江西省地方标准

江西省地方标准公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程编制说明江西省高速公路投资集团有限公司、中交路桥建设有限公司上海同禾土木工程科技有限公司2017年7月1 工作简介1.1 任务来源为加强我省公路水运桥梁工程预应力施工质量通病治理，全面提高预应力施工质量。中交路桥建设有限公司开始组织有关单位开展“桥梁施工期锚下有效应力检测技术的研究”。课题研究过程中，发现现有的各级规范及标准对锚下有效预应力的检测和质量验收内容的内容尚无相应的规定及要求。为适应公路水运工程预应力施工关键技术的发展，在总结课题研究基础上，组织有关单位编写了公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程。江西省高速公路投资集团有限公司及中交路桥建设有限公司于2018年7月向省质量技术监督局提出制定公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程地方标准立项申请，2018年8月，省局下达了江西省质监局关于确定2018年第5批江西省地方标准制修订计划的函。为规范预应力张拉有效应力检测方法与指标，提高预应力张拉施工质量，制定本规程。本规程为推荐性地方标准。1.2 编制背景桥梁预应力施工是桥梁施工质量控制的重中之重，现行国家及地方竣（交）工验收规范对预应力工程施工过程中锚下有效预应力及压浆密实度检测指标及检测频率都有一定的要求，但未明确有效的检测手段。目前主要方法为翻查施工记录，该方法仅能反应张拉过程中应力是否满足要求，无法获得预应力损失情况，无法准确检测单根及整束的有效预应力。同时此方法为过程控制方法，即事后翻查张拉施工记录是否满足规范的要求。该方法受人为因素影响大，有较大的局限性。目前，基于“复张法”的有效应力检测方法已经成熟，并在浙江、广东、云南等省份开始应用，但各地均未出台预应力质量检测标准，难以对预应力质量验收起到指导作用。本标准提出了一种切实可行的预应力张拉锚下有效应力的检测与验收方法，这将是业内急需要的提升预应力混凝土施工质量以及管理水平的技术，通过这种技术的应用，将直接延长预应力混凝土构件的使用寿命，确保结构安全，减少养护。江西省公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程为首次编制。本标准的编制促进了公路水运工程预应力张拉施工关键技术的发展，规范预应力张拉的施工管理，提高预应力张拉的施工技术水平，提升了预应力构件质量。1.3 主要工作过程2018年5月，江西省高速公路投资集团有限公司、中交路桥建设有限公司、上海同禾土木工程科技有限公司、江西省交通建设工程质量监督管理局、江西省天驰高速科技发展有限公司等规范编制单位相关人员成立标准编制小组，成员有：王阅章、王琛、张龙生、许兵、朱木锋、刘礼辉、刘羽春、梁华、刘爱明、陈德志、邓超、闫少泽、叶昆、周昌等。标准起草过程：本规范的编制工作开展基于原有的工作基础，大体情况如下：1)2018年5月，成立公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程编制组。2)2018年5月至2017年8月，起草公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程；3)2018年8月，编制组就公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程的研讨会，收集修改意见，并根据意见进行修改；4)2018年9月，根据专家意见进行修改。完成公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程征求意见稿。6)2017年9月至2018年10月，组织公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程的行业及全省的意见征求工作，并根据意见进行修改；2 标准编制原则和目的意义2.1 标准编制的原则本标准的编制遵循科学性、针对性、可操作性、协调性和时效性的原则。本标准的制定满足我国技术发展和生产需要，充分体现行业进步和发展趋势，符合国家产业政策，推动了行业技术水平的提高。标准文本格式、条款主要是依据GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则进行编写。2.2 目的意义预应力施工工艺在公路水运工程中应用广泛，它是影响施工质量的关键因素。现有国内外各级规范及标准目前尚未有对有效预应力检测的规定及要求，重庆市2009年颁布了关于有效应力检测的地方标准，但其规定的指标要求过高，施工很难达到标准，且标准并未提及检测方法与判定标准，作为重庆市地方标准也不完全适用于江西省施工质量检测的依据。为适应公路水运工程预应力张拉施工关键技术的发展，规范预应力张拉的施工管理，提高预应力张拉的施工技术水平，由中交路桥建设有限公司牵头，组织施工单位、建设单位和检测单位共同参与“桥梁施工期锚下有效应力检测技术的研究”科研项目，应用该项目的研究成果，借鉴国内外的先进技术，特编写了公路水运工程预应力张拉有效应力检测技术规程，本标准即为课题研究成果之一。本规程基于复张法原理，提出了预应力筋单根复张检测的方法，可以用于公路水运工程中的有效预应力的检测。3 标准主要内容制定的依据和主要试验方法3.1 范围3.2 规范性引用文件3.3术语与定义3.4 基本要求3.5 检测方法规定了检测设备、锚圈口摩阻损失测定、孔道摩阻损失测定及张拉有效应力测试等方面的内容。其中锚圈口摩阻损失测定与孔道摩阻损失测定在JTG/T F50-2011附录C2的基础上进行编制。锚下有效应力采用单根复张法进行测试，为了考察复张法的检测精确度，研究拐点判断准则，编制组进行了复张法准确性试验验证。编制组采用了试验室静载锚固试验机进行验证，预应力试验件由7根钢丝组成、直径为15.2mm的钢绞线，单根长4.2m，有效截面积为140mm2。锚具采用OVM15-3夹片式锚具。静载锚固试验机首先施加工作荷载至按0.75附近，稳定后由张拉应力检测仪在另一侧进行有效张拉应力测试。验证有效应力测试的准确性，整体试验分单根和三根两种，分别比较张拉应力检测仪测试判定拐点处的应力值和静载锚固试验机控制值之间的关系。试验结果见表1及表2。表1 单根复张法检测结果编号工作荷载（kN）检测值（kN）误差（%）1195.1195.80.3%2195.6196.00.2%3195.2196.00.4%表2 三根复张法检测结果编号工作荷载（kN）检测值（kN）误差1587.6196.8589.30.2%191.2198.32585.7192.7588.60.4%196.4199.53585.5195.2587.00.2%195.4196.4根据试验结果可以看出，单根钢绞线检测和三根钢绞线检测得出的工作荷载与预设值误差在0.5%以内，满足工程检测要求，可见复张法是一种方便可行的桥梁有效预应力工程检测方法。3.6 检测指标通过现场试验的方式确定各种因素对锚下有效应力（预应力损失）的影响。试验的主要内容包括：测试摩擦损失、锚固损失、及穿束方法对有效预应力的影响。试验结果见表3表5。表3 锚圈口摩阻损失测试结果锚具类型QSM15-4QSM15-5QSM15-6QSM15-7QSM15-8QSM15-9实测锚口摩阻占比(%)7.707.737.807.837.578.01设计锚口摩阻占比(%)5.005.005.005.005.005.00差值（%）2.702.732.802.832.573.01表4 锚固回缩损失汇总表锚具类型QSM15-4QSM15-5QSM15-6QSM15-7QSM15-8QSM15-9实测锚口摩阻占比(%)7.707.737.807.837.578.01设计锚口摩阻占比(%)5.005.005.005.005.005.00差值（%）2.702.732.802.832.573.01表5 穿束方法测试结果汇总表孔道编号穿束方式单根穿束整孔穿束梳编穿束整孔应力偏差%同束不均匀度%整孔应力偏差%同束不均匀度%整孔应力偏差%同束不均匀度%YN1-10.066.53-10.3711.24-9.462.68YN2-9.546.67-10.651.48-9.862.63YN3-12.0112.1-11.214.45-9.911.24YN4-4.243.26-10.332.19-9.423.16ZN1-9.225.97-10.662.43-10.271.02ZN2-12.8414.48-9.735.19-9.651.41ZN3-12.634.69-11.601.27-11.161.43ZN4-5.731.51-7.8610.28-8.722.71平均值-9.536.90-10.34.81-9.802.04根据表3表5，锚下张拉应力的损失主要为摩阻损失与回缩损失，孔道摩阻、穿束方法等因素对锚下有效应力的影响较小。因此锚下有效应力标准值应为： 公式1式中： 为锚下有效应力标准值 为张拉控制应力 为摩阻损失 为锚具回缩损失 为钢绞线的弹性模量 A 为钢绞线截面积 为钢绞线锚固回缩值 为钢绞线长度根据公路桥涵施工技术规程（JTG F50-2011）的要求，对于后张法，由于梁型的区别，摩阻损失通常按5%的张拉控制应力进行取值。同时根据现场试验及张拉数据，在后张法施工中钢绞线锚固回缩值单端通常按46mm进行取值。根据公式1进行计算并参考现场测试数据，得出后张法锚下有效应力的标准值为表6。锚下有效应力标准值主要与张拉方式和梁型（主要是钢绞线长度）有关。同时根据现场试验数据，及公路桥涵施工技术规程（JTG F50-2011）第7.12.2条的要求，将检测的偏差允许值设定为5%。表6 锚下有效应力标准值设计张拉控制应力（MPa）张拉方式钢绞线长度（m）锚下有效应力标准值（kN）允许偏差（%）0.7 f pk单端301705双端1685单端251655双端1635单端201555双端15350.75 f pk单端301835双端1785单端251785双端1735在现场选取不同梁型、不同长度及不同张拉方式的预应力混凝土梁板按照公路桥涵施工技术规范的要求进行张拉，试验梁张拉过程中的张拉力、伸长值、均需满足规范的要求。对张拉完成的梁板进行有效应力测试，测读每孔钢绞线的锚下有效应力。按照表6的规定对测试数据进行分析，验证不同梁型的锚下有效应力检测评定。现场共选取6种梁型进行试验，试验数据见表7表表7 35m预制箱梁数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差3194.8310.38超出负偏差02合计321 表8 25m预制箱梁数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差043.8414.48超出负偏差110合计114 表9 16m预制T梁数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差5278.6518.08超出负偏差00合计527 表10 25m预制T梁数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差3136.9911.68超出负偏差00合计313 表11 35m现浇箱梁数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差0414.6420.65超出负偏差011合计015表12 33m体外束数据汇总表项目整孔情况单根情况同束不均匀度平均值%同束不均匀度最大值%超出正偏差001.983.97超出负偏差00合计00根据上述试验数据表明：基于“复张法”的张拉有效应力检测技术能够准确的测出锚下有效应力，且适用于绝大多数梁型的预应力检测，适用性与通用良好。锚下有效应力标准值的确定方法准确。3.7 张拉有效应力不合格情况的处理试验组根据现场实际情况进行编写。4 标准中所涉及的专利通过资料查询，网上征询和征求意见阶段反馈的信息，直至今日尚未发现标准内容有关专利所有权的请求。故本标准不涉及相关专利与知识产权。5 产业化情况、经济效益分析施工期桥梁锚下有效应力检测技术经济效益的本质，是通过提升施工质量和提高管理水平来达到桥梁使用寿命的延长，从而减少养护成本。我们无法准确统计这种质量提升所带来的经济效益的总量，但以数以万计的桥梁的总量去分析，无疑将带来不可估量的巨大效益。同时，以提升质量为根本的方法所创造的经济效益，还会带来不可预期的社会效益。该技术的应用使得预应力锚下有效应力的检测成为可能，使得长期困扰预应力混凝土张拉施工质量控制与管理的技术瓶颈得以突破。随着此项技术的推广使用，必将大幅提高国内的桥梁施工质量，减少桥梁病害，节约养护成本，延长桥梁使用寿命，乃至对国计民生产生深远的影响。目前本省的江西省交通工程质量检测中心及江西省天驰高速科技发展有限公司已在广吉高速使用“复张法”开展预应力有效应力检测工作。6 采用国际标准和国外先进标准情况目前尚未收集到该种产品的国际标准和国外先进标准。7 本标准与现行的相关法律、法规及相关标准的关系本规范的编制是对公路桥涵施工技术规程（JTG/T F50）的有效补充。8 重大分歧意见的处理经过和依据暂无。9 标准性质本标准为推荐标准地方标准。10 贯彻标准的要求和措施建议待本标准批准发布后，建议由标委会组织相关建设、施工、设计、检测、监理单位及工程质量监督部门进行宣传和执行。11 废止现行相关标准的建议本标准为首次制定，无相关标准废止的建议。12 其他应予说明的事项无其他说明事项。