桥梁工程体外索预应力不均匀度控制措施在施工中的应用

桥梁工程体外索预应力不均匀度控制措施在施工中的应用

由于国内预应力桥梁在施工以及检测等方面规范化程度不足，无论是新建桥梁或者旧桥加固在建设完成后，依然存在许多不可控的相关病变。以泸州长江二桥为例，简单介绍在桥梁工程中体外索预应力不均匀度控制方法的应用实例。

标签：有效预应力；同束不均匀度；同断面不均匀度

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

近年来通过对部分大桥的运营观测和检查，发现数量众多的大跨径预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥，由于在施工工艺和施工控制上存在不足，导致这些桥梁在投入运营几年后，普遍暴露出预应力管道压浆不饱满或漏压浆、后期预应力损失偏大，主梁跨中下挠过大、梁体斜向和纵横向开裂等危及桥梁正常使用与耐久性的缺陷与病害。经现场调查表明，造成以上结果的主要原因是在预应力筋制作与安装、预应力筋张拉等关键环节存在较多漏洞和疏忽，加之现有预应力施工质量检测控制手段不够严谨，难于控制预应力施工质量，在预应力大小与均匀性上都达不到设计要求。

1 梳编穿束与体外悬浮张拉

1.1 梳编穿束

有效预应力的同束不均匀度主要受预应力筋的梳编穿束质量影响，本次预应力施工采用人工导引、单根钢绞线穿索的施工工艺（见图1）。

每根钢绞线穿索前都要进行编号，按设计要求进行施工。钢绞线在穿过分丝板、束梳器时均按设计孔位布置，一一对应穿索，不得随意调换编号，避免发生交叉现象，钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索，如图2所示：

1.2 体外悬浮张拉

本工程的张拉方式采用悬浮张拉方式，即在整个张拉过程中，工作夹片不工作，多次倒顶与张拉皆由带有双工具夹片中的锚固夹片与张拉夹片完成。张拉到

位后，再顶推工作夹片予以锚固，确保夹片咬破环氧层，并啮入其金属母材的有效深度，以确保终生受力的可靠性与稳定性。悬浮式张拉装置主要包括前卡式千斤顶、限位板、工具夹片、工具锚、手动顶推套、反力架和工作锚具等部分。

为进一步控制同束不均匀度，张拉方法为预应力等值衰减张拉法。按设计要求，首先对第一对束，实施悬浮式单根对称张拉，第一根钢绞线安装上高精度专用传感器（精度1%FS）及其配套工装，根据设计张拉控制应力，单根钢绞线张拉力为151.5KN，参照相关计算与经验确定其最终张拉控制应力进行张拉工作，测力传感器准确显示张拉力值，当持荷顶推夹片强制锚固时，其传感器力值不得变化，确保顶推的准确性。张拉第二根时，随着张拉时间的推进，传感器上的力值会有所衰减，当衰减的数值接近至等于第一根钢绞线的数值时，对第二根钢绞线进行等值保压，完成该根钢绞线的张拉工作。张拉第三根时，也是依据测力传感器的显示力值与其张拉力值等同时实行保压工作，完成张拉工序。

按上述方法，始终以测力传感器的数值为基准，卸下传感器，实际最后的张拉力值为传感器最终的显示力值，进行持荷强制锚固，完成整束25根钢绞线的全部张拉并全程记录下张拉力值数据以备查验。

通过第一组的张拉过程及微调数据，就能够确定该桥体外索钢束的张拉时每根索的补偿应力，为后续张拉提供有效数值，并提高张拉速度，保证质量。

2 张拉跟踪控制

有效预应力同断面不均匀度主要受张拉过程控制。如果同断面不均匀度过大，会造成构件同断面各筋束预应力或索力左右不相等，构件可能发生横向挠曲、扭转等不利变形，使梁体出现裂纹。有些裂纹不会立即表现出来，但在长期运营中，也会产生潜在裂纹，危及桥梁使用安全。

单索悬浮张拉应特别注意对称同步张拉，本工程应用了张拉跟踪控制仪确保其同步精度达到±2%，使用前对每台张拉跟踪仪配一个千斤顶进行配套标定。采用八台单孔张拉千斤顶（最大张拉力30t）两端对称两侧同步张拉（见图5），通过张拉跟踪控制仪的无线传输系统，完成同步张拉跟踪控制。

表1所示梁号为边跨，孔号Z6-11的同步张拉跟踪控制表。

从表1以及现场数据来看，运用张拉跟踪控制仪进行控制后，确保了张拉过程同步精度达到±2%，张拉控制应力精度达到±1.5%。

3 有效预应力检测

张拉锚固后，为验证张拉工艺的正确性，进行了锚下有效预应力检测，在一束中抽检首拉、中拉、后拉的三根绞线锚下有效预应力。若相对误差和平均值均符合设计与标准要求，即可将此数据推广应用。此组数据，可作为同束界各束张拉的依据，若检测结果超标则分析原因（重点查看张拉控制数据的精准性），重

新调整至达到标准为止。

主梁结构体外预应力索力测试结果如下表2所示，其中设计单索有效预应力为168～188kN（144～159kN），设计整束有效预应力为504～564kN（432～477kN）。测试结果如下：

表2所示各束同束不均匀度实测值表明疏束編束穿束质量良好，同束索力平均值表明同束索力平均值不均勻度较好。同断面不均匀度：1.6%，质量评价：良好。

4 结束语

本文根据泸州长江二桥加固施工实例，通过改善施工工艺对桥梁锚下有效预应力同束不均匀度与同断面不均匀度进行优化控制。从检测结果来看，同束不均匀度控制在5%以内，束力的大小误差不超过5%。

梳编穿束和体外悬浮张拉工艺对于预应力筋同束不均匀度的控制是十分有效的，特别是单根张拉跟踪控制所采用的预应力等值衰减法是成功而有效的，对旧桥加固体外索施工具有重大意义，尤其是在受到施工场地限制时，充分显示了其灵活性和优越性。

两端采用对称两侧同步张拉，并运用张拉跟踪控制仪确保其较高的同步精度可保证预应力同断面不均匀度达到良好。

参考文献

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作者简介：董弥（1991-），男，汉族，四川乐山市人，研究生，专业硕士在读，单位：重庆交通大学建筑与土木工程专业，研究方向：桥梁工程。