淺談預應力鋼絞線檢測技術

(陽泉煤業集團吉成建設工程檢測有限責任公司， 山西 045000)

1.預應力錨索施工質量檢測技術體系

1.1 外觀檢查

按照邊坡每級抽檢錨索數10%，且不少于3根的要求對預應力錨索外觀進行檢查。如果邊坡每級錨索抽檢不合格比例≤10%，則需在不合格錨索周圍復檢 3根，若復檢錨索不合格，則該級邊坡錨索需全部復檢；如果錨索抽檢不合格比例＞10%，則該級邊坡錨索全部復檢。預應力錨索外觀檢查內容包括鋼絞線束(鋼絲束)、錨夾具、錨墊板、框架梁(支撐墩)等，需檢查其是否有滑絲、斷絲、夾片破裂、錨具凹陷等現象，若超過限制值，則判斷為不合格。

1.2 錨索長度與注漿飽滿度檢測技術

錨索的鋼絞線束有效長度和注漿飽滿度(密實度)是施工過程控制的關鍵技術參數，也是評價錨索錨固質量的重要指標。錨索長度與注漿飽滿度檢測技術原理是通過在錨索外露端激振產生瞬時彈性波，彈性波沿鋼絞線束到達底部，因鋼絞線束與周圍環境存在機械阻抗，致使彈性波產生反射，而后利用激振端設置的傳感器捕捉反射波，經信號處理，可得到長度與注漿飽滿度檢測指標。相較于傳統錨桿檢測技術，在數據處理與分析方面，增加了相位分析，并建立以相位分析、頻譜分析為主，時域分析為輔的原則；在質量評定方面，錨索長度以自由段長度、錨固段、總長度3個參數進行評定，更加符合設計與實際質量控制要求。

2.鋼絞線檢測技術

2.1 現場受火損傷檢測

受火損傷鋼絞線力學性能試驗主要按照以下3個步驟進行:(1)對受火損傷鋼絞線試件斷口鋼絲的斷口直徑進行測量，并計算鋼絞線斷面收縮率；(2)測定斷面收縮率后，將受火損傷鋼絞線在實驗室內進行常溫下拉伸試驗，依據GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分:室溫試驗方法》相關規定測定其極限抗拉強度折減情況；(3)按施工圖設計文件，計算鋼索的初始應力水平。加載設備采用SHT4605-G大行程萬能試驗機，額定載荷為600kN。鋼絞線拉伸變形采用型號為IMENTRUMIM－SM－1－117S的非接觸式應變位移測量儀進行測量，測試精度為0.001。可以看出，鋼索各根鋼絞線強度損傷均各不相同，其受火程度存在差異，實際火災中受火溫度范圍有待進一步推測。

2.2 預應力鋼絞線的力學性能試驗

本文通過試驗手段,對1x7結構鋼絞線的拉伸力學性能及松弛特性,進行了分析與總結。本試驗的意義有兩點:一是研究鋼絞線存在斷絲情況下的應變分布,為鋼絞線的損傷診斷提供參考依據；二是探索應力松弛狀態下,塑性應變雖的測量方法。

2.2.1 鋼絞線的拉伸試驗

基于斷絲檢測目的鋼絞線的拉伸試驗，試驗的具體步驟:

1)取1號、2號、3號試樣均截取1m的長度。

1號為完整的鋼絞線，2號為外圍斷一根鋼絲的鋼絞線，3號為中心斷一根的鋼絞線。打磨試樣的表面，將鋼絞線的外涂層磨掉，直至出現光亮的銀白色。

2)鋼絞線的應變片粘貼與導線的焊接。

電測法中應變片的粘貼工藝是影響試驗成敗的重要環節。試驗中所用的是金屬箔式應變片，使用前注意檢查外觀與測量阻值。使用丙酮對試樣的磨光部分和應變片的粘貼面進行去除油脂的工作；然后在清潔后應變片上涂上粘合劑，迅速地將應變片沿著一側粘貼到鋼絞線的相應部位上，防止出現氣泡；最后，使用塑料等輔助物品在粘貼好的應變片上用手指按壓 10s左右，以確保應變片牢固粘貼在試樣上。注意不要把引線粘到試件上。

焊接導線時，先對應變片上的引線和導線涂上松香；使用加熱過的焊槍在焊錫上截取一小段，將引線與導線焊接；最后將多余的引線部分剪掉。焊接時，注意臨近應變片的引線不要焊到一起。依次將應變片粘貼到鋼絲上后，因鋼絲排列比較密集，為防止引線會相互纏繞在一起，要將引線向外張開。粘貼完成后要檢查粘貼的質量，確保應變片沒有破損、無氣泡、導線焊接牢固；然后使用萬用表測量每個應變片的阻值，本實驗所用應變片阻值為12052；確保沒有短路、短路。最后，對每根鋼絞線上的應變片編號。以方便后期的數值讀取。

將各應變片接入YE2537程控式靜態應變儀的1/4橋接線端子上，公共補償片置于相同的室溫環境下。設定靈敏系數K為2.22，對各通道平衡。

(3)使用夾具將鋼絞線夾持。

試驗中使用的夾具是夾片式的。將鋼絞線穿過試驗機的上端孔，然后使用夾具固定住鋼絞線的上端；使用計算機控制橫梁下移，以確保鋼絞線的另一端能夠穿過橫梁的穿孔；再用計算機控制橫梁上移，使鋼絞線的下端露出橫梁一段距離；然后，使用夾具將鋼絞線的另一端也固定住。鋼絞線夾持過程中小心應變片的引線，不要碰壞。

(4)對試樣試驗力加載。

本試驗分別對1號、2號、3號的鋼絞線進行拉伸試驗。使用程序設定加載過程，加載力范圍20kN}200kN，載荷步長20kN，記錄靜態應變儀上各通道的應變值，循環加載一次。

2.2.2 鋼絞線拉伸試驗數據的處理

試驗過程的目的是探索鋼絞線有無斷絲情況的區別，以便根據一般性的變化規律判斷是否有斷絲。

2.2.3 鋼絞線拉伸試驗數據的分析

1號模擬的是完整的鋼絞線，2號模擬的是外面斷一根絲的鋼絞線，3號模擬的是中間斷一根絲的鋼絞線。通過上述三組試驗可以發現，1號鋼絞線的受力情況要均勻很多，2號與3號鋼絞線的應變明顯的“混亂”很多，容易出現一根或幾根分擔更多力的情況，當幾根鋼絲達到屈服狀態后，剩余幾根卻沒有很好地利用。工程應用中，會發生很多鋼絞線發生斷絲的情況；三組不同的拉伸曲線，為開展鋼絞線的斷絲檢測提供了依據。

結束語

隨著全國各地基礎建設的開展，預應力工程也越來越引起人們的重視。為了提高結構的抵抗外載荷的能力和結構安全性，研究預應力混凝土結構的性能很有必要。

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