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文檔簡(jiǎn)介
預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試施工方案
一、工程概況
1.1項(xiàng)目基本信息
本項(xiàng)目為XX市XX大道跨河橋梁工程,位于XX市城區(qū)北部,跨越XX河,橋梁全長(zhǎng)320m,主橋?yàn)椋?0+80+50)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,引橋?yàn)?×30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁橋。橋梁設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí),抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)使用年限為100年。項(xiàng)目由XX市城市建設(shè)投資有限公司投資建設(shè),XX市市政工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),XX建筑工程集團(tuán)有限公司施工,XX工程監(jiān)理有限公司監(jiān)理。
1.2結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)概況
主橋連續(xù)梁采用C55混凝土,單箱單室截面,梁高為2.5~4.5m(按拋物線變化),底板寬6.0m,頂板寬12.0m。預(yù)應(yīng)力體系采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(φs15.2mm,fpk=1860MPa),分為縱向預(yù)應(yīng)力、橫向預(yù)應(yīng)力及豎向預(yù)應(yīng)力??v向預(yù)應(yīng)力筋采用19-φs15.2mm和12-φs15.2mm兩種規(guī)格,張拉控制應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa,采用兩端張拉工藝;橫向預(yù)應(yīng)力筋采用3-φs15.2mm,張拉控制應(yīng)力為0.70fpk=1302MPa,單端張拉;豎向預(yù)應(yīng)力筋采用φs32mm精軋螺紋鋼筋,fpk=930MPa,張拉控制應(yīng)力為0.65fpk=604.5MPa,單端張拉。錨具體系采用夾片式錨具(OVM系列),預(yù)留波紋管為金屬波紋管(內(nèi)徑φ70mm~φ100mm)。
1.3測(cè)試目的與意義
預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中不可避免的現(xiàn)象,包括錨具變形損失、孔道摩擦損失、混凝土彈性壓縮損失、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力松弛損失及混凝土收縮徐變損失等。本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試旨在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)取值的合理性,量化各項(xiàng)損失值,確保結(jié)構(gòu)有效預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求;同時(shí),為后續(xù)同類(lèi)工程預(yù)應(yīng)力施工參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù),保障橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用安全與耐久性。
二、測(cè)試依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)
2.1國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
2.1.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)核心標(biāo)準(zhǔn)
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工需嚴(yán)格遵循國(guó)家及行業(yè)核心標(biāo)準(zhǔn),確保測(cè)試工作的規(guī)范性和結(jié)果的可比性?!禛B50010-2015混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》明確了預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法,包括錨具變形損失、孔道摩擦損失、混凝土彈性壓縮損失等,為測(cè)試指標(biāo)選取提供了理論依據(jù)?!禛B/T14370-2015預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》規(guī)定了錨具的變形和回縮量測(cè)試要求,錨具變形是預(yù)應(yīng)力損失的重要組成部分,測(cè)試需依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)錨具性能進(jìn)行驗(yàn)證。《GB/T5224-2014預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》對(duì)鋼絞線的力學(xué)性能、松弛性能等提出了具體要求,測(cè)試中使用的鋼絞線需符合該標(biāo)準(zhǔn),確保材料性能不影響測(cè)試結(jié)果。
2.1.2橋梁工程測(cè)試規(guī)范
橋梁工程的預(yù)應(yīng)力測(cè)試需結(jié)合橋梁行業(yè)的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)范,確保測(cè)試方法與橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相適應(yīng)?!禞TG/T3650-2020公路橋梁預(yù)應(yīng)力及檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》是橋梁預(yù)應(yīng)力測(cè)試的直接依據(jù),其中規(guī)定了預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試的測(cè)點(diǎn)布置、數(shù)據(jù)采集頻率、測(cè)試精度要求等內(nèi)容,明確了錨下應(yīng)力、孔道摩阻系數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)的測(cè)試方法?!禞TGD60-2015公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的荷載組合、耐久性設(shè)計(jì)提出了要求,預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試需結(jié)合橋梁的使用環(huán)境,考慮溫度、濕度等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。《JTG/TF50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等施工工藝的要求,為測(cè)試過(guò)程中的施工條件控制提供了指導(dǎo)。
2.1.3工程測(cè)量與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)
預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試涉及大量測(cè)量工作,需遵循工程測(cè)量和設(shè)備校準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。《GB50026-2020工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)測(cè)量的精度控制、儀器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理等提出了要求,確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性?!禞JG817-2011錨具試驗(yàn)機(jī)》對(duì)測(cè)試設(shè)備的性能參數(shù)、校準(zhǔn)方法進(jìn)行了規(guī)定,測(cè)試前需對(duì)千斤頂、壓力傳感器等設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),確保設(shè)備精度符合測(cè)試要求?!禞JG707-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀》對(duì)測(cè)力儀的等級(jí)劃分、校準(zhǔn)周期等進(jìn)行了說(shuō)明,測(cè)試中使用的測(cè)力儀需定期校準(zhǔn),避免設(shè)備誤差影響測(cè)試結(jié)果。
2.2設(shè)計(jì)文件與技術(shù)規(guī)范
2.2.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙與計(jì)算書(shū)
設(shè)計(jì)文件是預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試的直接依據(jù),包括設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書(shū)等內(nèi)容。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙包括橋梁結(jié)構(gòu)施工圖、預(yù)應(yīng)力筋布置圖、錨具構(gòu)造圖等,明確了預(yù)應(yīng)力筋的位置、型號(hào)、張拉控制應(yīng)力等關(guān)鍵參數(shù)。例如,主橋縱向預(yù)應(yīng)力筋采用19-φs15.2mm鋼絞線,張拉控制應(yīng)力為1395MPa,錨具采用OVM15-19型夾片式錨具,這些參數(shù)需在測(cè)試中重點(diǎn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)包括預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算書(shū)、結(jié)構(gòu)受力分析,計(jì)算書(shū)中考慮了錨具變形、孔道摩擦等因素對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響,測(cè)試需通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,為設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。
2.2.2施工組織設(shè)計(jì)與專(zhuān)項(xiàng)方案
施工組織設(shè)計(jì)中的預(yù)應(yīng)力施工專(zhuān)項(xiàng)方案對(duì)測(cè)試工作具有指導(dǎo)作用。本項(xiàng)目的施工組織設(shè)計(jì)明確了預(yù)應(yīng)力張拉的順序、工藝、設(shè)備等內(nèi)容,例如縱向預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉,張拉順序?yàn)橄葟埨拱迨購(gòu)埨敯迨?,測(cè)試需按照施工方案中的張拉順序進(jìn)行,確保測(cè)試條件與實(shí)際施工一致。施工單位編制的預(yù)應(yīng)力張拉專(zhuān)項(xiàng)方案中,對(duì)張拉過(guò)程中的應(yīng)力控制、伸長(zhǎng)量測(cè)量等提出了具體要求,測(cè)試需結(jié)合這些要求制定測(cè)試方案,確保測(cè)試過(guò)程與施工過(guò)程同步進(jìn)行。此外,施工組織設(shè)計(jì)中還對(duì)孔道壓漿、封端等后續(xù)工序進(jìn)行了規(guī)定,測(cè)試需考慮這些工序?qū)︻A(yù)應(yīng)力損失的影響,例如壓漿后的混凝土收縮徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響。
2.2.3技術(shù)規(guī)范與業(yè)主要求
業(yè)主提供的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)規(guī)范是測(cè)試工作的重要依據(jù),可能包括對(duì)預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試的具體指標(biāo)、數(shù)據(jù)提交格式、測(cè)試頻率等要求。例如,業(yè)主可能要求對(duì)主橋縱向預(yù)應(yīng)力筋的錨下應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試頻率為每束預(yù)應(yīng)力筋測(cè)試1個(gè)測(cè)點(diǎn),數(shù)據(jù)提交格式需包括測(cè)試時(shí)間、環(huán)境溫度、應(yīng)力值等內(nèi)容。此外,業(yè)主可能對(duì)測(cè)試設(shè)備的精度提出要求,例如壓力傳感器的精度需達(dá)到0.4級(jí),這些要求需在測(cè)試方案中予以滿足。施工單位內(nèi)部的技術(shù)規(guī)范,如預(yù)應(yīng)力張拉操作規(guī)程、孔道壓漿技術(shù)規(guī)程等,也對(duì)測(cè)試過(guò)程中的操作提出了要求,測(cè)試人員需熟悉這些規(guī)范,確保測(cè)試操作符合要求。
2.3相關(guān)技術(shù)資料與文獻(xiàn)
2.3.1科研報(bào)告與技術(shù)論文
科研報(bào)告和技術(shù)論文為預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試提供了理論支持和先進(jìn)方法。例如,《大跨徑橋梁預(yù)應(yīng)力損失影響因素研究》分析了溫度、濕度、混凝土收縮徐變等因素對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響程度,為測(cè)試中控制這些因素提供了依據(jù)?!额A(yù)應(yīng)力混凝土橋梁現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)研究》介紹了基于光纖光柵的預(yù)應(yīng)力測(cè)試方法,該方法具有較高的精度和穩(wěn)定性,可為本項(xiàng)目測(cè)試方法的選擇提供參考。此外,行業(yè)內(nèi)的技術(shù)論文,如《錨具變形對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響分析》,對(duì)錨具變形損失的測(cè)試方法和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了詳細(xì)闡述,測(cè)試人員可借鑒這些方法提高測(cè)試準(zhǔn)確性。
2.3.2工程案例與測(cè)試報(bào)告
類(lèi)似橋梁工程的測(cè)試案例和報(bào)告為本項(xiàng)目測(cè)試提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如,XX大橋主橋?yàn)椋?0+120+70)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試報(bào)告中,測(cè)點(diǎn)布置在錨下、跨中、支座等位置,測(cè)試周期為張拉后1天、7天、30天,測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)值的偏差控制在5%以?xún)?nèi),這些經(jīng)驗(yàn)可為本項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)布置和測(cè)試周期的確定提供參考。此外,XX高速公路跨線橋的測(cè)試報(bào)告中,對(duì)孔道摩阻系數(shù)的測(cè)試方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,采用傳感器法測(cè)試孔道摩阻系數(shù),測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)值的偏差較小,該方法可為本項(xiàng)目孔道摩阻系數(shù)測(cè)試提供借鑒。
2.3.3行業(yè)指南與操作手冊(cè)
行業(yè)指南和操作手冊(cè)對(duì)測(cè)試過(guò)程中的具體操作和注意事項(xiàng)進(jìn)行了指導(dǎo)?!额A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工指南》中,對(duì)預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試前的準(zhǔn)備工作,如孔道清理、設(shè)備檢查等進(jìn)行了規(guī)定,測(cè)試人員需按照指南要求做好測(cè)試前的準(zhǔn)備工作?!额A(yù)應(yīng)力測(cè)試設(shè)備操作手冊(cè)》對(duì)千斤頂、壓力傳感器等設(shè)備的操作方法、維護(hù)保養(yǎng)等進(jìn)行了說(shuō)明,測(cè)試人員需熟悉手冊(cè)內(nèi)容,確保設(shè)備正確使用。此外,行業(yè)內(nèi)的《預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)測(cè)試結(jié)果的評(píng)定方法進(jìn)行了規(guī)定,測(cè)試結(jié)果需按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定,確保測(cè)試結(jié)果的客觀性和公正性。
三、測(cè)試實(shí)施方案
3.1測(cè)試準(zhǔn)備階段
3.1.1設(shè)備選型與校準(zhǔn)
測(cè)試設(shè)備需滿足精度要求并經(jīng)法定計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)。壓力傳感器選用0.4級(jí)高精度振弦式傳感器,量程覆蓋0-1500MPa,測(cè)試前在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上完成三次加載-卸載循環(huán)校準(zhǔn),確保線性誤差不超過(guò)0.2%。千斤頂采用配套油泵的穿心式張拉設(shè)備,額定張拉力需大于設(shè)計(jì)控制力的1.5倍,使用前與壓力傳感器聯(lián)合標(biāo)定,建立油壓-荷載回歸方程。位移測(cè)量采用磁致伸縮位移傳感器,量程300mm,分辨率0.01mm,安裝于千斤頂與錨具之間,通過(guò)專(zhuān)用支架固定確保無(wú)相對(duì)位移。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用多通道無(wú)線采集儀,采樣頻率不低于10Hz,具備溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能,避免環(huán)境溫度變化干擾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
3.1.2測(cè)點(diǎn)布置與傳感器安裝
測(cè)點(diǎn)布置需覆蓋關(guān)鍵受力位置且具有代表性??v向預(yù)應(yīng)力束在錨固端、跨中截面及L/4截面布置測(cè)點(diǎn),每束選取3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn);橫向預(yù)應(yīng)力束在錨下及跨中各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn);豎向預(yù)應(yīng)力筋在錨墊板及梁底各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。傳感器安裝時(shí),先在預(yù)應(yīng)力筋表面打磨出50mm×50mm光斑區(qū),用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼應(yīng)變片,表面覆蓋防護(hù)硅膠;位移傳感器通過(guò)磁性表座吸附于錨具端面,確保測(cè)量軸線與預(yù)應(yīng)力筋重合。所有導(dǎo)線沿預(yù)應(yīng)力束走向固定,避免在張拉過(guò)程中被擠壓或摩擦干擾。
3.1.3環(huán)境條件控制
測(cè)試環(huán)境需滿足溫濕度穩(wěn)定性要求。選擇在無(wú)雨、風(fēng)速小于3級(jí)的天氣進(jìn)行,測(cè)試區(qū)域搭建臨時(shí)防風(fēng)棚,避免陽(yáng)光直射導(dǎo)致鋼絞線溫度異常。測(cè)試前24小時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度波動(dòng),若晝夜溫差超過(guò)5℃,則采用保溫棉包裹預(yù)應(yīng)力束減少溫度應(yīng)力影響。相對(duì)濕度控制在60%-80%范圍內(nèi),避免混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快導(dǎo)致收縮變形。測(cè)試過(guò)程中每30分鐘記錄一次環(huán)境參數(shù),當(dāng)溫度變化超過(guò)2℃時(shí)暫停測(cè)試,待溫度穩(wěn)定后重新進(jìn)行。
3.2測(cè)試實(shí)施流程
3.2.1預(yù)應(yīng)力筋張拉同步監(jiān)測(cè)
張拉過(guò)程采用"應(yīng)力控制為主、伸長(zhǎng)量校核"的雙控法。縱向預(yù)應(yīng)力束采用兩端同步張拉,通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步兩端千斤頂油壓,確保壓力差不超過(guò)2%。張拉分級(jí)加載至設(shè)計(jì)控制應(yīng)力的20%、40%、60%、80%、100%,每級(jí)持荷5分鐘,同步記錄傳感器數(shù)據(jù)。橫向預(yù)應(yīng)力束采用單端張拉,張拉前在另一端安裝反力架,確保錨具無(wú)移動(dòng)。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用單端張拉,張拉前檢查錨墊板平整度,偏差超過(guò)2mm時(shí)采用環(huán)氧砂漿找平。所有張拉過(guò)程采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)全程記錄,保存操作時(shí)間、人員、設(shè)備參數(shù)等關(guān)鍵信息。
3.2.2錨固階段損失監(jiān)測(cè)
錨固過(guò)程重點(diǎn)監(jiān)測(cè)錨具變形和回縮損失。當(dāng)張拉至設(shè)計(jì)控制應(yīng)力后,持荷10分鐘,記錄錨固前穩(wěn)定值。隨后進(jìn)行頂塞操作,采用專(zhuān)用液壓頂壓器以20MPa恒定壓力頂緊夾片,同步監(jiān)測(cè)錨具位移變化。錨固完成后立即讀取傳感器數(shù)據(jù),前10分鐘每30秒記錄一次,之后每分鐘記錄一次,持續(xù)監(jiān)測(cè)30分鐘。錨固損失計(jì)算公式為:σ損失=(錨固前應(yīng)力-錨固后穩(wěn)定應(yīng)力)/鋼絞線彈性模量,需與設(shè)計(jì)理論值進(jìn)行比對(duì)。
3.2.3孔道摩阻系數(shù)測(cè)試
摩阻系數(shù)測(cè)試采用傳感器反拉法。選取3束代表性預(yù)應(yīng)力束,一端安裝壓力傳感器作為主動(dòng)端,另一端安裝千斤頂作為從動(dòng)端。先主動(dòng)端張拉至設(shè)計(jì)控制應(yīng)力的50%,記錄主動(dòng)端壓力P1;再?gòu)膭?dòng)端張拉至相同應(yīng)力,記錄從動(dòng)端壓力P2。摩阻系數(shù)μ計(jì)算公式為:μ=ln(P1/P2)/(θ+kL),其中θ為預(yù)應(yīng)力束曲線包角,L為孔道長(zhǎng)度,k為孔道偏差系數(shù)。測(cè)試重復(fù)進(jìn)行3次,取平均值作為最終結(jié)果,偏差超過(guò)5%時(shí)重新測(cè)試。
3.3測(cè)試數(shù)據(jù)管理
3.3.1數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)
測(cè)試數(shù)據(jù)采用多源同步采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄。壓力傳感器輸出頻率信號(hào)(4-20mA)接入采集儀,位移傳感器采用RS485數(shù)字信號(hào)傳輸,采樣周期統(tǒng)一設(shè)為1秒。數(shù)據(jù)文件按"日期-預(yù)應(yīng)力束編號(hào)-工況"格式命名,原始數(shù)據(jù)保存為CSV格式,包含時(shí)間戳、通道編號(hào)、物理量值、環(huán)境參數(shù)等字段。測(cè)試完成后立即進(jìn)行數(shù)據(jù)備份,采用異地存儲(chǔ)方式,防止設(shè)備故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
3.3.2數(shù)據(jù)處理與分析
原始數(shù)據(jù)需進(jìn)行預(yù)處理后分析。首先剔除異常值,采用3σ準(zhǔn)則識(shí)別并剔除偏離均值3倍標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)點(diǎn);然后進(jìn)行溫度補(bǔ)償,根據(jù)環(huán)境溫度變化曲線修正傳感器漂移;最后采用滑動(dòng)平均法(窗口長(zhǎng)度5秒)平滑高頻噪聲。損失計(jì)算采用增量法,以張拉初始值為基準(zhǔn),計(jì)算各階段應(yīng)力損失百分比。關(guān)鍵指標(biāo)包括:錨具變形損失率、孔道摩阻損失率、總預(yù)應(yīng)力損失率,與設(shè)計(jì)值偏差控制在±10%以?xún)?nèi)為合格。
3.3.3成果報(bào)告編制
測(cè)試報(bào)告需包含完整的數(shù)據(jù)鏈和結(jié)論。報(bào)告正文包括工程概況、測(cè)試依據(jù)、設(shè)備清單、測(cè)點(diǎn)布置圖、原始數(shù)據(jù)表、損失計(jì)算過(guò)程、對(duì)比分析表等附件。損失分析圖表采用應(yīng)力-時(shí)間曲線、損失分布餅圖、與設(shè)計(jì)值對(duì)比柱狀圖等形式直觀展示。結(jié)論部分明確各項(xiàng)損失的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值偏差,對(duì)偏差超過(guò)5%的預(yù)應(yīng)力束提出補(bǔ)張拉建議,并分析可能原因(如孔道偏差過(guò)大、錨具安裝精度不足等)。報(bào)告經(jīng)監(jiān)理工程師審核后,作為工程驗(yàn)收和設(shè)計(jì)優(yōu)化的依據(jù)。
四、測(cè)試數(shù)據(jù)分析與評(píng)估
4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理方法
4.1.1異常值識(shí)別與剔除
測(cè)試數(shù)據(jù)采集過(guò)程中可能受設(shè)備干擾或環(huán)境突變影響,需進(jìn)行異常值篩查。采用3σ準(zhǔn)則(即偏離均值超過(guò)三倍標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)點(diǎn))識(shí)別異常值,對(duì)同一測(cè)點(diǎn)連續(xù)3次采集的應(yīng)力值波動(dòng)超過(guò)5%時(shí),啟動(dòng)復(fù)核程序。例如某跨中測(cè)點(diǎn)在張拉至80%階段出現(xiàn)瞬時(shí)應(yīng)力突降,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查發(fā)現(xiàn)是臨時(shí)遮擋物遮擋了位移傳感器激光信號(hào),剔除該時(shí)段數(shù)據(jù)并重新采集。
4.1.2溫度漂移修正
環(huán)境溫度變化會(huì)導(dǎo)致傳感器輸出信號(hào)漂移,需建立溫度-應(yīng)力修正模型。通過(guò)同步記錄的埋設(shè)于混凝土內(nèi)部的溫度傳感器數(shù)據(jù),采用線性回歸分析溫度變化率與應(yīng)力偏移量的相關(guān)性。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)溫度變化速率超過(guò)0.5℃/小時(shí)時(shí),應(yīng)力測(cè)量值需按公式σ修正=σ實(shí)測(cè)-0.12×ΔT進(jìn)行修正,其中ΔT為測(cè)試時(shí)段內(nèi)溫度變化量。
4.1.3數(shù)據(jù)平滑處理
為消除高頻噪聲干擾,采用五點(diǎn)滑動(dòng)平均法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。對(duì)位移傳感器采集的錨具變形數(shù)據(jù),在時(shí)間序列上取當(dāng)前點(diǎn)及前后兩點(diǎn)的平均值生成新數(shù)據(jù)序列。處理后的數(shù)據(jù)曲線顯示,張拉持荷階段的應(yīng)力波動(dòng)幅度從±3MPa降至±0.5MPa,顯著提高了數(shù)據(jù)可信度。
4.2損失構(gòu)成量化分析
4.2.1錨具變形損失計(jì)算
錨具變形損失通過(guò)錨固前后應(yīng)力差值直接測(cè)量。選取主橋腹板束Z3測(cè)試數(shù)據(jù),錨固前穩(wěn)定應(yīng)力為1392MPa,錨固后30分鐘穩(wěn)定應(yīng)力為1365MPa,損失率為1.94%。該值低于設(shè)計(jì)計(jì)算值2.3%,分析原因可能是現(xiàn)場(chǎng)采用的液壓頂壓器壓力較設(shè)計(jì)值高5%,有效減少了夾片回縮量。
4.2.2孔道摩阻損失驗(yàn)證
采用傳感器反拉法測(cè)試的摩阻系數(shù)需與設(shè)計(jì)值對(duì)比。實(shí)測(cè)縱向束摩阻系數(shù)μ=0.23,較設(shè)計(jì)值0.25低8%。通過(guò)孔道三維掃描復(fù)核發(fā)現(xiàn),實(shí)際預(yù)應(yīng)力束線形偏差小于設(shè)計(jì)允許值,導(dǎo)致實(shí)際曲線包角θ較設(shè)計(jì)值減小12%,這是摩阻損失低于預(yù)期的主要因素。
4.2.3時(shí)效損失監(jiān)測(cè)結(jié)果
對(duì)代表性測(cè)點(diǎn)進(jìn)行72小時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)混凝土彈性壓縮在張拉后6小時(shí)內(nèi)完成,占總損失的65%;收縮徐變損失在24小時(shí)后趨于穩(wěn)定,最終總損失率為12.8%,與設(shè)計(jì)值13.5%基本吻合。其中環(huán)境濕度70%時(shí),收縮徐變速率較干燥條件降低約20%。
4.3評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)論
4.3.1合格性判定依據(jù)
測(cè)試結(jié)果需滿足三重判定標(biāo)準(zhǔn):?jiǎn)雾?xiàng)損失率偏差≤10%,總損失率偏差≤5%,關(guān)鍵截面有效預(yù)應(yīng)力≥設(shè)計(jì)值95%。例如頂板束H2實(shí)測(cè)總損失率為11.2%,設(shè)計(jì)值11.5%,偏差2.6%;錨下有效應(yīng)力1320MPa,大于設(shè)計(jì)值1290MPa的97.7%,判定為合格。
4.3.2超標(biāo)項(xiàng)處理建議
當(dāng)橫向預(yù)應(yīng)力束W1實(shí)測(cè)錨具變形損失率達(dá)3.2%(設(shè)計(jì)值2.0%)時(shí),采取三項(xiàng)措施:一是復(fù)核錨墊板平整度,發(fā)現(xiàn)局部?jī)A斜3mm,采用環(huán)氧砂漿找平;二是調(diào)整頂壓器壓力至25MPa;三是增加補(bǔ)償張拉至103%控制應(yīng)力。復(fù)測(cè)顯示損失率降至2.1%,達(dá)到要求。
4.3.3結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估
基于實(shí)測(cè)損失數(shù)據(jù)反演結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)??缰薪孛嬗行ьA(yù)應(yīng)力較設(shè)計(jì)值高3.2%,導(dǎo)致混凝土壓應(yīng)力儲(chǔ)備增加2.1MPa;支座截面因豎向預(yù)應(yīng)力損失略大,剪應(yīng)力儲(chǔ)備降低5%。綜合評(píng)估表明,結(jié)構(gòu)實(shí)際安全系數(shù)較設(shè)計(jì)值提高1.8%,滿足100年耐久性要求。
4.4誤差溯源與優(yōu)化
4.4.1測(cè)量誤差來(lái)源分析
系統(tǒng)誤差主要來(lái)自三方面:位移傳感器安裝傾角導(dǎo)致測(cè)量軸線偏差,經(jīng)標(biāo)定最大誤差0.08mm;壓力傳感器滯后效應(yīng)在快速加載階段產(chǎn)生±1.5%偏差;溫度補(bǔ)償模型在極端溫差下存在±0.3MPa殘余誤差。
4.4.2施工工藝優(yōu)化建議
針對(duì)孔道摩阻損失離散性問(wèn)題,建議:①改進(jìn)波紋管定位工藝,采用數(shù)控彎折機(jī)控制線形;②張拉前進(jìn)行孔道清孔,清除雜物;③對(duì)超長(zhǎng)束(>50m)采用分級(jí)補(bǔ)張拉工藝。類(lèi)似工程應(yīng)用后摩阻系數(shù)偏差從±8%降至±3%。
4.4.3測(cè)試方法改進(jìn)方向
為提高測(cè)試效率,建議開(kāi)發(fā)集成化測(cè)試系統(tǒng):將壓力傳感器與位移傳感器集成于專(zhuān)用錨具墊板,實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)同步測(cè)量;采用無(wú)線傳輸技術(shù)替代有線連接,減少布線干擾;建立預(yù)應(yīng)力損失數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)損失值,實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)誤差可控制在±2%以?xún)?nèi)。
五、質(zhì)量控制與安全保障
5.1質(zhì)量管理體系
5.1.1三級(jí)檢查制度建立
施工單位建立"班組自檢-項(xiàng)目部復(fù)檢-監(jiān)理終檢"三級(jí)質(zhì)量管控機(jī)制。班組每日張拉作業(yè)前,由技術(shù)員使用校準(zhǔn)過(guò)的壓力表進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢查,重點(diǎn)核查千斤頂與壓力表配套編號(hào)是否對(duì)應(yīng),油管接頭是否存在滲漏。項(xiàng)目部每周組織專(zhuān)項(xiàng)檢查,采用隨機(jī)抽檢方式選取3%的預(yù)應(yīng)力束,復(fù)測(cè)錨下應(yīng)力值與原始記錄偏差。監(jiān)理單位每月開(kāi)展第三方抽檢,使用獨(dú)立壓力傳感器對(duì)代表性測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。
5.1.2關(guān)鍵工序過(guò)程控制
預(yù)應(yīng)力張拉實(shí)施"雙控"管理,即應(yīng)力控制與伸長(zhǎng)量校核同步進(jìn)行??v向束張拉時(shí),兩端操作人員通過(guò)對(duì)講機(jī)同步加載,油壓表讀數(shù)與智能張拉系統(tǒng)顯示值偏差超過(guò)2%時(shí)立即停機(jī)校準(zhǔn)。伸長(zhǎng)量測(cè)量采用鋼尺與位移傳感器雙重校核,實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論值偏差控制在±6%范圍內(nèi)。錨固環(huán)節(jié)實(shí)行"三確認(rèn)"制度:確認(rèn)頂壓器壓力達(dá)到25MPa、確認(rèn)夾片頂塞到位、確認(rèn)回縮量小于5mm,每項(xiàng)確認(rèn)由質(zhì)檢員簽字記錄。
5.1.3質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行
依據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2017,預(yù)應(yīng)力工程驗(yàn)收分主控項(xiàng)目與一般項(xiàng)目。主控項(xiàng)目包括:錨具靜載錨固效率系數(shù)≥0.95、實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力損失率與設(shè)計(jì)值偏差≤10%、孔道壓漿密實(shí)度≥95%。一般項(xiàng)目涵蓋:預(yù)應(yīng)力筋保護(hù)層厚度偏差±10mm、錨墊板平面度≤2mm、預(yù)留孔道位置偏差±20mm。驗(yàn)收采用"三檢制"流程,合格后簽署《預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程驗(yàn)收記錄》。
5.2安全控制措施
5.2.1人員安全防護(hù)
預(yù)應(yīng)力作業(yè)區(qū)實(shí)行封閉管理,設(shè)置1.2m高防護(hù)圍欄懸掛警示標(biāo)識(shí)。張拉操作人員必須佩戴安全帽、防護(hù)眼鏡、防滑手套,高空作業(yè)系掛雙鉤安全帶。錨具安裝區(qū)域鋪設(shè)橡膠墊板,防止夾片飛濺傷人。夜間作業(yè)采用36V低壓照明,燈具設(shè)置于張拉區(qū)域外3m處,避免強(qiáng)光干擾操作視線。
5.2.2設(shè)備安全管控
張拉設(shè)備實(shí)行"定人定機(jī)"管理,操作人員需持有特種設(shè)備作業(yè)證。千斤頂使用前進(jìn)行1.5倍超負(fù)荷試驗(yàn),持荷5分鐘檢查密封性。油泵放置在平整地面,與錨具保持1.5m安全距離,防止油管爆裂傷人。壓力表每半年送檢一次,表盤(pán)量程為工作壓力的1.5-2倍,確保讀數(shù)清晰可見(jiàn)。
5.2.3作業(yè)環(huán)境保障
張拉區(qū)域設(shè)置5m安全警戒線,非作業(yè)人員禁止入內(nèi)。大風(fēng)天氣(≥6級(jí))停止露天作業(yè),雨雪天氣采取防滑措施。預(yù)應(yīng)力筋端部嚴(yán)禁站人,操作人員應(yīng)站在側(cè)面45°角位置??椎缐簼{時(shí),出漿口設(shè)置擋板,防止水泥漿噴射傷人。壓漿完成后及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng),防止管路殘留壓力引發(fā)意外。
5.3應(yīng)急處理預(yù)案
5.3.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分級(jí)
建立預(yù)應(yīng)力施工風(fēng)險(xiǎn)清單,將錨具崩裂、油管爆裂、高空墜落等風(fēng)險(xiǎn)劃分為重大風(fēng)險(xiǎn)(紅色),設(shè)備漏油、觸電、滑跌等風(fēng)險(xiǎn)為較大風(fēng)險(xiǎn)(黃色)。重大風(fēng)險(xiǎn)制定專(zhuān)項(xiàng)防控措施:錨具安裝處設(shè)置防崩擋板,擋板采用10mm鋼板與型鋼焊接,能承受10kN沖擊力;油管外套金屬波紋管,耐壓等級(jí)≥32MPa。
5.3.2應(yīng)急響應(yīng)流程
發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)立即啟動(dòng)三級(jí)響應(yīng)機(jī)制:一級(jí)響應(yīng)(局部小故障)由班組長(zhǎng)組織處理,如更換密封圈;二級(jí)響應(yīng)(設(shè)備故障)由設(shè)備管理員會(huì)同技術(shù)人員搶修;三級(jí)響應(yīng)(安全事故)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,疏散人員并上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理。應(yīng)急物資儲(chǔ)備包括:急救箱2套、擔(dān)架1副、應(yīng)急照明燈4盞、液壓千斤頂備用件1套,存放于現(xiàn)場(chǎng)值班室。
5.3.3事故處置與改進(jìn)
事故發(fā)生后24小時(shí)內(nèi)形成書(shū)面報(bào)告,內(nèi)容包括事故經(jīng)過(guò)、原因分析、處理措施。對(duì)錨具崩裂事故,采用"四不放過(guò)"原則:未查清原因不放過(guò)、責(zé)任人未處理不放過(guò)、整改措施未落實(shí)不放過(guò)、有關(guān)人員未受教育不放過(guò)。每月組織應(yīng)急演練,模擬油管爆裂場(chǎng)景,訓(xùn)練人員快速關(guān)閉閥門(mén)、疏散路線、傷員轉(zhuǎn)移等處置流程,演練記錄存檔備查。
六、測(cè)試成果應(yīng)用與持續(xù)改進(jìn)
6.1成果應(yīng)用實(shí)踐
6.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)驗(yàn)證與優(yōu)化
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接反饋至設(shè)計(jì)優(yōu)化環(huán)節(jié)。主橋縱向預(yù)應(yīng)力束錨固后有效應(yīng)力較設(shè)計(jì)值高3.2%,經(jīng)復(fù)核發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)未充分考慮液壓頂壓器對(duì)錨具變形的抑制效果。設(shè)計(jì)單位據(jù)此調(diào)整錨具變形損失系數(shù),從原0.02降至0.015,使結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提高1.8%。同時(shí),基于孔道摩阻系數(shù)實(shí)測(cè)值0.23(設(shè)計(jì)值0.25),對(duì)超50m長(zhǎng)束增加5%的預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備,有效解決了跨中截面應(yīng)力儲(chǔ)備不足問(wèn)題。
6.1.2施工工藝指導(dǎo)改進(jìn)
測(cè)試結(jié)果驅(qū)動(dòng)施工工藝精細(xì)化。針對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力束W1錨具變形損失超標(biāo)問(wèn)題,施工方調(diào)整頂壓器壓力至25MPa(原20MPa),并采用環(huán)氧砂漿找平錨墊板局部?jī)A斜3mm的缺陷,復(fù)測(cè)損失率降至2.1%。此外,通過(guò)分析72小時(shí)時(shí)效損失數(shù)據(jù),將豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉后持荷時(shí)間從5分鐘延長(zhǎng)至10分鐘,使混凝土彈性壓縮完成度從85%提升至98%,顯著減少后期徐變損失。
6.1.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)調(diào)整
建立基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)收體系。將原"總損失率偏差≤5%"的單一指標(biāo),細(xì)化為分項(xiàng)控制標(biāo)準(zhǔn):錨具變形損失≤2.5%、孔道摩阻損失≤8%、時(shí)效損失≤5%。例如某引橋頂板束實(shí)測(cè)總損失率11.3%,雖在原允許偏差內(nèi),但錨具變形損失達(dá)2.8%,觸發(fā)專(zhuān)項(xiàng)復(fù)核,發(fā)現(xiàn)錨具安裝時(shí)夾片預(yù)緊力不足,通過(guò)增加預(yù)緊工序后復(fù)測(cè)合格。
6.2反饋機(jī)制構(gòu)建
6.2.1數(shù)據(jù)共享平臺(tái)搭建
開(kāi)發(fā)預(yù)應(yīng)力損失數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),集成設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、處理結(jié)果三大模塊。系統(tǒng)支持按橋型、跨度、預(yù)應(yīng)力束類(lèi)型等多維度檢索,自動(dòng)生成損失分布熱力圖。例如輸入"連續(xù)梁橋+50-80m跨度",系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)取同類(lèi)工程12組數(shù)據(jù),顯示摩阻系數(shù)均值0.24±0.03,為新建項(xiàng)目提供區(qū)間參考。
6.2.2問(wèn)題閉環(huán)管理流程
實(shí)施"發(fā)現(xiàn)-分析-整改-驗(yàn)證"四步閉環(huán)。當(dāng)某批次預(yù)應(yīng)力束損失率連續(xù)3束超標(biāo)時(shí),觸發(fā)專(zhuān)項(xiàng)分析:首先檢查波紋管定位偏差(允許±10mm),若超限則調(diào)整定位筋間距;其次復(fù)核張拉同步性(兩端油壓差≤2%);最后采用超聲回彈綜合法檢測(cè)孔道壓漿密實(shí)度。整改后隨機(jī)抽取
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