[发明专利]一种锚下单根钢筋有效预应力快速检测方法

权利要求书

1.一种锚下单根钢筋有效预应力快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：整束预应力钢筋反向张拉

对整束预应力钢筋采取反向张拉法检测，获取张拉过程中的荷载与位移关系曲线。

步骤二：建立预应力钢筋整束与单根张拉力推导公式

整束内单根预应力筋受力状态可区分为夹紧和松动两种工作状态，单根预应力筋的松动表现为整束预应力筋刚度的变化。利用整束预应力的反向张拉的荷载、位移曲线，可建立预应力钢筋整束与单根张拉力推导公式。

步骤三：推导整束内各单根钢筋的锚下有效预应力

依据预应力钢筋整束与单根张拉力推导公式，推导求得该束内各单根预应力钢筋的锚下有效预应力。

2.根据权利要求1所述的一种锚下单根钢筋有效预应力快速检测方法，其特征在于，所述步骤一是利用液压千斤顶、锚固装置等设备反向张拉整束预应力钢筋，张拉荷载从零逐步均匀增加，直到将整束预应力钢筋反向张拉松动，并记录张拉过程中张拉荷载与整束钢筋伸长量数据，绘制荷载、位移关系曲线。

3.根据权利要求1所述的一种锚下单根钢筋有效预应力快速检测方法，其特征在于，所述步骤二是首先确定整束预应力钢筋内各单根钢筋在张拉过程中存在两个工作状态，即夹紧和松动。当夹片加紧状态下，预应力筋的工作长度对应液压千斤顶反向张拉的工作长度；当夹片松动状态下，预应力筋的工作长度为刚筋本身长度加上液压千斤顶反向张拉长度，可分别定义等效刚度为k₁和k₂，其表达式按式(1计算)。

式中，E_p为预应力筋的弹性模型；A_s为预应力筋的截面积；L_i为预应力筋的工作长度。为更精确评估刚度k₂，可以进一步考虑管道摩阻等因素对k₂进行修正。

其次定义s₁、s₂......s_n为整束预应力钢筋内各单根编号的预应力筋，其张拉力对应为n₁、n₂......n_n，下角标n表示该整束内有n根钢筋。不失一般性，假定n₁≤n₂≤……≤n_n。定义当每单根预应力筋达到反向张拉平衡状态时对应的整束张拉力为F₁、F₂……F_n，对应每个阶段的整束张拉位移量分别为△L₁、△L₂……△L_n。

当整束预应力钢筋张拉荷载从零逐步均匀增加到将整束预应力钢筋反向张拉松动过程中，钢筋的受力变化过程如下所列：

(1)首先，该束内所有的单根预应力筋以k₁的等效刚度开始受力，当张拉力达到n*n₁时，s₁编号的预应力筋达到平衡状态，此时对应有关系：

n×n₁＝F₁ (2)

(2)其次，当反向张拉力进一步增大，s₁编号预应力筋以等效刚度k₂，其余编号预应力筋以等效刚度k₁进一步张拉。当张拉力达到使得s₂编号的预应力筋处于平衡状态，此时对应有关系：

n₁+(ΔL₂-ΔL₁)×k₂+(n-1)×n₂＝F₂ (3)

(3)然后，同理可推导当第m+1编号预应力筋处于平衡状态时，此时的对应关系有：

(4)最终，针对n根预应力筋组成的整束预应力筋在张拉检测过程中，整束与单根之间有以下的方程组成立：

式(5)的求解过程并不需要联立求解，而是逐步推进求解，首先通过第一排子公式可直接获得n₁，在获得n₁的前提下利用第二排子公式可获得n₂，依此类推就可求解获得n_n的解，从而得到整束张拉力与单根张拉力之间的求解关系式，如下式(6)所示。

4.根据权利要求3所述的一种锚下单根钢筋有效预应力快速检测方法，其特征在于，所述步骤三是利用上述推导建立了整束预应力筋检测过程中整束与单根的关系式，代入对应编号的单根预应力筋张拉力求解公式，从而可递推求解获得每根预应力筋的张拉力，并最终评估该束预应力筋的张拉效果。