[发明专利]预应力混凝土简支桥梁锚下有效预应力检测方法

权利要求书

1.预应力混凝土简支桥梁锚下有效预应力检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、获取预应力混凝土简支桥梁的混凝土弹性模量：通过现场检测试验获取预应力混凝土简支桥梁的混凝土弹性模量；

步骤二、预应力钢束的安装以及预张拉：按照设计图纸在预应力混凝土简支桥梁安装呈对称设置的多根预应力钢束；

对预应力钢束进行预张拉，使预张拉后预应力产生的反拱值与自重作用下的下挠度达到移梁条件；

步骤三、移梁并安装测量设备：安放支座，吊装移梁，并在任一根预应力钢束的锚固段安装锚下压力传感器，同时，在预应力混凝土简支桥梁支点、跨中底缘各布设一个机电百分表；

锚下压力传感器和机电百分表构成测量设备；

步骤四、简化预应力钢束安装结构并构建预应力混凝土简支桥梁跨中截面挠度计算模型，过程如下：

步骤401、将预应力钢束按三折线简化处理，所述预应力钢束包括中部钢束节段和两个对称设置在中部钢束节段两侧的边部钢束节段；

步骤402、对预应力混凝土简支桥梁跨中截面荷载作用在该其静定基上的弯矩图进行分块，所述预应力混凝土简支桥梁跨中截面荷载作用在该其静定基上的弯矩图为对称结构，将一半的预应力混凝土简支桥梁跨中截面荷载作用在该其静定基上的弯矩图划分为中部矩形截面、边部三角形截面和边部矩形截面；

步骤403、根据公式构建预应力混凝土简支桥梁跨中截面挠度计算模型f_N(L/2)，其中，L为预应力钢束的跨度，i为一半的预应力混凝土简支桥梁跨中截面划分截面编号且i＝1,2,3，A_p1为边部矩形截面的面积且A_p2为边部三角形截面的面积且A_p2＝N_ie₁L₁，A_p3为中部矩形截面的面积且y₀₁为边部矩形截面形心对应预应力混凝土简支桥梁荷载作用在该其静定基上的弯矩图的竖标值且y₀₂为边部三角形截面心对应预应力混凝土简支桥梁荷载作用在该其静定基上的弯矩图的竖标值且y₀₃为中部矩形截面形心对应预应力混凝土简支桥梁荷载作用在该其静定基上的弯矩图的竖标值且E_c(t)I为预应力混凝土简支桥梁的抗弯刚度，N_i为桥梁锚下有效预应力值，N_损为预应力损失值，e₁为锚固点处预应力钢束与截面形心的偏心距离，e₂为跨中截面处预应力钢束与截面形心竖向偏心距离，L₁为边部钢束节段跨度，L₂为中部钢束节段；

步骤五、根据预应力混凝土简支桥梁跨中截面挠度计算模型反推桥梁锚下有效预应力：根据反推桥梁锚下有效预应力理论模型

步骤六、优化桥梁锚下有效预应力理论模型：根据得到桥梁锚下有效预应力优化模型其中，α为修正系数；

步骤七、分级张拉安装有锚下压力传感器的预应力钢束：对安装有锚下压力传感器的预应力钢束进行多级分级张拉，第j级张拉过程中，利用跨中底部的机电百分表测试第j级跨中截面挠度值，同时利用锚下压力传感器测量第j级桥梁锚下有效预应力测量值；

利用第j级跨中截面挠度值和桥梁锚下有效预应力理论模型计算第j级桥梁锚下有效预应力理论值；

根据桥梁锚下有效预应力优化模型，计算第j级张拉过程中的修正系数α_j，其中，第j级桥梁锚下有效预应力测量值为桥梁锚下有效预应力优化值，j为安装有锚下压力传感器的预应力钢束分级张拉级数编号且j＝1,2,...,J，J为安装有锚下压力传感器的预应力钢束分级张拉级数总数；

根据公式计算修正系数α；

步骤八、设置永久观测点：在预应力混凝土简支桥梁架设安装完成后，在主梁跨中截面处设置永久观测点，并测量永久观测点的初始标高值，作为后续桥梁观测的基准点f_(L/2)0；

步骤九、获取运营阶段桥梁跨中截面挠度值：在预应力混凝土简支桥梁运营阶段，检测永久观测点的实际标高值f_(L/2)k，根据公式Δf_(L/2)k＝f_(L/2)k-f_(L/2)0，计算运营阶段桥梁跨中截面挠度值Δf_(L/2)k；

步骤十、预应力混凝土简支桥梁锚下有效预应力检测：将运营阶段桥梁跨中截面挠度值Δf_(L/2)k代入桥梁锚下有效预应力优化模型，检测预应力混凝土简支桥梁锚下有效预应力，当预应力混凝土简支桥梁锚下有效预应力大于0.95N时，预应力混凝土简支桥梁为安全状态，否则预应力混凝土简支桥梁需要维修，其中，N为桥梁锚下有效预应力设计值。