （4）割断普通钢筋后，分时间段监控测量释放应变，首次量测应控制在切割完成后2分钟内采集数据 （5）修补,基于钢筋释放应力的有效预应力合效应分析,截面应力状态,用截面应力释放值分析软件（

5、StrAN V1.0），登记号为：2007SR17518，进行计算,有限钢筋释放应力预测有效预应力预测方法,4）基于横张增量法的预应力测评 预应力钢索张力测试仪（型号：LCZL-50,钳式抓拔器,支块,预应力束筋分隔器,静力检测法 对两端张拉钢绞线的跨中横向施加作用力，测试其横向变位值，从而推算钢束中张力,动力检测法,工况一,工况二,张力频谱图,锚固长,工作长,动力检测法计算公式,计算结果相对误差在3%以内,3、复杂预应力体系有效预应力模拟及预测 应力沿程界限波动率 波动束、平缓束 拟摩阻损失函数 管道综合影响系数 名义损失参数 等差分布模式 等比分布模式 混合分布模式,1、测试钢束分类 定义

6、 钢束应力界限波动率,波动束（VT,0，10.0,平缓束（MT,10.0，15.0,预 测 模 型,2、预测分析,预测流程,模型一预测式,模型二预测式,模型三预测式,拟摩阻损失算法,编制了预应力钢束拟摩阻损失等效参数求解程序（PresPS V1.0），软件登记号为：2007SR17517，以30m预应力混凝土T梁为例，进行了验证,4、 桥梁安全评价,基于有效预应力储备度的分级体系,有效预应力储备度衰减率分级,环境 类和类桥梁名义裂缝宽度分级,预应力混凝土桥梁检测评价指南 1 总则 2 术语、符号 2.1 术语 2.2 符号 3 预应力混凝土桥梁缺损状况检测 3.1 一般规定 3.2 混凝土及预

7、应力束劣化程度检测 4 预应力钢束有效预应力检测 4.1 一般规定 4.2 横张增量法 4.3 基于直接测试的预应力模拟及预测 4.4 应力释放测试法 4.5 有效预应力衰减程度及其安全评价 5 预应力混凝土桥梁分项指标评价 5.1 混凝土及钢筋影响评价 5.2 预应力钢束影响评价 6 预应力混凝土桥梁综合评价 6.1 安全性评价 6.2 适用性评价 6.3 耐久性评价 6.4预应力混凝土桥梁综合性能评价 附录 A1 混凝土中氯离子含量检测方法 A2 混凝土裂缝深度检测方法 A3钢索张力测试仪操作规程 A4 基于有限截面检测的有效预应力预测程序等效参数求解程序 A5 波动束拟摩阻损失函数算法

8、A6 截面应力释放值分析程序 A7 预应力混凝土桥梁评价系统,5、实桥应用研究,简介3座桥梁的应用,石嘴山黄河公路大桥 主桥为四跨带挂梁的T型刚构，横断面为单箱双室，跨径组合为60+290+60m,一般检测 检测了桥面铺装、桥面排水设施、伸缩缝、人行道及栏杆、上部结构的悬臂箱梁外（内）部及横隔板开裂情况、挂梁及T梁的裂缝情况和下部结构外观等情况，混凝土强度、碳化、保护层等,混凝土抗压强度,混凝土碳化深度,混凝土保护层厚度,力筋锈蚀检测,预应力钢筋锈蚀等级评定,管道压浆状况检测,预应力管道压浆状况等级评定,有效预应力检测,矩形槽横断面及所测预应力钢绞线位置,有效预应力检测结果,有效预应力评价指标,有效预应力理论分布,顶板分布,腹板分布,全桥有效预应力分布模拟,预应力筋分布模式,顶板预应力束有效预应力沿程分布曲线,腹板预应力束有效预