[發明專利]一種錨下單根鋼筋有效預應力快速檢測方法

在審

• 申請號: 201711339871.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108152139A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 艾輝林
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐燕;胡晶

1.一種錨下單根鋼筋有效預應力快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：整束預應力鋼筋反向張拉

對整束預應力鋼筋采取反向張拉法檢測，獲取張拉過程中的荷載與位移關系曲線。

步驟二：建立預應力鋼筋整束與單根張拉力推導公式

整束內單根預應力筋受力狀態可區分為夾緊和松動兩種工作狀態，單根預應力筋的松動表現為整束預應力筋剛度的變化。利用整束預應力的反向張拉的荷載、位移曲線，可建立預應力鋼筋整束與單根張拉力推導公式。

步驟三：推導整束內各單根鋼筋的錨下有效預應力

依據預應力鋼筋整束與單根張拉力推導公式，推導求得該束內各單根預應力鋼筋的錨下有效預應力。

2.根據權利要求1所述的一種錨下單根鋼筋有效預應力快速檢測方法，其特征在于，所述步驟一是利用液壓千斤頂、錨固裝置等設備反向張拉整束預應力鋼筋，張拉荷載從零逐步均勻增加，直到將整束預應力鋼筋反向張拉松動，并記錄張拉過程中張拉荷載與整束鋼筋伸長量數據，繪制荷載、位移關系曲線。

3.根據權利要求1所述的一種錨下單根鋼筋有效預應力快速檢測方法，其特征在于，所述步驟二是首先確定整束預應力鋼筋內各單根鋼筋在張拉過程中存在兩個工作狀態，即夾緊和松動。當夾片加緊狀態下，預應力筋的工作長度對應液壓千斤頂反向張拉的工作長度；當夾片松動狀態下，預應力筋的工作長度為剛筋本身長度加上液壓千斤頂反向張拉長度，可分別定義等效剛度為k₁和k₂，其表達式按式(1計算)。

式中，E_p為預應力筋的彈性模型；A_s為預應力筋的截面積；L_i為預應力筋的工作長度。為更精確評估剛度k₂，可以進一步考慮管道摩阻等因素對k₂進行修正。

其次定義s₁、s₂......s_n為整束預應力鋼筋內各單根編號的預應力筋，其張拉力對應為n₁、n₂......n_n，下角標n表示該整束內有n根鋼筋。不失一般性，假定n₁≤n₂≤……≤n_n。定義當每單根預應力筋達到反向張拉平衡狀態時對應的整束張拉力為F₁、F₂……F_n，對應每個階段的整束張拉位移量分別為△L₁、△L₂……△L_n。

當整束預應力鋼筋張拉荷載從零逐步均勻增加到將整束預應力鋼筋反向張拉松動過程中，鋼筋的受力變化過程如下所列：

(1)首先，該束內所有的單根預應力筋以k₁的等效剛度開始受力，當張拉力達到n*n₁時，s₁編號的預應力筋達到平衡狀態，此時對應有關系：

n×n₁＝F₁ (2)

(2)其次，當反向張拉力進一步增大，s₁編號預應力筋以等效剛度k₂，其余編號預應力筋以等效剛度k₁進一步張拉。當張拉力達到使得s₂編號的預應力筋處于平衡狀態，此時對應有關系：

n₁+(ΔL₂-ΔL₁)×k₂+(n-1)×n₂＝F₂ (3)

(3)然后，同理可推導當第m+1編號預應力筋處于平衡狀態時，此時的對應關系有：

(4)最終，針對n根預應力筋組成的整束預應力筋在張拉檢測過程中，整束與單根之間有以下的方程組成立：

式(5)的求解過程并不需要聯立求解，而是逐步推進求解，首先通過第一排子公式可直接獲得n₁，在獲得n₁的前提下利用第二排子公式可獲得n₂，依此類推就可求解獲得n_n的解，從而得到整束張拉力與單根張拉力之間的求解關系式，如下式(6)所示。

4.根據權利要求3所述的一種錨下單根鋼筋有效預應力快速檢測方法，其特征在于，所述步驟三是利用上述推導建立了整束預應力筋檢測過程中整束與單根的關系式，代入對應編號的單根預應力筋張拉力求解公式，從而可遞推求解獲得每根預應力筋的張拉力，并最終評估該束預應力筋的張拉效果。