《公路桥梁钢绞线锚下预应力拉脱法检测技术指南》

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

公路桥梁钢绞线锚下预应力拉脱法

检测技术指南

（征求意见稿）

TechnicalGuidefortheLift-offTestDetectionofPre-stress

underAnchorforHighwayBridgeSteelStrand

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国公路学会发布

1总则

1.0.1为统一和规范公路桥梁钢绞线锚下预应力拉脱法检测，确保施工质量符合设计

和使用要求，制定本指南。

1.0.2本指南适用于公路预应力混凝土梁桥施工期预应力张拉施工质量检测，其他预

应力混凝土梁桥可参考使用。

1.0.3公路桥梁钢绞线锚下预应力拉脱法检测除应满足本指南的规定外，尚应符合相

关法律、法规及国家、行业现行有关标准的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1拉脱法lift-offtest

施工期内，预应力混凝土梁孔道压浆前锚下有效预应力的检测方法；通过对钢绞线外露

段工作长度施加反向拉力，同步测定钢绞线位移和有效预应力的方法，也称为“反拉法”。

2.1.2施工张拉控制应力tensioningcontrolstressduringconstruction

张拉预应力筋时在张拉端体外所施加的应力，其值为张拉设备显示的总张拉力除以预应

力筋截面面积得到的应力值。

2.1.3设计张拉控制应力designedtensioningcontrolstress

设计文件中给定的张拉控制应力。

2.1.4施工期锚下有效预应力effectiveprestressunderanchorageduringconstruction

预应力张拉施工锚固后，锚垫板末端的预应力值。

2.1.5有效预应力同束离散度unevennessofeffectiveprestressinatendon

同一束中所有单根钢绞线锚下有效预应力值的偏离程度，该束钢绞线有效预应力标准差

与该束钢绞线有效预应力平均值之比。

2.2符号

下列符号适用于本文件。

T：锚下有效预应力（kN）。

T1：锚圈口摩阻损失（kN）。

T2：夹片咬合力（kN）。

F̅：1束钢绞线平均有效预应力（kN）。

FA：锚外钢绞线预应力峰值（kN）。

FB：锚外钢绞线预应力突变段的最低值（kN）。

FC：锚下钢绞线有效预应力值（kN）。

FAB：锚外钢绞线预应力峰值FA与锚外突变段的最低值FB的差值（kN）。

2

FD：夹片拉脱瞬间钢绞线锚下预应力值（kN）。

FE：拉脱法测试结束后的钢绞线锚下预应力点（kN）。

∆FT：受温度影响的钢绞线预应力值变化量（kN）。

∆T：环境温度变化量，即检测时刻温度与张拉时刻温度差值（℃）。

yt：预应力残余率，即每个时刻钢绞线剩余预应力与初始预应力的比值。

t：张拉完成至拉脱法检测的时间（min）。

ξ：有效预应力同束离散度。

St：1束钢绞线有效预应力标准差。

Fi：1束中每根钢绞线有效预应力。

F̅：1束中钢绞线的平均有效预应力。

F：1束中钢绞线的总有效预应力。

n：1束中钢绞线根数。

3

3基本规定

3.0.1本指南的检测目的是对公路桥梁钢绞线锚下预应力张拉施工质量进行跟踪检测与

控制，以便及时调整施工工艺。

条文说明

虽然智能张拉设备在桥梁工程中大范围推广使用，但是钢绞线的张拉力施工质量依然需

要进行检测和评定。

3.0.2拉脱法检测锚下有效预应力的基本原理是对梁体外露工作长度的单根钢绞线进行

反向张拉（图3.0.1），同时测试钢绞线张拉力和位移量。

限位装置

位移传感器

工作锚

预应力钢绞线千斤顶

压力传感器

预应力构件夹片

图3.0.1拉脱法检测原理

条文说明

目前已有的体内预应力束的测试技术中，拉脱法检测技术具有精度高，投入少的特点，

可以实施普遍检查。因此，本指南采用拉脱法检测梁体施工期锚下有效预应力。

3.0.3预应力筋张拉锚固后，应在48h内进行有效预应力检测。

条文说明

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）规定后张法预应力混凝土梁张拉后48小

时内需要压浆。预应力筋张拉后，需在48h内进行检测，以便准确掌握张拉质量，同时满足

规范对灌浆封锚的时间要求。

4

4拉脱法检测设备

4.0.1拉脱法检测设备包括压力传感器、位移传感器、油泵、千斤顶等。

4.0.2检测时千斤顶加载速率宜保持匀速。

条文说明

千斤顶加载速率均匀，保证测试曲线数据点分布均匀。

4.0.3拉脱法检测设备的压力传感器、位移传感器需符合《岩土工程仪器基本参数及通

用技术条件》（GB/T15406-2007）的规定。数据采集频率不低于20Hz，测力精度不低于0.1kN，

位移精度不低于0.01mm。夹片脱空的位移量超过3.5mm时，检测设备具有自动关停功能。

条文说明

采用不低于20Hz的采样频率，能保证测试得到的拉脱法曲线体现曲线突变段差异。钢

绞线与夹片的咬痕约为0.5mm（图4.0.1），锚具由外到内的斜度约为1:9，则若要使夹片

脱开，将钢绞线拉出的长度最少为4.5mm，故本指南要求夹片脱空的位移量不超过3.5mm。

千斤顶回油后，夹片对钢绞线夹痕的位置不会有任何变化，故拉脱法检测不改变锚下有

效预应力。

图4.0.1夹片与锚具示意

5

5张拉检测

5.1测试截面

5.1.1采用拉脱法测试时，测试、设计及张拉控制截面参见图5.1.1。

图5.1.1控制截面

条文说明

本指南进一步明确设计、施工和检测时对预应力定义的控制截面，保证检测结果和设计

及施工要求相吻合。

5.2检测过程

5.2.1采用拉脱法检测设备对张拉力后还未压浆的预应力钢绞线开展反拉检测。

5.2.2检测过程需记录钢绞线张拉力和延伸量关系。

5.3检测频率

5.3.1验收检测频率范围参考表5.3.1。

表5.3.1预应力检测频率

类别检测频率

预制梁≥10%

现浇梁≥15%

边、中跨合龙段预应力筋、体外筋、环形筋、无粘结筋、竖向筋、负弯矩段筋≥20%

6

条文说明

考虑现浇梁的施工质量控制较预制梁难度大，本指南规定的现浇梁检测频率相比预制梁

高。同时考虑合拢段、体外筋、环形筋、无粘结筋、竖向筋及负弯矩段筋的施工质量控制难

度大，检测频率定为不小于20%。

5.3.2若张拉力在允许范围内可进行后续施工操作，若不在允许范围内，需对整束钢绞线

张拉力进行评估，评估合格方可进行后续施工操作。评估不合格的需进行退锚、补张拉、复

检。

5.3.3对于连续梁桥、连续刚构桥和斜拉桥等重要桥梁，宜在当日将张拉施工质量检测的

结果形成报告，以对预应力张拉施工质量进行综合分析。

条文说明

对于连续梁桥、连续刚构桥和斜拉桥等重要桥梁，其预应力施工质量要求高，因此需当

日提供检测报告，及时分析其张拉施工质量，便于迅速采取调控措施，确保质量。检测报告

宜包括预应力大小和离散度测试结果、张拉工艺等。报告可人工编写，亦可采用计算机系统

编写。

7

6数据处理

6.1取值标准

6.1.1对fpk=1860MPa、公称直径为15.2mm的单根钢绞线，张拉锚固后锚下有效预应力

为

T=(FA-T1-T2+∆FT)/yt(6.1.1)

式中：FA－拉脱法测试曲线峰值点数值，参见附录A.1.1；

T1－锚圈口摩阻损失，根据锚具厂家提供的参数进行计算；

T2－夹片咬合力，参见附录A.1.3，按照公式A.1.3计算；

∆FT－48小时内温度的修正值，参见附录A.2.1，按照公式A.2.1计算；

小时内时间的修正参数，参见附录，，按照公式计算。

yt－48A.2.2A.2.2

6.1.2同束离散度ξ为该束钢绞线有效预应力标准差푆푡与该束钢绞线有效预应力平均值퐹̅

之比，即

S

ξ=t×100%(6.1.2)

F̅

2

∑n(F-F̅)

式中：S－1束钢绞线有效预应力标准差，S=√i=1i；

ttn-1

Fi－1束中每根钢绞线有效预应力；

F

F̅－1束中钢绞线的平均有效预应力，F̅=；

n

F－1束中钢绞线的总有效预应力；

n－1束中钢绞线根数。

条文说明

相比已有规程采用极值差与均值比值评估，本指南采用数理统计的结果，更能充分考虑

考虑每个样本的测试结果对离散度的影响。本指南规定需判断有效预应力的大小和离散度是

否满足要求，以防止预应力筋出现断丝、疲劳，确保预应力工程的施工质量。

6.2检测控制标准

6.2.1对fpk=1860MPa、公称直径为15.2mm的单根钢绞线，张拉锚固后锚下有效预应力

大小应满足表6.2.1控制标准限值范围要求。

8

表6.2.1有效预应力控制标准

双端张拉-有效预应单端张拉-有效预应力

设计张拉控制应力(MPa)有效预应力上限值(MPa)

力下限值(MPa)下限值(MPa)

126

0.7fpk0.665fpk-Es0.665fpk-Es0.8fpk

ll

126

0.75fpk0.713fpk-Es0.713fpk-Es0.8fpk

ll

注：l为梁体计算跨径，单位：mm；Es为钢绞线弹性模量。

条文说明

有效预应力测试值下限值，考虑最大钢绞线回缩量导致的预应力损失,同时考虑张拉施

工误差导致的-5%误差。有效预应力测试值上限值，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

涵设计规范》（JTG3362）的规定，张拉控制应力最大值为0.8fpk，因此本规范中检测上限

值取为0.8fpk。

6.2.2同束有效预应力离散度不大于3.6%。

条文说明

在陕西西乡至镇巴高速公路施工期开展了拉脱法检测技术的工程应用，共对9个施工

标段的324束预应力钢绞线开展测试。对324个测试样本进行数理统计，最大极值分布的

95%概率分位点值为3.6%，如图6.2.1所示。

40

30

率20

频

10

0

0.751.502.253.003.754.505.25

离散度/%

图6.2.1同束离散度直方图

9

附录A检测取值标准

A.1夹片咬合力

A.1.1拉脱法测试钢绞线张拉力-位移量关系曲线（图A.1.1）呈现典型的三段线特征，用

字母A、B标示特征点。

图A.1.1测试钢绞线张拉力-延伸量关系

A.1.2实际张拉力与拉脱法测试结果的关系，如图A.1.2-1所示，用FA、FB、FC、FD、FE

标示特征点。

240

F

A

200F

B

F

160FD

/kNF

CE

120

张拉力80

锚外张拉力

锚下有效预应力

40

0

051015202530

位移/mm

图A.1.2-1钢绞线张拉力-位移关系

条文说明

FA点为锚外钢绞线预应力峰值，FB点为锚外钢绞线预应力突变段的最低值，FC点为锚下

钢绞线有效预应力值，FAB为锚外钢绞线预应力峰值FA与锚外突变段的最低值FB的差值，FD

为夹片拉脱瞬间锚下钢绞线预应力值，FE点为拉脱法测试结束后的锚下预应力点，咬合力

T2=FA-FC。

为了准确获得锚下有效预应力测试值，需要统计夹片咬合力。具体研究参考文献：张峰,

刘佳琪等.夹片咬合力测试方法.交通运输工程学报,2019,19(03):27-35

依托实际桥梁工程中的预应力钢绞线开展拉脱法测试，测试梁为长20m的T梁，单个测

10

试样本结果参见图A.1.2-2。

12

10

8

/kN

锚下预应力

6

锚外张拉力

张拉力4

2

0

051015202530

时间/s

图A.1.2-2测试结果

A.1.3实际拉脱法检测时，图A.1.2-2是典型测试曲线。夹片咬合力可由下式计算：

T2=0.1729FA-12.065(A.1.3)

条文说明

如果张拉力不同，夹片和锚杯锥孔产生的弹性挤压变形会有差异，张拉力越大，弹性变

形越大，进而导致咬合力越大。测试不同张拉力下夹片与锚杯的咬合力，共测试326个样本，

结果见图A.1.3，研究认为咬合力与张拉力线性相关。实际工程应用取咬合力模型的95%下

限值。

45

40咬合力实测数据

咬合力拟合曲线

35

咬合力上下限值

30

95%上限

/kN25

20

咬合力

15

10

95%下限

5

0

20406080100120140160180200220

张拉力/kN

图A.1.3咬合力测试结果

A.2锚下张拉力时间/温度修正

A.2.1温度修正

温度效应修正计算公式：

∆FT=0.0806∆T+0.015(A.2.1)

式中：∆FT－受温度影响的预应力值变化量，单位：kN；

11

∆T－环境温度变化量（即检测时刻温度与张拉时刻温度差值），单位：℃。

条文说明

预应力筋张拉后，在48小时内的锚下有效预应力的变化受环境温度影响。具体研究成

果参考文献:张峰,叶见曙等.拉脱法测试技术-时间及温度效应修正,中国公路学报,2019,

32(9):80-89,114.

依托现场预制梁为研究对象，对67束预应力钢绞线开展了长期大规模的实时动态监测。

选取宁夏银川京藏改扩建工程的2个预应力混凝土预制梁标段、陕西太凤高速的1个预应

力混凝土预制梁标段、陕西西宝高速的1个标段以及陕西柞山高速的1个标段开展相关测

试。

检测样本简介如下：30m预制小箱梁11片，20m预制小箱梁7片，13m预制空心板梁1

片，20m预制空心板梁1片，共计67束钢绞线。所有样本测试过程中，波纹管道内均未压

浆。

基于大量现场试验数据，得到钢绞线有效预应力受时间及温度效应变化的影响。对钢绞

线的1884组数据进行有效预应力变化量∆F与温度变化值∆T的曲线拟合(图A.2.1)。

1.6

△F=0.0806△T+0.015

）

R=0.8149

0.8

(kN

F

△

0.0

-0.8

实测数据

拟合曲线

-1.6

-10-50510

温度变化值△T（℃）

图A.2.1预应力变化值随温度变化的模型

A.2.2时间效应修正计算公式：

-6.509×10-3(t-1)×(-4.673×10-6)

yt=te(A.2.2)

式中：yt－残余率，即每个时刻钢绞线剩余预应力与初始预应力的比值；

t－时间，t≥1,单位：min。

条文说明

对67组测试样本，48小时的预应力残余率进行非参数假设检验，48组数据中，正态分布及

对数正态分布的46组Dn检验值小于临界值D67，0.05，有2组超出临界值；而威布尔分布Dn检验值

均小于临界值（图A.2.2-1）。选取威布尔分布进行曲线拟合。

12

正态分布D检验值

值n

n0.20

D威布尔分布D检验值

D67,0.05n

对数正态分布检验值

Dn

0.16

0.12

0.08

0100020003000

时间/min

图A.2.2-1Dn检验值与临界值对比图

分别对48个时间段的预应力残余率威布尔统计模型计算95%下限、均值和95%上限的

数据，并进行数据拟合，具体参见图A.2.2-2。

1.00

95%上限值

残余率0.98

均值

95%下限值

0.96拟合95%上限值

拟合均值

0.94拟合95%下限值

0.92

050010001500200025003000

时间/min

图A.2.2-2数学回归模型(48h)

分别取48h内钢绞线预应力残余率95%上下限建立数学回归模型。选取安澜高速及太凤

高速的3片预制梁，共计10根钢绞线进行48h的数据采集，并与公式拟合曲线进行对比(图

A.2.2-3)。

通过数据对比可知，在10根钢绞线中，有9根钢绞线预应力残余率曲线完全在95%上

下限拟合曲线范围之内，仅有1根在前1000分钟略高于95%上限值，表明该公式拟合效果

较好，可以在工程中推广应用。考虑工程现场实际检测情况，选取95%下限拟合曲线作为修

正标准。

1.00拟合95%上限值

拟合95%下限值

工程实测曲线

0.98

残余率

0.96

0.94

0.92

050010001500200025003000

时间/min

图A.2.2-3数学回归模型工程验证

《公路桥涵施工技术规范》（JTGT3650-2020）规定预应力钢绞线张拉过程中持荷5分

13

钟。研究发现当钢绞线长度为30m时，存在因稳压时间不足引起的预应力损失，需将稳压时

间延长至13min。对于超长预应力钢束来说，由于受现场施工条件、波纹管道摩