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1、 中 国 桥 梁 网桥梁有效预应力测试控制桥梁有效预应力测试控制技术指南技术指南xxxx 大学大学xxxx 工程研究中心工程研究中心xxxx 工程技术有限公司工程技术有限公司xxxxI桥梁有效预应力测试控制技术指南桥梁有效预应力测试控制技术指南前言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，
2、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预应力简支梁跨中截面荷载位移曲线位移曲线II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.
3、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.481一一 常见桥梁病害实例常见桥梁病害实例1. 连续刚构桥病害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
4、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
5、，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。22. 一般预
6、应力桥梁病害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
7、，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）32) 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）4近年来因预应力施
8、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） 。5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）6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）7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
9、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）8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）9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）
10、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）10二二 检测控制内容检测控制内容1. 有效预应力量化指标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pkf15.2mm2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)0.7
11、pkf1680.75pkf178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116 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（）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
