预应力连续梁桥预应力损失预测及测试方法研究
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图 １ 预应力损失引起桥面线形变化量 Ｆｉｇ．１ Ｃｈａｎｇｅ ｍａｓｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｌｉｎｅ ａｒｏｓｅｄ ｂｙ ｌｏｓｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ
根据以上计算分析， 结合现场的检测情况， 底 板束有效预应力有 ２０％～３０％的损失， 顶板束有效预 应力发生 ４０％～５０％的损失。 ３ 预应力损失试验
表 １ 实测顶板束有效应力及预应力损失 ／ＭＰａ Ｔａｂ．１ Ｍｅｓｕｒｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｂｕｎｄｌｅ ｏｎ ｔｏｐ ｄｅｃｋ
截面
项目
Ｄ１
Ｄ２
Ｄ３
实测有效应力
７６９．６
７１７．５
７４９．５
计算有效应力
１１１１．８
１１４８．２
１１４４．６
第 ２３ 卷 第 ４ 期 ２００６ 年 ４ 月
公路交通科技 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２００６
文章编号： １００２－ ０２６８（２００６）０４－ ００７１－ ０３
预应力连续梁桥预应力损失预测及测试方法研究
３． Ｙａｎｔａｉ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙａｎｔａｉ ２６４００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓ ｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｔｏ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｏｘ－ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ａｒｅ ｗｏｒｔｈ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｎｏｗ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｒｉｄｇｅ， ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ａｐｐｒａｉｓａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ， ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃｏｍｐｕｔｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｇａｒｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｓ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｄｅｘ ｔａｒｇｅｔ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｔｏ ａｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｒｉｄｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ： ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ－ ｌｏｓｓ； ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ； ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｏｘ－ ｇｉｒｄｅｒ
项目
截面 Ａ１ Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５ Ａ６ Ａ７
实测有效应力 ７３５．２ ７３９．２ ７６９．３ ７９２．０ ７４９．２ ７６２．６ ７３９．３
计算有效应力 ９０５．０ ９５２．０ ９７３．５ ９９８．５ ９９７．０ ９９８．５ ９７３．５
相对损失量 １８．８％ ２２．４％ ２１．０％ ２０．７％ ２４．９％ ２３．６％ ２４．１％
合桥梁现状对桥梁预应力损失情况预测和测试方法 进行探讨。
１ 工程概况
某 桥 桥 型 为 ５ 跨 连 续 箱 梁 桥 ， 跨 径 布 置 为 ７０ ｍ＋３×１００ ｍ＋７０ ｍ， 设 计 荷 载 为 汽－ ２０、 挂－ １００， 主 梁 混 凝 土 标 号 为 Ｃ５０， 采 用 双 向 预 应 力 体 系 ， 即 纵 向 预 应 力 和 竖 向 预 应 力 。 纵 向 预 应 力 钢 束 采 用 ２４－ φ５ 高强钢丝， 钢丝标准强度为 １ ６００ ＭＰａ， 锚具采 用弗氏锚具， 纵向预应力管道采用抽拔橡胶管成孔； 竖向预应力钢筋采用 φ２５ 冷拉Ⅳ级粗钢筋， 钢筋标
预应力连续梁桥变形特点的分析， 本文对预应力损失评估方法进行了探讨， 提出了以变形为主要指标的预应力损失计
算方法， 并根据实桥测试加以验证。
关键词： 预应力损失； 连续梁； 混凝土箱梁
中图分类号： Ｕ４４８．３５
文献标识码： Ａ
Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ Ｐｒ ｅｄｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｐｒ ｅｓｔｒ ｅｓｓｅｄ ａ Ｃｏｎｃｒ ｅｔｅ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂｅａｍ Ｂｒ ｉｄｇｅ
程寿山 １ ， 李兴庆 ２ ， 于刚勤 ３ ， 于 亮 ３
（ １ ． 交通部公路科学研究院， 北京 １０００８８； ２ ． 云南省公路规划勘察设计院， 云南 昆明 ６５００１１； ３ ． 烟台市公路管理局， 山东 烟台 ２６４００１）
摘要： 目前预应力混凝土连续箱梁桥的预应力损失情况评价与测试是值得研究的问题。通过对预应力损失影响因素和
对于已有桥梁， 预应力实际损失情况的评估主 要是通过变形特征来进行反算， 目前连续梁桥下挠 的变形普遍大于由于收缩徐变引起的变形量， 通常
可以认为下挠变形主要是由于混凝土收缩徐变和纵 向预应力损失所造成。
按照设计时根据桥面线形变化的特点， 通过预 应力损失对当前桥面下挠量进行了拟合计算。目前 桥面两侧边跨下挠平均为 １３．４ ｃｍ，剔除混凝土收缩徐 变引起的 下挠量 ７．２ ｃｍ， 其中 由 于 预 应 力 损 失 所 产 生的下挠量 平均为 ６．２ ｃｍ。 通 过 考 虑 各 种 顶 、 底 板 钢束不同的预应力损失， 比较引起的下挠量， 判断 估计目前预应力损失情况。当顶板束有效预应力发 生 ４０％的损失和底板束有效预应力发生 ２５％的损失， 并且钢束未压浆的情况下， 结构的变形与目标下挠 量吻合度较好，如图 １ 所示。
０ 引言
预应力混凝土连续梁桥是我国公路桥梁中极为 常见的一种结构形式， 适应性比较强， 跨径从几十 米到上百米不等。但近年来发现相当一部分的预应 力混凝土连续梁桥在经过一段运营以后出现了的较 为严重的病害， 且具有一定的普遍性， 特别是连续 箱梁， 病害主要表现为箱梁混凝土开裂严重和跨中 下挠。从结构受力和病害成因而言， 这两种病害与 桥梁的预应力状况都有着直接的关系。在针对病害 展开调查的同时， 本文根据有关实桥检测情况， 结
ＣＨＥＮＧ Ｓｈｏｕ－ｓｈａｎ１ ， ＬＩ Ｘｉｎｇ－ｑｉｎｇ２ ， ＹＵ Ｇａｎｇ－ｑｉｎ３ ， ＹＵ Ｌｉａｎｇ３
（１． Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ， ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｙｕｎｍａｎ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００１１， Ｃｈｉｎａ；
相对损失量
３０．８％
３７．５％
３４．５％
注：表中计算有效应力为设计有效应力＋１／２ 管道摩阻力。
３．２ 纵向底板预应力检测
表 ２ 实测底板束有效应力及预应力损失 Ｔａｂ．２ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ
ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｂｕｎｄｌｅ ｏｎ ｂｏｔｔｏｍ ｐｌａｔｅ
对预应力现状调查主要包括 ２ 个方面： （ １） 预 应力体系调查， 主要针对预应力管道压浆、钢丝锈 蚀、断丝及钢束的锚固情况等； （ ２） 预应力相关现 象调查， 如桥面线形等。通过对以上两方面的调查 确定合理的试验方法， 为分析判断预应力损失的可 能性及损失量提供依据。
从检查结果来看， 该桥预应力体系主要存在以 下几方面问题： （ １） 预应力管道普遍存在未压浆或 压 浆 不 饱 满 现 象 ； （ ２） ３０％ 钢 束 有 １ ￣３ 根 断 丝 ； （ ３） 钢束 锈蚀明显， 部 分钢束锈蚀 严重。此外跨 中 下挠和腹板开裂问题比较突出， 跨中最大下挠量为 １３．４ ｃｍ。初步判断该桥可能存在较大的预应力损失。 ２．３ 预应力损失计算
在预应力损失分析时， 钢丝被释放的应力计算 值包括设计永存应力和管道摩阻力， 考虑到管道摩 阻的影响， 预应力钢丝可能未完全回缩， 管道摩阻 力按一半计。
图 ２ 预应力直接测试法示意图 Ｆｉｇ．２ Ｓｋｅｔｃｈ ｍａｐ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｄｉｒｅｃｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
第４期
程寿山，等：预应力连续梁桥预应力损失预测及测试方法研究
２ 纵向有效预应力损失估计计算方法
２．１ 预应力损失影响因素 在预应力混凝土连续梁桥中引起预应力损失的
原因很多， 产生的时间也先后不一。对于后张法施 工的预应力构件， 一般应考虑由下列因素引起的预 应力损失， 即： ① 锚具变形、预应力筋内缩和分块 拼装构件接缝压密引起的应力损失 ； ② 预应力筋与 孔道壁之间摩擦引起的应力损失； ③预应力筋松弛 引起的应力损失； ④ 混凝土收缩和徐变引起的应力 损失； ⑤ 混凝土弹性压缩引起的应力损失。其中预 应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失和混凝土 收缩和徐变引起的应力损失一般占总预应力损失的 ７０％以 上 。 对 于 已 有 桥 梁 由 于 施 工 原 因 和 混 凝 土 收 缩徐变的影响对桥梁的预应力损失影响较大， 在桥 梁运营阶段预应力管道未压浆或压浆不饱满时， 加 上钢筋锈蚀和活载的影响， 预应力也容易发生较大 的损失， 因此桥梁实际的预应力情况和桥梁设计状 态预应力状况是有很大出入的， 如何对桥梁设计预 应力损失情况进行评估显得尤为重要。 ２．２ 预应力现状调查
收稿日期：２００６－ ０１－ １２ 作者简介：程寿山 （１９７７－ ），男，安徽黄山人，助理研究员，从事桥梁检测评定与加固方面的研究． （ｓｓ．ｃｈｅｎｇ＠ｒｉｏｈ．ｃｎ）
＝７５０ ＭＰａ。该桥 １９９３ 年建成通车， ２００２ 年 经检测出现较为严重的病害， 主要病害为：（ １） 箱梁混 凝土开裂严重；（ ２） 箱梁节段施工接缝质量较差；（ ３） 箱梁混 凝土强度达 不到设计要 求；（ ４） 次边跨下 挠； （ ５） 预应力状况较差；（ ６） 混凝土表观质量较差。针对 该桥现状， 对桥梁预应力损失情况进行了评价和相关 的试验， 以进一步摸清病害成因。
７３
３．１ 纵向顶板预应力检测 在 ４＃ 墩两侧锚固在 １２＃、９＃ 和 ６＃ 箱梁节段上的
顶板束有效预应力过程进行了测试， 每侧布置 ３ 个截 面， 即 Ｄ１￣Ｄ３， Ｄ１￣Ｄ３ 沿墩中心线对称分布， 全桥共 ６ 个截面。Ｄ１￣Ｄ３ 实测锚固应力平均值为 ７１７．５￣７６９．６ ＭＰａ， 较计算有效应力减小 ３０．８％￣３７．５％。
为验证纵向预应力损失的估计结果， 对顶、底 板预应力状况进行了实桥测试。通常对纵向预应力 钢束的有效预应力测试分为两种情况。一种情况是 在预应力钢丝上贴片， 直接测试钢丝被释放的应力 变化情况， 试验方法如图 ２ 所示。另一情况是在混 凝土或普通钢筋上布设应变测点。通过对混凝土或 钢筋上的应力进行释放， 对其应力变化情况进行测 试； 籍以推求纵向预应力钢束的有效应力情况。鉴 于该桥预应力管道压浆状况较差， 本次测试以直接 测试钢束应力为主。
底板纵向预应力束有效应力测试在中跨进行共布置 ７ 个截面， 即 Ａ１￣Ａ７ 截面沿跨中对称布置。实测锚固 应力平均值为 ７３５．２￣７９２．０ ＭＰａ， 较计算有效应力减 小 １８．８％￣２４．９％。 ４．３ 预应力损失实测与计算比较分析
纵 向 底 板 束 实 测 预 应 力 损 失 在 １８．８％￣２４．９％之 间 ， 纵 向 顶 板 束 实 测 预 应 力 损 失 在 ３０．８％￣３７．５％之 间， 考 虑 部 分 钢 束 锈 蚀 严 重 ， ３０％钢 束 有 １￣３ 根 断 丝， 实测结果与预应力损失计算结果吻合。底板束 有效预应力有 ２０％～３０％的损失， 顶板束有效预应力 发生 ４０％～５０％的损失。
５ 结论
在充分了解桥梁预应力状况和桥梁病害特征的 基础上， 通过桥面下挠情况反算桥梁有效应力损失 情况的方法是可行的， 能够取得比较可信的结果。
参考文献：
［１］ 徐岳， 等 ． 预应力混凝土连续梁桥设计 ［Ｍ］ ． 北京： 人民交通出 版社， ２０００．
［２］ 交通部公路科学研究所 ． 东明黄河大桥质量检测及评价报告 ［Ｒ］ ． 北京： 交通部公路科学研究所， ２００２．
根据以上计算分析， 结合现场的检测情况， 底 板束有效预应力有 ２０％～３０％的损失， 顶板束有效预 应力发生 ４０％～５０％的损失。 ３ 预应力损失试验
表 １ 实测顶板束有效应力及预应力损失 ／ＭＰａ Ｔａｂ．１ Ｍｅｓｕｒｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｂｕｎｄｌｅ ｏｎ ｔｏｐ ｄｅｃｋ
截面
项目
Ｄ１
Ｄ２
Ｄ３
实测有效应力
７６９．６
７１７．５
７４９．５
计算有效应力
１１１１．８
１１４８．２
１１４４．６
第 ２３ 卷 第 ４ 期 ２００６ 年 ４ 月
公路交通科技 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２００６
文章编号： １００２－ ０２６８（２００６）０４－ ００７１－ ０３
预应力连续梁桥预应力损失预测及测试方法研究
３． Ｙａｎｔａｉ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙａｎｔａｉ ２６４００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓ ｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｔｏ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｏｘ－ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ａｒｅ ｗｏｒｔｈ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｎｏｗ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｒｉｄｇｅ， ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ａｐｐｒａｉｓａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ， ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃｏｍｐｕｔｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｌｏｓｓ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｇａｒｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｓ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｄｅｘ ｔａｒｇｅｔ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｔｏ ａｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｒｉｄｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ： ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ－ ｌｏｓｓ； ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ； ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｏｘ－ ｇｉｒｄｅｒ
项目
截面 Ａ１ Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５ Ａ６ Ａ７
实测有效应力 ７３５．２ ７３９．２ ７６９．３ ７９２．０ ７４９．２ ７６２．６ ７３９．３
计算有效应力 ９０５．０ ９５２．０ ９７３．５ ９９８．５ ９９７．０ ９９８．５ ９７３．５
相对损失量 １８．８％ ２２．４％ ２１．０％ ２０．７％ ２４．９％ ２３．６％ ２４．１％
合桥梁现状对桥梁预应力损失情况预测和测试方法 进行探讨。
１ 工程概况
某 桥 桥 型 为 ５ 跨 连 续 箱 梁 桥 ， 跨 径 布 置 为 ７０ ｍ＋３×１００ ｍ＋７０ ｍ， 设 计 荷 载 为 汽－ ２０、 挂－ １００， 主 梁 混 凝 土 标 号 为 Ｃ５０， 采 用 双 向 预 应 力 体 系 ， 即 纵 向 预 应 力 和 竖 向 预 应 力 。 纵 向 预 应 力 钢 束 采 用 ２４－ φ５ 高强钢丝， 钢丝标准强度为 １ ６００ ＭＰａ， 锚具采 用弗氏锚具， 纵向预应力管道采用抽拔橡胶管成孔； 竖向预应力钢筋采用 φ２５ 冷拉Ⅳ级粗钢筋， 钢筋标
预应力连续梁桥变形特点的分析， 本文对预应力损失评估方法进行了探讨， 提出了以变形为主要指标的预应力损失计
算方法， 并根据实桥测试加以验证。
关键词： 预应力损失； 连续梁； 混凝土箱梁
中图分类号： Ｕ４４８．３５
文献标识码： Ａ
Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ Ｐｒ ｅｄｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｐｒ ｅｓｔｒ ｅｓｓｅｄ ａ Ｃｏｎｃｒ ｅｔｅ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂｅａｍ Ｂｒ ｉｄｇｅ
程寿山 １ ， 李兴庆 ２ ， 于刚勤 ３ ， 于 亮 ３
（ １ ． 交通部公路科学研究院， 北京 １０００８８； ２ ． 云南省公路规划勘察设计院， 云南 昆明 ６５００１１； ３ ． 烟台市公路管理局， 山东 烟台 ２６４００１）
摘要： 目前预应力混凝土连续箱梁桥的预应力损失情况评价与测试是值得研究的问题。通过对预应力损失影响因素和
对于已有桥梁， 预应力实际损失情况的评估主 要是通过变形特征来进行反算， 目前连续梁桥下挠 的变形普遍大于由于收缩徐变引起的变形量， 通常
可以认为下挠变形主要是由于混凝土收缩徐变和纵 向预应力损失所造成。
按照设计时根据桥面线形变化的特点， 通过预 应力损失对当前桥面下挠量进行了拟合计算。目前 桥面两侧边跨下挠平均为 １３．４ ｃｍ，剔除混凝土收缩徐 变引起的 下挠量 ７．２ ｃｍ， 其中 由 于 预 应 力 损 失 所 产 生的下挠量 平均为 ６．２ ｃｍ。 通 过 考 虑 各 种 顶 、 底 板 钢束不同的预应力损失， 比较引起的下挠量， 判断 估计目前预应力损失情况。当顶板束有效预应力发 生 ４０％的损失和底板束有效预应力发生 ２５％的损失， 并且钢束未压浆的情况下， 结构的变形与目标下挠 量吻合度较好，如图 １ 所示。
０ 引言
预应力混凝土连续梁桥是我国公路桥梁中极为 常见的一种结构形式， 适应性比较强， 跨径从几十 米到上百米不等。但近年来发现相当一部分的预应 力混凝土连续梁桥在经过一段运营以后出现了的较 为严重的病害， 且具有一定的普遍性， 特别是连续 箱梁， 病害主要表现为箱梁混凝土开裂严重和跨中 下挠。从结构受力和病害成因而言， 这两种病害与 桥梁的预应力状况都有着直接的关系。在针对病害 展开调查的同时， 本文根据有关实桥检测情况， 结
ＣＨＥＮＧ Ｓｈｏｕ－ｓｈａｎ１ ， ＬＩ Ｘｉｎｇ－ｑｉｎｇ２ ， ＹＵ Ｇａｎｇ－ｑｉｎ３ ， ＹＵ Ｌｉａｎｇ３
（１． Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ， ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｙｕｎｍａｎ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００１１， Ｃｈｉｎａ；
相对损失量
３０．８％
３７．５％
３４．５％
注：表中计算有效应力为设计有效应力＋１／２ 管道摩阻力。
３．２ 纵向底板预应力检测
表 ２ 实测底板束有效应力及预应力损失 Ｔａｂ．２ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ
ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｂｕｎｄｌｅ ｏｎ ｂｏｔｔｏｍ ｐｌａｔｅ
对预应力现状调查主要包括 ２ 个方面： （ １） 预 应力体系调查， 主要针对预应力管道压浆、钢丝锈 蚀、断丝及钢束的锚固情况等； （ ２） 预应力相关现 象调查， 如桥面线形等。通过对以上两方面的调查 确定合理的试验方法， 为分析判断预应力损失的可 能性及损失量提供依据。
从检查结果来看， 该桥预应力体系主要存在以 下几方面问题： （ １） 预应力管道普遍存在未压浆或 压 浆 不 饱 满 现 象 ； （ ２） ３０％ 钢 束 有 １ ￣３ 根 断 丝 ； （ ３） 钢束 锈蚀明显， 部 分钢束锈蚀 严重。此外跨 中 下挠和腹板开裂问题比较突出， 跨中最大下挠量为 １３．４ ｃｍ。初步判断该桥可能存在较大的预应力损失。 ２．３ 预应力损失计算
在预应力损失分析时， 钢丝被释放的应力计算 值包括设计永存应力和管道摩阻力， 考虑到管道摩 阻的影响， 预应力钢丝可能未完全回缩， 管道摩阻 力按一半计。
图 ２ 预应力直接测试法示意图 Ｆｉｇ．２ Ｓｋｅｔｃｈ ｍａｐ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｄｉｒｅｃｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
第４期
程寿山，等：预应力连续梁桥预应力损失预测及测试方法研究
２ 纵向有效预应力损失估计计算方法
２．１ 预应力损失影响因素 在预应力混凝土连续梁桥中引起预应力损失的
原因很多， 产生的时间也先后不一。对于后张法施 工的预应力构件， 一般应考虑由下列因素引起的预 应力损失， 即： ① 锚具变形、预应力筋内缩和分块 拼装构件接缝压密引起的应力损失 ； ② 预应力筋与 孔道壁之间摩擦引起的应力损失； ③预应力筋松弛 引起的应力损失； ④ 混凝土收缩和徐变引起的应力 损失； ⑤ 混凝土弹性压缩引起的应力损失。其中预 应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失和混凝土 收缩和徐变引起的应力损失一般占总预应力损失的 ７０％以 上 。 对 于 已 有 桥 梁 由 于 施 工 原 因 和 混 凝 土 收 缩徐变的影响对桥梁的预应力损失影响较大， 在桥 梁运营阶段预应力管道未压浆或压浆不饱满时， 加 上钢筋锈蚀和活载的影响， 预应力也容易发生较大 的损失， 因此桥梁实际的预应力情况和桥梁设计状 态预应力状况是有很大出入的， 如何对桥梁设计预 应力损失情况进行评估显得尤为重要。 ２．２ 预应力现状调查
收稿日期：２００６－ ０１－ １２ 作者简介：程寿山 （１９７７－ ），男，安徽黄山人，助理研究员，从事桥梁检测评定与加固方面的研究． （ｓｓ．ｃｈｅｎｇ＠ｒｉｏｈ．ｃｎ）
＝７５０ ＭＰａ。该桥 １９９３ 年建成通车， ２００２ 年 经检测出现较为严重的病害， 主要病害为：（ １） 箱梁混 凝土开裂严重；（ ２） 箱梁节段施工接缝质量较差；（ ３） 箱梁混 凝土强度达 不到设计要 求；（ ４） 次边跨下 挠； （ ５） 预应力状况较差；（ ６） 混凝土表观质量较差。针对 该桥现状， 对桥梁预应力损失情况进行了评价和相关 的试验， 以进一步摸清病害成因。
７３
３．１ 纵向顶板预应力检测 在 ４＃ 墩两侧锚固在 １２＃、９＃ 和 ６＃ 箱梁节段上的
顶板束有效预应力过程进行了测试， 每侧布置 ３ 个截 面， 即 Ｄ１￣Ｄ３， Ｄ１￣Ｄ３ 沿墩中心线对称分布， 全桥共 ６ 个截面。Ｄ１￣Ｄ３ 实测锚固应力平均值为 ７１７．５￣７６９．６ ＭＰａ， 较计算有效应力减小 ３０．８％￣３７．５％。
为验证纵向预应力损失的估计结果， 对顶、底 板预应力状况进行了实桥测试。通常对纵向预应力 钢束的有效预应力测试分为两种情况。一种情况是 在预应力钢丝上贴片， 直接测试钢丝被释放的应力 变化情况， 试验方法如图 ２ 所示。另一情况是在混 凝土或普通钢筋上布设应变测点。通过对混凝土或 钢筋上的应力进行释放， 对其应力变化情况进行测 试； 籍以推求纵向预应力钢束的有效应力情况。鉴 于该桥预应力管道压浆状况较差， 本次测试以直接 测试钢束应力为主。
底板纵向预应力束有效应力测试在中跨进行共布置 ７ 个截面， 即 Ａ１￣Ａ７ 截面沿跨中对称布置。实测锚固 应力平均值为 ７３５．２￣７９２．０ ＭＰａ， 较计算有效应力减 小 １８．８％￣２４．９％。 ４．３ 预应力损失实测与计算比较分析
纵 向 底 板 束 实 测 预 应 力 损 失 在 １８．８％￣２４．９％之 间 ， 纵 向 顶 板 束 实 测 预 应 力 损 失 在 ３０．８％￣３７．５％之 间， 考 虑 部 分 钢 束 锈 蚀 严 重 ， ３０％钢 束 有 １￣３ 根 断 丝， 实测结果与预应力损失计算结果吻合。底板束 有效预应力有 ２０％～３０％的损失， 顶板束有效预应力 发生 ４０％～５０％的损失。
５ 结论
在充分了解桥梁预应力状况和桥梁病害特征的 基础上， 通过桥面下挠情况反算桥梁有效应力损失 情况的方法是可行的， 能够取得比较可信的结果。
参考文献：
［１］ 徐岳， 等 ． 预应力混凝土连续梁桥设计 ［Ｍ］ ． 北京： 人民交通出 版社， ２０００．
［２］ 交通部公路科学研究所 ． 东明黄河大桥质量检测及评价报告 ［Ｒ］ ． 北京： 交通部公路科学研究所， ２００２．