[发明专利]一种混凝土桥梁结构现存预应力检测的方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程的桥梁检测技术领域，特别是一种混凝土桥梁结构现存预应力检测的方法。

背景技术

现存预应力的大小是评价预应力构件承载能力的主要指标。当前对预应力混凝土桥梁现存预应力检测方面的工作还存在明显不足，有关文献指出当前尚没有一种方法能够较准确的检测出预应力结构构件的现存预应力值。现在已有的检测现存预应力技术有：SSRHT法、形状记忆合金(SMA)技术、声发射技术、电磁效应检测法、灰色理论、概率分析模型、基于灵敏度分析的结构受力状况研究法、动力测试法、应力释放法等。这些方法有些对结构破坏程度较高，有些受外界干扰因素多、误差较大，有些难以实现。

本发明研究的应力释放法，其基本原理是对有初始约束应力的测试构件，采用机械切割的方法使约束产生的应力被释放。采用测试仪器对切割前后构件的应变进行测量，根据材料的本构关系即可得到构件的应力状态。相比其他方法，应力释放法虽也有很多问题没有研究清楚，但由于这种方法现场可操作性强、所需费用小，受外界的干扰因素少，即便对结构有部分破坏，但不会影响桥梁整体的工作性能。因此，对于预应力混凝土结构的现存应力测试，应力释放法具有广阔应用前景。

国内外对应力释放法的研究表明，该方法主要应用在金属构件上的盲孔法、钻孔法，以及针对混凝土的环孔法、开槽法。这些方法应用在混凝土现存应力的测试上，各有优、缺点。同时各个学者对释放法进行研究，得出的试验结论不太一致，如应力释放为零的深度不一致等，在传感器的选择上也不一致，对与影响试验的因素看法比较一致，如挠动、温度、水等，但都未提出很好的解决方法。此外，由于在切割机具的选择方面差异性，导致出现应变数据受切割机具对混凝土扰动的影响较大。受这些不确定的因素限制，目前虽然应力释放法处于研究热门当中，但离工程实际应用还有一定距离。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明提供一种混凝土桥梁结构现存预应力检测的方法，其具有操作流程规范，测试数据真实性高，试验过程可操作性强的优点。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种混凝土桥梁结构现存预应力检测的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

⑴测试断面选择：

测试断面选择在混凝土桥梁结构应力均匀区域，在混凝土桥梁结构的侧面或底面布置测区，并避开钢筋密集区域；

⑵确定开槽参数：

采用钢筋保护层厚度测试仪对测区内钢筋保护层厚度进行探测，当保护层厚度大于34㎜时，开槽参数为：切缝间距80-120㎜，切缝深度34-38㎜；

⑶确定检测时间：

选择环境温度稳定的时间段，试验时，测区应避免阳光直射；

⑷传感器准备与检查：

采用电阻应变片为传感器，保证选用的电阻应变片无缺陷和破损，同批试验选用灵敏系数和电阻值相同的电阻应变片；

⑸传感器布置：

测量片布设：将一组电阻应变片依次经过定位、贴片与质量检查、干燥固化、导线连接完成测量片布设；

补偿片布设：将一组电阻应变片依次经过定位、贴片与质量检查、干燥固化、导线连接完成补偿片布设，采用与测量片具有相同的电阻值、灵敏系数和几何尺寸的电阻应变片为补偿片，粘贴在构件不产生应力的位置；

⑹开槽试验与数据采集：

①开槽位置定位与间距：从电阻应变片中心线两侧40～60㎜对称开槽，保证电阻应变片位于测区中央；

②有效开槽长度：有效切缝长度应保证大于切缝间距，可控制在13-17㎝左右；

③调整切割机具控制参数：根据既定方案，调整切割机具，精确控制切缝深度34-38㎜；

④切割混凝土：采用混凝土切割机匀速、快速、连续切割，用加少量水辅助降温的方式；

⑺数据采集与稳定要求：

①数据稳定时间：25-40min。

②稳定判断：应变数据采集仪应变数据变化小于1με时，即可视为数据已稳定，此后可记录试验数据；

⑻数据分析：

当切割深度为34-38㎜时，测试断面现存预应力按如下公式计算：

其中：σ_t—为测点现存预应力，单位：MPa；

ε_t—切割试验数据稳定后，测点应变值，单位：με；

ε₀—测点初始应变值，单位：με；

E_c—混凝土弹性模量，单位：MPa；

k—应力释放效率经验系数，为0.8～0.9。