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桥梁有效预应力测试控制技术指南xx大学xx工程研究中心xx工程技术有限公司xxI 桥梁有效预应力测试控制技术指南前言由于桥梁预应力施工的失控，导致了不少病害的发生，尤其是连续刚构桥的下挠和腹板裂纹，以及先简支后连续负弯矩段预应力未能很好的控制，使其出现顶部裂缝。斜拉索预应力施工的失控，也带来很多不良影响。针对上述问题，我们经过多年的研究与工程施工控制实践，开发了有效预应力检测控制系统，并进行了长期的检测控制工作，取得了显著效果，同时配备检测控制评估智能化系统，可根据需要查询各有效预应力大小、不均匀度的检测综合报告，便于实时了解和监控预应力施工质量。为进一步在桥梁施工中得到广泛的推广应用，特编制了桥梁有效预应力测试技术指南。预应力对桥梁的重大意义可从下图分析中得知：预应力简支梁跨中截面荷载位移曲线目录一 常见桥梁病害实例11. 连续刚构桥病害12. 一般预应力桥梁病害23. 桥梁垮塌实例2二 检测控制内容101. 有效预应力量化指标102. 有效预应力的控制范围103. 摩阻测试154. 张拉锚固后有效预应力的沿程分布165. 张拉跟踪控制实例20三 工艺控制方法211. 整束穿束212. 断丝处理303. 停顿（持荷）时间314. 短束及其处理315. 连续刚构与斜拉索桥合拢段施工控制366. 锚具质量控制42四 配套设备431. 预应力张拉锚固自动控制综合测试仪432. 数显式张拉控制仪443. 预应力锚具和连接器综合试验台464. 有效预应力施工控制检测验收评估的人工智能化系统4852一 常见桥梁病害实例1. 连续刚构桥病害连续刚构桥是一种超静定结构，具有跨越能力强，整体刚度大，行车舒适等特点。一般的连续刚构桥梁按A类预应力混凝土构件设计，即在正常施工和使用阶段不出现裂缝。但由于连续刚构桥一般跨径较大，导致预应力体系复杂，张拉吨位大，结构受力复杂等问题，近年来，一些连续刚构桥在施工和运营过程中，桥梁结构出现了诸多病害，主要表现为：1) 梁体下挠，尤其跨中挠度过大。全预应力构件，预应力效应的作用是比较大的，根据分析，150m的全预应力连续箱梁，预应力对挠度的效应是7cm。如果施工不当，那么在荷载作用下，尤其在活载作用下，对挠度的影响将更大。据统计：广东南海金沙大桥（66m+120m+66m）通车6年，跨中下挠22.2cm；黄石大桥（162.5m+3240m+162.5m）通车7年，跨中最大下挠达30.5cm，为主跨径的1/787，大于规范允许的1/2000。连续刚构桥后期的持续挠度过大使跨中主梁下凹，破坏桥面铺装层，影响桥梁的使用寿命及行车舒适，甚至危及桥梁结构的安全。2) 箱梁裂缝：如顶板开裂、底板纵向开裂、箱腹板出现斜裂缝等，并且裂缝主要表现为纵向裂缝、弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝和主拉应力裂缝。伊犁河大桥（66+5120+66m）为刚构连续组合梁桥结构。在使用期间箱梁出现纵向裂缝，有的纵缝较长甚至连续贯通。3) 梁体断裂：由于预应力筋的失效或裂缝的进一步发展，梁体便会发生结构性破坏。田庄台辽河大桥，1977年竣工通车。大桥全长878.93米，全桥22孔，是当时国内屈指可数的最大预应力钢筋混凝土公路桥。2004年6月10日早7时许，在北起第14孔和第15孔之间，悬臂梁端突然断裂，桥板脱落。2. 一般预应力桥梁病害1) 裂缝：在已建成的连续梁桥中，不少桥梁上部结构曾出现了部分裂缝，主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝；箱梁腹板的斜向裂缝。现举例如下： 某公路特大桥，在两岸跨箱梁现浇端15m范围的上、下游腹板内外侧，对称出现近45的斜向裂缝，数量较多，最大裂缝宽度0.4mm。 某大桥连续梁结构部分采用单箱多室横断面，该桥箱梁集中在中间两道竖直腹板靠根部处出现100多条外向裂缝，其中缝宽0.20.58mm的有20多条。 从预应力混凝土桥梁的裂缝来看，其性质大部为受力裂缝，且宽度较大。 2) 垮塌：一般预应力混凝土梁桥中，由于各种原因引起的预应力施工质量的低下，导致预应力筋的失效，使桥梁裂缝进一步发展，使梁体产生结构性破坏，甚至可能造成的突然断裂。近年来有不少因预应力施工问题而产生的直接影响到工程的质量和施工人员的人身安全的实例。3. 桥梁垮塌实例1) 湖南凤凰县正在兴建中的堤溪沱江大桥于2007年8月13日下午4时许发生突然垮塌事故（如下图）2) 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市的一座桥梁于当地时间2007年8月1日晚发生坍塌（如下图）3) 2007年9月1日，巴基斯坦南部城市卡拉奇一座桥梁部分断塌，致使在桥上行驶的一辆客车和数辆其他汽车从桥上翻落，并被埋在废墟里，造成至少5人死亡、多人受伤。（如下图） 近年来因预应力施工问题直接影响到工程的质量和施工人员的人身安全的实例:突然跨塌的宜宾南门大桥（如下图）从后来的对该桥的质量事故的原因分析来看，其是由于预应力锚具吊杆锈蚀的质量问题造成的（如下图）。江苏省吴江市梅堰镇一座桥梁突然坍塌（如下图）辽宁辽河大桥骤然断裂（如下图）安徽阜阳发生一起桥梁坍塌事故（如下图）綦江彩虹桥的跨塌，是我国建设史上重大的工程责任事故（如下图）台湾南部横跨高雄、屏东两县的高屏大桥台湾南部横跨高雄、屏东两县的高屏大桥200-8-27日下午二时三十一分因桥墩断裂造成桥面断裂，至少有十七部车辆受困在断裂的桥面上。（如下图）深圳盐坝高速公路起点高架引桥2000年11月27日晚9时45分左右，正在施工的深圳盐坝高速公路起点高架引桥突然坍塌，正在桥面作业的69名工人随桥面滚落坠下。（如下图）宁波招宝山大桥1998年9月24日晚， 宁波招宝山大桥主跨长悬臂施工到23号块时，发生了主梁断裂事故。（如下图）广州海印桥广州海印桥，1988年建成，1995年5月25日发生了9号索断裂，调查表明管道压浆工艺未能保证质量，造成拉索锈断，被迫进行全桥换索工程，耗资2000万元。（如下图）武汉晴川桥断索照片2000年下半年通车，于2003年11月2日夜间下游一根系杆突然拉断，正在分析原因期间与12月5日夜上游又断了一根。桥下为一运输市场，幸好都是在夜间，锚头崩出来时没有伤到人（如下图）对人身安全的影响当预应力锚具的产品质量低下难负其重时就会对施工人员的人身安全构成危害，如下面的照片就是一个公开报道造成伤害的实例：1999年广东肇庆大桥采用湖南某单位产的锚具，发生了滑丝，8根7高强钢丝穿透工人身体。（如下图）二 检测控制内容1. 有效预应力量化指标经过多年的工程实践，根据对上千片梁的有效预应力检测结果，将其数据进行全面处理。针对设计要求的张拉控制应力，对=1860MPa，截面面积为15.2mm2的单根钢绞线，其对应的（张拉完毕后）锚下有效预应力见下表1-1。表1-1 有效预应力量化指标设计张拉控制应力锚下有效预应力(KN)0.71680.75178此转化是必要的，张拉锚固后，锚下有效预应力无从知晓。倘施工不当，其隐患无从查找。现在通过锚下有效预应力进行检测控制即可发现，是一大进步。2. 有效预应力的控制范围1） 单索有效预应力检测控制单索有效预应力大小及其不均匀度影响绞线使用寿命。通过工程实践与理论分析，单索有效预应力控制精度取5%最为恰当，抽检率宜为810%；对于斜拉索要求同束中各单根绞线应力与设计值偏差控制在2%以内，抽检率为2060%。以上控制目标既满足设计要求，同时只要采取规范化的施工工艺便能达到。预应力施工中单索应力检测，传统方法是在预应力筋上贴应变片，但此种方法存在可靠性差、精度低的缺陷（根据现场贴片试验，钢绞线的同一截面上6个应变片示值相对误差20%，见表1-2；7个截面中，各截面6个应变片示值的平均值相对误差一般在510%范围内，见表1-3）。表1-2 同一截面6根绞线读数（）施加荷载(KN)取值组数123456相对误差(%)20166457158758965661314.0266655358959065961517.0366256858458565460714.240413511206124613311243128710.7513491201124213281241128311.0613501205124513301203128610.76072051185819282008189920349.4823262012231521492165220713.5924251913208721962117206821.1801030032702287828942762274010.01131152531288228922768274318.71230232608287928972770273813.7表1-3 七个截面平均值读数（） 截面 荷载（KN）取值1234567相对误差(%)2054353656855753154050810.6 205265235265315285365312.4 3010321068107310991083112610748.3 5018731936189019011870185718984.1 7025132509255825012657259025535.9 为克服传统检测方法的缺陷，可采用专用检测设备对筋束的单根有效预应力进行抽检（见图1-1）。检测过程中发现有效预应力偏小的预应力筋可进行补张，对有效预应力偏大的预应力筋，不能进行放张处理。单根应力检测的目的是控制单根有效预应力，采取相应工艺措施保证同束中有效预应力的不均匀度。整束张拉时预应力筋有效预应力不均匀度过大，尤其是同束中预应力筋数量多、长度长时，则这种不均匀性更突出。部分张拉应力偏大的预应力筋处于屈服阶段，容易造成工程隐患，而张拉力偏小的预应力筋又未能发挥作用。同束中各预应力筋有效预应力偏差应控制在5%范围内，因为张拉控制应力取值为预应力筋抗拉强度的75%，如超张拉5%则为80%，低于其屈服极限，不会发生危险。同时只要坚持严谨的施工方法便可达到不均匀度要求。 图1-1 单索有效预应力检测2） 整束束力检测控制整束有效预应力大小影响预应力度，其不均匀度影响桥梁线形，不均匀度过大将导致梁体产生平弯、竖弯。整束有效预应力检测时，抽检率为8%10%，斜拉索应力检测取20%100%。整束束力大小与设计值的偏差控制在5%（即10%）以内（斜拉桥取2%）；同梁中各束束力不均匀度控制在2%以内（即4%）；同桥中各束束力不均匀度控制在3%（即6%）以内。施工实践证明，只要加以注意，是完全可以达到的。传统整束有效预应力检测方法是通过在锚下埋设空心式传感器来实现的，但传感器安装时要求垂直、对中，各绞线荷载的均匀性对它有影响。 根据2005年9月25日在云南建筑科学研究院进行的压力传感器的正载、偏载（偏心35cm）试验，试验结果见表1-4、1-5，测试结果表明，正载受力误差为2%左右，偏载35cm测力偏差多数在15%左右。 表1-4 海口大桥系杆锚索计（编号357012）试验结果（正载）试验 次数标准压力机压力（KN）锚索计编号（357012）300吨 差值误差（100%）应变均值锚索设计压力（KN）各弦应变 1001273220323032383345330132372500314752931643037 29 4.8315332403190309931000301599130372889 -9 0.93026311630532968415002878147029002741 -30 2.02895299029102829520002739195827652595 -42 2.12761286327652685623002656224726852508 -53 2.32679278626772597725002601243826332452 -62 2.52624273526202539828002518273125562368 69 2.52541266125342452表1-5 海口大桥系杆锚索计（编号357012）试验结果（偏载）试验 次数标准压力机压力（KN）锚索计编号（357012）300吨差值误差（100%）应变均值锚索设计压力（KN）各弦应变 1 03253 128329732743222323232033291 2 5003130 57931843117 7915.83077309931013200 3 10002969 116630792940 16616.62847291129443090 4 15002800 177927762954 27918.62607272027762965 5 20002638 237728732574 -37718.9236425432620285262500248029392763240443917.62128213224792764锚下安装传感器测试整束预应力，其不垂直度影响远远大于对中度影响。根据我们近期试验，垂直度误差超过5时，测试值变化大于30%，此安装误差在工程中是普遍存在的。使用预应力张拉锚固自动控制综合测试仪检测整束有效预应力，可准确测出整束束力，整束束力的精确控制对预应力结构的施工质量有非常重要的作用： 同梁中必须保证整束束力的均匀性，因为在施加预应力过程中，钢筋和整个梁体承受了很高的应力，有效合理的预应力能改善结构的受力，但预应力不均匀度过大将使应力重新分配，改变整个结构的受力状态，产生不利变形平弯、竖弯，对结构的安全不利。 对采用镦头锚的平行钢丝束，要求只进行整束有效预应力检测，检测结果必须符合有关规定。因为平行钢丝束有非常严格的施工要求，断料、编束能够保证各筋的均匀度。 普通的预应力筋（包括有粘结筋和无粘结筋），必须进行单根索力检测和补张，因为普通锚具都具备重复张拉锚固的工艺性能（GB/T14370规定）。 对于锚具支撑在可调节的螺杆上的预应力构件，检测中整束预应力值可由大调小，也可由小调大，十分方便。3. 摩阻测试桥梁工程预应力施工中，必须采用相应的测试仪器配套现场张拉工具进行摩阻测试（图1-2），以了解预应力分布状态。摩阻测试必须保证同一梁型同类孔道都有一组以上的测试，对重要桥梁，尤其是合拢段纵向束，同类孔道至少有两组以上的测试。图1-2 摩阻测试4. 张拉锚固后有效预应力的沿程分布锚下有效预应力是指预应力筋张拉锚固后，锚下实际张拉控制应力扣除各项因素引起的应力损失后，预应力筋锚下实际存在的应力。预应力筋锚固后，由于锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩等，将产生预应力损失，由于摩阻的存在，回缩值不是贯穿整个筋束全长，而是分布在靠近锚固端部位，因此锚下有效预应力值为筋束张拉端预应力的最小值。通过锚下有效预应力和摩阻损失、锚固回缩损失和筋束有效预应力沿程分布的研究，可以确定张拉锚固后有效预应力沿程分布规律，为营运中有效预应力沿程分布规律的建立奠定了基础（对无粘结筋经过长期衰减-梁体收缩蠕变、预应力筋的松弛，使有效预应力达到沿程一致；而对有粘结筋，其衰减状况与沿程分布规律尚需做进一步研究）。 1）摩阻计算公式 张拉时，预应力钢束与管道壁接触面产生摩擦力而引起预应力损失，预应力损失的大小与张拉力大小、管道摩阻系数和管道安装偏差有关。预应力束在张拉过程中主要是由于预应力钢筋与管道壁之间的摩擦而引起预应力损失，根据现行公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004），后张法构件在张拉过程中，其预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失可按下式计算：l1con1e-+kx式中 l1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦力 con预应力钢筋锚下的张拉控制应力（MPa） 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数 从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad） k管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 x从张拉端至计算截面的管道长度，可近似地取该段管道在构件纵轴上的投影长度（m）。x和确定后，即可求出对应点的l1值，x等于con与l1之差。2）预应力筋由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失（锚固后）计算后张法预应力混凝土受弯构件由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩等引起的反摩擦后的预应力损失时，可将预应力钢筋扣除管道正摩擦损失后的应力分布假定为一条直线caa，计算表明，这样的假定出现在锚固瞬间其误差是不大的。锚固时，张拉端预应力钢筋将发生一个数值为l的回缩值，由回缩将引起反摩擦损失，张拉端为最大，随着离开张拉端的距离而逐渐衰减，到反摩擦影响长度lf时为0，超过lf之后，预应力钢筋仍保持锚固前应力不变，即不受回缩的影响。假定正向摩擦和反向摩擦的管道摩擦系数是相等的，所以代表锚固前和锚固后预应力变化曲线ca和ea的斜率是相等的，只是方向相反，这样锚固后预应力钢筋的应力分布曲线可用eaa表示（图1-3）图1-3锚固前后预应力钢筋应力变化示意图张拉端的预应力损失可由下列公式求得 d=（0l） =2d 式中 0张拉端锚下控制应力（MPa）；1预应力钢筋扣除摩阻损失后锚固端应力（MPa）；张拉端至锚固端的距离（m）； d单位长度由管道摩阻引起的应力损失（MPa）；预应力钢筋回缩的影响长度（m）；预应力钢筋回缩值（m）；弹性模量（MPa）。根据上述原理和公式，可以看出：若钢筋回缩引起的预应力损失不至影响到跨中，则张拉端应力值经回缩损失后仍大于锚固端，采用两端张拉比一端张拉有利，反之，则采用一端张拉比较有利。根据工程的具体情况按一端张拉和两端张拉，分别计算曲线预应力钢筋考虑摩阻和反摩阻的作用后的预应力分布状况。（1）一端张拉一端张拉时，锚固前后预应力钢筋应力变化和应力分布如下(图1-4)图1-4锚固前后预应力钢筋应力变化和应力分布图x时，预应力钢筋距离张拉端x处考虑反摩擦后的预应力损失x，可按下公式计算： x时，表示x处预应力钢筋不受反摩擦的影响。 以上适用于一端张拉时不超过构件的全长，若正摩擦损失较小，应力降低曲线比较平坦，或回缩值比较大，若超过构件全长。时，可由图1-4中等腰梯形abdc的面积A=计算得到cd，则=cd，由x=2xd可求出得锚固后x处截面的应力（2）两端张拉采用两段张拉时，若反擦影响长度无重叠，则计算过程和一端张拉类似；若反摩擦影响长度有重叠，在重叠范围内同一截面扣除正摩擦和回缩反摩擦损失后的预应力钢筋的应力可取：两端分别张拉、锚固，分别计算正摩擦和回缩反摩擦损失，分别将张拉端锚下控制应力减去上述应力计算结果所得较大值。附：图1-5 有效预应力沿程分布计算软件3）锚下有效预应力与梁体有效预应力分布的关系（1）灌浆前根据现场试验证实对于后张法构件灌浆前其有效预应力分布状态遵守以上规律，预应力筋束的沿程应力实测值与计算值吻合较好，误差在5%范围以内。表现为从张拉端向钢束中间（两端张拉）或张拉端向被动端逐渐减小，曲线段预应力变化率较直线段大。（2）灌浆后灌浆后使用阶段，由于筋束和梁体已组合为整体，筋束有效预应力沿程分布所受影响因素较多，受梁体混凝土收缩蠕变、预应力筋松弛以及恒荷载、活荷载作用等的影响，使用阶段有效预应力的沿程分布状态是今后预应力技术研究的一个重要的发展方向。5. 张拉跟踪控制实例有对称布局的筋束，为消除张拉不均匀带来的不良影响，务必实施多顶（一般为四顶）同步张拉，其控制精度为11.5%，张拉监控比例可取35%。采取多顶同步分级张拉工艺进行预应力筋的张拉，可使梁在施加预应力的过程中受力均匀、对称且同步，不会使梁体受到偏心力矩发生有害变形（平、竖弯），确保梁体线形。 以下为某斜拉桥拉索张拉监控数据及曲线，从曲线和数据统计可以看出，在张拉过程中各索基本保持了同步性。50%60%70%80%90%100%第一顶278633183857441449765530第二顶276533113871440449615539第三顶268532453740430748205370第四顶266232213759429648335364注：第一顶和第二顶的控制应力为5530KN，第三顶和第四顶的控制应力为5370KN50%60%70%80%90%100%第一顶276933213844444349735530第二顶274833063878441849945539第三顶271832363764430548625390第四顶268732293750427848305378注：第一顶和第二顶的控制应力为5530KN，第三顶和第四顶的控制应力为5370KN三 工艺控制方法1. 整束穿束为了避免单根穿束引起的绞线相互缠绕，导致张拉时绞线受力严重不均。我们强调采用整束穿束系统进行穿束，此工艺已在不少工程中得到应用，对多索、长索效果更加明显，方法如下：1）对于预制梁等预应力筋束长度较短的构件，用锚具疏顺钢绞线，每隔1米绑扎一次，以使绞线顺直、等长，绑扎成束顺直不扭转，以提高其刚度便于穿束，禁止在钢绞线不顺直的情况下绑扎成束。穿束时，应整束穿入，注意前端封头，以便于导向穿束，穿束时只做平动，切不可转动或扭动。若遇阻力，可前后拖动（平动），或用牵引。2）对于预应力筋长度较长、整束索数较多的现浇预应力构件，一般的整束穿束方法操作困难，甚至可能无法完成。此时可采取以下方法：钢绞线下料完毕后在其一端套入锚板作为梳束工具（也可用限位板），用砂轮锯将该端钢绞线各索端头切割2030cm，但保留中心一根钢丝，将中心丝穿入具有与锚具相似位置孔的牵引螺塞后镦头（图2-1），镦头直径大于牵引螺塞孔的直径，以满足整束穿束时拖动绞线平动的要求。牵引塞上各孔距略大于钢绞线直径，镦头后的整束钢绞线（图2-2）通过牵引螺塞和螺旋套连接（图2-3，牵引螺塞外径和螺旋套内径相同，均带有丝口，拧紧即可，螺旋套另一端由卷扬机上的钢丝绳牵引。绞线穿束前钢绞线端头（包括切割部分）须用胶带缠绕保护（注意牵引头缠胶带以前，应先用卷扬机牵引，使各绞线在镦头处长短一致），防止穿束过程中钢绞、线端头散索。将牵引螺塞与螺旋套连接，螺旋套另一端由卷扬机上的钢丝绳牵引，穿束时由卷扬机缓慢牵引整束绞线平动完成整束穿束。若受场地限制可利用转向滑轮，也可增加卷扬机，钢绞线牵引时应采用锚板边梳理边绑扎，绑扎间距宜为1.0m。在穿束过程中，注意只克服预应力筋束与波纹管的摩阻，便于对系统的保护。图2-1 钢绞线的墩头图2-2 镦头后整束钢绞线图2-3 牵引螺塞和螺旋套连接3） 检测实例单根穿束会严重影响各绞线受力的均匀性（见表2-1 有效预应力检测报告）。表2-1 有效预应力检测报告有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华 卢海波 赵耀检测时间：2007-10-24设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：42504750KN梁：左幅第四节段孔号：1 索力不均匀度：33.28 % 疏束编束穿束质量：较差索号实测值(KN)校正值(KN)1190.00190.002150.88175.083190.00190.004192.92192.925190.76190.766190.09190.097191.00191.008190.00190.009189.09189.0910194.48194.4811190.17190.1712192.79192.7913193.23193.2314187.05187.0515193.48193.4816190.10190.1017190.50190.5018194.99194.9919130.08170.0820190.62190.6221190.00190.0022191.30191.3023192.80192.8024190.61190.6125192.54192.54整束4679.484743.68经有效预应力进行检测控制，采用整束穿束的方法进行施工后，取得了明显效果，同束索力不均匀度大为改观，绝不会出现张拉中的断丝现象，检测数据见表2-2：有效预应力检测报告表2-2 有效预应力检测报告有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华 汤建 赵耀检测时间：2008-06-02设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：39104370KN梁：边跨合拢段首次孔号：1 索力不均匀度：8.14% 疏束编束穿束质量：合格索号实测值(KN)校正值(KN)1186.74186.742180.00180.003182.22182.224188.26188.265180.74180.746176.49176.497183.01183.018173.76173.769188.43188.4310178.37178.3711177.41177.4112174.81174.8113175.92175.9214177.00177.0015175.00175.0016177.45177.4517175.30175.3018181.02181.0219186.11186.1120174.92174.9221187.05187.0522189.16189.1623184.34184.34整束4153.514153.51有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华 汤建 赵耀检测时间：2008-06-06设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：23802660KN梁：边跨合拢段首次孔号：2 索力不均匀度：7.41% 疏束编束穿束质量：良好索号实测值(KN)校正值(KN)1183.35183.352179.91179.913174.34174.344179.60179.605176.52176.526183.73183.737178.36178.368170.10170.109179.86179.8610175.32175.3211172.28172.2812171.98171.9813170.36170.3614176.86176.86整束2472.562472.56有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华 汤建 赵耀检测时间：2008-06-09设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：23802660KN梁：边跨合拢段首次孔号：3 索力不均匀度：6.49% 疏束编束穿束质量：良好索号实测值(KN)校正值(KN)1179.37179.372175.14175.143182.11182.114181.82181.825174.87174.876177.63177.637172.34172.348178.13178.139177.84177.8410180.32180.3211170.28170.2812171.98171.9813178.36178.3614179.86179.86整束2480.052480.05分段张拉锚固的预应力束，由于受到梁段长度的限制，纵向预应力束普遍较短，分段张拉时用连接器接长预应力束，各孔内绞线极易缠绕。这就对预应力束的疏、编、穿束工艺提出了更高的要求。根据我们现场观测，有些施工单位由于工期紧、施工难度大等原因，预应力束的安装没有严格按照规范要求的疏、编、穿束工艺执行（见图2-4），故不均匀性严重（见表2-3）。图2-4 预应力施工现场表2-3 有效预应力检测报告梁：边跨27号段孔号：4 索力不均匀度：22.59% 疏束编束穿束质量：较差索号实测值(KN)校正值(KN)1193.42193.422189.20189.203187.01187.014189.22189.225189.65189.656193.29193.297189.19189.198189.11189.119191.18191.1810185.76185.7611194.89194.8912188.33188.3313193.97193.9714188.92188.9215194.61194.6116188.20188.2017185.95185.9518159.41159.4119156.44156.4420152.14152.1421150.86150.8622159.78159.78整束4010.534010.53 预应力筋在完成P型锚具安装后必须逐根编号，套入锚具进行梳理，锚具各孔位也应做好对应编号，此位置应与锚具安装孔位保持一致。P锚套入连接器后应保证连接器与梳理锚具之间各绞线线形圆顺，不得有缠绕现象发生。同时应采用扎丝对已梳理顺直的绞线逐段绑扎，绑扎间距不宜大于1m。绑扎完毕的绞线方可依次安装罩壳、紧箍环和波纹管。为慎重起见，在预应力张拉前还应采用单索张拉千斤顶对各索预应力筋逐根预紧，预紧力为0.15con。经检测发现问题、进行整改，优化施工工艺，采取上述工艺进行整束穿束后，预应力施工质量有了明显的改观，同束索力不均匀度完全合格（见表2-4）表2-4 有效预应力检测报告有效预应力检测梁：中跨25号段下游2号索孔号：1 索力不均匀度：4.99% 疏束编束穿束质量：优秀索号实测值(KN)校正值(KN)1185.72185.722188.62188.623188.34188.344182.51182.515180.72180.726181.51181.517180.26180.268182.00182.009183.49183.4910179.62179.6211182.50182.5012183.97183.9713181.19181.1914182.57182.5715183.90183.9016184.09184.0917180.29180.2918179.20179.2019183.63183.6320182.02182.0221183.54183.5422181.99181.99整束4021.694021.692. 断丝处理引起断丝的原因有：预应力筋整束不均匀度过大，部分绞线应力大于其极限强度；钢绞线本身质量有问题；千斤顶重复多次使用，导致张拉力不准确，应重新标定千斤顶。 锚具存在质量问题。张拉过程中不允许出现断丝，若出现断丝情况，可能因为绞线受力不均匀度过大或锚具、绞线存在质量问题。若因为锚具或绞线质量不合格而出现断丝情况，必须更换锚具或绞线。预应力工程施工中，如果在疏束、编束、穿束时遵守严格的施工工艺进行施工，那么是能够保证各筋张拉后的受力均匀性的，只要坚持严谨的施工方法，均匀度完全可以达到要求，并且张拉中同一断面1%的断丝是完全可以避免的。如出现断丝情况，必须查明原因，杜绝因为锚具、钢绞线不合格而出现断丝情况。若由同束绞线受力不均而引起的断丝，说明梳、编、穿束工艺大有问题，张拉后同束中各根预应力筋有效预应力严重不均，其它各束绞线中受力大的有的已处于屈服阶段，达到极高的应力值，经衰减后仍然大于其疲劳强度（0.65），在使用阶段中汽车等活载作用下将导致绞线早期疲劳断裂，造成梁体下挠甚至断裂，这在连续刚构桥中尤为明显。因此，若因张拉力过大或同束索力不均匀度过大而导致断丝，必须更换，同时对所有束进行检测，必要时退锚，重新疏束、3. 停顿（持荷）时间持荷时间为油泵开启、油压表读数稳定后的稳压时间，不得少于2分钟。一般来说，从张拉至张拉控制应力到油压表读数稳定一般要38min（与梁的长短、预应力筋布局、张拉方式有关）。所以一般40mT梁两端张拉时停顿时间取45分钟，40100m取7分钟，100200m取8到10分钟。以保证有效预应力充分传递，对梁体反拱也有很大好处。同时，充分的持荷时间可以部分抵消由于梁体和锚具变形，接缝压缩等所造成的预应力损失。根据我们对40m长度T梁的试验结果，张拉完毕持荷2min后锚固，梁体反拱为0.91.1cm，持荷5min后锚固，梁体反拱为1.61.8cm。4. 短束及其处理1）连续刚构桥竖向索预应力施工控制（图2-5）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。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。图2-5 桥竖向索预应力施工控制2）连续T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，两端张拉则为12mm。经过简单计算悉知：此回缩值影响分别为：绞线长：7m8m9m10m11m12m单索减少量45.7KN40KN35.6KN32KN29KN26.7KN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2-5）表2-5 有效预应力检测报告有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华杨书龙赵耀检测时间：2008-07-18设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：850950KN梁：左12号墩第二次张拉孔号：1 索力不均匀度：8.39% 疏束编束穿束质量：合格索号实测值(KN)校正值(KN)1151.78187.072163.46172.593160.39182.944152.77182.365165.69175.12整束794.09900.08有效预应力检测工程名称：业 主：设计单位：监理单位：施工单位：检测单位：xx忠诚预应力工程技术有限公司检测人员：胡小华杨书龙赵耀检测时间：2008-07-18设计单索有效预应力：170190KN设计整束有效预应力：850950KN梁：左12号墩第二次张拉孔号：2 索力不均匀度：8.61% 疏束编束穿束质量：合格索号实测值(KN)校正值(KN)1148.79187.932156.87184.423162.81186.514158.47179.765152.08180.08整束779.03918.70合同段： 桥名： 梁号：左12号墩第二次张拉索力不均匀度说明了疏束编束穿束工艺水平。实测：孔号：1 索力不均匀度： 8.39% 疏束编束穿束质量：合格孔号：2 索力不均匀度： 8.61% 疏束编束穿束质量：合格孔号：3 索力不均匀度： 8.91% 疏束编束穿束质量：合格孔号：4 索力不均匀度： 6.44% 疏束编束穿束质量：良好孔号：5 索力不均匀度： 2.22% 疏束编束穿束质量：优秀孔号：6 索力不均匀度： 6.78% 疏束编束穿束质量：良好孔号：7 索力不均匀度： 4.48% 疏束编束穿束质量：优秀校正后：孔号：1 索力不均匀度： 7.74% 疏束编束穿束质量：良好