预应力混凝土结构的质量鉴定探讨
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摘要：目前我国混凝土结构房屋占绝大多数。建筑物的生命长短与工程质量有直接的关系，工程的预应力混凝土结构的检测是保证施工质量的一个十分重要的环节。因此，对混凝土结构的检测、安全性评价等方面作进一步的研究十分必要。本文就预应力混凝土结构的检测方法、质量评定中存在的问题和其内容做详细的阐述。
关键词：预应力结构；质量检测
长期以来，预应力混凝土质量评定制度并不完善，有些单位检验仪器和检验人员缺乏，根本不做结构质量检验；有的缺乏检验参数和检验指标，造成检验方法不符合标准的要求，导致检验结果不准确或者错误，使评定结果不科学，从而影响建筑物的安全可靠。
一、混凝土结构的检测方法
工程结构加固之前，要对工程结构进行可靠性鉴定。而检测技术是鉴定建筑物所依赖的重要工程技术，它们的开发和应用在相当程度上决定着建筑物可靠性鉴定的水平。
1、混凝土材料强度的现场检测方法包括半破损检测和无损检测两类。半破损检测是以不影响结构构件承载能力为前提，直接在结构构件上进行局部的破坏性试验或钻取混凝土芯样进行室内强度试验，根据试验值与混凝土强度之间的相关关系，换算出混凝土强度的测试值，并据此推断混凝土强度的标准值。无损检测测试的是混凝土的某些物理量，测试方法本身对结构构件的性能没有影响，它
利用这些物理量与混凝土强度之间的相关关系，换算出混凝土强度的测试值，并进一步推断混凝土强度的标准值。无损检测方法测试方便，费用低廉，但结果的可靠性取决于被测物理量与混凝土强度之间的相关性，这种相关性一般要受到许多因素的影响，所建立的强度公式也往往有较大的局限性，当条件变化时，常需进行一定的修改。
2、超声波检测法
超声波检测的原理及测试方法，采用超声法测强主要是依靠混凝土超声波检测仪完成。其工作原理是超声波发射传感器向待测的结构混凝土发射超声脉冲，使其穿过混凝土，然后超声波接收传感器接收穿过混凝土后的脉冲信号，仪器显示并储存超声脉冲穿过混凝土所需的时间、接收信号的波形、波幅等。根据超声脉冲穿越混凝土的时间（即声时）和距离（即声程），即可计算声速；根据波幅，可得到超声脉冲在混凝土中的能量衰减；根据所显示的波形，经适当处理后可得到接收信号的频谱等信息。
3.钻芯法
利用取芯机、钻头、切割机等配套机具，在结构构件上直接钻取混凝土圆柱形芯样进行抗压强度试验，通过芯样抗压强度直接推定结构构件混凝土实际抗压强度或缺陷。得到的强度能真实地反映结构混凝土的质量。取芯法除用以检测混凝土强度外，还可通过钻取芯样方法检测结构混凝土受冻、火灾损伤深度、裂缝深度以及混凝土接缝、分层、离析、孔洞等缺陷。取芯法在原位上检测混凝土强度与缺陷是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。
二、预应力混凝土结构的质量评定内容
1 原材料及施工工序的质量检验评定
原材料的检验主要包括预应力钢筋、成孔材料(波纹管、钢管等)以及孔道灌注用水泥浆等。施工工序的质量检验项目主要有:波纹管的施工工艺及质量检查;灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管的施工;成孔检查;预应力筋穿束;预应力张拉的质量检查;孔道灌浆的质量检查和操作工艺等。
1．1预应力筋
在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋。有粘结预应力筋和混凝土直接粘对的或张拉后通过灌浆使之与单纯凝土粘结的预应力筋；无粘结预应力筋是用塑料、油脂等涂包的预应力筋，可以布置在混凝土结构体内或体外，且不能与混凝土粘结，这种预应力筋的拉力永远只能通过锚具和变向装置传递给混凝土。
2 预应力锚具、夹具和连接器检测
2.1 锚具
在先张法构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置（又称工具锚）。
2.2 连接器
连接器指的是用于连接预应力筋的装置。预应力技术是指预应力的锚固方式与张拉体系，或简称为锚固张拉体系。一种体系只适用于一种或两种预应力钢筋，并有专用的张拉设备和孔道成型方式。
三、预应力体系的验收
在预应力混凝土结构中，预应力筋张拉锚固体系是否安全可靠，不仅直接关系列结构的正常使用，同时也关系到结构的安全度与耐久性。预应力筋的质量较能保证，而预应力锚夹具和连接器产品，由于规格较多，批量小，致使产品质量不够稳定。因此设计时，在选用一种预应力体系之前，应对这种预应力体系及生产厂家的情况有充分的了解，要求生产厂家在产品交货前，对产品进行抽样检验，只能在检验合格后才能使用。
1.预应力体系的技术要求
在国标(GB/T14370-93)中，结合我国的实际情况，按使用要求，将锚具的锚固性能分为两类:I类锚具适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构，Ⅱ类锚具仅用于有粘结预应力混凝土结构中预应力筋应力变化不大的部位。并提出了使用要求、材料要求和制造工艺要求。在这三个方面的要求中，关键是使用要求。在国标(GB/T14370-93)中要求锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能和足够的承载能力，以保证充分发挥预应力筋的强度。对锚夹具的静载锚固性能、锚具的疲劳荷载性能、周期荷裁性能、外观及使用性能都作了具体的规定。《FIP建议》针对后张预应力体系提出了更加全面、详细的要求和各种试验方法。行标(JT329.2-97)仅对一种钢绞线预应力筋作出了非常详细的规定。锚夹具的效率系数是衡量锚夹具锚固性能优劣的重要指标，其定义为预应力筋锚夹具组装件的实测极限拉力与预应力筋的计算极限拉力之比。
国标(GB/T14370一93)中的表达式:锚具效率系数：ηa= Fapu/ηp Fcapu；夹具效率系数：ηg = F gpu /ηp F cgpu
规定锚具和夹具的静载锚固性能符合下列要求:
I类锚具ηa≥0.95，εapu≥2.0%；Ⅱ类锚具ηa≥0.90，εapu≥1.7%，夹具ηg≥0.95
Fapu―预应力筋锚具组装件的实测极限拉力;
Fcapu―预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和;
εapu―预应力筋锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变;
Fgpu―预应力筋夹具组装件的实测极限拉力;
Fcgpu ―预应力筋夹具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和;
ηa―预应力筋锚具组装件静载试验测得的效率系数
ηg―预应力筋夹具组装件静载试验测得的效率系数
ηp―预应力筋的效率系数。
2.预应力体系的验收试验
为了检验预应力体系是否满足技术要求，必须通过试验才能确定。国标(GB/T14370-93)中规定型式检验应由国家指定的质量检测机构进行，而出厂检验可由生产厂进行。关于试验的项目及试验方法，国标(GB/T14370-93)、行标（JT329.2-97）和FIP建议中都作了明确的规定。要特别强调的是，施工单位除要求生产厂提供出厂检验报告外，还应要求生产厂提供近期的型式检验报告，以便相互比较，增加检验的可靠性。对于非常重要的场合，除以上要求外，用户还应委托专业的质量检测机构对产品进行专门的型式检验。
3.张拉设备的校验
预应力筋的张拉方式有机械张拉和电热张拉两类。土木工程中通常采用张拉液压拉伸机，由油压千斤顶和配套的高压油泵、压力表及外接油管等组成。预应力张拉机具应与锚具配套使用，并在进场前进行检查和校验。
油压千斤顶的作用力一般用油压表测定和控制。油压表上的指示读数为油缸内的单位油压，在理论上将其乘以活塞面积即为千斤顶的作用力。但由于油缸与活塞之间有一定的摩阻力，此项摩阻力抵消一部分作用力，因此实际作用力要比理论值为小。为正确控制张拉力，一般均用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油压读数的关系。校验时，应将千斤顶及配套使用的油泵、油压表一起配套进行。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等，一般采用长柱压力试验机的方法[l]。
四、预应力施工检测评定
预应力混凝土结构工程或包含预应力混凝土结构的项目工程，一般是被纳入以使用新技术、新结构项目的范畴，由于其技术、设备要求较高，质量控制较为特殊，通常情况下是按照设计和主管部门要求组织有关专业人员进行检测评定的。预应力检测项目主要包含有:锚具损失、摩阻损失、预应力筋的应力、应变、梁的纵向压缩以及梁的反拱位移等。由于预加力作用和效应在实际工程中的特殊性和隐蔽性，为保证工程质量，在我国较多的预应力工程一般都进行预应力效应的施工检测评定，积累了丰富的资料，然而问题也较为突出。预应力混凝土结构的施工检测评定的主要内容就是要检测预应力筋束张拉回缩的作用及效应，并以此评判预应力混凝土结构的施工质量和水平，是结构工程质量检测评定的一个重要部分。目前，对于该项检测评定国家还没有专门的标准，主要是参照相关和相近标准进行。
五、结论
通过本文对预应力混凝土结构质量检验中存在的问题和质量检验的内容的阐述，给质检人员对按新标准进行构件质量检验和评定有了详细的了解和掌握，以保证构件评定的准确性，提高了预应力混凝土质量评定的水平，确保了预应力构件在结构中的安全可靠性。
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