DB45-T 2324-2021 公路桥梁有效预应力检测技术规程

ICS93.04045IDB45/T2324—2021前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14总体要求 25有效预应力检测 26有效预应力评定 2 5 7 （规范性）应力传感器法8附录D（规范性）有效预应力检测设备校验方法 DB45/T2324—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由广西壮族自治区交通运输厅提出并宣贯。本文件由广西交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位：广西交科集团有限公司、广西北部湾投资集团有限公司、广西壮族自治区交通运输工程质量监测鉴定中心、重庆交通大学、广西交投科技有限公司。本文件主要起草人：刘世建、陈剑、王继成、侯海元、向中富、吴东兴、罗吉智、郝天之、梁茜雪、王龙林、徐丹江、蒋国富、邱波、陆愈文、卓小丽、宁怡豪、伍钧鸿、董弥偲、杨雨厚、黎振源、黎力韬、于孟生、鞠玉财、李增科、毛晶。DB45/T2324—20211公路桥梁有效预应力检测技术规程本文件规定了公路桥梁有效预应力检测技术的要求。本文件适用于广西行政区域内公路桥梁有效预应力检测，市政、铁路桥梁可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JG/T319预应力用电动油泵JG/T321预应力用液压千斤顶3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1有效预应力effectiveprestress预应力筋张拉锚固后，设计张拉控制应力扣除相应损失后的留存应力。3.2反拉法reversetensionmethod采用在锚头外露预应力筋上施加反向张拉力以检测、验证有效预应力的方法。3.3自振频率法self-vibrationfrequencymethod对于先张法预应力构件，对预应力筋施加一个瞬时激振后，通过测试其自由振动频率，并计算确定其预应力值的方法。3.4应力传感器法presetstresssensormethod预应力筋张拉前将应力传感器预先安置在预应力筋上，检测有效预应力大小的方法。3.5有效预应力判定值judgmentvalueofeffectiveprestress有效预应力检测时，判定有效预应力大小是否合格的基准值，不同检测方法采用的基准值可能不同。3.6有效预应力同束不均匀度unevennessofeffectiveprestressinatendon同一预应力束中各单根预应力筋有效预应力最大值和最小值的相对偏差程度。3.7有效预应力同断面不均匀度unevennessofeffectiveprestressinacrosssection同一断面上各预应力束平均有效预应力最大值和最小值的相对偏差程度。2DB45/T2324—20214总体要求4.1公路桥梁预应力施工应进行有效预应力检测。4.2有效预应力检测仪器设备应经检定或校准并合格，主要技术参数应符合本文件要求。4.3有效预应力检测现场应符合国家有关安全生产的规定，具备有效的安全措施。5有效预应力检测5.1检测方法5.1.1有效预应力现场检测宜采用反拉法，根据需要可采用自振频率法或应力传感器法。5.1.2反拉法宜在张拉施工完成后，注浆及切割预应力筋前进行，反拉法检测应符合附录A的规定。5.1.3自振频率法可用于先张法施工桥梁有效预应力检测，应在预应力张拉完成后、混凝土浇筑前进行，自振频率法检测应符合附录B的规定。5.1.4应力传感器法可用于先张法施工和后张法施工的桥梁有效预应力检测，应力传感器法检测应符5.2抽样频率有效预应力检测应采用随机抽样，抽样频率符合以下要求：——对于预应力预制梁（板每个梁场不同类型（结构形式、施工工艺和材料）最初施工的3片应进行检测，不足3片应全检，后续梁（板）宜按不低于同类型10％抽检，抽检梁（板）的所有纵向预应力筋均需检测；——对于简支转连续桥梁，每座桥至少保证1个负弯矩截面的预应力筋全部检测；——对于预应力现浇梁（板），每座桥纵向预应力筋宜按不低于同类型总根数的10％抽检，且至少保证1个锚固面的所有纵向预应力筋均进行检测，采用悬臂施工的预应力现浇箱梁，检测锚固面宜选择在合拢段区域；——对于横向、竖向预应力筋，宜按不低于同类型预应力筋总根数的5％抽检。6有效预应力评定6.1判定指标6.1.1有效预应力检测应对有效预应力偏差、有效预应力同束不均匀度和有效预应力同断面不均匀度进行判定。6.1.2有效预应力判定值宜根据现场试验确定。6.1.3符合下列条件时，有效预应力判定值可按表1选用：——20m～40m的预应力梁；——预应力筋抗拉强度标准值fpk=1860MPa，公称直径d=15.2mm；——采用反拉法检测，以F-S曲线拐点对应的张拉力作为有效预应力检测值。DB45/T2324—20213表1有效预应力判定值0.7fpk0.75fpk0.7fpk0.75fpk0.7fpk0.75fpk6.1.4有效预应力偏差可按式（1）计算：τ——有效预应力偏差；Fs——有效预应力判定值，kN；Fe——有效预应力检测值，kN。6.1.5有效预应力同束不均匀度可按式（2）计算：η——有效预应力同束不均匀度；Fe——同一束中单根预应力筋最大有效预应力检测值，kN；Fe——同一束中单根预应力筋最小有效预应力检测值，kN。6.1.6有效预应力同断面不均匀度可按式（3）计算：γ——有效预应力同断面不均匀度；Fe'——同断面中各预应力束的最大平均有效预应力值，kN；Fe'——同断面中各预应力束的最小平均有效预应力值，kN。6.1.7有效预应力偏差τ、有效预应力同束不均匀度η和有效预应力同断面不均匀度γ应满足表2的要求。DB45/T2324—20214表2有效预应力判定指标合格标准允许偏差(%)有效预应力偏差τ有效预应力同束不均匀度η5有效预应力同断面不均匀度γ2-6.2质量评定6.2.1有效预应力检测各项判定指标同时满足表2要求时，评定合格，否则评定不合格。6.2.2各项判定指标的合格率应根据同一检测批对应判定指标样品总数分别进行计算，且均不应低于6.2.3有效预应力偏差极值不满足表2要求时，应再双倍抽样进行复检，复检结果偏差极值仍不满足表2要求，则应全检。DB45/T2324—20215反拉法A.1仪器设备A.1.1有效预应力检测设备应具有下列功能：——自动控制千斤顶的升降压；——实时采集位移、压力信号，最小采样时间间隔1ms；——实时显示位移、压力的时程曲线，给出有效预应力检测值；——有效预应力检测值应在测量装置量程的1585％范围内。A.1.2有效预应力检测设备应在计量部门通过力学精度和检测精度标定，并应满足下列精度要求：——示值重复性：1%;——测量重复性：1％。A.1.3正式开展有效预应力检测前，应按照附录D对仪器设备进行校验，检测仪器设备包括反向张拉系统和数据采集分析系统，如图A.1所示。图A.1反拉法有效预应力检测装置示意图A.2现场检测A.2.1检查检测现场是否满足作业和人员安全的要求。检测前应采用挡板等可靠措施，防止预应力筋断裂、夹片飞出而对现场人员造成伤害。A.2.2检查设备主要参数的设置是否正确。A.2.3按顺序安装限位装置、千斤顶，连接控制网络，启动检测设备。A.2.4对液压泵站、千斤顶进行联机升压、退顶测试。A.2.5实施检测，检测流程如图A.2所示。图A.2反拉法检测有效预应力流程图DB45/T2324—20216A.2.6加卸载及数据采集应符合下列规定：——加卸载过程宜为：0→初拉应力→反拉峰值应力→有效预应力检测值Fe→0，初拉应力宜为——初拉应力稳定时间不少于5min，当位移量稳定后，测量并记录初始应力值及初始位移量；否则应停止加载，找出原因并重新试验；——反拉过程应匀速稳定，进行实时采集数据和分析，同时利用软件显示F-S曲线，监控曲线的斜率变化；——当曲线出现拐点，斜率发生明显变化，据此推算出有效预应力检测值Fe，同时发出警报停止加压反拉，稳压不宜少于5min，当位移变化量小于0.1mm/min后，方可进行卸载。A.3数据处理A.3.1检测过程中应实时记录预应力筋的F-S曲线，如图A.3所示。图A.3有效预应力检测F-S曲线图A.3.2基于同质（同材料，同截面）弹性体的弹性系数与其长度成反比的特性，通过最小二乘法等算法便可以自动捕捉预应力筋弹性系数发生变化的拐点，该点对应的张拉力即为有效预应力检测值Fe。DB45/T2324—20217B.1仪器设备B.1.1信号激发和接收装置应满足以下要求：——激振设备可采用冲击锤，也可采用可调频幅的专用激振器；激发信号的频率范围应为100Hz~25kHz；——接收传感器频响范围宜在10Hz～100kHz，宜采用加速度型传感器。B.1.2信号采集仪器设备应满足以下要求：——频响范围，10Hz～500kHz；——采样精度，24bit；——工作温度，-10℃~50℃。B.1.3数据处理软件应具有带通滤波、频谱分析、相关分析等功能。B.2现场检测B.2.1检测工作应按以下规定布置：——测点宜布置在预应力筋中间点，也可选择在预应力筋1/4～1/2位置；——激发点位置选择在接收传感器附近；——激发方向应与接收传感器接收方向相同。B.2.2对每个测点，应采取统一激振方法重复采集，记录信号不少于3次数据，且保证波形频谱基本一致。B.3数据处理B.3.1测试数据中的异常值，应该舍去。B.3.2预应力筋张拉力计算公式见B.1。F=-(B.1)F——张拉力；m——单位长度的预应力筋质量；L——预应力筋锚固点之间净距；n——频率阶次；fn——n阶频率；EI——钢束的抗弯刚度。DB45/T2324—20218应力传感器法C.1仪器设备C.1.1预置应力传感器可选用机械式传感器、钢弦式传感器进行有效预应力检测；预置应力传感器选用光纤光栅传感器（FBG)时，可进行预应力筋应力、应变检测。C.1.2传感器参数应满足下列要求：——机械式、钢弦式应力传感器量程应符合测量要求,测量精度不小于1με;——光纤光栅传感器的波长量程范围为20nm，测量误差不大于0.02nm。C.1.3应力传感器在选用、安置前应进行参数标定。C.2现场检测C.2.1应力传感器宜安置在预应力束的单根预应力筋上，安置方向为沿预应力筋螺旋方向。C.2.2应采用粘结方式在预应力筋上安置应力传感器，不应采用焊接方式在预应力筋上安置应力传感器。C.2.3预置传感器及引线应妥善保护，光纤光栅传感器应采取保护性封装，防止因张拉施工、注浆施工而造成破坏。C.3数据处理C.3.1机械式应力传感器的被测应力，由输出的应变乘以灵敏系数获得，见式C.1。σ——被测应力值；ε——应变值；fσ——传感器应力灵敏度系数。C.3.2钢弦式应力传感器的张拉力由式C.2确定。F——张拉力；m——单位长度的预应力筋质量；L——预应力筋锚固点之间净距；n——频率阶次；fn——n阶频率。C.3.3光纤光栅应力传感器进行应力检测时，总应变按式C.3计算；如果构件温度有变化，应按式C.4进行温度补偿，计算出总应变值。DB45/T2324—20219(−ζ*ΔT)−fε,ε——光纤光栅轴线总应变值；λ——波长初始值；Δλ——波长变化值；ζ*——修正的光热常数；ΔT——温度变化值；fε——传感器应变灵敏度系数。DB45/T2324—2021有效预应力检测设备校验方法D.1总体要求D.1.1为了指导预应力检测设备进场检测，确保预应力施工质量和安全，特制定本文件。D.1.2预应力检测设备应符合设计和产品标准的规定，并应有合格证明。D.1.3校验预应力检测设备中采用的各种计量和检测器具、仪器、仪表和设备，应符合国家现行计量法规的规定，其精度等级不应低于被检对象的精度等级。D.1.4预应力检测设备的校验除应按本文件执行外，尚应符合国家现行标准的规定。D.2校验准备包括但不限于以下内容：——试验梁或反力架；——测力传感器、游标卡尺。D.3技术要求D.3.1基本要求预应力检测设备是验证张拉施工结果的关键，检测原理的正确性和检测结果的精准性是至关重要的。因此检测设备进场前应经过国家计量部门校准认证：既要有仪器力学精度标定，又有测量精度认定，并出具相应标定证书，同时可结合现场验证。D.3.2外观要求D.3.2.1预应力检测设备的按钮、指示灯、各个接口应无破损，并满足正常工作的要求。D.3.2.2预应力检测设备应有铭牌，且铭牌上应清晰的标出名称、规格、测量范围和准确度、制造厂名、出厂编号及日期等。D.3.3主要技术指标包括但不限于以下内容：——最大拉力：220kN；——检测重复性：1.5%;——显示仪分辨率：0.1kN；——示值重复性：1.0％。D.3.4液压性能要求D.3.4.1空载性能：——空载压力下，对油泵进行节流、换向、截止阀的操作时，油路应正确，操作应轻便，电机、油泵运转应正常。空载流量应在理论流量的95105％范围内；——空载时液压系统不能有外泄漏；DB45/T2324—2021——系统起动压力不应大于额定压力的2％。D.3.4.2满载性能：——在额定工况下运转时，5min内压力的示值波动范围不应超过额定压力的±1%;——在额定压力持荷5min，各控制阀的总压力下降值不应大于1％FS；——在额定压力下，当采用压降法测量千斤顶内泄漏量时，5min内压降值不应大于额定压力的1%;当采用沉降法测量千斤顶内泄漏量时，10min内活塞回缩量不应大于0.5mm。D.3.4.3压力稳定性：——设备应符合JG/T319和JG/T321中的规定要求；——对设备进行承载试验，试验载荷为0.7倍额定载荷。带载荷试验连续作业循环次数不小于30次。机构及结构应正常，液压系统无泄漏。D.4主要性能检定D.4.1力学精度D.4.1.1预应力检测设备的力学精度标定