[PPT]橋梁預應力施工隱患分析與精細化施工技術

1、橋梁預應力施工隱患分析與精細化施工技術重慶交通大學 王繼成1一、預應力技術在橋梁中的應用二、預應力對橋梁的作用.1.縱向、橫向、豎向預應力的作用1.1. 縱向預應力1.2. 豎向預應力1.3. 橫向預應力.2.有效預應力大小和不均勻度的影響.3.數(shù)學模型的建立與理論計算分析專題2三、預應力混凝土橋梁病害分析與施工現(xiàn)狀.1.病害分析1.1.梁體下?lián)?.2.梁體開裂1.3.梁體斷裂1.4.病害實例.2.預應力施工現(xiàn)狀及實例分析2.1.同束有效預應力不均勻度過大2.2.同斷面有效預應力大小和不均勻度不滿足要求2.3.錨具的質量存在問題2.4.預應力張拉控制存在問題2.5.缺乏檢測驗收的評估手段3四、

2、預應力精細化施工技術.1.錨具質量控制及實例分析.2.梳編穿束2.1.疏編穿束工藝2.2.梳編穿束實例.3.預應力張拉施工3.1.張拉準備3.2.張拉施工工藝3.3.斷絲處理3.4.停頓（持荷）時間3.5.張拉控制3.6.張拉控制實例：過程控制、停頓控制、兩端對稱控制4.4.短束及其處理4.1.連續(xù)剛構橋豎向索預應力施工控制4.2.連續(xù)T梁、箱梁橋現(xiàn)澆連續(xù)段預應力施工控制4.3. 環(huán)形束預應力施工控制.5.連續(xù)剛構合龍段施工控制及實例分析.6.有效預應力檢測控制與智能化系統(tǒng)6.1. 有效預應力檢測6.2. 智能化系統(tǒng)6.3.有效預應力檢測控制實例五、預應力精細化施工是降低橋梁全壽命成本的保障5

3、一、預應力技術在橋梁中的應用 預應力技術近年來發(fā)展迅速，在預應力混凝土橋梁的設計、結構分析、試驗研究、預應力材料及工藝設備、施工工藝等方面日新月異。預應力混凝土連續(xù)梁橋是預應力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結構剛度大、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，行車舒適等優(yōu)點。我國已建成許多這類橋梁，如：云南六庫怒江大橋（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。預應力混凝土連續(xù)剛構橋比連續(xù)梁橋有更大的跨越能力，我國于1988年建成的廣東洛溪大橋（主跨180米），開創(chuàng)了我國修建大跨徑預應力連

4、續(xù)剛構橋的先例，二十多年來，預應力梁橋在全國范圍內(nèi)已建成跨徑大于120米的有74座。世界已建成跨度大于240米預應力梁橋17座，中國占7座。1997年建成的虎門大橋副航道橋（主跨270米）為當時預應力連續(xù)剛構世界第一。近幾年相繼建成了瀘州長江二橋（主跨252米）、重慶黃花園大橋（主跨250米）、黃石長江大橋（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應力連續(xù)剛構橋。 6二、預應力對橋梁的作用 預應力在橋梁結構中的使用，提高了橋梁構件的抗裂度和剛度，有效改善了構件的使用性能，增加結構的耐久性；節(jié)省鋼材與混凝土用量，對大跨徑橋梁，有

5、顯著優(yōu)越性；減少了混凝土梁的豎向剪力和主拉應力，有利于減小梁的腹板厚度，使梁自重進一步減小；可作為結構構件連接的手段，促進了橋梁結構新體系與施工方法的發(fā)展。 71.1縱向預應力 縱向預應力是預應力混凝土連續(xù)梁式橋的核心，縱向預應力的配束方案是根據(jù)受彎梁的彎矩包絡圖設計的，即根據(jù)不同應力狀態(tài)下受彎梁的破壞形態(tài)設計，包括彎起索、連續(xù)索等。實際工程中腹板斜裂縫是預應力混凝土連續(xù)箱梁常見的裂縫形式，是結構裂縫，主要受腹板縱向預應力的大小控制?？v向預應力主要控制橋梁的預拱度，預拱度直接關系到成橋狀態(tài)下的線形是否與設計線形相符，并且影響使用狀態(tài)下橋梁結構的安全。根據(jù)預應力作用下橋梁撓度計算的基本理論，預應

6、力混凝土結構受彎構件的撓度由偏心預加力引起的上撓度和外荷載（靜、動載）所產(chǎn)生的下?lián)隙葍刹糠纸M成。即：式中 荷載短期效應組合并考慮長期效應下的總撓度； 永存預加力所產(chǎn)生的上撓度； 由荷載效應組合計算的彎矩值引起的撓度值； 預加力反拱設置考慮長期效應增長系數(shù)； 短期荷載效應組合考慮長期效應的撓度增長系數(shù)。1.縱向、橫向、豎向預應力的作用 8由上式可見，為保證橋梁線形與安全，縱向預應力所產(chǎn)生的上撓度應能抵消荷載引起的下?lián)隙?，當預加力的長期反拱值小于按荷載短期組合計算的長期撓度時應設置預拱度。合理確定預加力作用點的位置對預應力混凝土梁是很重要的。在彎矩最大的跨中截面處，應盡可能使預應力鋼筋的重心降低，

7、使其產(chǎn)生較大的預應力負彎矩來平衡外荷載引起的正彎矩。如令沿梁近似不變，則對于彎矩較小的其他截面，應相應地減小偏心距值，以免由于過大的預應力負彎矩而引起構件上緣的混凝土出現(xiàn)拉應力。只要作用點的位置，落在束界的區(qū)域內(nèi)，就能夠保證構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出現(xiàn)拉應力?？v向預應力還會引起橫向變形。在施工過程中，縱向預應力張拉噸位較大，根據(jù)泊松比，產(chǎn)生的橫向變形也較大。這樣，不但提高了對橫向預應力筋束張拉質量的要求，同時也提高了對縱向預應力筋束張拉質量的要求，以便保證二者的相互合理性及影響程度，防止因施工不當引起變形過大造成橋梁線形的不足及結構的破壞。所以對縱向預應力張拉質

8、量進行檢測控制，使其符合設計的要求，是保證整個橋梁結構安全最重要的手段。91.2 豎向預應力在橋梁結構中，豎向預應力和縱向預應力兩者結合來控制腹板的剪應力和主拉應力。理論分析及實踐經(jīng)驗表明，如果豎向預應力鋼筋不能充分發(fā)揮作用，橋梁腹板的主拉應力就將超過規(guī)范規(guī)定的限值，有可能出現(xiàn)斜裂縫。如果施工質量控制不當，使箱梁腹板產(chǎn)生裂縫，對橋梁的剛度和耐久性將產(chǎn)生不利影響，最終影響橋梁的使用壽命。所以，在預應力混凝土箱梁結構中，為控制箱梁腹板的斜向裂縫，在腹板中配制豎向預應力筋?，F(xiàn)行規(guī)范充分考慮了縱向預應力的彈性壓縮損失的計算，但對豎向應力的彈性壓縮損失沒有作特別的說明，縱向預應力的彈性壓縮損失是基于一維

9、桿件軸向壓縮計算得出的，而豎向預應力有其自身的特點：豎向預應力筋比較短，與縱向預應力筋相比達到相同的應力水平，其彈性變形要小得多；豎向預應力筋錨固端沿腹板軸向排列，而縱向預應力筋的錨固端則排列在箱梁的某個截面上，顯然縱向預應力彈性壓縮損失的計算方法不適于豎向預應力的計算。 10目前我國在這方面的研究還不夠深入，盡管對豎向預應力筋的有效預應力可能存在設計的問題，依據(jù)受力均勻及考慮摩阻等因素對有效預應力的影響，所以在施工中可對豎向預應力進行檢測，如果允許的情況下可進行全部檢測控制，發(fā)現(xiàn)其存在的規(guī)律，是解決豎向有效預應力建立的最直接、最有效的方法。豎向預應力筋常采用精軋螺紋鋼筋，長度不大，因施工、徐

10、變等諸多因素的影響而受到較大的損失，從而使豎向預應力筋達不到設計要求(這也是通車后有些橋腹板出現(xiàn)裂縫的主因)。根據(jù)現(xiàn)存預應力混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構橋箱梁裂縫檢查結果及文獻記載，目前國內(nèi)絕大部分箱梁在運營階段都出現(xiàn)了不同形式的裂縫，其中距支座（或橋墩）L4 附近腹板斜裂縫數(shù)量較多，裂縫與主拉應力的方向基本垂直，通常腹板內(nèi)側的數(shù)量較多。此原因是腹板主拉應力過大，而在設計或施工時對豎向預應力損失估計不足有關111.3 橫向預應力 橫向預應力對箱梁結構的主要作用是加強橋梁的橫向聯(lián)系，增加橋面板的剛度，增大懸臂板的抗彎能力，使懸臂部分增長，另外也減少了荷載對橋面的局壓作用。增大結構的橫向整體性后可以增大

11、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。還有就是防止橋面開裂,尤其是溫度應力導致橋面板的裂縫。變高度預應力混凝土箱梁的底板在垂直平面處具有一定的曲率，因此，預應力鋼束必須按照這種曲率布置。根據(jù)預應力等效荷載的原理，鋼束的曲率引起向下的徑向荷載，這種荷載勢必會受到兩腹板之間底板橫向彎曲的抵抗。當沒有布置橫向預應力束或底板截面尺寸不足時，會導致底板產(chǎn)生縱向裂縫。 122.有效預應力大小和不均勻度的影響 有效預應力的建立直接影響到橋梁的安全性、可靠性和長期使用壽命。特別是連續(xù)剛構橋，由于其跨徑大、張拉噸位大、預應力體系和結構受力復雜等特點，不少工程因預應力失控而帶來災難性的后果。

12、預應力混凝土橋梁中，預應力的效應是比較大的，如果施工不當導致梁體內(nèi)未能建立合格的有效預應力，在荷載作用尤其是活載作用下，對撓度的影響將更大：有效預應力偏小，直接影響預拱度，有效預應力不均勻將導致預應力筋的早期疲勞，危及橋梁使用壽命。不少連續(xù)剛構橋，成橋荷載試驗驗收合格，但不久則嚴重下?lián)?，甚至斷裂，就是同束有效預應力不均度太大所致。 133. 數(shù)學模型的建立與理論計算分析專題橋梁（空心板）預應力施工工藝控制研究（橋梁預應力施工質量保證體系研究報告）課題，首先通過從30m足尺寸預應力空心板梁實驗及有限元仿真分析兩個方面對預應力空心板梁張拉有效預應力和各絞線受力均勻性以及預應力的施工順序進行分析比較

13、，通過對已施加預應力的梁進行錨下有效預應力和各絞線受力均勻性檢測及對梁體變形進行綜合評估，形成最優(yōu)的預應力施工工藝，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，同時保證最均勻的預應力施加與綜合控制從而達到延長服役年限的目的。14在課題的研究中，為了使試驗符合實際情況，反映真實狀態(tài)，我們采用足尺寸（30）空心板梁來做有關實驗。這是因為比例模型處理的有關參數(shù)的選擇及設定較復雜，試驗中模型也不能完全真實反映實際情況，另外模型對預應力筋、錨夾具等的性能難以處理，對所施加的預應力在梁體中的情況（如摩阻影響、應力損失等）處理也很難，這些都會對試驗結果帶來很大影響。足尺寸空心板梁的制作工程量較大，試驗

14、工作量及試驗數(shù)據(jù)量也相應的增大，但避免了采用比例縮小模型帶來的一些工作及缺點，同時在整個施工過程中可完全按現(xiàn)行國家標準、規(guī)范、規(guī)程施工，也便于預應力的施加及檢測等工作?？招陌辶旱闹谱?我們按四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設計研究院設計的國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應力砼空心板橋的“30m裝配式后張法預應力砼空心板梁”圖紙進行施工，待施加預應力的空心板梁如圖2.3.1。 15圖2.3.1 待施加預應力的空心板梁16通過對當前施工順序下的張拉有限元分析，得出各束預應力筋有效張拉荷載下的梁體的應力及變形，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡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

15、的變形在設計的允許范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)梁體的智能控制。本研究的主要內(nèi)容有：1 通過對30m跨足尺寸的空心板梁的同步張拉試驗，得出了空心板梁底板、側板、頂板等跨中、1/4跨，1/8跨等處的應變數(shù)據(jù)。根據(jù)應變可以求得應力結果。在課題研究中，我們對預應力空心板梁預應力施工進行主動控制：留孔、預應力筋的編束、梳理、穿束等，從理論、有限元分析模擬及施工等幾方面對梁的反拱度、線型度、扭轉等變形及性能進行研究，深入研究現(xiàn)行雙控法的局限性， 并對施工中及施工后有效預應力進行控制與監(jiān)控，進行工藝精細化分析。2 通過大型有限元軟件Ansys實現(xiàn)對該箱型梁同步張拉過程的仿真分析，分析有限元軟件仿真預應力張拉過程的可行性

16、以及分析誤差產(chǎn)生的原因。173 實現(xiàn)對不同張拉順序的有限元仿真，并根據(jù)對不同張拉順序的有限元分析結果，求得最佳的張拉順序。4 通過對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應力的偏差在多大程度上施工質量能保證達到設計要求。5 根據(jù)大量計算生成人工神經(jīng)網(wǎng)絡樣本及人工神經(jīng)元網(wǎng)絡模型，得出對梁體在不同有效張拉力作用下各關鍵點處的變形規(guī)律。通過編制人工神經(jīng)元網(wǎng)絡控制箱型梁張拉施工的程序，實現(xiàn)對預應力張拉的施工控制。 6 實現(xiàn)對T型梁的有限元仿真，將上述成果推廣。通過對馬嘯溪大橋、雷神店大橋的有限元分析及神經(jīng)網(wǎng)

17、絡映射施工控制，將成果應用于工程實踐中。18研究中通過對空心板梁的材料試驗和預應力施加過程中的應力、變形、有效預應力進行全過程的跟蹤觀測以保證試驗梁體用材的可靠性，獲得理論分析和計算的基本參數(shù)，最重要的是通過試驗及試驗數(shù)據(jù)來分析和驗證理論分析和計算，使本課題的研究建立在理論分析、試驗分析的基礎上，以保證研究的正確性、可靠性。 19三、預應力混凝土橋梁病害分析與施工現(xiàn)狀病害分析1 梁體下?lián)先A應力構件，預應力效應的作用是比較大的，其提供的消壓彎矩能有效保證構件的預應力度。根據(jù)分析，150m的全預應力連續(xù)箱梁，預應力對撓度的效應是7cm。如果預應力施工不當，梁體內(nèi)不能建立有效的預應力，在混凝土徐變

18、的共同作用下，梁體必將發(fā)生嚴重的下?lián)?。撓度過大不但會使跨中主梁下凹，破壞橋面的鋪裝層，影響橋梁的使用壽命和行車舒適性，甚至危及高速行車時的安全。跨中持續(xù)下?lián)系挠绊懸蛩赜校侯A應力的損失、結構的剛度、超重、混凝土的收縮徐變、溫度的影響，而最主要的因素是預應力的損失。造成預應力損失的原因有：預應力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應力損失；錨具變形、預應力筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失；彈性壓縮引起的應力損失；預應力筋松弛引起的應力損失；混凝土收縮和徐變引起的應力損失；還有最重要的原因有效預應力不均勻度過大。有效預應力不均勻度過大，在橋梁剛建成時問題不會顯現(xiàn)出來，但經(jīng)過一段時間有效預應力大的預應力筋出現(xiàn)早期疲

19、勞，橋梁跨中的持續(xù)下?lián)弦灿纱水a(chǎn)生。202 梁體開裂在預應力橋梁使用中發(fā)現(xiàn)，有相當數(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)了各種不同形式的裂縫，其中箱梁腹板裂縫最為普遍和嚴重。腹板裂縫一般集中在1/8跨至3/4跨之間，其中距支座L/4附近腹板斜裂縫數(shù)量較多，裂縫開展寬度一般在0.150.5mm之間；通常腹板內(nèi)側的裂縫數(shù)量較多，夏季縫寬較冬季有所增大，較寬的裂縫貫透腹板，在結構上呈一定的對稱性。經(jīng)分析，箱梁腹板開裂產(chǎn)生的主要原因有：設計計算方法的影響、混凝土收縮徐變的影響、溫度的影響、施工因素的影響和混凝土應力限值的影響。 211.3 梁體斷裂由于預應力筋的有效預應力失效或梁體裂縫，

20、特別是縱向預應力損失過大引起下?lián)虾偷装鍣M向裂縫的進一步發(fā)展。當發(fā)展到一定程度，由量變轉為質變，使梁體發(fā)生結構性破壞。 22病害實例1）鐘祥漢江大橋鐘祥漢江大橋設計使用壽命50年，1993年竣工驗收時工程質量等級優(yōu)良，但僅運行10年便成為危橋。2001年檢測，省交通部門就發(fā)現(xiàn)梁體有裂縫。2004年，大橋“病癥”加劇，主橋箱梁腹板開裂，中間三跨跨中底板橫向貫穿開裂，且仍在發(fā)展；兩個次邊跨下?lián)蠂乐?；混凝土劣化嚴重；箱梁接段質量較差，箱梁頂板開裂滲水；抽查的底板縱向預應力管道未見壓漿；預應力鋼束有斷絲、滑絲現(xiàn)象，部分鋼筋銹蝕嚴重。大橋荷載等級遠低于原設計標準，不能滿足使用要求，被定性為“危橋”。最終與

21、2005年封閉。23圖3.1.1 拆除中的鐘祥漢江大橋 242）三門峽黃河公路大橋三門峽黃河公路大橋主橋為一座6跨預應力混凝土連續(xù)剛構橋，長1310.09米，跨徑布置為105m+4160m+105m，于1993年建成通車。2002年6月對該橋的檢查發(fā)現(xiàn)，跨中區(qū)域下?lián)献畲筮_到22cm，另外箱梁腹板出現(xiàn)大量斜裂縫，且裂縫長度數(shù)量不斷增加，結構承載力有下降趨勢。為確保橋梁正常安全地使用，2003年7月對其主橋上部進行加固。主要加固項目：增設體外縱向預應力鋼束提高承載力；處理裂縫，用壓漿、封閉法及粘貼鋼板修補裂縫。處理蜂窩、麻面和空洞；處理掉塊、漏筋部位?？偼顿Y達2408萬元，2005年底進行了竣工驗

22、收。為防止大橋出現(xiàn)二次病害，確保大橋安全，自本次工程竣工之日起，在橋兩端設立超載、超限監(jiān)控室，對過橋車輛進行限速、限距、限載控制，禁止55噸以上車輛過橋。25圖3.1.2 三門峽黃河公路大橋263）廣東南海金沙大橋主橋結構形式為三跨預應力混凝土變截面連續(xù)剛構，跨度為66m+120m+66m。斷面形式為單室箱梁，跨中梁高2.5 m，墩頂梁高6.0 m，于1994年建成通車。該橋在1999年10月發(fā)現(xiàn)主跨跨中出現(xiàn)明顯下?lián)希刂?000年底，跨中撓度已達22 cm左右。2001年4月檢測單位對該橋進行全面檢查和靜動載試驗，檢測結果如下：主橋的中跨跨中嚴重下?lián)弦堰_23.8 cm；箱梁兩側腹板出現(xiàn)大量的

23、斜剪裂縫，最大裂縫達到1 mm；靜載試驗檢測的應力及撓度的效驗系數(shù)大于1.05，橋梁總體承載能力下降；靜載試驗時腹板斜裂縫寬度均有加寬，最大增量達0.5 mm；動載試驗結果顯示主橋整體剛度降低，結構品質下降。從該橋的試驗檢測資料來看，該橋跨中下?lián)洗?，梁斜剪裂縫多，其抗彎和抗剪承載能力都存在不足27圖3.1.3 黃石長江大橋4）黃石大橋黃石大橋為一座5跨預應力混凝土連續(xù)剛構橋，跨徑布置為 162.5m+3245m+162.5m，于1995年建成。28圖3.1.4 黃石長江大橋立面布置 該橋通車運營3年后，跨中仍然持續(xù)下?lián)稀Ｔ摌蜻\營7年后，各跨跨中均有明顯下?lián)希c成橋時相比，大橋北岸次邊跨2號墩和

24、3號墩之間主梁跨中下?lián)侠塾嬕堰_30.5cm，中跨3號墩和4號墩之間主梁跨中下?lián)弦堰_21.2cm，南岸次邊跨4號墩和5號墩之間主梁跨中下?lián)侠塾嬕堰_22.6cm。 295）虎門大橋輔航道橋虎門大橋輔航道橋為一座3跨預應力混凝土連續(xù)剛構橋，跨徑布置為150m+270m+150m，于1997年建成通車，是當時世界上最大跨徑的預應力混凝土連續(xù)剛構橋。連續(xù)7年的觀測表明，承臺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，而且尚未停止。2003年11月測量數(shù)據(jù)表明，與成橋時相比，左幅橋跨中累計下?lián)线_22.2cm，右幅橋跨中累計下?lián)线_20.7cm。30 虎門大橋輔航道橋跨中撓度發(fā)展316）潭州大橋32

25、7）廣州洛溪大橋洛溪大橋主橋箱梁的頂板、腹板、底板局部地區(qū)出現(xiàn)不同程度的裂縫和破損，腹板裂痕77條，橫隔板裂痕99條，最長的一條裂縫位于主橋1號箱梁右側腹板上，寬0.56mm，長2.15m。這些絕不允許出現(xiàn)的裂縫，說明大橋結構方面已存在安全隱患。同時，橋梁局部區(qū)域砼保護層不足，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縫超標，支座出現(xiàn)剪切變形或傾斜及老化，需立即整修、更換，部分橋墩蓋梁局部鋼筋外露、銹蝕，蓋梁出現(xiàn)較多裂縫，部分超標。 33圖3.1.6 裂縫和破損 348）江津長江公路大橋江津長江公路大橋建成于1997年，主橋為（140+240+140）m預應力混凝土連續(xù)剛構橋，主橋箱梁運

26、營9年后，出現(xiàn)主跨跨中下?lián)希淞喉?、底、腹板開裂等病害。2007年，對該橋采取箱梁頂、底板粘貼纖維布和鋼板、箱梁腹板布置體外預應力索的方式對裂縫和梁體下?lián)线M行加固處理。35圖3.1.7 江津長江公路大橋369）高家花園大橋重慶高家花園嘉陵江大橋，橋型為預應力混凝土連續(xù)剛構橋。主跨240米，主橋跨徑組合：140m+240m+140m。橋寬31.5m。主梁為兩幅單室箱型梁，采用三向預應力鋼筋混凝土結構。1996年1月開工，1998年12月竣工。由于箱梁腹板、頂板等部位開裂、跨中下?lián)蠂乐氐仍?，今年進行主橋箱梁加固，9月3日，箱梁內(nèi)加固施工起火，對重慶內(nèi)環(huán)高速公路的交通造成嚴重影響。37圖3.1.8

27、 高家花園大橋3810）2009年7月15日，津晉高速公路港塘收費站800米外匝道連續(xù)箱梁橋垮塌，5輛載貨車墜落，造成6人死亡，4人受傷。 3911）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、北京至上海國道主干線的一段，北起江陰長江大橋，南接滬寧高速公路。江陰高架橋是錫澄高速公路連接江陰長江大橋的主要橋梁，全長3.97km。自2003年2月起，發(fā)現(xiàn)江陰高架橋箱梁底板產(chǎn)生不同程度的裂縫，經(jīng)分析，該裂縫是由于預應力不足導致梁底開裂，結構承載能力下降，從而使梁體不滿足結構正常使用要求。2006年，對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)布置體外預應力索的方式對進行

28、加固處理。 40圖3.1.10 錫澄高速公路江陰互通式立交主線橋4112）重慶某高速路空心板底部大量裂縫4213）科羅巴島(KororBabeldaob)橋科羅巴島(KororBabeldaob)橋是一座跨中帶鉸的3跨連續(xù)預應力混凝土剛架橋，其跨徑組合為72m+241m+72m，是當時世界上同類橋梁中跨徑最大者。1978年建成通車，通車后不久就產(chǎn)生了較大的撓度，到1990年，其撓度達到1.2m。后來采用體外束施加預應力，是主跨中央撓度減小。1996年加固結束，加固不到3個月又發(fā)生倒塌事故。43圖3.1.12 科羅巴島(KororBabeldaob)橋 4414）美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市的一

29、座橋梁于當?shù)貢r間2007年8月1日晚發(fā)生坍塌。4515）2007年9月1日，巴基斯坦南部城市卡拉奇一座橋梁部分斷塌，致使在橋上行駛的一輛客車和數(shù)輛其他汽車從橋上翻落，并被埋在廢墟里，造成至少5人死亡、多人受傷。4616）2000年11月27日晚9時45分左右，正在施工的深圳鹽壩高速公路起點高架引橋突然坍塌，正在橋面作業(yè)的69名工人隨橋面滾落墜下。4717）美國加州Parrots Ferry Bridge（主跨195m）跨中明顯下?lián)?8由以上實例可見：預應力混凝土橋梁的病害主要是梁體下?lián)虾烷_裂。而這種病害在剛成橋的檢測和試驗中無法體現(xiàn)，特別是梁體的下?lián)?，在成橋荷載試驗時，橋梁的承載力能夠達到要求

30、，但運營階段，在荷載特別是活載作用下，跨中將持續(xù)下?lián)?。這是由于有效預應力不均勻度過大造成的預應力損失過大，相當于有效預應力大的鋼筋承受了本應該所有預應力筋承受的力，這樣有效預應力大的鋼筋在使用階段逐漸屈服，梁體也隨之下?lián)?。而隨著梁體下?lián)虾烷_裂的不斷發(fā)展，橋梁承載力將嚴重下降，甚至有斷裂的危險。492.預應力施工現(xiàn)狀現(xiàn)今施工技術的不成熟是造成了橋梁病害的主要原因，以下就是目前施工工藝存在的問題。 2.1 同束有效預應力不均勻度過大由于單索受力不均勻性過大，預應力筋張拉過程中常有斷絲或滑絲現(xiàn)象存在，這主要因為單根穿束造成絞線相互纏繞，已纏繞的絞線始終是長短不一致的，不能達到受力均勻，即使多次調(diào)索也

31、無濟于事，由此嚴重影響預應力的有效性和預應力筋的使用壽命，還有可能導致嚴重的工程事故發(fā)生。張拉后即使絞線沒有進入屈服階段，但其錨下預應力經(jīng)過長期的衰減后，在使用階段仍然可能大于其疲勞極限0.65，在汽車等活載作用下將造成絞線的早期疲勞斷裂。（如圖3.2.1）：施工工藝不當導致單索索力不均，引起斷絲、滑絲。50圖3.2.1（滑絲、飛錨）512.2 同斷面有效預應力大小和不均勻度不滿足要求施工過程中由于種種原因，導致張拉控制應力與設計值偏差過大，預應力過大，可能導致預應力筋的破斷，造成結構過大變形或出現(xiàn)裂紋；過小，則預應力度不足，造成結構開裂、下?lián)系取ｎA應力張拉控制一般采用“雙控法”壓力表讀數(shù)和伸

32、長值，預應力的大小主要由普通壓力表控制，嚴格按照規(guī)范的施工工藝進行預應力施工，“雙控法”是可以滿足錨下有效預應力控制精度要求的。但“雙控法”存在人工讀數(shù)的影響、壓力表標定條件與現(xiàn)場施工條件之間的差異等將導致誤差。普通壓力表精度較低，對于大噸位預應力束難于準確控制張拉應力；其次，所用機具的標定混亂：千斤頂、壓力表和油泵應當是一個完整的張拉施力系統(tǒng)，必須結合施工現(xiàn)場整體標定，實際上卻是分割標定只標定千斤頂與壓力表，有的還是動態(tài)標定，其誤差大又違背使用條件，往往導致張拉停頓持荷中張拉力偏大。52張拉完畢后錨固前持荷時間過短，不能保證預應力的充分傳遞，尤其是對于較長的預應力筋，張拉完畢后未及時壓漿可能

33、導致預應力筋在壓漿前銹蝕。另外，采用懸臂法澆筑的連續(xù)剛構橋，預應力管道跨越幾個節(jié)段，預應力鋼束與管道的實際摩擦系數(shù)以及管道偏差系數(shù)k通常比規(guī)范規(guī)定的要大。梁中同斷面束力不均，導致梁體有害變形。如圖3.2.2，穿束工藝不當和管道漏漿，導致絞線無法穿全，整束束力變小。5354552.3 錨具的質量存在問題 根據(jù)國家標準預應力筋錨具、夾具和連接器（GB/T 14370）的要求，預應力筋錨具、夾具和連接器應具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性，能確保充分發(fā)揮預應力筋的強度，安全地實現(xiàn)預應力張拉作業(yè)，同時還應進行靜載錨固性能試驗，用于有抗震要求結構中的錨具、預應力筋錨具組裝件還應滿足循環(huán)次數(shù)

34、為50次的周期荷載試驗。但在進行周期荷載性能試驗時，現(xiàn)行的人工加載試驗設備存在以下缺點： 1） 加載速度不容易控制：GB/T 14370標準中要求的加載速度為100 MPa/min，手動控制試驗設備不易實現(xiàn)。 2）無法實施周期荷載試驗：周期荷載試驗要求在預應力鋼材抗拉強度標準值的40到80之間循環(huán)荷載50次，手動進行這樣的控制幾乎是不可能的。 3）靜載試驗的加載重復精度低：由于是人工手動控制，同組試驗結果可能會有較大差異。562.4 預應力張拉控制存在問題 現(xiàn)行公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ 041）中明確要求：預應力筋的張拉順序應符合設計要求，當設計未規(guī)定時，可采取分批、分階段對稱張拉。由于缺

35、乏有效監(jiān)控手段，對預應力筋張拉的同步性和對稱性至今沒有明確的質量標準；而后張拉預應力束對梁體施加的壓力給先張拉預應力束造成的損失，梁體非對稱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受到曲率的影響，非對稱受力過大必將導致梁體產(chǎn)生過大不利變形。由于受到監(jiān)測手段的限制，橋梁工程預應力束同步張拉一般采用步話機人工控制，其同步精度根本無法保證，施工現(xiàn)場對該問題也沒有足夠的認識和重視，基本上處于感官控制的階段。張拉中停頓時間不充分，使得預應力筋回縮、錨具變形等原因引起的預應力損失十分大，嚴重影響有效預應力的建立。572.5 缺乏檢測驗收的評估手段現(xiàn)行規(guī)范對預應力工程施工

36、中有效預應力控制與檢測，都有十分明確的要求，但僅僅采用雙控法根本無法達到規(guī)范的要求。由于缺乏完整的檢測手段。使用傳感器進行檢測的方法只能被動檢測，不能主動控制，同時精度不高，加之價格因素，無法完全實現(xiàn)。造成混凝土結構中建立的預應力狀況與設計相差較大，使得梁體存在問題而導致其下?lián)虾统霈F(xiàn)裂縫，甚至斷裂等后果。 58四、預應力精細化施工 1.錨具質量控制 預應力精細化施工技術，首先要保證錨具質量，進行必要的試驗驗收。以下列出試驗過程中應測量、觀察的項目和對試驗結果的要求。選取有代表性的若干根預應力鋼材，按施加荷載的前4級，逐級測量其與錨具（夾具、連接器）之間的相對位移a。a應與預應力筋的受力增量成正

37、比；如不成比例，應檢查預應力鋼材是否失錨滑動，否則會出現(xiàn)滑絲事故；選取錨具（夾具、連接器）若干有代表性的零件，按施加荷載的前4級，逐級測量其間的相對位移b。b應與預應力筋的受力增量成比例變化；如不成比例，應檢查相關零件（錨環(huán)、錨板等）是否發(fā)生了塑性變形，否則會出現(xiàn)飛錨事故； 59在預應力筋應力達到0.8時，在持荷1h期間，a、b應保持穩(wěn)定。如繼續(xù)增加、不能穩(wěn)定，表明已失去可靠錨固能力。夾片式錨具的夾片在預應力筋應力達到0.8時不允許出現(xiàn)裂紋和破斷；在滿足規(guī)定的情況下允許出現(xiàn)裂紋和縱向斷裂，不允許橫向、斜向斷裂及碎斷。但對于無粘結筋不允許出現(xiàn)任何裂紋。錨具組裝件的外觀及性能除應符合國家標準預應力

38、筋用錨具、夾具和連接器（GB/T14370）的要求外，對無粘結筋、體外索、斜拉索等預應力錨固系統(tǒng)，其錨具要求十分嚴格。由于終身受力，而且處于低應力狀態(tài)，錨具既要有良好的跟進，又要有防滑防松裝置，同時務必作具有重復精度的周期荷載試驗，完畢后無任何裂紋產(chǎn)生。60由于現(xiàn)行的人工加載試驗設備無法達到周期荷載試驗的要求，可采用預應力錨具和連接器綜合試驗臺（圖4.6.1）。預應力錨具和連接器綜合試驗臺克服了一般的試驗臺架手工加載、人為因素影響大、質量難以控制的缺點。整個試驗過程完全由計算機控制，可實現(xiàn)全過程的有效監(jiān)控，具有高精度、重復精度和操作安全、可靠的特點，能準確、科學地對錨具性能進行檢測和評價。計算

39、機設有人機對話界面，只要輸入試驗要求的參數(shù)，開動泵站，即可進入計算機自動控制，屏幕上清晰顯示試驗過程中的圖像與數(shù)據(jù)（圖4.6.2、圖4.6.3），實現(xiàn)實時跟蹤控制。一旦進入屈服區(qū)或圖像異常，立即報警，提醒操作人員注意避免事故發(fā)生。加載時自動生成周期圖像，具有峰值留存功能。對連接器試驗，可自動定心和調(diào)索。所有試驗均能自動打印實驗結果（含圖像與數(shù)據(jù)），并出具相應的試驗報告。試驗過程中采集的數(shù)據(jù)自動保存，并可任意設定步長、打印數(shù)據(jù)清單。此外，對連接器試驗，可長短臺架并用，使連接的錨具端先獲得定心和調(diào)索，然后再裝擠壓套的絞線，進行另一端調(diào)索，這樣調(diào)索精度高，取消了另一個大千斤頂，試驗可靠、精度高。61

40、圖4.6.1 預應力錨具與連接器綜合試驗臺62圖4.6.2 靜載試驗曲線 63圖4.6.3靜載試驗中絞線、夾片相對錨具的位移變化曲線64圖4.6.4 周期荷載試驗曲線65圖4.6.5 摩阻測試66圖4.6.6 摩阻測試 1 鋼絞線 2 工作錨 3 千斤頂一 4 臺座 5 (單根鋼絞線)磁通量傳感器 6 約束環(huán) 7 被動端傳感器 8 混凝土試件 9 錨墊板 10 工作夾片 12 限位板 13 張拉端傳感器 14 千斤頂二 15 工具錨672. 梳編穿束 2.1 疏編穿束工藝 為了避免單根穿束引起的絞線相互纏繞，導致張拉時絞線受力嚴重不均。我們強調(diào)采用整束穿束系統(tǒng)進行穿束，此工藝已在不少工程中得到

41、應用，對多索、長索效果更加明顯，方法如下：1）對于預制梁等預應力筋束長度較短的構件，用錨具疏順鋼絞線，每隔1米綁扎一次，以使絞線順直、等長，綁扎成束順直不扭轉，以提高其剛度便于穿束，禁止在鋼絞線不順直的情況下綁扎成束。穿束時，應整束穿入，注意前端封頭，以便于導向穿束，穿束時只做平動，切不可轉動或扭動。若遇阻力，可前后拖動（平動），或用牽引。682）對于預應力筋長度較長、整束索數(shù)較多的現(xiàn)澆預應力構件，一般的整束穿束方法操作困難，甚至可能無法完成。此時可采取以下方法（圖4.1）：鋼絞線下料完畢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2030cm，但保留中心一

42、根鋼絲，將中心絲穿入具有與錨具相似位置孔的牽引螺塞后鐓頭（圖4.1.1），鐓頭直徑大于牽引螺塞孔的直徑，以滿足整束穿束時拖動絞線平動的要求。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4.1.2）通過牽引螺塞和螺旋套連接（圖4.1.3），牽引螺塞外徑和螺旋套內(nèi)徑相同，均帶有絲口，擰緊即可，螺旋套另一端由卷揚機上的鋼絲繩牽引。絞線穿束前鋼絞線端頭（包括切割部分）須用膠帶纏繞保護（注意牽引頭纏膠帶以前，應先用卷揚機牽引，使各絞線在鐓頭處長短一致），防止穿束過程中鋼絞線端頭散索。將牽引螺塞與螺旋套連接，螺旋套另一端由卷揚機上的鋼絲繩牽引，穿束時由卷揚機緩慢牽引整束絞線平動完成整束穿束。若受

43、場地限制可利用轉向滑輪，也可增加卷揚機，鋼絞線牽引時應采用錨板邊梳理邊綁扎，綁扎間距宜為1.0m。在穿束過程中，注意只克服預應力筋束與波紋管的摩阻，便于對系統(tǒng)的保護。69圖4.1 疏編穿束示意圖 1.梳束板（或錨具） 2.鋼絞線 3.牽引螺塞 7.綁扎膠帶 13.扎絲70圖4.1.1 整束穿束的牽引套71圖4.1.2 鋼絞線的墩頭 72圖4.1.3 鐓頭后整束鋼絞線及牽引頭73圖4.1.4 牽引頭和牽引套連接后743）對于分節(jié)段施工的連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構橋，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，但也不易過大，防止其在穿束過程中扭轉與其它鋼絞線纏繞。梳束板各孔的間距宜為2mm，并且

44、各孔位應做好對應編號，其位置應與錨具安裝孔位保持一致。梳束時，連接器周邊帶擠壓套的絞線與梳束板之間鋼絞線線形平順，沒有相互纏繞，對已梳理順直的鋼絞線可在遠端進行逐段綁扎。梳束結束后，將綁扎好的整束鋼絞線進行編號再穿束。由于梳束板比錨具輕巧，在預應力筋束較短的構件施工中，使用梳束板更加方便。754）在疏編穿束進行之前，預應力筋管道的安裝一定要符合要求。管道在直線段應平順，在曲線段應圓滑，接頭兩端與被接管交接處必須用密封膠帶或塑料熱縮管封裹，以防接縫處進漿堵塞管道，管道連接處應平順。安裝完畢后，應采取可靠措施，防止水或其他雜物進入管道，特別是在澆筑混凝土時，一定要避免混凝土滲入管道，造成堵塞。施工

45、單位按照疏編穿束工藝進行，在工藝實施過程中，疏束與穿束可分別同時進行，在熟練掌握后不僅不會耽誤工期，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。76梳編穿束實例 疏編穿束不當會嚴重影響各絞線受力的均勻性 777879經(jīng)有效預應力進行檢測控制，采用整束穿束的方法進行施工后，取得了明顯效果，同束索力不均勻度大為改觀，絕不會出現(xiàn)張拉中的斷絲現(xiàn)象，檢測數(shù)據(jù)見下表。 80818283分段張拉錨固的預應力束，由于受到梁段長度的限制，縱向預應力束普遍較短，分段張拉時用連接器接長預應力束，各孔內(nèi)絞線極易纏繞。這就對預應力束的疏、編、穿束工藝提出了更高的要求。根據(jù)我們現(xiàn)場觀測，有些施工單

46、位由于工期緊、施工難度大等原因，預應力束的安裝沒有嚴格按照規(guī)范要求的疏、編、穿束工藝執(zhí)行（見圖4.1.5），故不均勻性嚴重（見表4.1.3）。84圖4.1.5 預應力施工現(xiàn)場 85表4.1.3 有效預應力檢測報告86帶擠壓套的絞線在完成P型錨具（連接器周邊槽）安裝后必須逐根編號，套入錨具進行梳理，錨具各孔位也應做好對應編號，此位置應與錨具安裝孔位保持一致。P錨與梳理錨具之間各絞線線形圓順，不得有纏繞現(xiàn)象發(fā)生。同時應采用扎絲對已梳理順直的絞線逐段綁扎，綁扎間距不宜大于1m。綁扎完畢的絞線方可依次安裝罩殼、緊箍環(huán)和波紋管。為慎重起見，在預應力張拉前還應采用單索張拉千斤頂對各索預應力筋逐根預緊，預緊

47、力為0.15con。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)問題、進行整改，精細化施工工藝，采取上述工藝進行整束穿束后，預應力施工質量有了明顯的改觀，同束索力不均勻度完全合格（見表4.1.4） 87表4.1.4 有效預應力檢測報告883.預應力張拉施工3.1 張拉準備 張拉前混凝土幾何尺寸必須符合設計要求，錨墊板下混凝土密實、無蜂窩及其它明顯缺陷?；炷翉姸?、齡期必須符合設計要求。張拉時錨墊板下混凝土若有蜂窩及其它缺陷，應在拆模后立即進行處理，待處理完畢后方可張拉。這樣做的原因是：張拉時，錨墊板下混凝土承受很大的壓應力，如果其質量不滿足要求，會造成張拉時發(fā)生意外。 89張拉前對儀器進行標定。成套（千斤頂、油壓表系統(tǒng)與張拉儀

48、）同時標定（至少保證同規(guī)格型號千斤頂系統(tǒng)有一組與張拉儀同步標定），能提高其讀表精度，使傳統(tǒng)的雙控法進一步發(fā)揮良好的作用。在檢測控制中，逐步讓施工人員適應準確定位精讀油壓表數(shù)，提高張拉力的控制精度。施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并應定期維護和校驗。千斤頂與壓力表應配套校驗，以確定張拉力與壓力表之間的關系曲線，校驗應在經(jīng)主管部門授權的法定計量技術機構定期進行。千斤頂、油壓表系統(tǒng)與張拉儀應成套同時標定，至少保證同規(guī)格型號千斤頂系統(tǒng)有一組與張拉儀同步標定。壓力表與壓力電阻變送器油壓傳感器，輸出Mpa與電壓。張拉機具設備應與錨具配套使用，并應在進場時進行檢查和校驗。對長期不使用的張拉

49、機具設備，應在使用前進行全面校驗。標定張拉設備用的試驗機或測力計精度，不得低于2%。壓力表的精度不宜低于1.5級，最大量程不宜小于設備額定張拉力的1.3倍。標定時千斤頂活塞的運行方向，應與實際張拉工作狀態(tài)一致。90使用期間的校驗期限應視機具設備的情況確定，當千斤頂使用超過6個月或200次或在使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或檢修以后應重新校驗。彈簧測力計（油壓表）的校驗期限不宜超過2個月。當發(fā)生下列情況之一時，應對張拉設備重新標定：1）千斤頂經(jīng)過拆卸修理；2）千斤頂久置后重新使用；3）壓力表受過碰撞或出現(xiàn)失靈現(xiàn)象；4）更換壓力表；5）張拉中預應力筋發(fā)生多根破斷事故或張拉伸長值誤差較大。 91千斤頂、壓

50、力表和油泵應當是一個完整的張拉施力系統(tǒng)，千斤頂顯示張拉力值，油壓表顯示兆帕數(shù)，兩者的相互轉換與油缸本身性質（如張拉油缸面積）相關，因此必須結合施工現(xiàn)場整體靜態(tài)標定，實際上在許多施工現(xiàn)場卻是分割標定只標定千斤頂與壓力表，有的還是動態(tài)標定，其誤差大又違背使用條件，往往導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狀態(tài)下表現(xiàn)強烈，影響大，在標定時應盡量滿量程標定（至少80%）以上，以減少摩阻的影響。一般情況下，千斤頂?shù)膬?nèi)泄漏不允許過大，內(nèi)泄漏過大使千斤頂無法保壓，也無法靜態(tài)標定，不能進行張拉中的持荷保壓，將導致張拉失控。 92油壓傳感器是電子元件，其精度很高，能夠達到3。在標定過程中，油壓傳

51、感器有校正作用，在其使用后期，可以對油壓表讀數(shù)進行多次校核，而無須將油壓表送檢測中心校核。油壓傳感器自身精度必須達到0.5級。由于油壓傳感器只能顯示電壓值，只有在使用中配套二次儀表，與張拉力系統(tǒng)（千斤頂、油壓表）配套標定方可顯示張拉力值。油壓傳感器標定時，應使用20%以上的量程標定，過小（小于10%FS）會導致誤差增大。無論何種測力裝置在小于滿量程10%后，其精度往往較差。油壓傳感器由于自身精度高，未與千斤頂配套標定顯示張拉力值時，也可使用，但精度受到影響：油壓傳感器自身標定時，只顯示油壓與電壓關系，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差

52、。在小量程（小于10%FS），誤差太大；在50%FS時情況大大好轉，可以使用，不過最好與千斤頂壓力表共同標定一次，還可對張拉系統(tǒng)作長期標定控制。933.2 張拉施工工藝 預應力筋的張拉，應采取多頂同步分級張拉工藝，使梁在施加預應力的過程中受力均勻、對稱且同步。施加預應力后，各束受力不均勻度高，不會發(fā)生像傳統(tǒng)逐束張拉時，梁體受到偏心力矩發(fā)生彎曲扭轉，施加預應力過程中對稱、同步，受力均勻，不產(chǎn)生有害變形。張拉施工時，各張拉機具應在保壓持荷均達到穩(wěn)定后同步放張。為排除混凝土的彈性壓縮不均、預應力筋回縮及錨具變形不均等對張拉后有效預應力的影響而產(chǎn)生同斷面有效預應力不均勻，采用設計規(guī)定的分級張拉程序，盡

53、量消除各束預應力損失不均帶來的有效預應力偏差。必要時可測出全斷面的錨下有效預應力，求出張拉順序影響系數(shù)，校正張拉應力，以消除先后張拉影響。 94張拉應力為張拉控制應力與錨圈口摩阻損失之和，其值必須小于預應力筋的屈服極限，此時預應力筋處于彈性狀態(tài)，經(jīng)多次張拉后能夠恢復到初始狀態(tài)。鋼絲、鋼絞線無屈服臺階的預應力筋在張拉時，應考慮對預應力筋進行超張拉。對于豎向束等短束，主要根據(jù)由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮造成的預應力損失情況來調(diào)整張拉應力，必要時采用低回縮值錨具；對于長束、環(huán)形束，主要根據(jù)摩阻損失情況來調(diào)整張拉應力。確定張拉應力時必須考慮預應力筋束有效預應力的不均勻度，最大張拉應力不允許超過其屈服

54、強度的0.94倍。 95對于端部設有錨圈（有錨圈口摩阻損失的錨具）的錨具，張拉控制應力小于張拉應力；對于端部不設錨圈（無錨圈口摩阻損失的錨具）的錨具，張拉控制應力等于張拉應力。端部設有錨圈的錨具，張拉時，張拉應力最大值一般不得超過0.8，端部不設錨圈的錨具，張拉應力一般不得超過0.75。也就是說梁的張拉應力一般不應超過0.8，梁的張拉控制應力一般不得超過0.75。明確張拉控制應力與錨下有效預應力的區(qū)別，張拉控制應力是張拉時對預應力筋錨下所施加的最大應力值，而錨下有效預應力是錨固后張拉控制應力扣除了各種因素的預應力損失（此時主要是絞線回縮和梁體壓縮）。至于經(jīng)長期衰減、徐變后的錨下有效預應力，對無

55、粘結筋即為沿程有效預應力，對有粘結筋則仍為錨下永存拉應力。96梁的豎向預應力筋（精軋螺紋鋼筋）可反復張拉到控制應力，以盡可能消除構件間的非彈性變形，然后按正常張拉程序張拉錨固后測伸長和錨固；也可采用先張拉、錨固，在壓漿前再次重新張拉、錨固的方法張拉。這種方法比較復雜，施工較為繁瑣。建議采用低松弛鋼絞線并實施單根超張拉，張拉應力可相應提高，取0.85，必要時宜采用承壓式低回縮值錨具，張拉時應保證持荷時間，使應力充分傳遞。這種方法較為簡便，能盡可能消除梁體錨具變形，有利于有效預應力的建立，有利于反拱度。973.3 斷絲處理 引起斷絲的原因有： 預應力筋整束不均勻度過大，部分絞線應力大于其極限強度；

56、 鋼絞線本身質量有問題； 千斤頂重復多次使用，導致張拉力不準確，應重新標定千斤頂。 錨具存在質量問題。 98張拉過程中不允許出現(xiàn)斷絲，若出現(xiàn)斷絲情況，可能因為絞線受力不均勻度過大或錨具、絞線存在質量問題。若因為錨具或絞線質量不合格而出現(xiàn)斷絲情況，必須更換錨具或絞線。預應力工程施工中，如果在疏束、編束、穿束時遵守嚴格的施工工藝進行施工，那么是能夠保證各筋張拉后的受力均勻性的，只要堅持嚴謹?shù)氖┕し椒?，均勻度完全可以達到要求，并且張拉中同一斷面1%的斷絲是完全可以避免的。如出現(xiàn)斷絲情況，必須查明原因，杜絕因為錨具、鋼絞線不合格而出現(xiàn)斷絲情況。若由同束絞線受力不均而引起的斷絲，說明梳、編、穿束工藝大有

57、問題，張拉后同束中各根預應力筋有效預應力嚴重不均，其它各束絞線中受力大的有的已處于屈服階段，達到極高的應力值，經(jīng)衰減后仍然大于其疲勞強度（0.65），在使用階段中汽車等活載作用下將導致絞線早期疲勞斷裂，造成梁體下?lián)仙踔翑嗔眩@在連續(xù)剛構橋中尤為明顯。因此，若因張拉力過大或同束索力不均勻度過大而導致斷絲，必須更換，同時對所有束進行檢測，必要時退錨，重新疏束。993.4 停頓（持荷）時間 持荷時間為油泵開啟、油壓表讀數(shù)穩(wěn)定后的穩(wěn)壓時間，不得少于5分鐘。一般來說，從張拉至張拉控制應力到油壓表讀數(shù)穩(wěn)定一般要58min（與梁的長短、預應力筋布局、張拉方式有關）。所以一般40mT梁兩端張拉時停頓時間取5分

58、鐘，40100m取7分鐘，100200m取8到10分鐘。以保證有效預應力充分傳遞，對梁體反拱也有很大好處。同時，充分的持荷時間可以部分抵消由于梁體和錨具變形，接縫壓縮等所造成的預應力損失。根據(jù)我們對40m長度T梁的試驗結果，張拉完畢持荷2min后錨固，梁體反拱為0.91.1cm，持荷5min后錨固，梁體反拱為1.61.8cm。 1003.5 張拉控制 在預應力張拉過程中，張拉過程控制包括：單束鋼絞線兩端張拉同步性、多束鋼絞線對稱張拉同步性、張拉停頓點同步性。對張拉過程進行控制，能及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，完善施工工藝和方法。張拉直接影響有效預應力大小和同斷面的不均勻度，其控制頻數(shù)：一般橋梁不宜

59、少于10%；對于連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋等重要橋梁應加大控制頻數(shù)（20%），確保張拉操作人員的工作和張拉器材的使用達到良好的效果。101梁體中有效預應力同斷面大小和不均勻度，對其預應力度、受力、變形、反拱度等均有很大影響。一般要求對梁體同一斷面中有效預應力偏差控制在2%的范圍內(nèi)，由于各束預應力筋的鋼絞線根數(shù)未必一樣，可采用同一斷面中各束單根絞線錨下有效預應力平均值的不均勻度來反映張拉施工的控制水平。實踐證明，現(xiàn)場施工條件既可以達到上述要求，又能保證張拉應力的穩(wěn)定性與精確性。張拉跟蹤控制需保持張拉過程中兩端的同步性，傳統(tǒng)方法是在張拉時，梁體兩端操作人員通過步話機聯(lián)系，相互報告張拉值、伸長值的數(shù)據(jù)。由

60、于兩端張拉同步性要求高，在張拉過程中，應增加停頓次數(shù)。加載到張拉控制應力應保證其精度和足夠的持荷時間，再緩緩同步放張錨固。但數(shù)據(jù)記錄、表報處理費時費事。102現(xiàn)有數(shù)顯式張拉控制系統(tǒng)能對張拉過程中的壓力和位移進行實時檢測，指導張拉。張拉控制儀的數(shù)顯控制箱，可與油壓傳感器和位移傳感器連接并接受其信號，進行數(shù)字化顯示，同時還可以連接計算機，并將其存儲的壓力和位移數(shù)據(jù)作為張拉結果打印。此外，張拉控制儀相互之間可以進行無線通信，分別將該儀器安裝在梁體的兩端進行張拉時，可將其伸長值、張拉值進行數(shù)據(jù)互相傳輸并顯示，避免了油粘度、摩阻、內(nèi)泄漏、人為讀數(shù)等的影響。103圖4.3.1 張拉測試儀的安裝104圖4.