殷保方　許鵬

摘要：在高速公路的橋梁施工建設(shè)過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用具有十分重要的意義，不僅可以保證高速公路橋梁工程的施工進(jìn)度，還可以保證施工安全，提升施工質(zhì)量。基于此，本文重點(diǎn)結(jié)合某地的高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用案例，針對(duì)高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)及控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以供參考。

Abstract： In the construction process of highway bridges， the application of prestressed technology is of great significance， which not only ensures the construction progress of highway bridge engineering， but also ensures construction safety and improves construction quality. Based on this， this paper focuses on the application of prestressed technology of expressway bridges in a certain place， and analyzes the prestressed detection and control technology of expressway bridges for reference.

關(guān)鍵詞：高速公路;橋梁;預(yù)應(yīng)力技術(shù);檢測(cè)與控制技術(shù)

Key words： expressway;bridge;prestressed technology;detection and control technology

中圖分類號(hào)：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）28-0259-02

0? 引言

在橋梁工程的施工建設(shè)過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用在保證橋梁施工耐久性與安全方面發(fā)揮著不可忽視的作用。如果無(wú)法保證單束受力均勻，將會(huì)出現(xiàn)鋼絞線疲勞、斷裂的問(wèn)題，甚至引起底板的縱向開裂。所以在橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力檢測(cè)及控制技術(shù)一直受到業(yè)內(nèi)人士的重點(diǎn)關(guān)注。由此可見，通過(guò)現(xiàn)階段最先進(jìn)的控制技術(shù)模式對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用展開系統(tǒng)的分析與研究，具有十分重要的意義。

1? 某地高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)情況闡述

我國(guó)某城市正在建設(shè)3條高速公路，主要涉及的橋梁結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。為了保證預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，該施工單位專門成立了高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)及控制技術(shù)項(xiàng)目部分，正式開始對(duì)高速公路橋梁的預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)與控制。而在檢測(cè)過(guò)程中，累積檢測(cè)梁板115片，且都是預(yù)制空心板或者T型梁。

2? 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)儀器與檢測(cè)原理

在本文工程案例中，主要借助預(yù)應(yīng)力張拉錨固自動(dòng)控制綜合測(cè)試儀進(jìn)行錨下有效預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)。該測(cè)試儀的主要組成部分包含以下三部分：第一液壓泵站系統(tǒng)，第二千斤頂系統(tǒng)，第三計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這一測(cè)量?jī)x以傳統(tǒng)的張拉器具為基礎(chǔ)，將計(jì)算技技術(shù)與測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了完美的結(jié)合，所以與普通測(cè)試儀相比，該測(cè)試儀的功能更加強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)大容量、復(fù)雜處理分析、數(shù)據(jù)管理、通訊及現(xiàn)實(shí)直觀以及易于升級(jí)等功能。而且該測(cè)量?jī)x可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了油泵的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、提升了千斤頂?shù)膶?shí)用性，優(yōu)化了自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)以及系統(tǒng)集成。

作為一種新型的檢測(cè)儀器，該測(cè)試儀的主要檢測(cè)原理為，在彈模效應(yīng)和最小應(yīng)力跟蹤原理的指導(dǎo)下，如果千斤頂帶動(dòng)絞線與夾片沿著軸線移動(dòng)0.5mm，就可以精準(zhǔn)的檢測(cè)出錨下有效預(yù)應(yīng)力。該測(cè)試儀雖然會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行檢測(cè)張拉，但是卻不會(huì)影響已經(jīng)形成的錨下有效預(yù)應(yīng)力。而且在進(jìn)行檢測(cè)張拉的時(shí)候，夾片只在千斤頂?shù)膸?dòng)下沿著軸線移動(dòng)0.5mm，與限位板的限位面還有很長(zhǎng)的一段距離，夾片也會(huì)與絞線緊緊的聯(lián)系在一起，即便是力放開后，夾片與絞線之間的相對(duì)位置也不會(huì)發(fā)生任何改變。因?yàn)殇摻g線具有一定的彈性，在一定范圍內(nèi)，力放開后，鋼絞線也會(huì)迅速恢復(fù)原始狀態(tài)，對(duì)于錨下有效預(yù)應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生任何影響。所以該測(cè)試儀可以對(duì)單根鋼絞錨下有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行逐根檢測(cè)，獲得同束有效預(yù)應(yīng)力的不均勻度、有效預(yù)應(yīng)力大小偏差以及同梁不均勻度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉施工的全方位的評(píng)價(jià)[1]。

在本文工程案例中，梁板的實(shí)測(cè)質(zhì)量評(píng)定主要包含三部分：第一同束不均勻度，第二有效預(yù)應(yīng)力大小偏差，第三同梁不均勻度。而每一部分的質(zhì)量控制指標(biāo)也有所差異，即：

同束不均勻度=（最大索力-最小索力）/最大索力*100%

有效預(yù)應(yīng)力大小偏差=ABS（索力平均值-設(shè)計(jì)索力中值）/10

同梁不均勻度=（束力最大值-束力最小值）/束力最大值*100%

3? 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)中的問(wèn)題分析

在本文工程案例中，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及對(duì)不合格梁板的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，該工程案例中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用主要存在著以下五大問(wèn)題：第一，同束不均勻度太大，甚至高于52.75%，由此可見，已經(jīng)出現(xiàn)了疏編穿束的質(zhì)量問(wèn)題以及鋼絞線打絞問(wèn)題。第二，單根絞線的有效預(yù)應(yīng)力偏差過(guò)大，最大的為199.93kN，最小的為63.03kN，均不在（178±5%kN）合格范圍內(nèi)，而這會(huì)引起鋼絞線疲勞斷裂以及夾片滑移等問(wèn)題。第三，平均張拉偏移較大，要么超張，要么欠張。第四，同梁束力不均勻度過(guò)大，嚴(yán)重影響了張拉力重復(fù)精度的控制以及油壓表讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

4? 加強(qiáng)高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量控制的措施

4.1 優(yōu)化梳編穿束工藝

針對(duì)本文工程案例，針對(duì)預(yù)制構(gòu)件中的短束，造成索力不均勻度過(guò)大的原因是梳編穿束的質(zhì)量不合格，鋼絞線打絞問(wèn)題十分嚴(yán)重。所以，施工單位在梳編穿束的時(shí)候，必須要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的梳編穿束工藝進(jìn)行施工。在準(zhǔn)備好油性筆、透明膠帶、鋼絲繩、梳編板、扎絲等工具之后，就要按照相應(yīng)的流程進(jìn)行施工。第一步，下料，即當(dāng)每束絞線下料的時(shí)候，要確保有一根絞線長(zhǎng)處10cm-20cm，并將其作為中間絞線，其它的絞線要保持下料長(zhǎng)度相同。第二步，編號(hào)，即對(duì)每一根鋼絞線的兩端編上相同的號(hào)碼，并用膠帶進(jìn)行固定;對(duì)兩端的錨具進(jìn)行同時(shí)編號(hào)，一塊錨具為順時(shí)針編號(hào)，一塊錨具為逆時(shí)針編號(hào)。第三步，端頭綁扎，注意要先將端頭分層，先進(jìn)行逐層綁扎，在進(jìn)行全部綁扎。確保綁扎好后的絞線可以呈現(xiàn)出正方形、矩形或者梯形等形狀。第四步，梳束，利用梳束板或者錨具梳理鋼絞線，在鋼絞線長(zhǎng)度為1m處用扎絲扎緊，將扎絲端頭朝上。第五步，穿束，鋼絲繩的一端與卷?yè)P(yáng)機(jī)連接，另一端以繩套的形式與絞線穿入端連接。然后用塑料瓶與膠帶固定穿入端端頭，然后啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，拉動(dòng)絞線，保持勻速、緩慢。第六步，對(duì)中調(diào)整，去除傳入端的鋼絲繩、塑料瓶、膠帶等物，露出絞線編號(hào)，然后將中間絞線套入錨具孔的中間位置，上夾片，輕微頂緊，再將其它絞線分別倒入相對(duì)應(yīng)的錨具孔內(nèi)，然后再調(diào)整錨具，使兩端錨具各孔位對(duì)中。

4.2 張拉設(shè)備的準(zhǔn)確標(biāo)定

首先，針對(duì)張拉設(shè)備的整體標(biāo)定。一個(gè)完整的張拉視力系統(tǒng)主要有三部分組成：第一千斤頂、第二壓力表、第三油泵。其中，千斤頂?shù)闹饕饔檬沁M(jìn)行張拉力值的顯示，油壓表的主要作用是進(jìn)行兆帕數(shù)的顯示。二者之間的相互轉(zhuǎn)換與張拉油缸面積以及油缸本身的性質(zhì)息息相關(guān)，所以必須要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行整體靜態(tài)標(biāo)定。而我國(guó)目前的高速公路橋梁施工中，都以分割標(biāo)定為主，即只標(biāo)定千斤頂與壓力表，甚至部分施工現(xiàn)場(chǎng)依然在使用動(dòng)態(tài)標(biāo)定，不僅不符合使用條件，還會(huì)引起較大范圍內(nèi)的誤差，從而引起張拉停頓持荷中張拉力的過(guò)大。在低壓力狀態(tài)下，千斤頂?shù)哪ψ柚档谋憩F(xiàn)也十分強(qiáng)烈，標(biāo)定的時(shí)候還需要滿量程標(biāo)定，加強(qiáng)摩阻的控制。需要注意的是，需要加強(qiáng)千斤頂?shù)膬?nèi)泄漏控制，防止內(nèi)泄漏太大而影響千斤頂?shù)撵o態(tài)標(biāo)定準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響張拉中的持荷保壓，造成張拉失控等問(wèn)題。所以，必須要同時(shí)標(biāo)定張拉儀、油壓表以及千斤頂。最低標(biāo)準(zhǔn)也是實(shí)現(xiàn)同一規(guī)格型號(hào)的千斤頂系統(tǒng)中的一組與張拉儀的同步標(biāo)定[2]。

其次，針對(duì)張拉設(shè)備的靜態(tài)標(biāo)定。顧名思義，必須要保持張拉系統(tǒng)的靜態(tài)，才能進(jìn)行標(biāo)定，否則將會(huì)在摩阻以及內(nèi)泄漏等因素的影響下增大標(biāo)定時(shí)的油壓表讀數(shù)。這樣在張拉持荷的時(shí)候，會(huì)引起張拉力的突然增大，如果此時(shí)鋼絞線的受力不均勻，將會(huì)導(dǎo)致受力較大的絞線在張拉的時(shí)候陷入屈服區(qū)，從而無(wú)法成功施加預(yù)應(yīng)力。在檢測(cè)的時(shí)候，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力施加不成功，就要全部退錨并重新進(jìn)行梳編穿束，修復(fù)好千斤頂泵站系統(tǒng)之后再重新進(jìn)行張拉設(shè)備的靜態(tài)標(biāo)定。

4.3 油壓表的精確讀數(shù)

針對(duì)同梁束力不均勻度過(guò)大的問(wèn)題，張拉人員在完成張拉設(shè)備的整體標(biāo)定以及靜態(tài)標(biāo)定之后，還需要精讀油表。在讀數(shù)的時(shí)候需要考慮讀數(shù)人員的位置與視線會(huì)對(duì)讀數(shù)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以，必須張拉讀數(shù)的操作人員必須要積極參與到標(biāo)定讀數(shù)工作中，并提升自身對(duì)準(zhǔn)確定位精讀油壓表數(shù)的適應(yīng)能力，從而保證張拉力的控制精度[3]。

4.4 優(yōu)化張拉施工工藝

大多數(shù)情況下，預(yù)應(yīng)力張拉控制都會(huì)使用張拉力與伸長(zhǎng)值的雙重控制法，張拉力為主導(dǎo)，伸長(zhǎng)值為校核。需要注意的是，無(wú)論是結(jié)構(gòu)整體，還是單個(gè)構(gòu)件，都要嚴(yán)格遵循同步原則、對(duì)稱原則以及分級(jí)張拉原則控制張拉順序，同時(shí)嚴(yán)格控制張拉設(shè)備的移動(dòng)頻率。

首先，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉的時(shí)候，由于張拉后的有效預(yù)應(yīng)力容易受到混凝土彈性壓縮不均、預(yù)應(yīng)力筋會(huì)所以及錨具變形不均等問(wèn)題的影響而出現(xiàn)整束有效預(yù)應(yīng)力不均勻的問(wèn)題，所以必須要加強(qiáng)千斤頂使用的控制，當(dāng)張拉程度達(dá)到設(shè)計(jì)控制要求之后，要采取各種措施消除各束損失不均勻的影響，避免出現(xiàn)有效預(yù)應(yīng)力偏差過(guò)大的問(wèn)題。而在張拉施工過(guò)程中，也要注意各個(gè)張拉機(jī)具保壓持荷穩(wěn)定之后按照同步原則放張。

其次，在張拉施工的過(guò)程中，還需要采取相應(yīng)的措施防止出現(xiàn)構(gòu)件截面過(guò)大偏心受力的問(wèn)題以及構(gòu)件邊緣拉應(yīng)力過(guò)大而引起梁腹裂縫等問(wèn)題。如果是多排鋼束，要使其保持對(duì)稱，按照分批張拉的原則進(jìn)行張拉，從而確保施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中，梁可以保持受力均勻、同步且對(duì)稱，避免在偏心力矩的作用下產(chǎn)生梁體彎曲扭轉(zhuǎn)或者側(cè)彎的現(xiàn)象。

最后，在張拉施工的過(guò)程中，還要注意伸長(zhǎng)值的校核，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之間差值的控制。如果沒(méi)有特殊設(shè)計(jì)要求，要將差值縮小到6%以下。差值一旦大于6%，就要暫時(shí)停止張拉施工，明確原因之后再進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，確認(rèn)無(wú)誤后再重新進(jìn)行張拉施工。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量的控制，就要優(yōu)化梳編穿束工藝與張拉施工工藝，并按照相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工、進(jìn)行張拉設(shè)備的準(zhǔn)確標(biāo)定以及油壓表的精確讀數(shù)。而在實(shí)際的高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)及控制中，單根鋼絞線錨下有效預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)最為關(guān)鍵。只要加強(qiáng)單根鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力的控制，就可以基本保證整束有效預(yù)應(yīng)力符合施工設(shè)計(jì)要求。

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