U型渡槽預應力錨索測力計精度影響分析

劉興

南水北調中線干線工程建設管理局河南直管項目建設管理局，鄭州 450000

瞿行亮

南水北調中線干線工程建設管理局河南直管項目建設管理局，鄭州 450000

溫帥

黃河勘測規劃設計有限公司，鄭州 450008

1 工程概況

U 型渡槽槽身為雙向預應力 C50 混凝土結構。單片槽縱向預應力鋼絞線共 27 孔為8Φ_s15.2，采用圓形錨具；槽身上部6孔為5Φ_s15.2，采用扁形錨具，自第2榀槽起環向預應力鋼絞線為71孔5Φ_s15.2，采用扁形錨具。錨索測力計選用標準為：額定張力2000kN，超量程張力不低于150%F·S，分辨率不低于0.025F·S，精度不低于±0.25%～±0.5%F·S，工作溫度不小于-20～-80℃。

2 錨索測力計在工程應用中存在的問題

（1）對于為現場錨索測力計加壓的設備-油壓千斤頂，由于其與錨索測力計各自檢測的方式不同，這樣就會造成兩者之間讀數存在差異；又由于錨索測力計現場的加壓方式與的率定時的加壓方式不同，同樣也會造成由于加壓的方式不同，產生誤差。這就是普遍存在的“不匹配”現象^[1，2]。

（2）錨索測力計安裝在預應力端頭孔口墊板與工作錨之間，為避免產生較大偏心荷載，需保證端頭孔口、測力計、工作錨、限位板、千斤頂在同一軸線上，但安裝中對其進行同軸線控制比較困難，尤其是環向錨索需在限位板上部增加1～2塊加高墊塊，這樣就更加大了儀器安裝時的對中難度。

3 錨索測力計與千斤頂的對比分析

雖然錨索測力計和千斤頂各自率定均滿足相關規程規范的要求，但為了了解錨索測力計與千斤頂各自的誤差精度以及錨索測力計與千斤頂之間存在的相關性，本工程進行了錨索測力計與千斤頂的聯合率定試驗，并生成相應的聯合率定擬合公式。

經過計算可知聯合率定的誤差包含儀器本身的誤差，由對比結果可以看出：①與標準試驗機力值相比，錨索測力計誤差均值小于千斤頂的誤差均值；②環向錨索測力計相對于縱向錨索測力計的測值與千斤頂更加接近；同時也說明環向錨索測力計與千斤頂誤差比縱向錨索偏小不是由儀器本身誤差引起的。

由計算可知，兩套系統的回歸方程即檢測力值與壓力表表示的回歸方程、檢測力值與錨索測力計頻率模數的回歸方程相關性均較好。現場試驗時可采用相應的回歸方程進行壓力表示值與錨索測力計頻率模數之間的轉換，以減小兩套系統間的誤差。

4 錨索測力計精度影響因素分析

為了驗證張拉工藝、限位板、工具錨對測力計測值和預應力損失的影響，試驗采用新的千斤頂及防震壓力表對錨索進行現場張拉測試，其中，對安裝DP6-7、DP6-8錨索測力計的縱向錨索，采取靜載10min后，兩端同時補張一次，一端先單獨緩慢分級卸載，另一端再進行單獨補張，緩慢分級卸載。測試結果見表1和表2。

4.1 限位板、工具錨以及張拉工藝對環向預應力錨索的影響

（1）采用配套的OVM限位板、錨具后預應力損失比開封產限位板、工具錨有所減少。

（2）張拉工藝為快速卸載時，預應力較設計控制力值損失相對較低。

（3）終張拉測力計測值較設計控制力值偏大，且差值比與縱向錨索對應值較小。

（4）卸載后預應力損失值比縱向錨索大。

4.2 限位板、工具錨以及張拉工藝對縱向預應力錨索的影響

（1）采用配套的OVM限位板、錨具后預應力損失比開封產限位板、工具錨有所減少。

（2）DP6-7、DP6-8錨索測力計使用的卸載方式，預應力損失較小。但這種工序只試驗一次，還需進一步驗證。

（3）終張拉測力計測值較設計控制力值偏小居多，且差值比與環向錨索對應值較大。

（4）卸載后預應力損失值比環向錨索小。

4.3 錨索偏心對錨索測力計精度的影響

現場拆除錨索測力計后，發現錨索端頭孔口局部有明顯拉傷，說明錨索偏心對錨索測力計精度是有影響的。由于測力計只能測到豎向壓力，而錨索偏心使測力計受到錨具對測力計的壓力、錨索與測力計間以及錨索與孔口的摩擦力以及錨索對測力計的水平向作用力的影響，從而造成錨索測力計讀數偏小，進一步分析可知錨索偏心越大，測值越小。

5 結論

通過現場試驗數據分析，綜合分析可得出如下結論。

（1）錨索測力計與千斤頂聯合率定結果顯示兩者有很好的相關性。

（2）縱向直線錨索鎖定損失較小，環向錨索鎖定損失較大，符合一般規律。

（3）環向錨索終張拉測力計測值與設計控制力值的比率，比縱向錨索小，符合聯合率定的結論。

（4）錨索偏心對測力計精度的影響符合力學性質。

受試驗本身局限性的影響，限位板、工具錨、張拉工藝對錨索測力計精度的影響以及錨墊板厚度、墊塊厚度、波紋管以及這些因素相互疊加對錨索測力計測值的影響還需要進一步探討。

參考文獻

[1]汪運星.預應力錨索測力計安裝情況分析[J].大壩與安全，2004，（4）：74-76.

[2]付文光，于會來，耿培.預應力錨索應力測量誤差的試驗研究與對策[J].巖土工程學報，2010，（增2）：487-491.