预应力锚杆张力检测技术

摘要：在预应力桥梁的施工过程中，由于种种原因，普遍存在着张力不足的问题。特别是在个别预应力梁中，存在钢绞线不连续的现象，其张力严重不足。从而极大地威胁桥梁的安全。

关键词：预应力；锚杆张力；冲击弹性波

1锚固力的测试方法和原理

1.1空置锚索的有效张力

对于空悬锚索（如悬索桥、斜拉桥），其张力测试均是基于弦振动理论，即通过锚索自振频率与张力之间的关系来推算，张力越大，自振频率越高。

自由绳索张力与自振频率间的关系

1.2埋入式锚索的有效张力

埋入式锚索在锚头激振时，其诱发的振动体系并非固定不变，而是会随着锚固力的变化而变化。锚固力越大，参与自由振动的质量也就越大。 

等效质量法测试的基本概念

等效质量法的基本概念

2模型试验

2.1实验一（本公司基础模型试验）

张力测试模型

张力-自振频率的关系

等效质量法的回归关系

室内验证试验结果

（1）传统的单纯采用频率的方法无法适用较高张力状态。而等效质量法（TTEM）则在整个张力量程内保持了较好的相关关系，从而能够适用于张力检测；

（2）室内验证的结果表明，最大测试误差为设计值的12%，平均测试误差为3.7%。

2.2试验二（山西交科院基础试验）

张力测试情景

标定回归结果

张力测试结果

从中可以看出，本技术对张力的测试精度是十分令人满意的。但是，需要注意的是：

（1）对于扁锚头，激振的位置和方向对测试结果有较大影响。要求正对锚头上部中间部位垂直激振，特别不能敲击到锚头的棱上；

（2）测试数据中的异常值（特别是异常大值），应该舍去。

3现场验证和应用

3.1贵阳中坝立交桥

现场检测场景（张力检测）

现场张力标定（压力机加压和测量伸长值）

1）验证结果

张力验证测试结果（9束）

对3个12束锚索（设计值应为2343KN），现场测得H1-1、H1-2、H1-4,张力分别为，1332.01、1780.55、387.98，其张力数值均低于理论值。同时，测得的灌浆密实度指数也很低，表明这些锚索存在极大的安全隐患，因此施工方对此3个孔道及时进行退束（推出钢绞线）处理，发现正如检测结果所反映的那样，灌浆质量很差。为此，施工方重新进行了张拉和灌浆，从而保证了施工质量。

3.2天津北运河桥

现场张力验证

1）验证结果

可以看出，采用的同型锚索的参数得到的测试精度是非常令人满意的。这也可说明，本方法受锚头后混凝土、灌浆状况的影响小，从而为测试和标定带来了很大的方便。

张力验证测试结果（12束）

现场张力测试及梁拱起高度测试

4相关设备

预应力锚索（杆）张力检测仪SBA-PTT