摘要：预应力损失是影响预应力混凝土桥梁安全的最主要因素，由于预应力损失原因的复杂性，理论方法预估准确性较低，预应力检测技术尤为重要。对混凝土桥梁预应力无损检测技术和局部破损检测技术进行介绍，指出混凝土桥梁预应力检测技术存在的问题，提出采用局部破损检测和大范围无损检测相结合的方法提高对在役预应力混凝土桥梁持久应力的测试精度，并建议对新建桥梁埋设智能传感器对预应力混凝土桥梁的持久应力进行长期监测。
关键词：桥梁；预应力；检测
预应力混凝土桥梁最早出现于德国，继而在美国、日本和欧洲等地区得到广泛应用。我国目前所拥有的各类公路桥梁中，混凝土结构的桥梁占90%以上，预应力混凝土结构的桥梁占75%以上。预应力发挥着重大的作用，创造了巨大的经济和社会效益，其应用目前已遍及各种桥梁结构形式，不仅带动了中小跨度桥梁的迅猛发展，也促成了大跨度桥梁的进步。
预应力损失是影响预应力混凝土桥梁安全的最主要因素，已有预应力构件的现存预应力大小是评价预应力构件工作性能的关键。导致预应力损失的原因包括混凝土的收缩徐变、预应力筋的应力松弛、锚具的变形和滑移、以及预应力筋与周围接触物之间的摩阻等等，加之人为的因素（如超载或交通事故）和自然灾害，使得基于试验和理论的预应力损失估算方法具有失真性。因此，混凝土结构的现存预应力检测具有重大意义。
1 预应力检测方法
在役预应力混凝土桥梁预应力的持久应力大小是影响结构服役期内正常使用性能的主要指标。国内外普遍采用的有效预应力检测方法可以分为无损检测和局部破损检测。
1.1 预应力无损检测技术
无损检测是借助专业设备在不损伤被检测构件的情况下，探测结构内部本质特征，从而推定整体性能。无损检测法主要有声发射技术、电磁效应检测法、超声波检测法、动力检测法、以及锚端预应力测试技术。
（1）声发射技术：该技术可以检测预应力损失的时效性和锚固端的滑移情况影，尚处于研究阶段。
（2）电磁效应检测法：电磁效应检测包括涡流、测漏磁和磁粉检测3种，它主要通过相关磁场变化的原理进行检测。可以利用磁通量泄漏原理检测预应力筋的预应力损失。当应力变化时，由于物体的伸缩引起磁路中磁通的变化，并使感应器线圈的感应电流发生变化，由此变化可以测出应力的变化。
（3）超声波检测法：该方法根据超声波通过预应力钢绞线后频率变化来推断其拉应力大小。当没有应力作用时，超声波在各向同性的弹性体内传播速度与有应力作用时传播速度不同，利用超声波波速与应力之间的关系来测量构件的应力状态。理论上讲，只要发射超声波功率足够大，可穿透任意厚度的构件。
（4）动力检测法：该方法是基于梁振动方程中频率与刚度的相关性，通过实测振动频率来计算梁动刚度，从而推算梁的有效预应力。该测试方法现已发展到了预应力混凝土结构，国内外许多学者通过理论分析计算和试验对这一方面进行了研究。
（5）锚端预应力测试技术：该技术主要应用于后张法预应力结构，通过锚固端安装传感器测量锚具受压状态，从而获得预应力变化值。不少学者对采用光纤光栅的预应力锚端传感器进行了研究，该方法对预应力筋的应力分布情况难以获知。
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1.2 局部破损预应力监测技术
局部破损检测是利用仪器对构件局部进行损伤试验，根据所获取的数据，推定构件整体性能的检测手段。局部破损检测法主要有预应力筋直接检测技术和应力释放法。
（1）预应力筋直接检测技术：该技术是在预应力筋上布置传感器，直接测量预应力筋应力状态。目前采用较多的是粘贴光纤光栅传感器，为了避免孔道中的摩擦和挤压所导致的数据失真，需要对传感器的复合工艺进行研究。
（2）应力释放法：该方法是通过机械切割将约束产生的应力释放，测试切割前后构件的应变，从而根据材料本构关系得到构件应力状态。通过试验、理论推导和有限元分析的方法已将其应用于预应力混凝土梁有效预应力的推算。目前应力释放法均局限于单点应力释放，其测试精度均在90%以下。
2 预应力检测存在的问题
预应力混凝土桥梁持久应力检测虽然有较多方法，也取得了一些成就，但在实际工程中的应用情况来看，仍存在一些技术难点和问题需要解决。
（1）测试精度有待进一步提高。目前，应力释放法测试精度明显高于其它测试方法，但国内外应力释放法均局限于单点应力释放，其测试精度均在90%以下，不能正确有效的测试现存持久应力，从而不能对预应力混凝土结构的承载能力和安全性做出比较准确的评价。
（2）应力释放法虽然现场可操作性较强、设备便宜、不破坏桥梁整体（部分破坏），由于受混凝土材料的不均匀性、切割过程中较多因素的影响等原因，仍有很多问题没有研究清楚，有关参数和现存预应力的关系式仍没有一个准确的说法，还有待于进一步的研究。
（3）通过锚固端安装传感器测量锚具受压状态而获得预应力变化值，对预应力筋的应力分布情况难以获知，受预应力管道摩阻等影响，不能有效得到实际混凝土的持久应力状态。
3 结语
鉴于混凝土桥梁预应力检测方法多样性，以及检测技术局限性等原因，建议对在役混凝土桥梁采用局部破损检测和大范围的无损检测方法相结合，已达到对在役预应力混凝土桥梁预应力的持久应力进行有效检测目的。建议对于新建混凝土桥梁通过在预应力钢筋中埋设智能传感器对营运中预应力混凝土桥梁预应力的持久应力进行长期监测。
参考文献：
[1]唐钰昇，黄福伟，王标才.预应力混凝土桥梁现存预应力检测技术研究[J].公路交通技术，2009，（第z2期）
[2]谢功元.在役混凝土梁永存预应力试验研究[D].长安大学，2004.
[3]周家刚，尹新刚.在役预应力混凝土桥梁预应力检测技术——现状、技术难点与展望[J].公路交通科技（应用技术版），2011，（06）：219-222.
[4]喻国强.预应力混凝土桥梁有效预应力测试技术应用[D].长安大学，2013.
[5]邵永军，杨超.桥梁预应力锚索结构锚下预应力检测技术探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2013，（07）：44-46.
[6]大、中跨径混凝土桥梁预应力检测技术研究[J].西部交通科技，2016，（02）：1-9+30.
论文作者:吴家宝
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/23
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