橋梁工程體外索預(yù)應(yīng)力不均勻度控制措施在施工中的應(yīng)用

摘 要：由于國內(nèi)預(yù)應(yīng)力橋梁在施工以及檢測等方面規(guī)范化程度不足，無論是新建橋梁或者舊橋加固在建設(shè)完成后，依然存在許多不可控的相關(guān)病變。以瀘州長江二橋為例，簡單介紹在橋梁工程中體外索預(yù)應(yīng)力不均勻度控制方法的應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：有效預(yù)應(yīng)力；同束不均勻度；同斷面不均勻度

Abstract： Due to the lack of the standardization in the construction and the testing of the domestic prestressed bridge， there were still many uncontrollable diseases no matter whether it is a new bridge or a old bridge after reinforcement， so The LuZhou 2nd Yangtze River Bridge was taken to intoduce the application of the control method of external cable prestress unevenness in bridge engineering.

Key words： virtual prestressing force； unevenness of the same bunch； unevenness of the some section

引言

近年來通過對部分大橋的運(yùn)營觀測和檢查，發(fā)現(xiàn)數(shù)量眾多的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋，由于在施工工藝和施工控制上存在不足，導(dǎo)致這些橋梁在投入運(yùn)營幾年后，普遍暴露出預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿或漏壓漿、后期預(yù)應(yīng)力損失偏大，主梁跨中下?lián)线^大、梁體斜向和縱橫向開裂等危及橋梁正常使用與耐久性的缺陷與病害。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查表明，造成以上結(jié)果的主要原因是在預(yù)應(yīng)力筋制作與安裝、預(yù)應(yīng)力筋張拉等關(guān)鍵環(huán)節(jié)存在較多漏洞和疏忽，加之現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量檢測控制手段不夠嚴(yán)謹(jǐn)，難于控制預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，在預(yù)應(yīng)力大小與均勻性上都達(dá)不到設(shè)計要求。

1 梳編穿束與體外懸浮張拉

1.1 梳編穿束

有效預(yù)應(yīng)力的同束不均勻度主要受預(yù)應(yīng)力筋的梳編穿束質(zhì)量影響，本次預(yù)應(yīng)力施工采用人工導(dǎo)引、單根鋼絞線穿索的施工工藝（見圖1）。

每根鋼絞線穿索前都要進(jìn)行編號，按設(shè)計要求進(jìn)行施工。鋼絞線在穿過分絲板、束梳器時均按設(shè)計孔位布置，一一對應(yīng)穿索，不得隨意調(diào)換編號，避免發(fā)生交叉現(xiàn)象，鋼絞線穿索按照從下往上的順序，依次穿索，如圖2所示：

1.2 體外懸浮張拉

本工程的張拉方式采用懸浮張拉方式，即在整個張拉過程中，工作夾片不工作，多次倒頂與張拉皆由帶有雙工具夾片中的錨固夾片與張拉夾片完成。張拉到位后，再頂推工作夾片予以錨固，確保夾片咬破環(huán)氧層，并嚙入其金屬母材的有效深度，以確保終生受力的可靠性與穩(wěn)定性。懸浮式張拉裝置主要包括前卡式千斤頂、限位板、工具夾片、工具錨、手動頂推套、反力架和工作錨具等部分。

為進(jìn)一步控制同束不均勻度，張拉方法為預(yù)應(yīng)力等值衰減張拉法。按設(shè)計要求，首先對第一對束，實施懸浮式單根對稱張拉，第一根鋼絞線安裝上高精度專用傳感器（精度1%FS）及其配套工裝，根據(jù)設(shè)計張拉控制應(yīng)力，單根鋼絞線張拉力為151.5KN，參照相關(guān)計算與經(jīng)驗確定其最終張拉控制應(yīng)力進(jìn)行張拉工作，測力傳感器準(zhǔn)確顯示張拉力值，當(dāng)持荷頂推夾片強(qiáng)制錨固時，其傳感器力值不得變化，確保頂推的準(zhǔn)確性。張拉第二根時，隨著張拉時間的推進(jìn)，傳感器上的力值會有所衰減，當(dāng)衰減的數(shù)值接近至等于第一根鋼絞線的數(shù)值時，對第二根鋼絞線進(jìn)行等值保壓，完成該根鋼絞線的張拉工作。張拉第三根時，也是依據(jù)測力傳感器的顯示力值與其張拉力值等同時實行保壓工作，完成張拉工序。

按上述方法，始終以測力傳感器的數(shù)值為基準(zhǔn)，卸下傳感器，實際最后的張拉力值為傳感器最終的顯示力值，進(jìn)行持荷強(qiáng)制錨固，完成整束25根鋼絞線的全部張拉并全程記錄下張拉力值數(shù)據(jù)以備查驗。

通過第一組的張拉過程及微調(diào)數(shù)據(jù)，就能夠確定該橋體外索鋼束的張拉時每根索的補(bǔ)償應(yīng)力，為后續(xù)張拉提供有效數(shù)值，并提高張拉速度，保證質(zhì)量。

2 張拉跟蹤控制

有效預(yù)應(yīng)力同斷面不均勻度主要受張拉過程控制。如果同斷面不均勻度過大，會造成構(gòu)件同斷面各筋束預(yù)應(yīng)力或索力左右不相等，構(gòu)件可能發(fā)生橫向撓曲、扭轉(zhuǎn)等不利變形，使梁體出現(xiàn)裂紋。有些裂紋不會立即表現(xiàn)出來，但在長期運(yùn)營中，也會產(chǎn)生潛在裂紋，危及橋梁使用安全。

單索懸浮張拉應(yīng)特別注意對稱同步張拉，本工程應(yīng)用了張拉跟蹤控制儀確保其同步精度達(dá)到±2%，使用前對每臺張拉跟蹤儀配一個千斤頂進(jìn)行配套標(biāo)定。采用八臺單孔張拉千斤頂（最大張拉力30t）兩端對稱兩側(cè)同步張拉（見圖5），通過張拉跟蹤控制儀的無線傳輸系統(tǒng)，完成同步張拉跟蹤控制。

表1所示梁號為邊跨，孔號Z6-11的同步張拉跟蹤控制表。

從表1以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)來看，運(yùn)用張拉跟蹤控制儀進(jìn)行控制后，確保了張拉過程同步精度達(dá)到±2%，張拉控制應(yīng)力精度達(dá)到±1.5%。

3 有效預(yù)應(yīng)力檢測

張拉錨固后，為驗證張拉工藝的正確性，進(jìn)行了錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測，在一束中抽檢首拉、中拉、后拉的三根絞線錨下有效預(yù)應(yīng)力。若相對誤差和平均值均符合設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)要求，即可將此數(shù)據(jù)推廣應(yīng)用。此組數(shù)據(jù)，可作為同束界各束張拉的依據(jù)，若檢測結(jié)果超標(biāo)則分析原因（重點查看張拉控制數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性），重新調(diào)整至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

主梁結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力索力測試結(jié)果如下表2所示，其中設(shè)計單索有效預(yù)應(yīng)力為168～188kN（144～159kN），設(shè)計整束有效預(yù)應(yīng)力為504～564kN（432～477kN）。測試結(jié)果如下：

表2所示各束同束不均勻度實測值表明疏束編束穿束質(zhì)量良好，同束索力平均值表明同束索力平均值不均勻度較好。同斷面不均勻度：1.6%，質(zhì)量評價：良好。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)瀘州長江二橋加固施工實例，通過改善施工工藝對橋梁錨下有效預(yù)應(yīng)力同束不均勻度與同斷面不均勻度進(jìn)行優(yōu)化控制。從檢測結(jié)果來看，同束不均勻度控制在5%以內(nèi)，束力的大小誤差不超過5%。

梳編穿束和體外懸浮張拉工藝對于預(yù)應(yīng)力筋同束不均勻度的控制是十分有效的，特別是單根張拉跟蹤控制所采用的預(yù)應(yīng)力等值衰減法是成功而有效的，對舊橋加固體外索施工具有重大意義，尤其是在受到施工場地限制時，充分顯示了其靈活性和優(yōu)越性。

兩端采用對稱兩側(cè)同步張拉，并運(yùn)用張拉跟蹤控制儀確保其較高的同步精度可保證預(yù)應(yīng)力同斷面不均勻度達(dá)到良好。

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作者簡介：董彌 （1991-），男，漢族，四川樂山市人，研究生，專業(yè)碩士在讀，單位：重慶交通大學(xué)建筑與土木工程專業(yè)，研究方向：橋梁工程。