公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn) 存應力技術指南

1DB14/T1324—2016公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn)存應力技術指南本標準規(guī)定了公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn)存應力的術語、定義和符號、基本規(guī)定、現(xiàn)場檢測。本標準適用于公路預應力混凝土橋梁鋼絞線現(xiàn)存應力檢測，其它鐵路橋梁、市政橋梁及預應力混凝土結構鋼絞線現(xiàn)存應力測試可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T31310金屬材料殘余應力測定鉆孔應變法3術語、定義和符號3.1術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1.1釋放應變對鋼絞線進行應力釋放時，釋放前后鋼絞線測點處應變的變化量。3.1.2混凝土保護層鑿除影響修正應變待測鋼絞線混凝土保護層鑿除前后，測點處鋼絞線應變的變化量。3.1.3偏軸角最外層纏繞鋼絲測點處局部軸線方向與該根鋼絞線相同位置處芯絲軸線方向的夾角。3.1.4偏軸影響修正系數(shù)鋼絞線單根鋼絲釋放應變和整根鋼絞線平均應變的比例系數(shù)。3.1.5同絲定位法2DB14/T1324—2016在同一根鋼絞線內(nèi)，同一股待釋放鋼絲的測點與釋放點相對位置的定位方法。具體定位方法的條文說明見附錄A。3.2符號下列符號適用于本文件。ε——鋼絞線現(xiàn)存應變，單位：με;εzc——鋼絞線混凝土保護層鑿除修正應變，單位：με;εsf——鋼絞線應力釋放時現(xiàn)場測試應變，單位：με;K——鋼絞線偏軸影響修正系數(shù)。4基本規(guī)定4.1檢測部位與數(shù)量選定原則4.1.1對于預應力混凝土橋梁，應根據(jù)檢測目的選擇受力最不利截面的最外緣鋼絞線進行測試，以及其它需要確定現(xiàn)存應力狀態(tài)的鋼絞線。4.1.2一片梁任一截面鋼絞線釋放數(shù)量最多不應超過該截面鋼絞線總面積的0.5%、最少可釋放一根鋼絞線的一股鋼絲。每束鋼絞線釋放數(shù)量最多不超過2根、每根鋼絞線釋放數(shù)量最多不超過2股，同一根鋼絞線在其全長范圍內(nèi)不應釋放兩次。4.2檢測儀器與設備4.2.1檢測設備中的計量器具應定期進行檢定，數(shù)據(jù)采集儀器應具備連續(xù)采集和數(shù)據(jù)自動記錄功能，采樣頻率不應小于200Hz，并具有顯示數(shù)據(jù)采集時程曲線的功能。4.2.2應變測試元件應采用表面粘貼式鋼筋應變片，應變片長度不宜大于5mm，數(shù)據(jù)采集線宜采用屏蔽線。4.2.3應變記錄儀的分辨率應優(yōu)于（1×10-6），短時穩(wěn)定性和重復性至少為±（1×10-6）。4.3檢測前的準備4.3.1收集工程設計圖紙、施工工藝、鋼絞線進場檢驗資料、鋼絞線張拉和注漿情況等。4.3.2調查工程現(xiàn)場、橋梁的病害類型、裂縫分布、損傷狀態(tài)，以及鋼絞線銹蝕程度等。4.3.3依據(jù)檢測目的和調查結果合理選定測試截面擬釋放鋼絞線位置和數(shù)量，編制檢測方案。4.3.4對橋梁結構進行必要的驗算分析，斷絲數(shù)量不應影響橋梁的運營安全。4.4檢測流程橋梁預應力鋼絞線現(xiàn)存應力檢測流程詳見圖1。3DB14/T1324—2016圖1公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn)存應力流程圖4.5檢測報告4.5.1檢測報告應用詞規(guī)范，結論明確。4.5.2檢測報告應包括工程概況、檢測原因、檢測日期、檢測目的、檢測依據(jù)、檢測方法、檢測儀器設備、檢測部位、抽檢方式、抽檢數(shù)量、檢測數(shù)據(jù)分析與判定、鋼絞線現(xiàn)存應變大小等內(nèi)容。5現(xiàn)場檢測5.1鋼絞線混凝土保護層鑿除5.1.1混凝土保護層鑿除前，應首先擬定鋼絞線混凝土保護層鑿除位置、范圍和尺寸，并對擬鑿除混凝土保護層范圍的影響進行詳細驗算和評定，以不影響結構的受力安全為準。測試過程中應做好現(xiàn)場記錄，記錄表格參見附錄B。5.1.2鑿除前可配合使用混凝土切割機沿擬定的鑿除范圍標記線切成一道淺縫，以保證鑿除形狀盡可能規(guī)則，方便量測和計算。然后將擬鑿除范圍內(nèi)混凝土保護層從結構表面分步鑿除，整個鑿除過程中不應損傷主梁主筋、鋼絞線。5.1.3鋼絞線混凝土保護層鑿除長度不小于1.2倍捻距，且不小于25cm，最大鑿除長寬、寬度和深度以不影響檢測為準，且最大鑿除長寬不宜大于30cm。4DB14/T1324—20165.1.4被檢測鋼絞線的測點與釋放點之間鋼絲周圍不應有混凝土及漿體粘結、擠壓，清理過程中不應損壞和劃傷鋼絞線表面，應保持測點與釋放點之間鋼絞線表面光潔、干燥。5.2測點和釋放點定位在已經(jīng)鑿除混凝土保護層的鋼絞線上，采用同絲定位法分別確定測點和釋放點位置，其中測點與釋放點距離不應小于20cm。5.3測試元件安裝5.3.1應變片粘貼前，首先應清除測點處鋼絲表面氧化層和污垢。5.3.2應變片敏感柵應與測點處鋼絲表面完全密貼，應變片敏感柵長度方向應與測點處鋼絲軸線方向一致。每個測點處應變片粘貼數(shù)量不宜少于3個。5.3.3應變片接地電阻應在20000MΩ以上。5.3.4測試前應對測試元件及連接部位進行封裝，并對應變片粘貼質量和工作狀態(tài)的可靠性進行檢驗。5.3.5應變片的粘貼和使用推薦采用GB/T31310的有關規(guī)定。5.4應力釋放及數(shù)據(jù)采集5.4.1應力釋放前，在鋼絞線的測點和釋放點之間應采取有效降溫措施，并對應變片及測試導線進行嚴格保護，測試應變片不應受損、受潮。5.4.2切割機砂輪片直徑不宜大于50mm，鋼絲切割時間不應超過40s。5.4.3測試開始前應對采集儀的采集初值進行調零，并進行應變試采集，檢驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方可正式采集。5.4.4數(shù)據(jù)采集時間不應少于5min，鋼絲切斷后數(shù)據(jù)采集時間不應少于3min。5.4.5數(shù)據(jù)采集時應隨時關注數(shù)據(jù)采集儀的應變采集時程曲線，鋼絞線現(xiàn)場量測的有效釋放應變值取鋼絞線切斷后，應變采集時程曲線波形穩(wěn)定時（一般為鋼絞線切斷后第20s～80s之間）有效測試數(shù)據(jù)的平均值。5.5鋼絞線現(xiàn)存應力計算5.5.1鋼絞線現(xiàn)存應力計算公式見式（1）： 式中：ε——鋼絞線現(xiàn)存應變；zc——鋼絞線混凝土保護層鑿除影響修正應變；ε—鋼絞線現(xiàn)場釋放應變值；K——鋼絞線偏軸影響修正系數(shù)；鋼絞線混凝土保護層鑿除影響修正應變宜采用精細有限元方法進行分析計算，或參照下式進行估鋼絞線混凝土保護層鑿除影響修正應變估算公式見式（2）：NMNMEAEIEAEIεzc=(g1g1yNMNMEAEIEAEI式中：Ng0、Ng1—混凝土保護層鑿除前、后測試截面恒載軸力，單位N；Mg0、Mg1—混凝土保護層鑿除前、后測試截面恒載彎矩，單位N·mm；5DB14/T1324—2016A0、A1—混凝土保護層鑿除前、后測試截面面積，單位mm2；0、I1—混凝土保護層鑿除前、后測試截面慣性矩，單位mm4；y0、y1—混凝土保護層鑿除前、后測試截面測點距截面中性軸的距離，單位mm；Ec—混凝土彈性模量，單位Mpa。5.5.2鋼絞線偏軸影響修正系數(shù)按表1采用。表1橋梁工程常用規(guī)格鋼絞線偏軸影響修正系數(shù)鋼絞線規(guī)格公稱直徑（mm）捻距（mm）偏軸角(°)修正系數(shù)11.861.05622511.981.0575.5.3釋放應變?nèi)′摻g線切斷后第20s～80s之間平均有效釋放應變值，溫度及擾動誤差可不予考慮。溫措施時，鋼絲切斷后的第20秒至第80s時間段內(nèi)，應變采集時程曲線波形基本穩(wěn)定，最大溫度及擾動零飄應變波動值小于±20με,遠小于一般橋梁鋼絞線的有效預應力應變值。5.6測試位置結構恢復對測試位置處保護層混凝土鑿除部位應采用高強環(huán)氧混凝土（砂漿）等材料進行處理。6DB14/T1324—2016A（資料性附錄）同絲定位法條文說明預應力鋼絞線采用螺旋狀的編絲方法，無應力狀態(tài)下，沿任一規(guī)格的一根鋼絞線軸線方向，相距整倍數(shù)捻距的兩股鋼絲是屬于該根鋼絞線的同一股鋼絲。相同捻距的兩股鋼絲之間所間隔的鋼絲數(shù)是唯一確定的。根據(jù)不同規(guī)格鋼絞線螺旋狀的編絲特點，從一根鋼絞線的某一點開始記數(shù)，在該測點同一側、沿鋼絞線軸線方向數(shù)到第N股鋼絲(指鋼絞線最外層鋼絲)時的另一點為止，這兩點同屬于該根鋼絞線的同一股鋼絲，將其中一點作為測點，而另一點作為釋放點。例如：最常用的1×7（七股）型鋼絞線，N＝7（見圖A.1），從一根鋼絞線的某一點開始記數(shù)，在該測點同一側、沿鋼絞線軸線方向數(shù)到第7股鋼絲時的另一點為止，這兩點同屬于該根鋼絞線的同一股鋼絲，將其中一點作為測點，而另一點作為釋放點。且一個捻距的測點與釋放點之間間隔5（N-2）股鋼絲，其它規(guī)格鋼絞線的定位方法與此類似。檢測過程中采用股數(shù)或捻距均可準確定位到同屬于一根鋼絲的測點和釋放點，但考慮到捻距是指鋼絞線在無應力狀態(tài)下的物理量，預應力鋼絞線檢測時處于有應力狀態(tài)，不同應力狀態(tài)的相同捻距的鋼絞線有應力長度會有差異，而采用同絲定位法時，其間隔股數(shù)的量值是唯一的，定位更加方便。圖A.11×7型鋼絞線測點與釋放點相對位置示意圖7DB14/T1324—2016B（資料性附錄）公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn)存應力現(xiàn)場記錄表表B.1公路橋梁預應力鋼絞線局部釋放法測試現(xiàn)存應力現(xiàn)場記錄表試驗記錄編號：第頁共頁工程名稱結構型式委托單位施工單位檢測單位檢測日期設備名稱（編號）檢測依據(jù)橋梁名稱檢測位置鋼絞線（束）編號鋼絞線規(guī)格鋼絲編號釋放前測點溫度釋放后測點溫度測點與釋放點距離釋放應變備注檢測部位示意圖檢測：復核：8DB14/T1324—2016參考文獻[1]GB/T5