1、橋梁孔道預應力檢測技術 本技術來自：四川升拓檢測技術有限責任公司 升拓檢測潛心多年研制的技術和設備可以對預應力梁、巖錨、拉桿/吊桿、錨索的張力進行綜合無損檢測。經過大量的現場驗證，其測試精度、測試效率、適用范圍等均可滿足工程要求，對保證工程質量具有非常積極的意義。自2011年初推向市場以來，在較短的時間內已在多個橋梁工程中得到了綜合性的應用。 關鍵詞：橋梁預應力，孔道預應力檢測，錨下預應力檢測測試意義埋入式錨索在巖體支護、預應力結構中得到了極其廣泛的應用。然而，在施工過程中，由于種種原因，普遍存在著張力不足的問題。此外，在個工程中，存在鋼絞線不連續的現象（如下圖），其張力嚴重不足。從而極大地威

2、脅橋梁的安全。因堵塞、管壁變形而鋼絞線不連續部分鋼絞線不連續圖1 鋼絞線不連續的狀況造成鋼絞線不連續的原因主要有：（1） 在反彎點，以及管壁變形，或者管壁破損造成混凝土漿液流入硬化，使得鋼絞線難以穿過。此時，有的施工人員就采取從兩端伸入鋼絞線的方法（圖1中上圖）；（2） 有的施工人員則惡意地偷工減料，在兩端設置設計的鋼絞線，而在中間則減少鋼絞線的根數；內部缺少鋼絞線錨索外面為正常錨索 照片2 鋼絞線不連續的狀況由于鋼絞線的有效截面不夠，所以無法張拉到設計的張力，甚至完全不張拉。其造成的危害很大，嚴重時會導致橋梁的斷裂。因此，如果能夠準確地測出錨索/桿的現有張力（也稱為“有效預應力”），也可以推

3、斷出鋼絞線的連續性，從而有效地杜絕這類惡性事件的發生。對于空懸的鋼索、拉桿，其張力有較好的測試方法（基于自振頻率）。而對于拉桿、特別是填充拉桿，由于其內部鋼絞線與外套之間存在脫空現象，使得鋼絞線與拉桿殼體間的振動不一致以及難以確定振動質量及抗彎剛度，使得張力測試非常困難。此外，埋入結構內部的錨索體系，基于自振頻率的測試方法則有很大的局限，因此，迄今尚無有效的張力測試方法。為此，在綜合國內外現有先進技術的基礎上，我們提出了基于等效質量法（TTEM）的埋入式預應力測試原理和方法：該方法通過對錨頭激振并測試錨頭的振動響應，從而可以推算埋入式錨索/桿的張力。該方法已獲得國家發明專利，專利號：ZL200

4、910177856.5。理論基礎埋入錨索與空懸錨索的邊界條件有很大的不同，而且埋入式錨索無法對內部錨索激發自由振動，只能通過對錨頭或露出錨索激振。因此，單純依靠頻率的測試方法有非常大的缺陷，嚴重影響了測試范圍和測試精度。為此，我們將錨頭、墊板等簡化為如下的模型。即將錨頭與墊板、墊板與后面的混凝土或巖體的接觸面模型化成如下的彈簧支撐體系。該彈簧體系的剛性與張力（有效預應力）有關，當然張力越大，也越大。另一方面，在錨頭激振誘發的系統基礎自振頻率可以簡化表示為其中，為振動體系的質量。在上式中，如果為一常值，那么根據測試的基頻即可較容易地測出張力。然而，通過實驗發現，埋入式錨索在錨頭激振時，其誘發的振

5、動體系并非固定不變，而是會隨著錨固力的變化而變化。錨固力越大，參與自由振動的質量也就越大。在此基礎上，我們提出了基于“等效質量”原理的有效張力測試理論和測試方法。利用激振錘（力錘）敲擊錨頭，并通過粘貼在錨頭上的傳感器拾取錨頭的振動響應，從而能夠快速、簡單地測試錨索（桿）的現有張力4。彈簧支撐鋼材-鋼材彈簧支撐鋼材-混凝土/巖體圖3 預應力測試的基本理論圖4 等效質量法測試的基本概念同時，我們根據該理論開發了相應的張力測試技術（圖4）和設備。經過大量的試驗驗證，證明了該理論的正確性。驗證結果還表明，該技術的測試范圍、精度和測試效率能夠滿足工程實際的要求，已達到了實用水平。低張力時，振動體系小高張

6、力時，振動體系大圖5 有效預應力與振動質量的關系最后，利用回歸得到的和，以及標定的、桿及激振錘的基本參數、墊板的面積即可測定同型預應力體系的張力：其中，、為標定參數，需要通過室內或現場標定得到。為大氣壓強，可取100KPa。為振動體系的質量，通過每次的測試測出：其中，為激振錘的質量；為激振錘的加速度時程，為系統的速度變化量，均通過測試計算得出。配套檢測設備1. 測試內容測試對象：錨索（桿）、螺栓、懸索、拉桿 測試內容：張力（后張法的錨下應力）、懸索張力、拉桿張力2. 檢測技術現狀預應力結構（混凝土梁、巖錨、吊桿、拉桿等）在運行的過程中，不可避免地會出現各種老化、劣化現象（如混凝土強度降低，預應

7、力損失等）。同時，在預應力結構的制作中，預應力張力的損失也時有發生，嚴重時甚至造成安全隱患和垮橋等惡性事故，從而造成社會經濟的損失。我們歷時10余年，與國內外相關機構合作開發了一整套針對這預應力/張力的解決方案和技術體系。該方案基于無損檢測技術，具有測試效率高、可靠性好、對結構無損傷等特點，可以大大地提高預應力梁的質量保證度。該技術體系的檢測內容主要包括：埋入預應力體系的錨下預應力；空懸拉桿、吊桿、錨索的張力。整個技術體系的測試精度和效率達到工程要求，已在國內外上百個橋梁工程中得到了實際應用。此外，與預應力結構相關的技術還有：預應力孔道的灌漿密實度（縱向、橫向及豎向）；混凝土的材質、缺陷、厚度

8、尺寸等我們具有相關技術的全部知識產權，并申請和獲得了多項國家發明專利，產品出口到日本等海外。 1 儀器參數1. 平臺：小型一體化平臺2. 操作系統：windows3. 工作溫度：-1050 4. 工作電壓：12V，連續工作8小時以上（電池可更換）5. 存儲量：本機自帶硬盤60G，可擴展 6. 采樣精度：浮點插值補償至24位7. 最大采集頻率：500KHz,可調 8. 最小采樣間隔：2us，可調9. 最大采集點數：20,000個,可調10. 顯示/分辨率：液晶顯示1280*800 11. 測試信號：振動加速度信號12. 可接收信號通道數：2通道 13. 噪聲處理：平滑/LPF/BPF/HPF/合成增幅，采用消減沖擊彈性波激振殘留信號以識別反射波信號的方法 14. 頻譜分析：FFT/MEM/相關分析15. 統計處理：各種平均、偏差處理以及異常信號的自動抽取16. 測試內容：錨索（桿）的有效張力（包括空懸錨索、埋入式錨索、已灌漿錨索）17. 測試方法：等效質量法（TTEM）、弦振動法、梁振動法18. 測試量程：可達數千KN19. 測試長度：錨索最大60m20. 數據采集：支持觸控、無線雙操控，以及單點、連續雙模采樣21. 定位系統：GPS模塊（選配）22. 提供