后张预应力有粘结体系耐久性监测

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1、后张预应力有粘结体系耐久性监测初探朱万旭副总工柳州欧维姆机械股份有限公司2010年11月一、概述在2005年，FIB（国际结构混凝土协会）对后张预应力筋的耐久性问题作了规定（FIBBulletin33），根据预应力系统耐腐蚀能力的大小分成了三种体系：PL1——传统的金属孔道；PL2——塑料波纹管孔道；PL3——塑料波纹管+电绝缘锚具（EIT）。FIB指出采用PL3体系既能具有很好的耐久性，又能监测预应力筋腐蚀程度，具有以下优势：¾整个系统密封性能好，避免氯化物侵蚀预应力筋；¾隔绝杂散电流接触预应力筋；¾采用无损检测技术对结构进行监测；¾增强结构的安全性和耐久性。FIB指出，通过试验室试验

2、以及工程应用，证明在后张预应力中使用PL3体系和电绝缘型锚具是成功的，该体系用简单以及可靠的测量手段对结构的腐蚀防护提供了可靠的信息。在瑞士从1993年起至今约有120座结构（主要是桥梁）安装了电绝缘型锚固体系，该国铁路局（SwissFederalRailwayauthorities）和交通部SwissdepartmentofTransport（针对直流电轨道方面）要求必须使用PL3体系。意大利高速铁路线桥梁二、耐久性监测原理根据FIB建议检测系统工作原理图按照FIB建议，预应力筋张拉灌浆完成后，随着时间的推移，动态电阻值越来越大，呈上升趋势，一旦有下降的趋势则是预示着预应力筋有腐蚀，开

3、始了早期预报提示。瑞士在2001年的规范中规定，动态电阻R＞500kΩm认为是安全的，并于2007年对不同条件下使用电绝缘型锚具的实际电阻值做了新的规定：当电阻R＞20Ω时，预应力筋与混凝土中钢筋不接触，不存在微动疲劳；应以电阻R=50kΩm为临界值进行长期监测；当结构中存在杂散电流，应要求电阻R不小于150kΩm。长期监测电阻曲线图RPC复合锚垫板三、耐久性监测系统其结构非常简单，由电绝缘型锚具、塑料波纹管、便携式LCR仪表、导线即可组成一个完整的无损检测体系，国外的电绝缘锚具：¾在普通锚具基础上，锚板与垫板间放置绝缘垫；在锚垫板内孔壁衬入塑料喇叭筒¾灌浆孔/出浆孔采用特殊绝缘封盖封住

4、¾灌浆孔/出浆孔处避免与钢筋直接接触¾塑料锚罩通过调研，国外PL3体系由于其应用的绝缘垫等附件成本高，在我国推广应用中存在难度；基于我国国情，我们开发了新型的PL3体系，使得不会因其应用而增加多少成本。与国外体系的区别是采用了OVM.M15ZH型电绝缘锚垫板。具体做法是采用致密绝缘的高性能混凝土（强度超过200MPa）将铸铁垫板包裹住，并与塑料喇叭管组成整个绝缘垫板。RPC复合锚垫板OVM.M15ZH锚垫板RPC复合锚垫板在国外，应用高性能混凝土与铁复合制造的锚垫板已形成产品系列，并用于工程上。OVM.M15ZH型锚垫板优异性能1、锚垫板具有很好的耐久性和耐腐蚀性；2、消除了铸铁锚垫板炸

5、裂的潜在危险；3、不导电，有效地减少预应力筋在锚具处的电化学腐蚀；4、喇叭口摩阻较小；5、承载力不低于同规格的整体铸造锚垫板。电绝缘型锚具四、试验研究1、锚垫板荷载传递试验按照FIP-1993《后张预应力体系的验收建议》标准要求进行了大量的荷载传递试验。试验图片：混凝土构件破坏时锚垫板下沉量很小试验图片：荷载传递试验后锚垫板完好M15ZH-7D锚垫板荷载传递试验报告M15ZH-9D锚垫板荷载传递试验报告M15ZH-12D锚垫板荷载传递试验报告2、耐久性监测系统试验1、LCR电桥表23、引出缆线3、绝缘锚具4、螺旋筋5、钢筋网6、塑料波纹管试验安装示意图浇注一个3米长的混凝土块，埋设普通预

6、应力筋和电绝缘筋各两束张拉灌浆完成后常规锚固体系测量数据图1#常规锚固体系测量数据图2#电绝缘锚固体系测量数据图3#电绝缘锚固体系测量数据图4#五、工程应用研究贵阳都匀工程施工现场玉港高速跨海大桥预制梁电绝缘锚固体系研究应用穿好绞线和螺旋筋锚垫板安装在端模锚下结构在钢筋网上焊接引出电缆线检查是否有效浇注混凝土要注意张拉焊线Ω阻值右幅25-5#T梁N1孔道220180140右幅25-5#T梁N2孔道100左幅25-4#T梁N2孔道60左幅25-4#T梁N3孔道20261014时间d测量六、结论（1）PL3体系在工程中的运用，提高了钢绞线的防护能力，确实是实现长期监测钢绞线腐蚀的一种简单有效

7、可行的办法。（2）随着时间的推移，试验测得我们新型PL3体系的电阻值是逐渐增大的，而非绝缘体系的电阻基本上趋向变小。（3）新型绝缘锚具在30米T梁中的应用，经试验间隔检测电阻，证明是可行的，为下一步更广泛的推广应用打下了坚实的基础。