永南高速桥梁预应力精细化施工技术讲义.ppt

桥梁预应力精细化施工技术及张拉智能控制系统主讲人：徐有为 吴涛 目 录 1. 现有预应力桥梁病害分析 2. 预应力施工的现状 3. 桥梁预应力精细化施工技术 4. 锚下有效预应力检测 我国修建了大量的预应力桥梁，收到了良好的社会效益和经济效益，但由于预应力结构的设计、施工过程中仍然存在一些通病，在过去的二十多年里也给我们的桥梁主管部门和建设部门造成了严重的损失，归纳起来主要有如下几点： 梁体下挠 梁体开裂 耐久性问题 1.1梁体下挠 梁体内不能建立有效的预应力，在混凝土徐变的共同作用下，梁体必将发生严重的下挠。挠度过大不但会使跨中主梁下凹，破坏桥面的铺装层，影响桥梁的使用寿命和行车舒适性，甚至危及行车时的安全。 1.2 梁体开裂 在预应力桥梁使用中发现，有相当数量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿块等部位出现了各种不同形式的裂缝，其中箱梁腹板裂缝最为普遍和严重。腹板裂缝一般集中在1/8跨至3/4跨之间，其中距支座L/4附近腹板斜裂缝数量较多，裂缝开展宽度一般在0.15～0.5mm之间；通常腹板内侧的裂缝数量较多，夏季缝宽较冬季有所增大，较宽的裂缝贯透腹板，在结构上呈一定的对称性。 裂缝产生的主要原因有： 除设计计算方法、混凝土收缩徐变、温度、施工因素和混凝土应力限值的影响外，在梁体内未能建立有效预应力是关键影响因素。 1.3 耐久性问题 由于预应力筋的有效预应力失效或梁体裂缝，特别是纵向预应力损失过大引起下挠和底板横向裂缝的进一步发展。当发展到一定程度，由量变转为质变，严重的影响到桥梁的使用寿命。 1.4 预应力桥梁破坏实例 1）钟祥汉江大桥 钟祥汉江大桥设计使用寿命50年，1993年竣工验收时工程质量等级优良，但仅运行10年便成为危桥。2001年检测，省交通部门就发现梁体有裂缝。2004年，大桥“病症”加剧，主桥箱梁腹板开裂，中间三跨跨中底板横向贯穿开裂，且仍在发展；两个次边跨下挠严重；混凝土劣化严重；箱梁接段质量较差，箱梁顶板开裂渗水；抽查的底板纵向预应力管道未见压浆；预应力钢束有断丝、滑丝现象，部分钢筋锈蚀严重。大桥荷载等级远低于原设计标准，不能满足使用要求，被定性为“危桥”。最终与2005年封闭并拆除。 拆除中的钟祥汉江大桥照片 2）三门峡黄河公路大桥 三门峡黄河公路大桥主桥为一座6跨预应力混凝土连续刚构桥，长1310.09米，跨径布置为105m+4×160m+105m，于1993年建成通车。2002年6月对该桥的检查发现，跨中区域下挠最大达到22cm，另外箱梁腹板出现大量斜裂缝，且裂缝长度数量不断增加，结构承载力有下降趋势。为确保桥梁正常安全地使用，2003年7月对其主桥上部进行加固。主要加固项目：①增设体外纵向预应力钢束提高承载力；②处理裂缝，用压浆、封闭法及粘贴钢板修补裂缝。③处理蜂窝、麻面和空洞；④处理掉块、漏筋部位。总投资达2408万元，2005年底进行了竣工验收。为防止大桥出现二次病害，确保大桥安全，自本次工程竣工之日起，在桥两端设立超载、超限监控室，对过桥车辆进行限速、限距、限载控制，禁止55吨以上车辆过桥。 限载中的三门峡黄河公路大桥 3）黄石大桥 黄石大桥为一座5跨预应力混凝土连续刚构桥，跨径布置为162.5m+3×245m+162.5m，于1995年建成。 该桥通车运营3年后，跨中仍然持续下挠。该桥运营7年后，各跨跨中均有明显下挠，与成桥时相比，大桥北岸次边跨2号墩和3号墩之间主梁跨中下挠累计已达30.5cm，中跨3号墩和4号墩之间主梁跨中下挠已达21.2cm，南岸次边跨4号墩和5号墩之间主梁跨中下挠累计已达22.6cm。 国内外出现问题的预应力桥梁还有很多，在此我们不一一例举! 2.预应力施工的现状 现今的预应力施工技术的不规范是造成桥梁病害的主要原因，目前的预应力施工工艺存如下几个问题： 2.1 同束有效预应力不均匀度过大 单根索受力不均匀性较大，张拉时出现断丝或滑丝现象。主要原因是纲绞线相互缠绕 ，长短不一，不能达到共同受力。即使张拉时不出现事故，锚下预应力经过长期的衰减后，在使用阶段仍然可能大于其疲劳极限0.65