CN108151939B - 检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，该方法是在利用既有无粘结预应力混凝土梁一端承压板的预应力筋上装有锚具，在锚具上增设夹具，在夹具上连接有传感器，施力装置与夹具相连，判断读取系统分别与传感器和施力装置相连，用施力装置分别对n根预应力筋进行分级加载，记录终止加载时的拉力及相应的位移量，求取n根预应力筋的预应力值x1、x2……xn的极差σ，当极差σ<0.3u时，取n根预应力筋的预应力值的平均值u为该无粘结预应力混凝土梁的预应力检测值，当极差σ≥0.3u时，增加测量预应力筋的根数，重复上述步骤,直到σ<0.3u为止，该方法用来对既有结构的预应力值进行精确测试。

Description

检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法
技术领域
本发明涉及了一种用于测试既有结构预应力值的方法，特别是一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法。
背景技术
在近几十年的大规模城市改造过程中，兴建了大量采用无粘结预应力混凝土的结构，采用此结构形式，在对于保证结构的抗裂性、降低结构构件高度，优化结构性能等方面，具有很突出的作用。其中无粘结预应力混凝土结构的受力形式为：无粘结预应力筋张拉后其端部通过锚具将预应力作用在承压板上，再通过承压板将预应力施加在混凝土上。对于面临改造的预应力混凝土结构，由于设计要求的提高和使用功能改变造成的荷载提高需要对结构进行加固时，需要对结构进行检测鉴定，特别是预应力值的检测。
对使用中的预应力混凝土结构进行检测和评估，关键是预应力值的检测。预应力值直接影响混凝土结构抗裂、挠度，也会直接影响混凝土结构的承载力。虽然《混凝土结构设计规范》GB50010给出了考虑预应力筋松弛、混凝土收缩、徐变等长期影响的预应力损失计算方法，但是，对使用多年的预应力混凝土结构进行预应力值检测，分析长期荷载下预应力值是否满足规范要求，目前还缺少现场检测和试验验证。
发明内容
本申请的发明目的是提供一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，该方法是用于测试无粘结预应力混凝土梁内预应力筋存在的预应力，在伸出无粘结预应力混凝土梁一端承压板的预应力筋上装有锚具，在锚具上增设夹具，在夹具上连接有传感器，施力装置与夹具相连，对夹具施加拉力，判断读取系统分别与传感器和施力装置相连，其中：它包括以下步骤：
(a)、用施力装置对一根预应力筋进行分级加载，每级加载值为预估拟检测预应力拉力设计值的1/10～1/12，传感器来测量预应力筋的变形量，在每级荷载施加后的第5、10、15、20和25min通过判断读取系统读取并记录该级荷载下该预应力筋的变形量和拉力值，当上述5次数据的变化值不超过5％时；再对该预应力筋施加下一级荷载,下一级加载值是在上一级的加载值的基础上增加一个每级加载值，重复上述操作，当上述5次数据的变化值超过5％时，进行步骤(b)；
(b)、在上述预应力筋的某级荷载作用下，当判断读取系统发现存在以下三种情况之一时，立即停止加载操作，(i)如果测试的该级荷载的变形量大于前一级荷载变形量的1.5倍；(ii)该级荷载已达到设计计算值的1.5倍；(iii)明显观察到锚具开始脱离承压板；
(c)、记录终止加载时的拉力及相应的位移量，当终止加载时的荷载满足步骤(b)的(ii)条件时，一根预应力筋的预应力值为设计计算值的1.5倍；当终止加载时的荷载满足步骤(b)的(i)和(iii)条件时，画出该预应力筋的位移量和拉力曲线，并且找出该曲线陡变的起始点所对应的荷载值即为该预应力筋的预应力值，并且将该预应力筋的预应力值记为xq，q为1至n；
(d)、重复上述步骤(a)至(c)步骤，用施力装置分别对n根预应力筋进行分级加载，并且得到n根预应力筋的预应力值x1、x2……xn；
(e)、求取n根预应力筋的预应力值x1、x2……xn的极差σ，其中预应力值的平均值当σ<0.3u时，取n根预应力筋的预应力值的平均值u为该无粘结预应力混凝土梁的预应力检测值，当极差σ≥0.3u时，增加测量预应力筋(2)的根数，重复步骤(a)至(e),直到σ<0.3u为止。
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其中：所述预估拟检测预应力的拉力设计值是考虑预应力筋松弛、混凝土收缩和徐变长期影响的预应力损失后所得到的预应力值；
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其中：所述加载、卸载时应使荷载传递均匀、连续和无冲击。
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其中：所述每级加载值是相同的。
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其中：所述n为3至10根。
本发明的一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其中：所述施力装置为液压泵或千斤顶。
本申请提出了一套系统的测试方法，可以用来对既有结构的预应力值进行精确测试。
附图说明
图1为用本发明的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法对无粘结预应力混凝土梁中的预应力筋进行测量的装置剖面示意图；
图2为一根预应力筋的位移量和拉力的曲线图。
在图1中，标号1为无粘结预应力混凝土梁；标号2为预应力筋；标号3为夹具；标号4为判断读取系统；标号5为传感器；标号6为施力装置；标号7为承压板；标号8为锚具。
具体实施方式
本发明的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法是采用如图1所示装置进行实施的。如图1所示，在伸出无粘结预应力混凝土梁1一端承压板7的预应力筋2上装有锚具8，在锚具8上增设夹具3，在夹具3上连接有传感器5，施力装置6与夹具3相连，对夹具3施加拉力，判断读取系统4分别与传感器5和施力装置6相连，
该方法是用于测试无粘结预应力混凝土梁1内预应力筋2存在的预应力，它包括以下步骤：
(a)、用施力装置6对一根预应力筋2进行分级加载，每级加载值为预估拟检测预应力拉力设计值的1/10～1/12，预估拟检测预应力的拉力设计值是在考虑预应力筋松弛、混凝土收缩和徐变长期影响的预应力损失后所得到的预应力值，并且加载、卸载时应使荷载传递均匀、连续和无冲击，传感器5来测量预应力筋2的变形量，在每级荷载施加后的第5、10、15、20和25min通过判断读取系统4读取并记录该级荷载下该预应力筋2的变形量和拉力值，当上述5次数据的变化值不超过5％时；再对该预应力筋2施加下一级荷载,下一级加载值是在上一级的加载值的基础上增加一个每级加载值，每级加载值是相同的，重复上述操作，当上述5次数据的变化值超过5％时，进行步骤(b)，其中施力装置6为液压泵或千斤顶；
(b)、在上述预应力筋2的某级荷载作用下，当判断读取系统4发现存在以下三种情况之一时，立即停止加载操作，(i)如果测试的该级荷载的变形量大于前一级荷载变形量的1.5倍；(ii)该级荷载已达到设计计算值的1.5倍；(iii)明显观察到锚具8开始脱离承压板7；
(c)、记录终止加载时的拉力及相应的位移量，当终止加载时的荷载满足步骤b的(ii)条件时，该预应力筋2的预应力值为设计计算值的1.5倍；当终止加载时的荷载满足步骤(b)的(i)和(iii)条件时，画出如图2所示的该预应力筋2的位移量和拉力曲线，并且找出该曲线陡变的起始点(如图2所示虚线所对应的预应力值)所对应的荷载值即为该预应力筋2的预应力值，并且将该预应力筋2的预应力值记为xq，q为1至n，n为3至10根；
(d)重复上述步骤(a)至(c)步骤，用施力装置6分别对n根预应力筋2进行分级加载，并且得到n根预应力筋2的预应力值x1、x2……xn；
(e)求取n根预应力筋2的预应力值x1、x2……xn的极差σ，其中预应力值的平均值当σ<0.3u时，取n根预应力筋2的预应力值的平均值u为该无粘结预应力混凝土梁1的预应力检测值，当极差σ≥0.3u时，增加测量预应力筋2的根数，重复步骤(a)至(e)，直到σ<0.3u为止。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，该方法是用于测试无粘结预应力混凝土梁(1)内预应力筋(2)存在的预应力，在伸出无粘结预应力混凝土梁(1)一端承压板(7)的预应力筋(2)上装有锚具(8)，在锚具(8)上增设夹具(3)，在夹具(3)上连接有传感器(5)，施力装置(6)与夹具(3)相连，对夹具(3)施加拉力，判断读取系统(4)分别与传感器(5)和施力装置(6)相连，其特征在于：它包括以下步骤：
(a)、用施力装置(6)对一根预应力筋(2)进行分级加载，每级加载值为预估拟检测预应力拉力设计值的1/10～1/12，传感器(5)来测量预应力筋(2)的变形量，在每级荷载施加后的第5、10、15、20和25min通过判断读取系统(4)读取并记录该级荷载下该预应力筋(2)的变形量和拉力值，当上述5次数据的变化值不超过5％时；再对该预应力筋(2)施加下一级荷载,下一级加载值是在上一级的加载值的基础上增加一个每级加载值，重复上述操作，当上述5次数据的变化值超过5％时，进行步骤(b)；
(b)、在上述预应力筋(2)的某级荷载作用下，当判断读取系统(4)发现存在以下三种情况之一时，立即停止加载操作，(i)如果测试的该级荷载的变形量大于前一级荷载变形量的1.5倍；(ii)该级荷载已达到设计计算值的1.5倍；(iii)明显观察到锚具(8)开始脱离承压板(7)；
(c)、记录终止加载时的拉力及相应的位移量，当终止加载时的荷载满足步骤(b)的(ii)条件时，一根预应力筋(2)的预应力值为设计计算值的1.5倍；当终止加载时的荷载满足步骤(b)的(i)和(iii)条件时，画出该预应力筋(2)的位移量和拉力曲线，并且找出该曲线陡变的起始点所对应的荷载值即为该预应力筋(2)的预应力值，并且将该预应力筋(2)的预应力值记为xq，q为1至n；
(d)、重复上述步骤(a)至(c)步骤，用施力装置(6)分别对n根预应力筋(2)进行分级加载，并且得到n根预应力筋(2)的预应力值x1、x2……xn；
(e)、求取n根预应力筋(2)的预应力值x1、x2……xn的极差σ，其中预应力值的平均值当σ<0.3u时，取n根预应力筋(2)的预应力值的平均值u为该无粘结预应力混凝土梁(1)的预应力检测值，当极差σ≥0.3u时，增加测量预应力筋(2)的根数，重复步骤(a)至(e),直到σ<0.3u为止。
2.如权利要求1所述的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其特征在于：所述预估拟检测预应力的拉力设计值是考虑预应力筋松弛、混凝土收缩和徐变长期影响的预应力损失后所得到的预应力值。
3.如权利要求2所述的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其特征在于：所述加载、卸载时应使荷载传递均匀、连续和无冲击。
4.如权利要求3所述的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其特征在于：所述每级加载值是相同的。
5.如权利要求4所述的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其特征在于：所述n为3至10根。
6.如权利要求5所述的检测无粘结预应力混凝土结构中预应力值的方法，其特征在于：所述施力装置(6)为液压泵或千斤顶。
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