一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁工程的橋梁檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng) 力檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力的大小是評價預(yù)應(yīng)力構(gòu)件承載能力的主要指標(biāo)。當(dāng)前對預(yù)應(yīng)力混凝 土橋梁現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測方面的工作還存在明顯不足，有關(guān)文獻指出當(dāng)前尚沒有一種方法能 夠較準(zhǔn)確的檢測出預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力值。現(xiàn)在已有的檢測現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力技術(shù)有： SSRHT法、形狀記憶合金（SM)技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、電磁效應(yīng)檢測法、灰色理論、概率分析模 型、基于靈敏度分析的結(jié)構(gòu)受力狀況研宄法、動力測試法、應(yīng)力釋放法等。這些方法有些對 結(jié)構(gòu)破壞程度較高，有些受外界干擾因素多、誤差較大，有些難以實現(xiàn)。
[0003] 本發(fā)明研宄的應(yīng)力釋放法，其基本原理是對有初始約束應(yīng)力的測試構(gòu)件，采用機 械切割的方法使約束產(chǎn)生的應(yīng)力被釋放。采用測試儀器對切割前后構(gòu)件的應(yīng)變進行測量， 根據(jù)材料的本構(gòu)關(guān)系即可得到構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。相比其他方法，應(yīng)力釋放法雖也有很多問 題沒有研宄清楚，但由于這種方法現(xiàn)場可操作性強、所需費用小，受外界的干擾因素少，即 便對結(jié)構(gòu)有部分破壞，但不會影響橋梁整體的工作性能。因此，對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn) 存應(yīng)力測試，應(yīng)力釋放法具有廣闊應(yīng)用前景。
[0004] 國內(nèi)外對應(yīng)力釋放法的研宄表明，該方法主要應(yīng)用在金屬構(gòu)件上的盲孔法、鉆孔 法，以及針對混凝土的環(huán)孔法、開槽法。這些方法應(yīng)用在混凝土現(xiàn)存應(yīng)力的測試上，各有優(yōu)、 缺點。同時各個學(xué)者對釋放法進行研宄，得出的試驗結(jié)論不太一致，如應(yīng)力釋放為零的深度 不一致等，在傳感器的選擇上也不一致，對與影響試驗的因素看法比較一致，如撓動、溫度、 水等，但都未提出很好的解決方法。此外，由于在切割機具的選擇方面差異性，導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng) 變數(shù)據(jù)受切割機具對混凝土擾動的影響較大。受這些不確定的因素限制，目前雖然應(yīng)力釋 放法處于研宄熱門當(dāng)中，但離工程實際應(yīng)用還有一定距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的 方法，其具有操作流程規(guī)范，測試數(shù)據(jù)真實性高，試驗過程可操作性強的優(yōu)點。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] 一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其特征在于：該方法的步驟如下：
[0008] ⑴測試斷面選擇：
[0009] 測試斷面選擇在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力均勻區(qū)域，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的側(cè)面或底面 布置測區(qū)，并避開鋼筋密集區(qū)域；
[0010] ⑵確定開槽參數(shù)：
[0011] 采用鋼筋保護層厚度測試儀對測區(qū)內(nèi)鋼筋保護層厚度進行探測，當(dāng)保護層厚度大 于34醒時，開槽參數(shù)為：切縫間距80-120醒，切縫深度34-38醒；
[0012] ⑶確定檢測時間：
[0013] 選擇環(huán)境溫度穩(wěn)定的時間段，試驗時，測區(qū)應(yīng)避免陽光直射；
[0014] ⑷傳感器準(zhǔn)備與檢查：
[0015] 采用電阻應(yīng)變片為傳感器，保證選用的電阻應(yīng)變片無缺陷和破損，同批試驗選用 靈敏系數(shù)和電阻值相同的電阻應(yīng)變片；
[0016] (5)傳感器布置：
[0017] 測量片布設(shè)：將一組電阻應(yīng)變片依次經(jīng)過定位、貼片與質(zhì)量檢查、干燥固化、導(dǎo)線 連接完成測量片布設(shè)；
[0018] 補償片布設(shè)：將一組電阻應(yīng)變片依次經(jīng)過定位、貼片與質(zhì)量檢查、干燥固化、導(dǎo)線 連接完成補償片布設(shè)，采用與測量片具有相同的電阻值、靈敏系數(shù)和幾何尺寸的電阻應(yīng)變 片為補償片，粘貼在構(gòu)件不產(chǎn)生應(yīng)力的位置；
[0019] (6)開槽試驗與數(shù)據(jù)采集：
[0020] ①開槽位置定位與間距：從電阻應(yīng)變片中心線兩側(cè)40~60mm對稱開槽，保證電阻 應(yīng)變片位于測區(qū)中央；
[0021] ②有效開槽長度：有效切縫長度應(yīng)保證大于切縫間距，可控制在13-17 cm左右；
[0022] ③調(diào)整切割機具控制參數(shù)：根據(jù)既定方案，調(diào)整切割機具，精確控制切縫深度 34-38 mm ;
[0023] ④切割混凝土：采用混凝土切割機勻速、快速、連續(xù)切割，用加少量水輔助降溫的 方式；
[0024] (7)數(shù)據(jù)采集與穩(wěn)定要求：
[0025] ①數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間：25_40min。
[0026] ②穩(wěn)定判斷：應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀應(yīng)變數(shù)據(jù)變化小于1 μ ε時，即可視為數(shù)據(jù)已穩(wěn)定， 此后可記錄試驗數(shù)據(jù)；
[0027] ⑶數(shù)據(jù)分析：
[0028] 當(dāng)切割深度為34-38 mm時，測試斷面現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力按如下公式計算：
【主權(quán)項】
1. 一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其特征在于：該方法的步驟如下： ⑴測試斷面選擇： 測試斷面選擇在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力均勻區(qū)域，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的側(cè)面或底面布置 測區(qū)，并避開鋼筋密集區(qū)域； ⑵確定開槽參數(shù)： 采用鋼筋保護層厚度測試儀對測區(qū)內(nèi)鋼筋保護層厚度進行探測，當(dāng)保護層厚度大于34 mm時，開槽參數(shù)為：切縫間距80-120 mm，切縫深度34-38 mm ; ⑶確定檢測時間： 選擇環(huán)境溫度穩(wěn)定的時間段，試驗時，測區(qū)應(yīng)避免陽光直射； ⑷傳感器準(zhǔn)備與檢查： 采用電阻應(yīng)變片為傳感器，保證選用的電阻應(yīng)變片無缺陷和破損，同批試驗選用靈敏 系數(shù)和電阻值相同的電阻應(yīng)變片； (5) 傳感器布置： 測量片布設(shè)：將一組電阻應(yīng)變片依次經(jīng)過定位、貼片與質(zhì)量檢查、干燥固化、導(dǎo)線連接 完成測量片布設(shè)； 補償片布設(shè)：將一組電阻應(yīng)變片依次經(jīng)過定位、貼片與質(zhì)量檢查、干燥固化、導(dǎo)線連接 完成補償片布設(shè)，采用與測量片具有相同的電阻值、靈敏系數(shù)和幾何尺寸的電阻應(yīng)變片為 補償片，粘貼在構(gòu)件不產(chǎn)生應(yīng)力的位置； (6) 開槽試驗與數(shù)據(jù)采集： ① 開槽位置定位與間距：從電阻應(yīng)變片中心線兩側(cè)40~60 mm對稱開槽，保證電阻應(yīng)變 片位于測區(qū)中央； ② 有效開槽長度：有效切縫長度應(yīng)保證大于切縫間距，可控制在13-17 cm左右； ③ 調(diào)整切割機具控制參數(shù)：根據(jù)既定方案，調(diào)整切割機具，精確控制切縫深度34-38 mm ； ④ 切割混凝土：采用混凝土切割機勻速、快速、連續(xù)切割，用加少量水輔助降溫的方 式； (7) 數(shù)據(jù)采集與穩(wěn)定要求： ① 數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間：25-40min。 ② 穩(wěn)定判斷：應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀應(yīng)變數(shù)據(jù)變化小于?μ ε時，即可視為數(shù)據(jù)已穩(wěn)定，此后 可記錄試驗數(shù)據(jù)； ⑶數(shù)據(jù)分析： 當(dāng)切割深度為34-38 mm時，測試斷面現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力按如下公式計算： ~ TP Ec K 其中：σ t-為測點現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力，單位：MPa ; ^一切割試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，測點應(yīng)變值，單位ε ; ε。一測點初始應(yīng)變值，單位ε ; Ec一混凝土彈性模量，單位：MPa ; k一應(yīng)力釋放效率經(jīng)驗系數(shù)，為0· 8~0· 9。 (9)測區(qū)部位修復(fù)： 開槽試驗完成后，應(yīng)采用修補砂漿等建筑材料對開槽位置進行修復(fù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其特征在于： 步驟(5)傳感器布置中，測量片布設(shè)采用如下方式： ① 定位：先初步標(biāo)示出貼片位置，將貼片位置打磨平整，混凝土表面無浮漿，在打磨平 整的部位準(zhǔn)確畫出測點的縱、橫中心及貼片方向，針對應(yīng)力釋放法試驗，每個應(yīng)變測區(qū)宜設(shè) 置不少于3個測點，測點間距不大于5 mm，溫度補償方式為單點補償； ② 貼片與質(zhì)量檢查：將貼片位置清洗干凈，直至無粉末為止，在測量片的背面均勻涂抹 一層膠水，然后放在測點上，調(diào)整電阻應(yīng)變片的位置，使其可準(zhǔn)確定位，粘貼質(zhì)量好的電阻 應(yīng)變片應(yīng)膠層均勻，位置準(zhǔn)確； ③ 干燥固化：自然干燥或人工干燥，干燥到絕緣電阻符合要求時為止； ④ 導(dǎo)線連接：采用半橋電路進行連線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其特征在于： 步驟(5)傳感器布置④中，電阻應(yīng)變片和導(dǎo)線連接前，應(yīng)在引出線一端下面的試件表面上粘 貼一層膠布或絕緣膠紙，使引出線與試件隔離，防止短路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其步驟如下：⑴測試斷面選擇；⑵確定開槽參數(shù)；⑶確定檢測時間；⑷傳感器準(zhǔn)備與檢查；⑸傳感器布置：測量片布設(shè)、補償片布設(shè)；⑹開槽試驗與數(shù)據(jù)采集：①開槽位置定位與間距，②有效開槽長度；③調(diào)整切割機具控制參數(shù)；④切割混凝土；⑺數(shù)據(jù)采集與穩(wěn)定要求：⑻數(shù)據(jù)分析：當(dāng)切割深度為34㎜時，測試斷面現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力按如下公式計算：⑼測區(qū)部位修復(fù)。本發(fā)明的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力檢測的方法，其具有操作流程規(guī)范，測試數(shù)據(jù)真實性高，試驗過程可操作性強的優(yōu)點。
【IPC分類】G01M99-00
【公開號】CN104729870
【申請?zhí)枴緾N201510152129
【發(fā)明人】鄭連生, 孫運國, 何立忠, 王甫友, 杜建濤, 常翔宇, 劉野, 滑會倩, 王寶林, 金陽, 王振宇
【申請人】天津市市政工程研究院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月2日