橋梁預(yù)應(yīng)力施工隱患分析與精細(xì)化施工1

1橋梁預(yù)應(yīng)力施工隱患分析與精細(xì)化施工技術(shù)重慶交通大學(xué)王繼成2梗概一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁中的運(yùn)用二、預(yù)應(yīng)力對(duì)橋梁的作用三、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害分析與施工現(xiàn)狀四、預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工技術(shù)五、預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工是降低橋梁全壽命本錢(qián)的保證3一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁中的運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)近年來(lái)開(kāi)展迅速，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、構(gòu)造分析、實(shí)驗(yàn)研討、預(yù)應(yīng)力資料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異。預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、構(gòu)造剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車(chē)溫馨等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)已建成許多這類(lèi)橋梁，如：云南六庫(kù)怒江大橋〔主跨154米〕、上海黃浦江奉浦大橋〔主跨125米〕、湖南常德沅江大橋〔主跨120米〕、山東東明黃河公路大橋〔主跨120米〕等等。預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋比延續(xù)梁橋有更大的跨越才干，我國(guó)于1988年建成的廣東洛溪大橋〔主跨180米〕，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)建筑大跨徑預(yù)應(yīng)力延續(xù)剛構(gòu)橋的先例，二十多年來(lái)，預(yù)應(yīng)力梁橋在全國(guó)范圍內(nèi)已建成跨徑大于120米的有74座。世界已建成跨度大于240米預(yù)應(yīng)力梁橋17座，中國(guó)占7座。1997年建成的虎門(mén)大橋副航道橋〔主跨270米〕為當(dāng)時(shí)預(yù)應(yīng)力延續(xù)剛構(gòu)世界第一。近幾年相繼建成了瀘州長(zhǎng)江二橋〔主跨252米〕、重慶黃花園大橋〔主跨250米〕、黃石長(zhǎng)江大橋〔主跨245米〕、重慶高家花園大橋〔主跨240米〕、貴州六廣河大橋〔主跨240米〕，近期還將建成一大批大跨徑預(yù)應(yīng)力延續(xù)剛構(gòu)橋。4二、預(yù)應(yīng)力對(duì)橋梁的作用預(yù)應(yīng)力在橋梁構(gòu)造中的運(yùn)用，提高了橋梁構(gòu)件的抗裂度和剛度，有效改善了構(gòu)件的運(yùn)用性能，添加構(gòu)造的耐久性；節(jié)省鋼材與混凝土用量，對(duì)大跨徑橋梁，有顯著優(yōu)越性；減少了混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，有利于減小梁的腹板厚度，使梁自重進(jìn)一步減小；可作為構(gòu)造構(gòu)件銜接的手段，促進(jìn)了橋梁構(gòu)造新體系與施工方法的開(kāi)展。2.1縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力的作用2.1.1縱向預(yù)應(yīng)力縱向預(yù)應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)梁式橋的中心，縱向預(yù)應(yīng)力的配束方案是根據(jù)受彎梁的彎矩包絡(luò)圖設(shè)計(jì)的，即根據(jù)不同應(yīng)力形狀下受彎梁的破壞形狀設(shè)計(jì)，包括彎起索、延續(xù)索等。實(shí)踐工程中腹板斜裂痕是預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)箱梁常見(jiàn)的裂痕方式，是構(gòu)造裂痕，主要受腹板縱向預(yù)應(yīng)力的大小控制。5式中:——荷載短期效應(yīng)組合并思索長(zhǎng)期效應(yīng)下的總撓度； ——永存預(yù)加力所產(chǎn)生的上撓度； ——由荷載效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值引起的撓度值； ——預(yù)加力反拱設(shè)置思索長(zhǎng)期效應(yīng)增長(zhǎng)系數(shù)；——短期荷載效應(yīng)組合思索長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度增長(zhǎng)系數(shù)?？v向預(yù)應(yīng)力主要控制橋梁的預(yù)拱度，預(yù)拱度直接關(guān)系到成橋形狀下的線形能否與設(shè)計(jì)線形相符，并且影響運(yùn)用形狀下橋梁構(gòu)造的平安。根據(jù)預(yù)應(yīng)力作用下橋梁撓度計(jì)算的根本實(shí)際，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造受彎構(gòu)件的撓度由偏心預(yù)加力引起的上撓度和外荷載〔靜、動(dòng)載〕所產(chǎn)生的下?lián)隙葍刹糠纸M成。即：6由上式可見(jiàn)，為保證橋梁線形與平安，縱向預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的上撓度應(yīng)能抵消荷載引起的下?lián)隙龋?dāng)預(yù)加力的長(zhǎng)期反拱值小于按荷載短期組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。合理確定預(yù)加力作用點(diǎn)的位置對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁是很重要的。在彎矩最大的跨中截面處，應(yīng)盡能夠使預(yù)應(yīng)力鋼筋的重心降低，使其產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力負(fù)彎矩來(lái)平衡外荷載引起的正彎矩。如令沿梁近似不變，那么對(duì)于彎矩較小的其他截面，應(yīng)相應(yīng)地減小偏心距值，以免由于過(guò)大的預(yù)應(yīng)力負(fù)彎矩而引起構(gòu)件上緣的混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力。只需作用點(diǎn)的位置，落在束界的區(qū)域內(nèi)，就可以保證構(gòu)件在最小外荷載和最不利荷載作用下，其上下緣混凝土均不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力。縱向預(yù)應(yīng)力還會(huì)引起橫向變形。在施工過(guò)程中，縱向預(yù)應(yīng)力張拉噸位較大，根據(jù)泊松比，產(chǎn)生的橫向變形也較大。這樣，不但提高了對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力筋束張拉質(zhì)量的要求，同時(shí)也提高了對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力筋束張拉質(zhì)量的要求，以便保證二者的相互合理性及影響程度，防止因施工不當(dāng)引起變形過(guò)大呵斥橋梁線形的缺乏及構(gòu)造的破壞。所以對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量進(jìn)展檢測(cè)控制，使其符合設(shè)計(jì)的要求，是保證整個(gè)橋梁構(gòu)造平安最重要的手段。72.1.2豎向預(yù)應(yīng)力在橋梁構(gòu)造中，豎向預(yù)應(yīng)力和縱向預(yù)應(yīng)力兩者結(jié)合來(lái)控制腹板的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。實(shí)際分析及實(shí)際閱歷闡明，假設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋不能充分發(fā)揚(yáng)作用，橋梁腹板的主拉應(yīng)力就將超越規(guī)范規(guī)定的限值，有能夠出現(xiàn)斜裂痕。假設(shè)施工質(zhì)量控制不當(dāng)，使箱梁腹板產(chǎn)生裂痕，對(duì)橋梁的剛度和耐久性將產(chǎn)生不利影響，最終影響橋梁的運(yùn)用壽命。所以，在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁構(gòu)造中，為控制箱梁腹板的斜向裂痕，在腹板中配制豎向預(yù)應(yīng)力筋?，F(xiàn)行規(guī)范充分思索了縱向預(yù)應(yīng)力的彈性緊縮損失的計(jì)算，但對(duì)豎向應(yīng)力的彈性緊縮損失沒(méi)有作特別的闡明，縱向預(yù)應(yīng)力的彈性緊縮損失是基于一維桿件軸向緊縮計(jì)算得出的，而豎向預(yù)應(yīng)力有其本身的特點(diǎn)：①豎向預(yù)應(yīng)力筋比較短，與縱向預(yù)應(yīng)力筋相比到達(dá)一樣的應(yīng)力程度，其彈性變形要小得多；②豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固端沿腹板軸向陳列，而縱向預(yù)應(yīng)力筋的錨固端那么陳列在箱梁的某個(gè)截面上，顯然縱向預(yù)應(yīng)力彈性緊縮損失的計(jì)算方法不適于豎向預(yù)應(yīng)力的計(jì)算。8目前我國(guó)在這方面的研討還不夠深化，雖然對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力能夠存在設(shè)計(jì)的問(wèn)題，根據(jù)受力均勻及思索摩阻等要素對(duì)有效預(yù)應(yīng)力的影響，所以在施工中可對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力進(jìn)展檢測(cè)，假設(shè)允許的情況下可進(jìn)展全部檢測(cè)控制，發(fā)現(xiàn)其存在的規(guī)律，是處理豎向有效預(yù)應(yīng)力建立的最直接、最有效的方法。豎向預(yù)應(yīng)力筋常采用精軋螺紋鋼筋，長(zhǎng)度不大，因施工、徐變等諸多要素的影響而遭到較大的損失，從而使豎向預(yù)應(yīng)力筋達(dá)不到設(shè)計(jì)要求(這也是通車(chē)后有些橋腹板出現(xiàn)裂痕的主因)。根據(jù)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)梁、延續(xù)剛構(gòu)橋箱梁裂痕檢查結(jié)果及文獻(xiàn)記載，目前國(guó)內(nèi)絕大部分箱梁在運(yùn)營(yíng)階段都出現(xiàn)了不同方式的裂痕，其中距支座〔或橋墩〕L／4附近腹板斜裂痕數(shù)量較多，裂痕與主拉應(yīng)力的方向根本垂直，通常腹板內(nèi)側(cè)的數(shù)量較多。此緣由是腹板主拉應(yīng)力過(guò)大，而在設(shè)計(jì)或施工時(shí)對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力損失估計(jì)缺乏有關(guān)。92.1.3橫向預(yù)應(yīng)力橫向預(yù)應(yīng)力對(duì)箱梁構(gòu)造的主要作用是加強(qiáng)橋梁的橫向聯(lián)絡(luò)，添加橋面板的剛度，增大懸臂板的抗彎才干，使懸臂部分增長(zhǎng)，另外也減少了荷載對(duì)橋面的局壓作用。增大構(gòu)造的橫向整體性后可以增大腹板的間距,懸臂部分寬度,這樣可以減少下部工程量，減少造價(jià)。還有就是防止橋面開(kāi)裂,尤其是溫度應(yīng)力導(dǎo)致橋面板的裂痕。變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的底板在垂直平面處具有一定的曲率，因此，預(yù)應(yīng)力鋼束必需按照這種曲率布置。根據(jù)預(yù)應(yīng)力等效荷載的原理，鋼束的曲率引起向下的徑向荷載，這種荷載勢(shì)必會(huì)遭到兩腹板之間底板橫向彎曲的抵抗。當(dāng)沒(méi)有布置橫向預(yù)應(yīng)力束或底板截面尺寸缺乏時(shí)，會(huì)導(dǎo)致底板產(chǎn)生縱向裂痕。102.2有效預(yù)應(yīng)力大小和不均勻度的影響有效預(yù)應(yīng)力的建立直接影響到橋梁的平安性、可靠性和長(zhǎng)期運(yùn)用壽命。特別是延續(xù)剛構(gòu)橋，由于其跨徑大、張拉噸位大、預(yù)應(yīng)力體系和構(gòu)造受力復(fù)雜等特點(diǎn)，不少工程因預(yù)應(yīng)力失控而帶來(lái)災(zāi)難性的后果。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中，預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)是比較大的，假設(shè)施工不當(dāng)導(dǎo)致梁體內(nèi)未能建立合格的有效預(yù)應(yīng)力，在荷載作用尤其是活載作用下，對(duì)撓度的影響將更大：有效預(yù)應(yīng)力偏小，直接影響預(yù)拱度，有效預(yù)應(yīng)力不均勻?qū)?dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋的早期疲勞，危及橋梁運(yùn)用壽命。不少延續(xù)剛構(gòu)橋，成橋荷載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收合格，但不久那么嚴(yán)重下?lián)?，甚至斷裂，就是同束有效預(yù)應(yīng)力不均度太大所致。112.3數(shù)學(xué)模型的建立與實(shí)際計(jì)算分析專(zhuān)題橋梁〔空心板〕預(yù)應(yīng)力施工工藝控制研討〔橋梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量保證體系研討報(bào)告〕課題，首先經(jīng)過(guò)從30m足尺寸預(yù)應(yīng)力空心板梁實(shí)驗(yàn)及有限元仿真分析兩個(gè)方面對(duì)預(yù)應(yīng)力空心板梁張拉有效預(yù)應(yīng)力和各絞線受力均勻性以及預(yù)應(yīng)力的施工順序進(jìn)展分析比較，經(jīng)過(guò)對(duì)已施加預(yù)應(yīng)力的梁進(jìn)展錨下有效預(yù)應(yīng)力和各絞線受力均勻性檢測(cè)及對(duì)梁體變形進(jìn)展綜合評(píng)價(jià)，構(gòu)成最優(yōu)的預(yù)應(yīng)力施工工藝，以保證梁體在施工中及服役中的最小變形和其性能優(yōu)化，同時(shí)保證最均勻的預(yù)應(yīng)力施加與綜合控制從而到達(dá)延伸服役年限的目的。12在課題的研討中，為了使實(shí)驗(yàn)符合實(shí)踐情況，反映真實(shí)形狀，我們采用足尺寸〔30ｍ〕空心板梁來(lái)做有關(guān)實(shí)驗(yàn)。這是由于比例模型處置的有關(guān)參數(shù)的選擇及設(shè)定較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)中模型也不能完全真實(shí)反映實(shí)踐情況，另外模型對(duì)預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具等的性能難以處置，對(duì)所施加的預(yù)應(yīng)力在梁體中的情況〔如摩阻影響、應(yīng)力損失等〕處置也很難，這些都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)很大影響。足尺寸空心板梁的制造工程量較大，實(shí)驗(yàn)任務(wù)量及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量也相應(yīng)的增大，但防止了采用比例減少模型帶來(lái)的一些任務(wù)及缺陷，同時(shí)在整個(gè)施工過(guò)程中可完全按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范、規(guī)范、規(guī)程施工，也便于預(yù)應(yīng)力的施加及檢測(cè)等任務(wù)。空心板梁的制造,我們按四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研討院設(shè)計(jì)的國(guó)道主干線重慶——湛江公路〔重慶段〕上橋至界石段裝配式后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板橋的“30m裝配式后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板梁〞圖紙進(jìn)展施工，待施加預(yù)應(yīng)力的空心板梁如圖2.3.1。13圖2.3.1待施加預(yù)應(yīng)力的空心板梁14經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)前施工順序下的張拉有限元分析，得出各束預(yù)應(yīng)力筋有效張拉荷載下的梁體的應(yīng)力及變形，經(jīng)過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射在各種有效張拉荷載下的梁體的變形，保證張拉施工中梁體的變形在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)梁體的智能控制。本研討的主要內(nèi)容有：1經(jīng)過(guò)對(duì)30m跨足尺寸的空心板梁的同步張拉實(shí)驗(yàn)，得出了空心板梁底板、側(cè)板、頂板等跨中、1/4跨，1/8跨等處的應(yīng)變數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)變可以求得應(yīng)力結(jié)果。在課題研討中，我們對(duì)預(yù)應(yīng)力空心板梁預(yù)應(yīng)力施工進(jìn)展自動(dòng)控制：留孔、預(yù)應(yīng)力筋的編束、梳理、穿束等，從實(shí)際、有限元分析模擬及施工等幾方面對(duì)梁的反拱度、線型度、改動(dòng)等變形及性能進(jìn)展研討，深化研討現(xiàn)行雙控法的局限性，并對(duì)施工中及施工后有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)展控制與監(jiān)控，進(jìn)展工藝精細(xì)化分析。2經(jīng)過(guò)大型有限元軟件Ansys實(shí)現(xiàn)對(duì)該箱型梁同步張拉過(guò)程的仿真分析，分析有限元軟件仿真預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程的可行性以及分析誤差產(chǎn)生的緣由。3實(shí)現(xiàn)對(duì)不同張拉順序的有限元仿真，并根據(jù)對(duì)不同張拉順序的有限元分析結(jié)果，求得最正確的張拉順序。154經(jīng)過(guò)對(duì)不同的錨下有效張拉力下的有限元仿真，得出超張拉、欠張拉以及不均勻張拉等情況下梁體的變化規(guī)律。并根據(jù)大量的有限元分析，求得梁的錨下有效預(yù)應(yīng)力的偏向在多大程度上施工質(zhì)量能保證到達(dá)設(shè)計(jì)要求。5根據(jù)大量計(jì)算生成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本及人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型，得出對(duì)梁體在不同有效張拉力作用下各關(guān)鍵點(diǎn)處的變形規(guī)律。經(jīng)過(guò)編制人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制箱型梁張拉施工的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉的施工控制。6實(shí)現(xiàn)對(duì)T型梁的有限元仿真，將上述成果推行。經(jīng)過(guò)對(duì)馬嘯溪大橋、雷神店大橋的有限元分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射施工控制，將成果運(yùn)用于工程實(shí)際中。研討中經(jīng)過(guò)對(duì)空心板梁的資料實(shí)驗(yàn)和預(yù)應(yīng)力施加過(guò)程中的應(yīng)力、變形、有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)展全過(guò)程的跟蹤觀測(cè)以保證實(shí)驗(yàn)梁體用材的可靠性，獲得實(shí)際分析和計(jì)算的根本參數(shù)，最重要的是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析和驗(yàn)證實(shí)際分析和計(jì)算，使本課題的研討建立在實(shí)際分析、實(shí)驗(yàn)分析的根底上，以保證研討的正確性、可靠性。16

三、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害分析與施工現(xiàn)狀3.1病害分析3.1.1梁體下?lián)先A(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的作用是比較大的，其提供的消壓彎矩能有效保證構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力度。根據(jù)分析，150m的全預(yù)應(yīng)力延續(xù)箱梁，預(yù)應(yīng)力對(duì)撓度的效應(yīng)是7cm。假設(shè)預(yù)應(yīng)力施工不當(dāng)，梁體內(nèi)不能建立有效的預(yù)應(yīng)力，在混凝土徐變的共同作用下，梁體必將發(fā)生嚴(yán)重的下?lián)?。撓度過(guò)大不但會(huì)使跨中主梁下凹，破壞橋面的鋪裝層，影響橋梁的運(yùn)用壽命和行車(chē)溫馨性，甚至危及高速行車(chē)時(shí)的平安。17跨中繼續(xù)下?lián)系挠绊懸赜校侯A(yù)應(yīng)力的損失、構(gòu)造的剛度、超重、混凝土的收縮徐變、溫度的影響，而最主要的要素是預(yù)應(yīng)力的損失。呵斥預(yù)應(yīng)力損失的緣由有：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失；錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋回縮和接縫緊縮引起的應(yīng)力損失；彈性緊縮引起的應(yīng)力損失；預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的應(yīng)力損失；混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失；還有最重要的緣由有效預(yù)應(yīng)力不均勻度過(guò)大。有效預(yù)應(yīng)力不均勻度過(guò)大，在橋梁剛建成時(shí)問(wèn)題不會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有效預(yù)應(yīng)力大的預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)早期疲勞，橋梁跨中的繼續(xù)下?lián)弦灿纱水a(chǎn)生。3.1.2開(kāi)裂在預(yù)應(yīng)力橋梁運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)數(shù)量的箱梁在頂板、腹板、底板、橫隔板以及齒塊等部位出現(xiàn)了各種不同方式的裂痕，其中箱梁腹板裂痕最為普遍和嚴(yán)重。腹板裂痕普通集中在1/8跨至3/4跨之間，其中距支座L/4附近腹板斜裂痕數(shù)量較多，裂痕開(kāi)展寬度普通在0.15～0.5mm之間；通常腹板內(nèi)側(cè)的裂痕數(shù)量較多，夏季縫寬較冬季有所增大，較寬的裂痕貫透腹板，在構(gòu)造上呈一定的對(duì)稱(chēng)性。經(jīng)分析，箱梁腹板開(kāi)裂產(chǎn)生的主要緣由有：設(shè)計(jì)計(jì)算方法的影響、混凝土收縮徐變的影響、溫度的影響、施工要素的影響和混凝土應(yīng)力限值的影響。183.1.3梁體斷裂由于預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力失效或梁體裂痕，特別是縱向預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大引起下?lián)虾偷装鍣M向裂痕的進(jìn)一步開(kāi)展。當(dāng)開(kāi)展到一定程度，由量變轉(zhuǎn)為量變，使梁體發(fā)生構(gòu)造性破壞。3.1.4病害實(shí)例1〕鐘祥漢江大橋 鐘祥漢江大橋設(shè)計(jì)運(yùn)用壽命50年，1993年開(kāi)工驗(yàn)收時(shí)工程質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良，但僅運(yùn)轉(zhuǎn)10年便成為危橋。2001年檢測(cè)，省交通部門(mén)就發(fā)現(xiàn)梁體有裂痕。2004年，大橋“病癥〞加劇，主橋箱梁腹板開(kāi)裂，中間三跨跨中底板橫向貫穿開(kāi)裂，且仍在開(kāi)展；兩個(gè)次邊跨下?lián)蠂?yán)重；混凝土劣化嚴(yán)重；箱梁接段質(zhì)量較差，箱梁頂板開(kāi)裂滲水；抽查的底板縱向預(yù)應(yīng)力管道未見(jiàn)壓漿；預(yù)應(yīng)力鋼束有斷絲、滑絲景象，部分鋼筋銹蝕嚴(yán)重。大橋荷載等級(jí)遠(yuǎn)低于原設(shè)計(jì)規(guī)范，不能滿足運(yùn)用要求，被定性為“危橋〞。最終與2005年封鎖〔圖3.1.1〕。19圖3.1.1撤除中的鐘祥漢江大橋202〕三門(mén)峽黃河公路大橋 三門(mén)峽黃河公路大橋主橋?yàn)橐蛔?跨預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋，長(zhǎng)1310.09米，跨徑布置為105m+4×160m+105m，于1993年建成通車(chē)〔圖3.1.2〕。2002年6月對(duì)該橋的檢查發(fā)現(xiàn)，跨中區(qū)域下?lián)献畲蟮竭_(dá)22cm，另外箱梁腹板出現(xiàn)大量斜裂痕，且裂痕長(zhǎng)度數(shù)量不斷添加，構(gòu)造承載力有下降趨勢(shì)。為確保橋梁正常平安地運(yùn)用，2003年7月對(duì)其主橋上部進(jìn)展加固。主要加固工程：①增設(shè)體外縱向預(yù)應(yīng)力鋼束提高承載力；②處置裂痕，用壓漿、封鎖法及粘貼鋼板修補(bǔ)裂痕。③處置蜂窩、麻面和空洞；④處置掉塊、漏筋部位?？偼顿Y達(dá)2408萬(wàn)元，2005年底進(jìn)展了開(kāi)工驗(yàn)收。為防止大橋出現(xiàn)二次病害，確保大橋平安，自本次工程開(kāi)工之日起，在橋兩端設(shè)立超載、超限監(jiān)控室，對(duì)過(guò)橋車(chē)輛進(jìn)展限速、限距、限載控制，制止55噸以上車(chē)輛過(guò)橋。21圖3.1.2三門(mén)峽黃河公路大橋223〕廣東南海金沙大橋主橋構(gòu)造方式為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面延續(xù)剛構(gòu)，跨度為66m+120m+66m。斷面方式為單室箱梁，跨中梁高2.5m，墩頂梁高6.0m，于1994年建成通車(chē)〔圖3.1.3、3.1.4〕。該橋在1999年10月發(fā)現(xiàn)主跨跨中出現(xiàn)明顯下?lián)?，截?000年底，跨中撓度已達(dá)22cm左右。2001年4月檢測(cè)單位對(duì)該橋進(jìn)展全面檢查和靜動(dòng)載實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果如下：主橋的中跨跨中嚴(yán)重下?lián)弦堰_(dá)23.8cm；箱梁兩側(cè)腹板出現(xiàn)大量的斜剪裂痕，最大裂痕到達(dá)1mm；靜載實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的應(yīng)力及撓度的效驗(yàn)系數(shù)大于1.05，橋梁總體承載才干下降；靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)腹板斜裂痕寬度均有加寬，最大增量達(dá)0.5mm；動(dòng)載實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示主橋整體剛度降低，構(gòu)造質(zhì)量下降。從該橋的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)資料來(lái)看，該橋跨中下?lián)洗?，梁斜剪裂痕多，其抗彎和抗剪承載才干都存在缺乏。23

4〕黃石長(zhǎng)江大橋

黃石大橋?yàn)橐蛔?跨預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置為162.5m+3×245m+162.5m，于1995年建成〔圖3.1.3、3.1.4〕。圖3.1.3黃石長(zhǎng)江大橋

24圖3.1.4黃石長(zhǎng)江大橋立面布置該橋通車(chē)運(yùn)營(yíng)3年后，跨中依然繼續(xù)下?lián)?。該橋運(yùn)營(yíng)7年后，各跨跨中均有明顯下?lián)?，與成橋時(shí)相比，大橋北岸次邊跨2號(hào)墩和3號(hào)墩之間主梁跨中下?lián)侠塾?jì)已達(dá)30.5cm，中跨3號(hào)墩和4號(hào)墩之間主梁跨中下?lián)弦堰_(dá)21.2cm，南岸次邊跨4號(hào)墩和5號(hào)墩之間主梁跨中下?lián)侠塾?jì)已達(dá)22.6cm。255〕虎門(mén)大橋輔航道橋 虎門(mén)大橋輔航道橋?yàn)橐蛔?跨預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置為150m+270m+150m，于1997年建成通車(chē)，是當(dāng)時(shí)世界上最大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋。延續(xù)7年的觀測(cè)闡明，承臺(tái)豎直變位和墩頂角位移很小，但主跨跨中下?lián)蠐隙戎鹉暝鲩L(zhǎng)，而且尚未停頓。2003年11月丈量數(shù)聽(tīng)闡明，與成橋時(shí)相比，左幅橋跨中累計(jì)下?lián)线_(dá)22.2cm，右幅橋跨中累計(jì)下?lián)线_(dá)20.7cm。圖3.1.5虎門(mén)大橋輔航道橋跨中撓度開(kāi)展266〕潭州大橋圖3.1.6潭州大橋撓度與裂痕分析277〕廣州洛溪大橋 洛溪大橋主橋箱梁的頂板、腹板、底板部分地域出現(xiàn)不同程度的裂痕和破損，腹板裂痕77條，橫隔板裂痕99條，最長(zhǎng)的一條裂痕位于主橋1號(hào)箱梁右側(cè)腹板上，寬0.56mm，長(zhǎng)2.15m。這些絕不允許出現(xiàn)的裂痕，闡明大橋構(gòu)造方面已存在平安隱患。同時(shí)，橋梁部分區(qū)域砼維護(hù)層缺乏，滿足不了現(xiàn)行<砼規(guī)>的規(guī)定。南北引橋梁體砼已有部分裂痕超標(biāo)，支座出現(xiàn)剪切變形或傾斜及老化，需立刻整修、改換，部分橋墩蓋梁部分鋼筋外露、銹蝕，蓋梁出現(xiàn)較多裂痕，部分超標(biāo)。圖3.1.7裂痕和破損288〕江津長(zhǎng)江公路大橋 江津長(zhǎng)江公路大橋建成于1997年，主橋?yàn)椤?40+240+140〕m預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋〔圖3.1.8〕，主橋箱梁運(yùn)營(yíng)9年后，出現(xiàn)主跨跨中下?lián)?，箱梁頂、底、腹板開(kāi)裂等病害。2007年，對(duì)該橋采取箱梁頂、底板粘貼纖維布和鋼板、箱梁腹板布置體外預(yù)應(yīng)力索的方式對(duì)裂痕和梁體下?lián)线M(jìn)展加固處置。圖3.1.8江津長(zhǎng)江公路大橋299〕高家花園大橋重慶高家花園嘉陵江大橋，橋型為預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu)橋〔圖3.1.8〕。主跨240米，主橋跨徑組合：140m+240m+140m。橋?qū)?1.5m。主梁為兩幅單室箱型梁，采用三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)造。1996年1月開(kāi)工，1998年12月開(kāi)工。由于箱梁腹板、頂板等部位開(kāi)裂、跨中下?lián)蠂?yán)重等緣由，今年進(jìn)展主橋箱梁加固，9月3日，箱梁內(nèi)加固施工起火，對(duì)重慶內(nèi)環(huán)高速公路的交通呵斥嚴(yán)重影響。圖3.1.9

高家花園大橋3010〕2021年7月15日，津晉高速公路港塘收費(fèi)站800米外匝道延續(xù)箱梁橋垮塌，5輛載貨車(chē)墜落，呵斥6人死亡，4人受傷。圖3.1.10津晉高速公路延續(xù)梁橋3111〕錫澄高速公路江陰互通式立交主線橋錫澄高速公路是同江至三亞、北京至上海國(guó)道主干線的一段，北起江陰長(zhǎng)江大橋，南接滬寧高速公路。江陰高架橋是錫澄高速公路銜接江陰長(zhǎng)江大橋的主要橋梁，全長(zhǎng)3.97km。自2003年2月起，發(fā)現(xiàn)江陰高架橋箱梁底板產(chǎn)生不同程度的裂痕，經(jīng)分析，該裂痕是由于預(yù)應(yīng)力缺乏導(dǎo)致梁底開(kāi)裂，構(gòu)造承載才干下降，從而使梁體不滿足構(gòu)造正常運(yùn)用要求。2006年，對(duì)江陰高架橋上的六座橋梁采用在梁底板粘貼碳纖維布和鋼板、梁內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力索的方式對(duì)進(jìn)展加固處置。圖3.1.11錫澄高速公路江陰互通式立交主線橋3212〕重慶某高速路空心板底部大量裂痕圖3.1.12空心板底部裂痕3313〕科羅·巴島(Koror—Babeldaob)橋科羅·巴島(Koror—Babeldaob)橋是一座跨中帶鉸的3跨延續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋，其跨徑組合為72m+241m+72m，是當(dāng)時(shí)世界上同類(lèi)橋梁中跨徑最大者。1978年建成通車(chē)，通車(chē)后不久就產(chǎn)生了較大的撓度，到1990年，其撓度到達(dá)1.2m。后來(lái)采用體外束施加預(yù)應(yīng)力，是主跨中央撓度減小。1996年加固終了，加固不到3個(gè)月又發(fā)生倒塌事故。圖3.1.13科羅·巴島(Koror—Babeldaob)橋3414〕美國(guó)明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯市的一座橋梁于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2007年8月1日晚發(fā)生坍塌。圖3.1.14美國(guó)某城市橋梁3515〕2007年9月1日，巴基斯坦南部城市卡拉奇一座橋梁部分?jǐn)嗨?，致使在橋上行駛的一輛客車(chē)和數(shù)輛其他汽車(chē)從橋上翻落，并被埋在廢墟里，呵斥至少5人死亡、多人受傷。圖3.1.15巴基斯坦某橋梁3616〕2000年11月27日晚9時(shí)45分左右，正在施工的深圳鹽壩高速公路起點(diǎn)高架引橋忽然坍塌，正在橋面作業(yè)的69名工人隨橋面滾落墜下。圖3.1.16深圳某高架橋3717〕美國(guó)加州ParrotsFerryBridge〔主跨195m〕跨中明顯下?lián)蠄D3.1.17ParrotsFerryBridge跨中下?lián)?8由以上實(shí)例可見(jiàn)：預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的病害主要是梁體下?lián)虾烷_(kāi)裂。而這種病害在剛成橋的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)中無(wú)法表達(dá)，特別是梁體的下?lián)?，在成橋荷載實(shí)驗(yàn)時(shí)，橋梁的承載力可以到達(dá)要求，但運(yùn)營(yíng)階段，在荷載特別是活載作用下，跨中將繼續(xù)下?lián)?。這是由于有效預(yù)應(yīng)力不均勻度過(guò)大呵斥的預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大，相當(dāng)于有效預(yù)應(yīng)力大的鋼筋接受了本應(yīng)該一切預(yù)應(yīng)力筋接受的力，這樣有效預(yù)應(yīng)力大的鋼筋在運(yùn)用階段逐漸屈服，梁體也隨之下?lián)?。而隨著梁體下?lián)虾烷_(kāi)裂的不斷開(kāi)展，橋梁承載力將嚴(yán)重下降，甚至有斷裂的危險(xiǎn)。393.2預(yù)應(yīng)力施工現(xiàn)狀現(xiàn)今施工技術(shù)的不成熟是呵斥了橋梁病害的主要緣由，以下就是目前施工工藝存在的問(wèn)題。3.2.1同束有效預(yù)應(yīng)力不均勻度過(guò)大由于單索受力不均勻性過(guò)大，預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中常有斷絲或滑絲景象存在，這主要由于單根穿束呵斥絞線相互纏繞，已纏繞的絞線一直是長(zhǎng)短不一致的，不能到達(dá)受力均勻，即使多次調(diào)索也無(wú)濟(jì)于事，由此嚴(yán)重影響預(yù)應(yīng)力的有效性和預(yù)應(yīng)力筋的運(yùn)用壽命，還有能夠?qū)е聡?yán)重的工程事故發(fā)生。張拉后即使絞線沒(méi)有進(jìn)入屈服階段，但其錨下預(yù)應(yīng)力經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的衰減后，在運(yùn)用階段依然能夠大于其疲勞極限0.65，在汽車(chē)等活載作用下將呵斥絞線的早期疲勞斷裂?！踩鐖D3.2.1〕：施工工藝不當(dāng)導(dǎo)致單索索力不均，引起斷絲、滑絲。40圖3.2.1〔滑絲、飛錨〕

413.2.2同斷面有效預(yù)應(yīng)力大小和不均勻度不滿足要求施工過(guò)程中由于種種緣由，導(dǎo)致張拉控制應(yīng)力與設(shè)計(jì)值偏向過(guò)大，預(yù)應(yīng)力過(guò)大，能夠?qū)е骂A(yù)應(yīng)力筋的破斷，呵斥構(gòu)造過(guò)大變形或出現(xiàn)裂紋；過(guò)小，那么預(yù)應(yīng)力度缺乏，呵斥構(gòu)造開(kāi)裂、下?lián)系?。預(yù)應(yīng)力張拉控制普通采用“雙控法〞—壓力表讀數(shù)和伸長(zhǎng)值，預(yù)應(yīng)力的大小主要由普通壓力表控制，嚴(yán)厲按照規(guī)范的施工工藝進(jìn)展預(yù)應(yīng)力施工，“雙控法〞是可以滿足錨下有效預(yù)應(yīng)力控制精度要求的。但“雙控法〞存在人工讀數(shù)的影響、壓力表標(biāo)定條件與現(xiàn)場(chǎng)施工條件之間的差別等將導(dǎo)致誤差。普通壓力表精度較低，對(duì)于大噸位預(yù)應(yīng)力束難于準(zhǔn)確控制張拉應(yīng)力；其次，所用機(jī)具的標(biāo)定混亂：千斤頂、壓力表和油泵該當(dāng)是一個(gè)完好的張拉施力系統(tǒng)，必需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)整體標(biāo)定，實(shí)踐上卻是分割標(biāo)定——只標(biāo)定千斤頂與壓力表，有的還是動(dòng)態(tài)標(biāo)定，其誤差大又違背運(yùn)用條件，往往導(dǎo)致張拉停頓持荷中張拉力偏大。42張拉終了后錨固前持荷時(shí)間過(guò)短，不能保證預(yù)應(yīng)力的充分傳送，尤其是對(duì)于較長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力筋，張拉終了后未及時(shí)壓漿能夠?qū)е骂A(yù)應(yīng)力筋在壓漿前銹蝕。另外，采用懸臂法澆筑的延續(xù)剛構(gòu)橋，預(yù)應(yīng)力管道跨越幾個(gè)節(jié)段，預(yù)應(yīng)力鋼束與管道的實(shí)踐摩擦系數(shù)μ以及管道偏向系數(shù)k通常比規(guī)范規(guī)定的要大。梁中同斷面束力不均，導(dǎo)致梁體有害變形。如以下圖3.2.2，穿束工藝不當(dāng)和管道漏漿，導(dǎo)致絞線無(wú)法穿全，整束束力變小。433.2.3錨具質(zhì)量存在問(wèn)題根據(jù)國(guó)家規(guī)范<預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和銜接器>〔GB/T14370〕的要求，預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和銜接器應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載才干和良好的適用性，能確保充分發(fā)揚(yáng)預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度，平安地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)展靜載錨固性能實(shí)驗(yàn)，用于有抗震要求構(gòu)造中的錨具、預(yù)應(yīng)力筋—錨具組裝件還應(yīng)滿足循環(huán)次數(shù)為50次的周期荷載實(shí)驗(yàn)。但在進(jìn)展周期荷載性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)行的人工加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在以下缺陷：1〕加載速度不容易控制：GB/T14370規(guī)范中要求的加載速度為100MPa/min，手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備不易實(shí)現(xiàn)。2〕無(wú)法實(shí)施周期荷載實(shí)驗(yàn)：周期荷載實(shí)驗(yàn)要求在預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度規(guī)范值的40％到80％之間循環(huán)荷載50次，手動(dòng)進(jìn)展這樣的控制幾乎是不能夠的。3〕靜載實(shí)驗(yàn)的加載反復(fù)精度低：由于是人工手動(dòng)控制，同組實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠會(huì)有較大差別。443.2.4預(yù)應(yīng)力張拉控制存在問(wèn)題現(xiàn)行<公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范>〔JTJ041〕中明確要求：預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，可采取分批、分階段對(duì)稱(chēng)張拉。由于缺乏有效監(jiān)控手段，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋張拉的同步性和對(duì)稱(chēng)性至今沒(méi)有明確的質(zhì)量規(guī)范；而后張拉預(yù)應(yīng)力束對(duì)梁體施加的壓力給先張拉預(yù)應(yīng)力束呵斥的損失，梁體非對(duì)稱(chēng)受力必將引起梁體的平彎和扭曲，特別是采用彎橋、坡橋、斜橋型式的城市立交橋由于遭到曲率的影響，非對(duì)稱(chēng)受力過(guò)大必將導(dǎo)致梁體產(chǎn)生過(guò)大不利變形。由于遭到監(jiān)測(cè)手段的限制，橋梁工程預(yù)應(yīng)力束同步張拉普通采用步話機(jī)人工控制，其同步精度根本無(wú)法保證，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該問(wèn)題也沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)和注重，根本上處于感官控制的階段。張拉中停頓時(shí)間不充分，使得預(yù)應(yīng)力筋回縮、錨具變形等緣由引起的預(yù)應(yīng)力損失非常大，嚴(yán)重影響有效預(yù)應(yīng)力的建立。453.2.5缺乏檢檢驗(yàn)收評(píng)價(jià)手段現(xiàn)行規(guī)范對(duì)預(yù)應(yīng)力工程施工中有效預(yù)應(yīng)力控制與檢測(cè)，都有十清楚確的要求，但僅僅采用雙控法根本無(wú)法到達(dá)規(guī)范的要求。由于缺乏完好的檢測(cè)手段。運(yùn)用傳感器進(jìn)展檢測(cè)的方法只能被動(dòng)檢測(cè)，不能自動(dòng)控制，同時(shí)精度不高，加之價(jià)錢(qián)要素，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)。呵斥混凝土構(gòu)造中建立的預(yù)應(yīng)力情況與設(shè)計(jì)相差較大，使得梁體存在問(wèn)題而導(dǎo)致其下?lián)虾统霈F(xiàn)裂痕，甚至斷裂等后果。46四、預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工4.1錨具質(zhì)量控制〔該系統(tǒng)已獲國(guó)家專(zhuān)利〕4.1.1錨具綜合實(shí)驗(yàn)及其目的錨具綜合實(shí)驗(yàn)研討的工程包括：靜載錨固實(shí)驗(yàn)、錨具內(nèi)縮量實(shí)驗(yàn)、摩阻損失實(shí)驗(yàn)和張拉錨固工藝實(shí)驗(yàn)等。錨具回縮包括張拉端回縮和錨固端回縮。張拉端回縮影響錨下預(yù)應(yīng)力的損失，由于限位板高度的影響無(wú)法直接丈量，只能經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力損失值求回縮，此項(xiàng)回縮是在錨具內(nèi)縮量實(shí)驗(yàn)中進(jìn)展，最終的目的是測(cè)試錨具對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響；錨固端回縮表達(dá)的是夾片與絞線跟蹤回縮的一致性和同步性，此項(xiàng)測(cè)試在靜載實(shí)驗(yàn)中進(jìn)展，可在張拉過(guò)程中用計(jì)算機(jī)記錄其回縮的曲線圖〔此曲線圖只能在第一次張拉過(guò)程中或者單獨(dú)作靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)繪制，由于一旦張拉終了后，夾片就回縮到位，即使放張夾片也不會(huì)再松弛，除非用退錨器退錨〕，最終目的經(jīng)過(guò)丈量察看絞線和夾片咬合能否可靠，特別是張拉到80%時(shí)，回縮能否到達(dá)穩(wěn)態(tài)，假設(shè)不符合要求的，在張拉過(guò)程中絞線容易出現(xiàn)滑絲和飛錨。47錨具回縮包括張拉端回縮和錨固端回縮。張拉端回縮影響錨下預(yù)應(yīng)力的損失，由于限位板高度的影響無(wú)法直接丈量，只能經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力損失值求回縮，此項(xiàng)回縮是在錨具內(nèi)縮量實(shí)驗(yàn)中進(jìn)展，最終的目的是測(cè)試錨具對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響；錨固端回縮表達(dá)的是夾片與絞線跟蹤回縮的一致性和同步性，此項(xiàng)測(cè)試在靜載實(shí)驗(yàn)中進(jìn)展，可在張拉過(guò)程中用計(jì)算機(jī)記錄其回縮的曲線圖〔此曲線圖只能在第一次張拉過(guò)程中或者單獨(dú)作靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)繪制，由于一旦張拉終了后，夾片就回縮到位，即使放張夾片也不會(huì)再松弛，除非用退錨器退錨〕，最終目的經(jīng)過(guò)丈量察看絞線和夾片咬合能否可靠，特別是張拉到80%時(shí)，回縮能否到達(dá)穩(wěn)態(tài)，假設(shè)不符合要求的，在張拉過(guò)程中絞線容易出現(xiàn)滑絲和飛錨。摩阻測(cè)試測(cè)定的是張拉端摩阻而不是錨固端摩阻，它包括錨圈口摩阻和錨墊板〔喇叭口〕摩阻。摩阻損失在張拉過(guò)程中表達(dá)，張拉力越大，絕對(duì)損失〔即摩阻損失值〕越大，而相對(duì)損失〔即摩阻損失占張拉力值的比例〕變化不大，摩阻損失普通取80%時(shí)的相對(duì)損失。摩阻測(cè)試的目的是處理超張拉系數(shù)，其損失不能太大，太大闡明折彎損失大易引起滑絲，而錨圈口摩阻損失太大也容易引起滑絲斷絲。48張拉錨固工藝實(shí)驗(yàn)是為了使錨具順應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)所進(jìn)展的性能測(cè)試。由于千斤頂?shù)男谐逃邢?，而預(yù)應(yīng)力筋往往很長(zhǎng)，這時(shí)需求倒頂，倒頂中就需求處理好暫時(shí)錨固和多次張拉的問(wèn)題；但在分級(jí)多次張拉后，預(yù)應(yīng)力筋的受力均勻性不能遭到影響；當(dāng)張拉發(fā)生缺點(diǎn)或有預(yù)應(yīng)力筋受力嚴(yán)重超差，必需退錨重新穿索張拉，需求用退錨器人工放松預(yù)應(yīng)力筋；預(yù)應(yīng)力筋在夾片孔中自在對(duì)中關(guān)系到絞線受力均勻性，假設(shè)不能對(duì)中，錨具在多次張拉后易發(fā)生滑絲飛錨。錨具的靜載錨固性能實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)錨具質(zhì)量重要的實(shí)驗(yàn)，它能綜合反映出錨板、夾片的硬度、強(qiáng)度、錨固才干等方面的性能，并能對(duì)多次張拉錨固后絞線受力均勻性進(jìn)展考核。經(jīng)過(guò)錨具綜合實(shí)驗(yàn)〔靜載錨固實(shí)驗(yàn)、錨具內(nèi)縮量實(shí)驗(yàn)、摩阻損失實(shí)驗(yàn)和張拉錨固工藝實(shí)驗(yàn)等〕，可以確保在運(yùn)用過(guò)程中錨具的可靠性、平安性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，對(duì)無(wú)粘結(jié)筋尤為重要。494.1.2錨具綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備由于現(xiàn)行的人工加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)法到達(dá)錨具綜合實(shí)驗(yàn)的要求，可采用預(yù)應(yīng)力錨具和銜接器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)〔圖4.1.1為臺(tái)架圖、圖4.1.2為安裝原理圖〕。預(yù)應(yīng)力錨具和銜接器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)抑制了普通的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架手工加載、人為要素影響大、質(zhì)量難以控制的缺陷。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的有效監(jiān)控，具有高精度、反復(fù)精度和操作平安、可靠的特點(diǎn)，能準(zhǔn)確、科學(xué)地對(duì)錨具性能進(jìn)展檢測(cè)和評(píng)價(jià)。同時(shí)可進(jìn)展錨具回縮及其徑向變形自動(dòng)跟蹤測(cè)試，描畫(huà)相應(yīng)曲線〔圖4.1.3、圖4.1.4〕，自動(dòng)分析相應(yīng)變化規(guī)律性，滿足國(guó)際預(yù)應(yīng)力學(xué)會(huì)最新測(cè)試要求計(jì)算機(jī)設(shè)有人機(jī)對(duì)話界面。只需輸入實(shí)驗(yàn)要求的參數(shù)，開(kāi)動(dòng)泵站，即可進(jìn)入計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，屏幕上明晰顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的圖像與數(shù)據(jù)〔圖4.1.5、4.1.6〕，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤控制。一旦進(jìn)入屈服區(qū)或圖像異常，立刻報(bào)警，提示操作人員留意防止事故發(fā)生。加載時(shí)自動(dòng)生成周期圖像，具有峰值留存功能。對(duì)銜接器實(shí)驗(yàn)，可自動(dòng)定心和調(diào)索。一切實(shí)驗(yàn)均能自動(dòng)打印實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并出具相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)保管，并可恣意設(shè)定步長(zhǎng)、打印數(shù)據(jù)清單。此外，對(duì)銜接器實(shí)驗(yàn)，可長(zhǎng)短臺(tái)架并用，使銜接的錨具端先獲得定心和調(diào)索，然后再裝擠壓套的絞線，進(jìn)展另一端調(diào)索，這樣調(diào)索精度高，取消了另一個(gè)大千斤頂，實(shí)驗(yàn)可靠、精度高。50圖4.1.1預(yù)應(yīng)力錨具與銜接器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)51圖4.1.2預(yù)應(yīng)力錨具和銜接器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝表示圖1工具錨2液壓千斤頂3限位板4錨具5水泥墩〔含螺旋筋和錨墊板〕6臺(tái)架體7傳感器8液壓千斤頂9任務(wù)錨52圖4.1.3靜載實(shí)驗(yàn)中絞線、夾片相對(duì)錨具的位移變化曲線53圖4.1.4錨具徑向變形曲線54圖4.1.5靜載實(shí)驗(yàn)曲線55圖4.1.6周期荷載實(shí)驗(yàn)曲線564.2疏編穿束〔該系統(tǒng)已獲國(guó)家專(zhuān)利〕4.2.1疏編穿束工藝為了防止單根穿束引起的絞線相互纏繞，導(dǎo)致張拉時(shí)絞線受力嚴(yán)重不均。我們強(qiáng)調(diào)采用整束穿束系統(tǒng)進(jìn)展穿束，此工藝已在不少工程中得到運(yùn)用，對(duì)多索、長(zhǎng)索效果更加明顯，方法如下：1〕對(duì)于預(yù)制梁等預(yù)應(yīng)力筋束長(zhǎng)度較短的構(gòu)件，用錨具疏順?shù)摻g線，每隔1米綁扎一次，以使絞線順直、等長(zhǎng)，綁扎成束順直不改動(dòng)，以提高其剛度便于穿束，制止在鋼絞線不順直的情況下綁扎成束。穿束時(shí)，應(yīng)整束穿入，留意前端封頭，以便于導(dǎo)向穿束，穿束時(shí)只做平動(dòng)，切不可轉(zhuǎn)動(dòng)或扭動(dòng)。假設(shè)遇阻力，可前后拖動(dòng)〔平動(dòng)〕，或用牽引。572〕對(duì)于預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度較長(zhǎng)、整束索數(shù)較多的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，普通的整束穿束方法操作困難，甚至能夠無(wú)法完成。此時(shí)可采取以下方法〔圖4.2.1〕：鋼絞線下料終了后在其一端套入錨板作為梳束工具〔也可用限位板〕，用砂輪鋸將該端鋼絞線各索端頭切割20～30cm，但保管中心一根鋼絲，將中心絲穿入具有與錨具類(lèi)似位置孔的牽引螺塞后鐓頭〔圖4.2.2〕，鐓頭直徑大于牽引螺塞孔的直徑，以滿足整束穿束時(shí)拖動(dòng)絞線平動(dòng)的要求。牽引塞上各孔距略大于鋼絞線直徑，鐓頭后的整束鋼絞線〔圖4.2.3〕經(jīng)過(guò)牽引螺塞和螺旋套銜接〔圖4.2.4〕，牽引螺塞外徑和螺旋套內(nèi)徑一樣，均帶有絲口，擰緊即可，螺旋套另一端由卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩牽引。絞線穿束前鋼絞線端頭〔包括切割部分〕須用膠帶纏繞維護(hù)〔留意牽引頭纏膠帶以前，應(yīng)先用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，使各絞線在鐓頭處長(zhǎng)短一致〕，防止穿束過(guò)程中鋼絞線端頭散索。將牽引螺塞與螺旋套銜接，螺旋套另一端由卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩牽引，穿束時(shí)由卷?yè)P(yáng)機(jī)緩慢牽引整束絞線平動(dòng)完成整束穿束，這里要提示絞線的出口端牽引方向與波紋管出口切線方向一致，進(jìn)口端絞線也要與該端的波紋管切線方向一致?？衫棉D(zhuǎn)向滑輪，配之相應(yīng)搭架，能滿足此項(xiàng)要求，牽引端卷?yè)P(yáng)機(jī)只提供抑制絞線挪動(dòng)的摩擦力〔波紋管內(nèi)或外〕，假設(shè)受場(chǎng)地限制可添加卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)抑制絞線重力。鋼絞線牽引時(shí)應(yīng)采用錨板邊梳理邊綁扎，綁扎間距宜為1.0m。在穿束過(guò)程中，留意對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)。58圖4.2.1疏編穿束表示圖1.梳束板〔或錨具〕2.鋼絞線3.牽引螺塞7.綁扎膠帶13.扎絲59圖4.2.2整束穿束的牽引套60圖4.2.3鋼絞線的墩頭61圖4.2.4鐓頭后整束鋼絞線及牽引頭62圖4.2.5牽引頭和牽引套銜接后633〕對(duì)于分節(jié)段施工的延續(xù)梁橋和延續(xù)剛構(gòu)橋，宜采用梳束板梳束。梳束板上各孔的大小略大于鋼絞線直徑，但也不易過(guò)大，防止其在穿束過(guò)程中改動(dòng)與其它鋼絞線纏繞。梳束板各孔的間距宜為2mm，并且各孔位應(yīng)做好對(duì)應(yīng)編號(hào)，其位置應(yīng)與錨具安裝孔位堅(jiān)持一致。梳束時(shí)，銜接器周邊帶擠壓套的絞線與梳束板之間鋼絞線線形平順，沒(méi)有相互纏繞，對(duì)已梳理順直的鋼絞線可在遠(yuǎn)端進(jìn)展逐段綁扎。梳束終了后，將綁扎好的整束鋼絞線進(jìn)展編號(hào)再穿束。由于梳束板比錨具輕巧，在預(yù)應(yīng)力筋束較短的構(gòu)件施工中，運(yùn)用梳束板更加方便。4〕在疏編穿束進(jìn)展之前，預(yù)應(yīng)力筋管道的安裝一定要符合要求。管道在直線段應(yīng)平順，在曲線段應(yīng)圓滑，接頭兩端與被接納交接處必需用密封膠帶或塑料熱縮管封裹，以防接縫處進(jìn)漿堵塞管道，管道銜接處應(yīng)平順。安裝終了后，應(yīng)采取可靠措施，防止水或其他雜物進(jìn)入管道，特別是在澆筑混凝土?xí)r，一定要防止混凝土滲入管道，呵斥堵塞。施工單位按照疏編穿束工藝進(jìn)展，在工藝實(shí)施過(guò)程中，疏束與穿束可分別同時(shí)進(jìn)展，在熟練掌握后不僅不會(huì)耽擱工期，還能大大提高工程效率，并消除各根絞線受力不均引起的滑絲、斷絲等事故。644.2.2疏編穿束實(shí)例疏編穿束不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響各絞線受力的均勻性，見(jiàn)下表：656667經(jīng)有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)展檢測(cè)控制，采用整束穿束的方法進(jìn)展施工后，獲得了明顯效果，同束索力不均勻度大為改觀，絕不會(huì)出現(xiàn)張拉中的斷絲景象，檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：68697071分段張拉錨固的預(yù)應(yīng)力束，由于遭到梁段長(zhǎng)度的限制，縱向預(yù)應(yīng)力束普遍較短，分段張拉時(shí)用銜接器接長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束，各孔內(nèi)絞線極易纏繞。這就對(duì)預(yù)應(yīng)力束的疏、編、穿束工藝提出了更高的要求。根據(jù)我們現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，有些施工單位由于工期緊、施工難度大等緣由，預(yù)應(yīng)力束的安裝沒(méi)有嚴(yán)厲按照規(guī)范要求的疏、編、穿束工藝執(zhí)行〔見(jiàn)圖4.2.6〕，故不均勻性嚴(yán)重〔見(jiàn)下表〕。圖4.2.6

預(yù)應(yīng)力施工現(xiàn)場(chǎng)7273帶擠壓套的絞線在完成P型錨具〔銜接器周邊槽〕安裝后必需逐根編號(hào)，套入錨具進(jìn)展梳理，錨具各孔位也應(yīng)做好對(duì)應(yīng)編號(hào)，此位置應(yīng)與錨具安裝孔位堅(jiān)持一致。P錨與梳理錨具之間各絞線線形圓順，不得有纏繞景象發(fā)生。同時(shí)應(yīng)采用扎絲對(duì)已梳理順直的絞線逐段綁扎，綁扎間距不宜大于1m。綁扎終了的絞線方可依次安裝罩殼、緊箍環(huán)和波紋管。為慎重起見(jiàn)，在預(yù)應(yīng)力張拉前還應(yīng)采用單索張拉千斤頂對(duì)各索預(yù)應(yīng)力筋逐根預(yù)緊，預(yù)緊力為0.15con。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、進(jìn)展整改，精細(xì)化施工工藝，采取上述工藝進(jìn)展整束穿束后，預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量有了明顯的改觀，同束索力不均勻度完全合格〔見(jiàn)下表〕。74754.3預(yù)應(yīng)力張拉施工4.3.1張拉預(yù)備張拉前混凝土幾何尺寸必需符合設(shè)計(jì)要求，錨墊板下混凝土密實(shí)、無(wú)蜂窩及其它明顯缺陷?；炷翉?qiáng)度、齡期必需符合設(shè)計(jì)要求。張拉時(shí)錨墊板下混凝土假設(shè)有蜂窩及其它缺陷，應(yīng)在拆模后立刻進(jìn)展處置，待處置終了后方可張拉。這樣做的緣由是：張拉時(shí)，錨墊板下混凝土接受很大的壓應(yīng)力，假設(shè)其質(zhì)量不滿足要求，會(huì)呵斥張拉時(shí)發(fā)生不測(cè)。張拉前對(duì)儀器進(jìn)展標(biāo)定。成套〔千斤頂、油壓表系統(tǒng)與張拉儀〕同時(shí)標(biāo)定〔至少保證同規(guī)格型號(hào)千斤頂系統(tǒng)有一組與張拉儀同步標(biāo)定〕，能提高其讀表精度，使傳統(tǒng)的雙控法進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)良好的作用。在檢測(cè)控制中，逐漸讓施工人員順應(yīng)準(zhǔn)確定位精讀油壓表數(shù)，提高張拉力的控制精度。施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)由專(zhuān)人運(yùn)用和管理，并應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線，校驗(yàn)應(yīng)在經(jīng)主管部門(mén)授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)定期進(jìn)展。千斤頂、油壓表系統(tǒng)與張拉儀應(yīng)成套同時(shí)標(biāo)定，至少保證同規(guī)格型號(hào)千斤頂系統(tǒng)有一組與張拉儀同步標(biāo)定。壓力表與壓力電阻變送器——油壓傳感器，輸出Mpa與電壓。76張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具配套運(yùn)用，并應(yīng)在進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)展檢查和校驗(yàn)。對(duì)長(zhǎng)期不運(yùn)用的張拉機(jī)具設(shè)備，應(yīng)在運(yùn)用前進(jìn)展全面校驗(yàn)。標(biāo)定張拉設(shè)備用的實(shí)驗(yàn)機(jī)或測(cè)力計(jì)精度，不得低于±2%。壓力表的精度不宜低于1.5級(jí)，最大量程不宜小于設(shè)備額定張拉力的1.3倍。標(biāo)定時(shí)千斤頂活塞的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，應(yīng)與實(shí)踐張拉任務(wù)形狀一致。運(yùn)用期間的校驗(yàn)期限應(yīng)視機(jī)具設(shè)備的情況確定，當(dāng)千斤頂運(yùn)用超越6個(gè)月或200次或在運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)不正常景象或檢修以后應(yīng)重新校驗(yàn)。彈簧測(cè)力計(jì)〔油壓表〕的校驗(yàn)期限不宜超越2個(gè)月。當(dāng)發(fā)生以下情況之一時(shí)，應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備重新標(biāo)定：1〕千斤頂經(jīng)過(guò)裝配修繕；2〕千斤頂久置后重新運(yùn)用；3〕壓力表受過(guò)碰撞或出現(xiàn)失靈景象；4〕改換壓力表；5〕張拉中預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生多根破斷事故或張拉伸長(zhǎng)值誤差較大。77千斤頂、壓力表和油泵該當(dāng)是一個(gè)完好的張拉施力系統(tǒng)，千斤頂顯示張拉力值，油壓表顯示兆帕數(shù)，兩者的相互轉(zhuǎn)換與油缸本身性質(zhì)〔如張拉油缸面積〕相關(guān)，因此必需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)整體靜態(tài)標(biāo)定，實(shí)踐上在許多施工現(xiàn)場(chǎng)卻是分割標(biāo)定——只標(biāo)定千斤頂與壓力表，有的還是動(dòng)態(tài)標(biāo)定，其誤差大又違背運(yùn)用條件，往往導(dǎo)致張拉停頓持荷中張拉力偏大。由于千斤頂摩阻值在低壓力形狀下表現(xiàn)劇烈，影響大，在標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡量滿量程標(biāo)定〔至少80%〕以上，以減少摩阻的影響。普通情況下，千斤頂?shù)膬?nèi)走漏不允許過(guò)大，內(nèi)走漏過(guò)大使千斤頂無(wú)法保壓，也無(wú)法靜態(tài)標(biāo)定，不能進(jìn)展張拉中的持荷保壓，將導(dǎo)致張拉失控。油壓傳感器是電子元件，其精度很高，可以到達(dá)3‰。在標(biāo)定過(guò)程中，油壓傳感器有校正作用，在其運(yùn)用后期，可以對(duì)油壓表讀數(shù)進(jìn)展多次校核，而無(wú)須將油壓表送檢測(cè)中心校核。油壓傳感器本身精度必需到達(dá)0.5級(jí)。由于油壓傳感器只能顯示電壓值，只需在運(yùn)用中配套二次儀表，與張拉力系統(tǒng)〔千斤頂、油壓表〕配套標(biāo)定方可顯示張拉力值。油壓傳感器標(biāo)定時(shí)，應(yīng)運(yùn)用20%以上的量程標(biāo)定，過(guò)小〔小于10%FS〕會(huì)導(dǎo)致誤差增大。78無(wú)論何種測(cè)力安裝在小于滿量程10%后，其精度往往較差。油壓傳感器由于本身精度高，未與千斤頂配套標(biāo)定顯示張拉力值時(shí)，也可運(yùn)用，但精度遭到影響：油壓傳感器本身標(biāo)定時(shí)，只顯示油壓與電壓關(guān)系，而安裝在張拉系統(tǒng)后，受千斤頂性能〔如活塞與油缸摩阻〕影響，其油壓與活塞面積乘積與張拉力有些偏向。在小量程〔小于10%FS〕，誤差太大；在50%FS時(shí)情況大大好轉(zhuǎn)，可以運(yùn)用，不過(guò)最好與千斤頂壓力表共同標(biāo)定一次，還可對(duì)張拉系統(tǒng)作長(zhǎng)期標(biāo)定控制。794.3.2張拉施工工藝預(yù)應(yīng)力筋的張拉，應(yīng)采取多頂同步分級(jí)張拉工藝，使梁在施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中受力均勻、對(duì)稱(chēng)且同步。施加預(yù)應(yīng)力后，各束受力不均勻度高，不會(huì)發(fā)生像傳統(tǒng)逐束張拉時(shí)，梁體遭到偏心力矩發(fā)生彎曲改動(dòng)，施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中對(duì)稱(chēng)、同步，受力均勻，不產(chǎn)生有害變形。張拉施工時(shí)，各張拉機(jī)具應(yīng)在保壓持荷均到達(dá)穩(wěn)定后同步放張。為排除混凝土的彈性緊縮不均、預(yù)應(yīng)力筋回縮及錨具變形不均等對(duì)張拉后有效預(yù)應(yīng)力的影響而產(chǎn)生同斷面有效預(yù)應(yīng)力不均勻，采用設(shè)計(jì)規(guī)定的分級(jí)張拉程序，盡量消除各束預(yù)應(yīng)力損失不均帶來(lái)的有效預(yù)應(yīng)力偏向。必要時(shí)可測(cè)出全斷面的錨下有效預(yù)應(yīng)力，求出張拉順序影響系數(shù)，校正張拉應(yīng)力，以消除先后張拉影響。張拉應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力與錨圈口摩阻損失之和，其值必需小于預(yù)應(yīng)力筋的屈服極限，此時(shí)預(yù)應(yīng)力筋處于彈性形狀，經(jīng)多次張拉后可以恢復(fù)到初始形狀。80鋼絲、鋼絞線無(wú)屈服臺(tái)階的預(yù)應(yīng)力筋在張拉時(shí)，應(yīng)思索對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)展超張拉。對(duì)于豎向束等短束，主要根據(jù)由錨具變形、鋼筋回縮和接縫緊縮呵斥的預(yù)應(yīng)力損失情況來(lái)調(diào)整張拉應(yīng)力，必要時(shí)采用低回縮值錨具；對(duì)于長(zhǎng)束、環(huán)形束，主要根據(jù)摩阻損失情況來(lái)調(diào)整張拉應(yīng)力。確定張拉應(yīng)力時(shí)必需思索預(yù)應(yīng)力筋束有效預(yù)應(yīng)力的不均勻度，最大張拉應(yīng)力不允許超越其屈服強(qiáng)度的0.94倍。對(duì)于端部設(shè)有錨圈〔有錨圈口摩阻損失的錨具〕的錨具，張拉控制應(yīng)力小于張拉應(yīng)力；對(duì)于端部不設(shè)錨圈〔無(wú)錨圈口摩阻損失的錨具〕的錨具，張拉控制應(yīng)力等于張拉應(yīng)力。端部設(shè)有錨圈的錨具，張拉時(shí)，張拉應(yīng)力最大值普通不得超越0.8，端部不設(shè)錨圈的錨具，張拉應(yīng)力普通不得超越0.75。也就是說(shuō)梁的張拉應(yīng)力普通不應(yīng)超越0.8，梁的張拉控制應(yīng)力普通不得超越0.75。明確張拉控制應(yīng)力與錨下有效預(yù)應(yīng)力的區(qū)別，張拉控制應(yīng)力是張拉時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋錨下所施加的最大應(yīng)力值，而錨下有效預(yù)應(yīng)力是錨固后張拉控制應(yīng)力扣除了各種要素的預(yù)應(yīng)力損失〔此時(shí)主要是絞線回縮和梁體緊縮〕。至于經(jīng)長(zhǎng)期衰減、徐變后的錨下有效預(yù)應(yīng)力，對(duì)無(wú)粘結(jié)筋即為沿程有效預(yù)應(yīng)力，對(duì)有粘結(jié)筋那么仍為錨下永存拉應(yīng)力。81梁的豎向預(yù)應(yīng)力筋〔精軋螺紋鋼筋〕可反復(fù)張拉到控制應(yīng)力，以