桥梁预应力施工隐患分析与精细化施工2_精品文档.ppt

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1使用时，给张拉千斤顶的进油口配上三通接头，其中两个接头分别连接油压传感器和位移传感器，并将油压传感器和位移传感器的另一端连接到数显式张拉控制仪上，即可对张拉过程中的压力和位移进行实时检测。

需要打印张拉数据时，可把数显式张拉控制仪连接到计算机及打印设备打印即可，同时还能进行摩阻的动态测试（含锚口、锚垫板、管道摩阻）。

施工中利用数显式张拉控制仪对张拉进行控制，可更准确地进行两端同步张拉（如图4.3.5所示）。

位于梁体两端的数显式张拉控制仪可同时显示本机和对方的数据，并根据对方当前的张拉力值，及时做出调整，可以更准确地进行两端同步张拉，而且仪器自动记录了所有张拉数据，可根据需要打印出来。

2图图4.3.5数显张拉控制仪检测示意图

（一）数显张拉控制仪检测示意图

（一）3数显张拉控制仪检测示意图

（二）数显张拉控制仪检测示意图

（二）4图图4.3.6数显张拉控制仪的标定数显张拉控制仪的标定567图图4.3.7工人利用数显张拉控制仪进行监控工人利用数显张拉控制仪进行监控8图图4.3.8千斤顶、传感器、三通接头千斤顶、传感器、三通接头94.3.6张拉控制实例：

过程控制、停顿控制、两端对称控制张拉控制实例：

过程控制、停顿控制、两端对称控制在预应力张拉过程中要保证四个同步：

单束钢绞线两端张拉同步性、多束钢绞线对称张拉同步性、张拉过程同步性、张拉停顿点同步性。

单束钢绞线两端张拉同步性是保证有效预应力在钢绞线内的合理均衡分布；多束钢绞线对称张拉同步性是避免使梁体不因受到偏心力矩作用而发生弯曲扭转和侧弯，不在锚下等部位产生过大的附加内力而变形，也可以防止先张拉的预应力筋束的应力受后张拉预应力筋束应力的影响；张拉过程同步性，特别是在50%以后至最终张拉力值的控制，这时张拉不同步的影响将大；张拉停顿点同步性是比较各个停顿点各顶张拉力的同步性，根据停顿点持荷时波峰波谷的差值，能发现千斤顶是否存在内泄漏。

下面是应用新施工工艺与设备进行的张拉施工控制。

如图4.3.8、表4.3.1某桥某梁段的张拉跟踪控制：

其持荷时间充分，超过了6min，最终两端张拉力为4296kN与4295kN，同步精度高且与设计张拉力4296.6kN偏差小：

同步性最大偏差为1.80%，在规定的2%范围内；最终张拉应力最大偏差为0.04%，在规定的1.5%范围内。

同理如图4.3.9、表4.3.2为另一梁段的张拉跟踪控制结果：

101112如图4.3.10、表4.3.3、表4.3.4某桥斜拉索某节段张拉跟踪控制：

张拉过程中，其持荷时间充分，超过了5min，最终张拉力为5500kN，张拉同步精度高且与设计张拉力5500kN偏差小：

四顶同步性最大偏差为3.15%，对称同步最大偏差为2.73%，在规定的2%范围内；对称两顶最终张拉力大小偏差最大为0.31%，在规定的1%范围内。

1314154.4短束及其处理短束及其处理4.4.1连续刚构桥竖向索预应力施工控制连续刚构桥竖向索预应力施工控制桥梁结构中，竖向预应力和纵向预应力两者结合来控制腹板的剪应力和主拉应力。

理论分析及实践经验表明，如果竖向预应力钢筋不能充分发挥作用，桥梁腹板的主拉应力就将超过规范规定的限值，有可能出现斜裂缝。

如果施工质量控制不当，使箱梁腹板产生裂缝，对桥梁的刚度和耐久性将产生不利影响，最终影响桥梁的使用寿命。

竖向预应力筋很短，张拉过程中拉伸值较小，施工单位用尺测量其伸长值，难免产生误差，同时锚固时会产生预应力损失。

对于短束因锚具回缩、接缝压缩等原因造成的预应力损失十分明显。

竖向预应力筋比较短，与纵向预应力筋相比达到相同的应力水平，其弹性变形要小得多，所以有必要对施工中竖向预应力进行检测控制，发现其存在的规律，以准确建立竖向有效预应力值。

16为保证竖向索锚固后有效预应力达到设计要求，有必要对其进行严格的控制，严格执行疏束、编束、整束穿束工艺，张拉前进行调索，保证绞线受力均匀度，以确保在进行超张拉时，各筋束不会进入屈服阶段甚至出现断丝情况，对于较短的竖向束，可考虑采用专用锚杯，使之支撑在可调节的螺杆上，减小绞线回缩对有效预应力的影响。

进行超张拉时，必须保证锚下混凝土的密实度，螺旋筋与锚具配套，配筋密度符合设计要求，以避免混凝土表面出现下陷和裂缝等不良现象，如出现上述现象，施工单位无权擅自处理，必须上报，决不允许在未处理完毕前进行压浆。

17图图4.4.1桥竖向索预应力施工控制桥竖向索预应力施工控制18图图4.4.2检测设备检测设备194.4.2连续连续T梁、箱梁桥现浇连续段预应力施工控制梁、箱梁桥现浇连续段预应力施工控制对于先简支后连续的T梁、箱梁，由于其现浇段预应力钢束很短：

一般为712m。

从布束上看，预应力钢束较为平直，故摩阻不大，现普遍采用两端张拉，预应力损失甚为严重：

按一般锚具、限位板与钢绞线的匹配关系，从现行规范要求，张拉锚固后其回缩值为6mm，若张拉控制应力为0.75，对应张拉力为195KN，锚固后锚下有效预应力为170190KN，通过损失折减计算，712m的预应力索张拉锚固后全部不合格（均偏小）。

计及锚具压缩变形，严重影响了有效预应力的建立。

以下为我们对先简支后连续梁的预应力检测结果，测得的有效预应力值普遍偏小（见表4.4.1）。

因此，建议对现行预应力施工状况进行检测。

在此基础上，开展对其摩阻损失检测，实施单端张拉，并确定超张拉系数。

此外，尚可采用低回缩值锚具（价格略高，需采用专用张拉工装），从而确保有效预应力达到设计要求。

20图图4.4.3工作人员利用检测设备进行有效预应力工作人员利用检测设备进行有效预应力检测检测21图图4.4.4组合装置测试图组合装置测试图22表表4.4.1有效预应力检测报告有效预应力检测报告23244.4.3环形束预应力施工控制环形束预应力施工控制对于环形束（如斜拉桥索塔的环形束），其曲率较大，摩阻损失很明显，为了解预应力分布状态，确保有效预应力的准确建立，应进行摩阻测试和张拉跟踪控制，并加大有效预应力检测力度，以便采取相应的工艺控制措施（超张拉或采取低回缩值锚具等）。

254.5连续刚构合龙段施工控制连续刚构合龙段施工控制对连续刚构桥的跨中合龙段，其主梁高度小，刚度低，预应力索数少，多为贯穿性长束，有效预应力大小对合龙段受力状况有很大影响，同时影响成桥线形。

因此合龙前后必须对预应力施工进行全面的检测控制，以确保预应力施工质量，避免早期下挠。

有效预应力的大小和不均匀度将影响整个桥梁的预拱度，尤其对全预应力混凝土梁体的预应力度=Mo/Ms1,消压弯矩Mo始终大大地超过结构自重引起的弯矩Ms。

对部分预应力混凝土桥梁，尤其是允许开裂的B类部分预应力混凝土桥梁而言，梁体设置的预拱度大为减少，但桥梁活载比例较大时，随时间增长梁体逐渐向下挠曲，因此对预应力要更加严格控制，防止其失效。

预应力的失效将导致桥梁挠度偏大，桥梁结构容易损坏，近年来有不少刚建成通车的桥梁不久就出现严重的裂缝，不得不进行大规模的加固维修（如在垂直裂缝方向贴钢板条），造成的危害不仅仅是花费高昂的维修加固费，在安全营运、养护管理等各方面也都留下隐患。

26对预应力混凝土连续刚构桥，合龙时预应力检测及线形控制的意义重大，如果预应力施工不当，则很容易导致梁体的不利变形。

主梁在浇筑施工中随着节段的增加，悬臂加长，预应力筋束影响愈大，对有效预应力大小及各绞线受力均匀性要求也越来越高。

在每个施工阶段，应对单根、整束预应力筋的有效预应力大小及均匀度进行检测，以保证预应力值符合设计及规范要求。

如果预应力控制不当，易造成合龙上的困难和梁体出现裂缝等一系列问题。

27图图4.5.1合龙段有效预应力检测设备合龙段有效预应力检测设备28图图4.5.2合龙段有效预应力检测现场合龙段有效预应力检测现场29图图4.5.3合龙段张拉现场合龙段张拉现场30图图4.5.4工作人员正在设置数显拉控制仪工作人员正在设置数显拉控制仪31324.6有效预应力检测控制与智能化系统（该技术已获国有效预应力检测控制与智能化系统（该技术已获国家专利）家专利）4.6.1有效预应力检测有效预应力检测公路桥涵施工技术规范JTGF50（征求意见稿）规定无粘结筋张拉锚固后有效预应力大小偏差为5%。

对于不均匀度允许偏差，按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004的规定，张拉应力最大值为0.80，其对应屈服强度为0.85，留有5%考虑各单根绞线受力不均匀度，为了留有余地，本规程用4%考虑不均匀度，相对80%而言也正好为5%。

因此同束有效预应力的大小和不均匀度允许偏差为5%。

33检测以抽检为主，检测频数一般不少于10%，但对重要部位，还应加大检测频数。

预应力张拉施工前进行规程学习，张拉开始时要加大检测力度，取检测总量的40%，边检测边指导，待质量稳定后，以总量的50%进行长期抽检，最后10%在张拉结束前检测。

这样通过检测，保证工艺的全面贯彻，同时也是控制施工结果的有力手段，达到全面控制的目的。

我们在长期检测中发现：

开始时各束有效预应力同断面不均匀度、各绞线有效预应力同束不均匀度都比较大，经过一段时间的检测控制后有明显的改观，但有时也出现很大的反复（如图4.6.1、4.6.2、4.6.3、4.6.4），这说明严谨的施工工艺的全面掌握需要一个过程。

因此，为有效控制预应力张拉施工质量，检测频数最小不宜少于10%，对于难度较大、要求较高的重要桥梁预应力施工，应适当提高检测频数（15%20%），同时加强技术指导和监督，将严格的施工工艺贯彻和保持下去，形成良好施工作风。

实践证明，此检测频数是必要的，也是可行的。

34图图4.6.1实测有效预应力同束不均匀度走势图实测有效预应力同束不均匀度走势图35图图4.6.2实测有效预应力同束不均匀度走势图实测有效预应力同束不均匀度走势图36图图4.6.3实测有效预应力同断面不均匀度走势图实测有效预应力同断面不均匀度走势图37图图4.6.4实测有效预应力同断面不均匀度走势图实测有效预应力同断面不均匀度走势图38对连续梁桥，由于按节段挂篮施工，采用连接器，每一节段短，连接器由周边P型锚进入中心锚具，绞线易打绞，必须严格梳编穿束，否则不均匀度偏差十分严重，故应加大检测频数：

不得小于20%。

对连续刚构桥的跨中节段，合龙前后必须实行全面的检测。

合龙段筋束长、贯穿节段多，加之每束绞线根数多，易发生相互缠绕而导致有效预应力不均。

为确保合龙段预应力施工质量，必须加大对边、中跨合龙段的检测控制力度，其频数不得小于20%，同时进行摩阻和回缩测试，并控制限位板尺寸。

对体外筋、环形筋、无粘结筋、竖向筋和负弯矩段筋，由于有效预应力建立困难，影响大，其检测频数不得小于15%。

同束有效预应力检测的传统方法是在钢绞线上贴应变片，但其可靠性差、精度低，并受贴片水平影响。

也可采用割断钢绞线安装力传感器进行测试，但存在价格、安装、安全等问题。

对整束有效预应力检测，传统方法是于锚下埋设空心式传感器来检测同断面有效预应力。

目前普遍采用钢弦式压力传感器，但对安装要求高，否则测试误差很大。

39现有新型张拉控制仪器预应力张拉锚固自动控制综合测试仪，它利用锚固体系弹模效应和最小应力跟踪原理，能准确测出单根和整束预应力筋的锚下有效预应力（精度达到1%FS），该仪器在现有传统张拉器具的基础上，将计算机技术和测试技术结合，充分利用计算机资源实现普通测试仪器不能实现的大容量、复杂处理分析、数据管理、通讯及显示直观、易于升级的能力。

该仪器采用计算机自动控制，对油泵进行了自动化设计，对千斤顶进行了适用性改进，并进行了自动控制系统软硬件开发和系统集成优化。

它由液压泵站系统、千斤顶系统、计算机控制系统组成，如图4.6.5所示：

40图图4.6.5预应力张拉锚固自动控制综合测试仪预应力张拉锚固自动控制综合测试仪原理图原理图41它能精确测出预应力筋锚下有效预应力。

当千斤顶带动绞线与夹片沿轴线移动0.5mm时，按弹模效应与最小应力跟踪原理，即测出锚下有效预应力值。

对于单根钢绞线有效预应力值超过设计大小的，不能进行放张，如果数量超过整束的40%，则此