《公路橋梁鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力拉脫法檢測技術(shù)指南》

ICS號

中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編號

公路橋梁鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力拉脫法

檢測技術(shù)指南

（征求意見稿）

TechnicalGuidefortheLift-offTestDetectionofPre-stress

underAnchorforHighwayBridgeSteelStrand

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國公路學(xué)會(huì)發(fā)布

1總則

1.0.1為統(tǒng)一和規(guī)范公路橋梁鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力拉脫法檢測，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)

和使用要求，制定本指南。

1.0.2本指南適用于公路預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工期預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量檢測，其他預(yù)

應(yīng)力混凝土梁橋可參考使用。

1.0.3公路橋梁鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力拉脫法檢測除應(yīng)滿足本指南的規(guī)定外，尚應(yīng)符合相

關(guān)法律、法規(guī)及國家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1拉脫法lift-offtest

施工期內(nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿前錨下有效預(yù)應(yīng)力的檢測方法；通過對鋼絞線外露

段工作長度施加反向拉力，同步測定鋼絞線位移和有效預(yù)應(yīng)力的方法，也稱為“反拉法”。

2.1.2施工張拉控制應(yīng)力tensioningcontrolstressduringconstruction

張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)在張拉端體外所施加的應(yīng)力，其值為張拉設(shè)備顯示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)

力筋截面面積得到的應(yīng)力值。

2.1.3設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力designedtensioningcontrolstress

設(shè)計(jì)文件中給定的張拉控制應(yīng)力。

2.1.4施工期錨下有效預(yù)應(yīng)力effectiveprestressunderanchorageduringconstruction

預(yù)應(yīng)力張拉施工錨固后，錨墊板末端的預(yù)應(yīng)力值。

2.1.5有效預(yù)應(yīng)力同束離散度unevennessofeffectiveprestressinatendon

同一束中所有單根鋼絞線錨下有效預(yù)應(yīng)力值的偏離程度，該束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差

與該束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力平均值之比。

2.2符號

下列符號適用于本文件。

T：錨下有效預(yù)應(yīng)力（kN）。

T1：錨圈口摩阻損失（kN）。

T2：夾片咬合力（kN）。

F?：1束鋼絞線平均有效預(yù)應(yīng)力（kN）。

FA：錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力峰值（kN）。

FB：錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力突變段的最低值（kN）。

FC：錨下鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力值（kN）。

FAB：錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力峰值FA與錨外突變段的最低值FB的差值（kN）。

2

FD：夾片拉脫瞬間鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力值（kN）。

FE：拉脫法測試結(jié)束后的鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力點(diǎn)（kN）。

?FT：受溫度影響的鋼絞線預(yù)應(yīng)力值變化量（kN）。

?T：環(huán)境溫度變化量，即檢測時(shí)刻溫度與張拉時(shí)刻溫度差值（℃）。

yt：預(yù)應(yīng)力殘余率，即每個(gè)時(shí)刻鋼絞線剩余預(yù)應(yīng)力與初始預(yù)應(yīng)力的比值。

t：張拉完成至拉脫法檢測的時(shí)間（min）。

ξ：有效預(yù)應(yīng)力同束離散度。

St：1束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差。

Fi：1束中每根鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力。

F?：1束中鋼絞線的平均有效預(yù)應(yīng)力。

F：1束中鋼絞線的總有效預(yù)應(yīng)力。

n：1束中鋼絞線根數(shù)。

3

3基本規(guī)定

3.0.1本指南的檢測目的是對公路橋梁鋼絞線錨下預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量進(jìn)行跟蹤檢測與

控制，以便及時(shí)調(diào)整施工工藝。

條文說明

雖然智能張拉設(shè)備在橋梁工程中大范圍推廣使用，但是鋼絞線的張拉力施工質(zhì)量依然需

要進(jìn)行檢測和評定。

3.0.2拉脫法檢測錨下有效預(yù)應(yīng)力的基本原理是對梁體外露工作長度的單根鋼絞線進(jìn)行

反向張拉（圖3.0.1），同時(shí)測試鋼絞線張拉力和位移量。

限位裝置

位移傳感器

工作錨

預(yù)應(yīng)力鋼絞線千斤頂

壓力傳感器

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件夾片

圖3.0.1拉脫法檢測原理

條文說明

目前已有的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束的測試技術(shù)中，拉脫法檢測技術(shù)具有精度高，投入少的特點(diǎn)，

可以實(shí)施普遍檢查。因此，本指南采用拉脫法檢測梁體施工期錨下有效預(yù)應(yīng)力。

3.0.3預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，應(yīng)在48h內(nèi)進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力檢測。

條文說明

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）規(guī)定后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁張拉后48小

時(shí)內(nèi)需要壓漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，需在48h內(nèi)進(jìn)行檢測，以便準(zhǔn)確掌握張拉質(zhì)量，同時(shí)滿足

規(guī)范對灌漿封錨的時(shí)間要求。

4

4拉脫法檢測設(shè)備

4.0.1拉脫法檢測設(shè)備包括壓力傳感器、位移傳感器、油泵、千斤頂?shù)取?/p>

4.0.2檢測時(shí)千斤頂加載速率宜保持勻速。

條文說明

千斤頂加載速率均勻，保證測試曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)分布均勻。

4.0.3拉脫法檢測設(shè)備的壓力傳感器、位移傳感器需符合《巖土工程儀器基本參數(shù)及通

用技術(shù)條件》（GB/T15406-2007）的規(guī)定。數(shù)據(jù)采集頻率不低于20Hz，測力精度不低于0.1kN，

位移精度不低于0.01mm。夾片脫空的位移量超過3.5mm時(shí)，檢測設(shè)備具有自動(dòng)關(guān)停功能。

條文說明

采用不低于20Hz的采樣頻率，能保證測試得到的拉脫法曲線體現(xiàn)曲線突變段差異。鋼

絞線與夾片的咬痕約為0.5mm（圖4.0.1），錨具由外到內(nèi)的斜度約為1:9，則若要使夾片

脫開，將鋼絞線拉出的長度最少為4.5mm，故本指南要求夾片脫空的位移量不超過3.5mm。

千斤頂回油后，夾片對鋼絞線夾痕的位置不會(huì)有任何變化，故拉脫法檢測不改變錨下有

效預(yù)應(yīng)力。

圖4.0.1夾片與錨具示意

5

5張拉檢測

5.1測試截面

5.1.1采用拉脫法測試時(shí)，測試、設(shè)計(jì)及張拉控制截面參見圖5.1.1。

圖5.1.1控制截面

條文說明

本指南進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)、施工和檢測時(shí)對預(yù)應(yīng)力定義的控制截面，保證檢測結(jié)果和設(shè)計(jì)

及施工要求相吻合。

5.2檢測過程

5.2.1采用拉脫法檢測設(shè)備對張拉力后還未壓漿的預(yù)應(yīng)力鋼絞線開展反拉檢測。

5.2.2檢測過程需記錄鋼絞線張拉力和延伸量關(guān)系。

5.3檢測頻率

5.3.1驗(yàn)收檢測頻率范圍參考表5.3.1。

表5.3.1預(yù)應(yīng)力檢測頻率

類別檢測頻率

預(yù)制梁≥10%

現(xiàn)澆梁≥15%

邊、中跨合龍段預(yù)應(yīng)力筋、體外筋、環(huán)形筋、無粘結(jié)筋、豎向筋、負(fù)彎矩段筋≥20%

6

條文說明

考慮現(xiàn)澆梁的施工質(zhì)量控制較預(yù)制梁難度大，本指南規(guī)定的現(xiàn)澆梁檢測頻率相比預(yù)制梁

高。同時(shí)考慮合攏段、體外筋、環(huán)形筋、無粘結(jié)筋、豎向筋及負(fù)彎矩段筋的施工質(zhì)量控制難

度大，檢測頻率定為不小于20%。

5.3.2若張拉力在允許范圍內(nèi)可進(jìn)行后續(xù)施工操作，若不在允許范圍內(nèi)，需對整束鋼絞線

張拉力進(jìn)行評估，評估合格方可進(jìn)行后續(xù)施工操作。評估不合格的需進(jìn)行退錨、補(bǔ)張拉、復(fù)

檢。

5.3.3對于連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋和斜拉橋等重要橋梁，宜在當(dāng)日將張拉施工質(zhì)量檢測的

結(jié)果形成報(bào)告，以對預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量進(jìn)行綜合分析。

條文說明

對于連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋和斜拉橋等重要橋梁，其預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量要求高，因此需當(dāng)

日提供檢測報(bào)告，及時(shí)分析其張拉施工質(zhì)量，便于迅速采取調(diào)控措施，確保質(zhì)量。檢測報(bào)告

宜包括預(yù)應(yīng)力大小和離散度測試結(jié)果、張拉工藝等。報(bào)告可人工編寫，亦可采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

編寫。

7

6數(shù)據(jù)處理

6.1取值標(biāo)準(zhǔn)

6.1.1對fpk=1860MPa、公稱直徑為15.2mm的單根鋼絞線，張拉錨固后錨下有效預(yù)應(yīng)力

為

T=(FA-T1-T2+?FT)/yt(6.1.1)

式中：FA－拉脫法測試曲線峰值點(diǎn)數(shù)值，參見附錄A.1.1；

T1－錨圈口摩阻損失，根據(jù)錨具廠家提供的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；

T2－夾片咬合力，參見附錄A.1.3，按照公式A.1.3計(jì)算；

?FT－48小時(shí)內(nèi)溫度的修正值，參見附錄A.2.1，按照公式A.2.1計(jì)算；

小時(shí)內(nèi)時(shí)間的修正參數(shù)，參見附錄，，按照公式計(jì)算。

yt－48A.2.2A.2.2

6.1.2同束離散度ξ為該束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差??與該束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力平均值??

之比，即

S

ξ=t×100%(6.1.2)

F?

2

∑n(F-F?)

式中：S－1束鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差，S=√i=1i；

ttn-1

Fi－1束中每根鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力；

F

F?－1束中鋼絞線的平均有效預(yù)應(yīng)力，F(xiàn)?=；

n

F－1束中鋼絞線的總有效預(yù)應(yīng)力；

n－1束中鋼絞線根數(shù)。

條文說明

相比已有規(guī)程采用極值差與均值比值評估，本指南采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，更能充分考慮

考慮每個(gè)樣本的測試結(jié)果對離散度的影響。本指南規(guī)定需判斷有效預(yù)應(yīng)力的大小和離散度是

否滿足要求，以防止預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)斷絲、疲勞，確保預(yù)應(yīng)力工程的施工質(zhì)量。

6.2檢測控制標(biāo)準(zhǔn)

6.2.1對fpk=1860MPa、公稱直徑為15.2mm的單根鋼絞線，張拉錨固后錨下有效預(yù)應(yīng)力

大小應(yīng)滿足表6.2.1控制標(biāo)準(zhǔn)限值范圍要求。

8

表6.2.1有效預(yù)應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)

雙端張拉-有效預(yù)應(yīng)單端張拉-有效預(yù)應(yīng)力

設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力(MPa)有效預(yù)應(yīng)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為梁體計(jì)算跨徑，單位：mm；Es為鋼絞線彈性模量。

條文說明

有效預(yù)應(yīng)力測試值下限值，考慮最大鋼絞線回縮量導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失,同時(shí)考慮張拉施

工誤差導(dǎo)致的-5%誤差。有效預(yù)應(yīng)力測試值上限值，按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋

涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362）的規(guī)定，張拉控制應(yīng)力最大值為0.8fpk，因此本規(guī)范中檢測上限

值取為0.8fpk。

6.2.2同束有效預(yù)應(yīng)力離散度不大于3.6%。

條文說明

在陜西西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴高速公路施工期開展了拉脫法檢測技術(shù)的工程應(yīng)用，共對9個(gè)施工

標(biāo)段的324束預(yù)應(yīng)力鋼絞線開展測試。對324個(gè)測試樣本進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，最大極值分布的

95%概率分位點(diǎn)值為3.6%，如圖6.2.1所示。

40

30

率20

頻

10

0

0.751.502.253.003.754.505.25

離散度/%

圖6.2.1同束離散度直方圖

9

附錄A檢測取值標(biāo)準(zhǔn)

A.1夾片咬合力

A.1.1拉脫法測試鋼絞線張拉力-位移量關(guān)系曲線（圖A.1.1）呈現(xiàn)典型的三段線特征，用

字母A、B標(biāo)示特征點(diǎn)。

圖A.1.1測試鋼絞線張拉力-延伸量關(guān)系

A.1.2實(shí)際張拉力與拉脫法測試結(jié)果的關(guān)系，如圖A.1.2-1所示，用FA、FB、FC、FD、FE

標(biāo)示特征點(diǎn)。

240

F

A

200F

B

F

160FD

/kNF

CE

120

張拉力80

錨外張拉力

錨下有效預(yù)應(yīng)力

40

0

051015202530

位移/mm

圖A.1.2-1鋼絞線張拉力-位移關(guān)系

條文說明

FA點(diǎn)為錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力峰值，F(xiàn)B點(diǎn)為錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力突變段的最低值，F(xiàn)C點(diǎn)為錨下

鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力值，F(xiàn)AB為錨外鋼絞線預(yù)應(yīng)力峰值FA與錨外突變段的最低值FB的差值，F(xiàn)D

為夾片拉脫瞬間錨下鋼絞線預(yù)應(yīng)力值，F(xiàn)E點(diǎn)為拉脫法測試結(jié)束后的錨下預(yù)應(yīng)力點(diǎn)，咬合力

T2=FA-FC。

為了準(zhǔn)確獲得錨下有效預(yù)應(yīng)力測試值，需要統(tǒng)計(jì)夾片咬合力。具體研究參考文獻(xiàn)：張峰,

劉佳琪等.夾片咬合力測試方法.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2019,19(03):27-35

依托實(shí)際橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線開展拉脫法測試，測試梁為長20m的T梁，單個(gè)測

10

試樣本結(jié)果參見圖A.1.2-2。

12

10

8

/kN

錨下預(yù)應(yīng)力

6

錨外張拉力

張拉力4

2

0

051015202530

時(shí)間/s

圖A.1.2-2測試結(jié)果

A.1.3實(shí)際拉脫法檢測時(shí)，圖A.1.2-2是典型測試曲線。夾片咬合力可由下式計(jì)算：

T2=0.1729FA-12.065(A.1.3)

條文說明

如果張拉力不同，夾片和錨杯錐孔產(chǎn)生的彈性擠壓變形會(huì)有差異，張拉力越大，彈性變

形越大，進(jìn)而導(dǎo)致咬合力越大。測試不同張拉力下夾片與錨杯的咬合力，共測試326個(gè)樣本，

結(jié)果見圖A.1.3，研究認(rèn)為咬合力與張拉力線性相關(guān)。實(shí)際工程應(yīng)用取咬合力模型的95%下

限值。

45

40咬合力實(shí)測數(shù)據(jù)

咬合力擬合曲線

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

張拉力/kN

圖A.1.3咬合力測試結(jié)果

A.2錨下張拉力時(shí)間/溫度修正

A.2.1溫度修正

溫度效應(yīng)修正計(jì)算公式：

?FT=0.0806?T+0.015(A.2.1)

式中：?FT－受溫度影響的預(yù)應(yīng)力值變化量，單位：kN；

11

?T－環(huán)境溫度變化量（即檢測時(shí)刻溫度與張拉時(shí)刻溫度差值），單位：℃。

條文說明

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，在48小時(shí)內(nèi)的錨下有效預(yù)應(yīng)力的變化受環(huán)境溫度影響。具體研究成

果參考文獻(xiàn):張峰,葉見曙等.拉脫法測試技術(shù)-時(shí)間及溫度效應(yīng)修正,中國公路學(xué)報(bào),2019,

32(9):80-89,114.

依托現(xiàn)場預(yù)制梁為研究對象，對67束預(yù)應(yīng)力鋼絞線開展了長期大規(guī)模的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

選取寧夏銀川京藏改擴(kuò)建工程的2個(gè)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁標(biāo)段、陜西太鳳高速的1個(gè)預(yù)應(yīng)

力混凝土預(yù)制梁標(biāo)段、陜西西寶高速的1個(gè)標(biāo)段以及陜西柞山高速的1個(gè)標(biāo)段開展相關(guān)測

試。

檢測樣本簡介如下：30m預(yù)制小箱梁11片，20m預(yù)制小箱梁7片，13m預(yù)制空心板梁1

片，20m預(yù)制空心板梁1片，共計(jì)67束鋼絞線。所有樣本測試過程中，波紋管道內(nèi)均未壓

漿。

基于大量現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力受時(shí)間及溫度效應(yīng)變化的影響。對鋼絞

線的1884組數(shù)據(jù)進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力變化量?F與溫度變化值?T的曲線擬合(圖A.2.1)。

1.6

△F=0.0806△T+0.015

）

R=0.8149

0.8

(kN

F

△

0.0

-0.8

實(shí)測數(shù)據(jù)

擬合曲線

-1.6

-10-50510

溫度變化值△T（℃）

圖A.2.1預(yù)應(yīng)力變化值隨溫度變化的模型

A.2.2時(shí)間效應(yīng)修正計(jì)算公式：

-6.509×10-3(t-1)×(-4.673×10-6)

yt=te(A.2.2)

式中：yt－殘余率，即每個(gè)時(shí)刻鋼絞線剩余預(yù)應(yīng)力與初始預(yù)應(yīng)力的比值；

t－時(shí)間，t≥1,單位：min。

條文說明

對67組測試樣本，48小時(shí)的預(yù)應(yīng)力殘余率進(jìn)行非參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)，48組數(shù)據(jù)中，正態(tài)分布及

對數(shù)正態(tài)分布的46組Dn檢驗(yàn)值小于臨界值D67，0.05，有2組超出臨界值；而威布爾分布Dn檢驗(yàn)值

均小于臨界值（圖A.2.2-1）。選取威布爾分布進(jìn)行曲線擬合。

12

正態(tài)分布D檢驗(yàn)值

值n

n0.20

D威布爾分布D檢驗(yàn)值

D67,0.05n

對數(shù)正態(tài)分布檢驗(yàn)值

Dn

0.16

0.12

0.08

0100020003000

時(shí)間/min

圖A.2.2-1Dn檢驗(yàn)值與臨界值對比圖

分別對48個(gè)時(shí)間段的預(yù)應(yīng)力殘余率威布爾統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算95%下限、均值和95%上限的

數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，具體參見圖A.2.2-2。

1.00

95%上限值

殘余率0.98

均值

95%下限值

0.96擬合95%上限值

擬合均值

0.94擬合95%下限值

0.92

050010001500200025003000

時(shí)間/min

圖A.2.2-2數(shù)學(xué)回歸模型(48h)

分別取48h內(nèi)鋼絞線預(yù)應(yīng)力殘余率95%上下限建立數(shù)學(xué)回歸模型。選取安瀾高速及太鳳

高速的3片預(yù)制梁，共計(jì)10根鋼絞線進(jìn)行48h的數(shù)據(jù)采集，并與公式擬合曲線進(jìn)行對比(圖

A.2.2-3)。

通過數(shù)據(jù)對比可知，在10根鋼絞線中，有9根鋼絞線預(yù)應(yīng)力殘余率曲線完全在95%上

下限擬合曲線范圍之內(nèi)，僅有1根在前1000分鐘略高于95%上限值，表明該公式擬合效果

較好，可以在工程中推廣應(yīng)用?？紤]工程現(xiàn)場實(shí)際檢測情況，選取95%下限擬合曲線作為修

正標(biāo)準(zhǔn)。

1.00擬合95%上限值

擬合95%下限值

工程實(shí)測曲線

0.98

殘余率

0.96

0.94

0.92

050010001500200025003000

時(shí)間/min

圖A.2.2-3數(shù)學(xué)回歸模型工程驗(yàn)證

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT3650-2020）規(guī)定預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉過程中持荷5分

13

鐘。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鋼絞線長度為30m時(shí)，存在因穩(wěn)壓時(shí)間不足引起的預(yù)應(yīng)力損失，需將穩(wěn)壓時(shí)

間延長至13min。對于超長預(yù)應(yīng)力鋼束來說，由于受現(xiàn)場施工條件、波紋管道摩