预应力工程施工中有效预应力检测校正控制与验收评估

预应力工程施工中有效预应力检测、校正控制与验收评估xx编著xx概览第一章预应力失控所带来的工程病害************************3预应力施工现状整束束力和单索索力的严重超差工程灾害的形成施工质量低劣的原因分析第二章预应力工程中对钢绞线、锚具和连接器的要求**********17现行标准规范对钢绞线、锚具、连接器的质量控制要求现行锚具、连接器质量控制规范与人工施加荷载试验设备的矛盾预应力锚固体系多功能自动控制试验台第三章现行规范对有效预应力控制、检测的要求和一般实施方法*22现行规范对有效预应力的控制要求现行有效预应力检测第四章预应力张拉锚固自动控制综合测试仪*****************27预应力张拉锚固自动控制综合测试仪简介预应力张拉锚固自动控制综合测试仪使用前的现场标定第五章边坡预应力工程中有效预应力检测校正和验收评估*****24滑坡工程中有效预应力检测与校正滑坡整治预应力锚索工程中有效预应力检测校正和稳定性分析第六章桥梁预应力施工中有效预应力检测校正和验收评估*****42预应力混凝土刚构桥立交桥钢管拱桥系杆预应力施工控制空心板梁预应力施工工艺优化、有效预应力检测控制与验收评估施工中有效预应力的最佳控制方法连续T梁施工中有效预应力检测与控制结束语***************************************************76预应力失控所带来的工程病害1整束束力和单索索力的严重超差从我们检测现行施工中有效预应力的状况来看，其误差之大令人担忧，参考后面的检测报告。桥梁工程中有的整束预应力误差已超过设计值的20％以上。令设计值为张拉控制值，按当今双控法公差，伸长值与油压表误差±6％，可将有效预应力公差取为－10％，较为恰当。即便如此，检测结果也远远超出，达－20％。边坡工程更为严重，即按设计值给出20％的公差带，仍然超出。而且索力的不均匀度也超过20％。下面是一些桥梁、边坡的预应力检测报告。某边坡工程单索有效预应力0某边坡工程单索有效预应力02040608010012049131617202224273136404345474952576063656872778081868891959799108112114119孔号设计值：80～100KN×××大桥主桥预应力张拉施工检测报告19号墩南17节下游上锚设计整束有效预应力：5273.00KN设计整束张拉力：5481.00KN设计单束有效预应力：195.30KN设计单索张拉力：203.00KN实测整束有效预应力∑P=4792.28N整束补拉力总和∑P=5444KN单索[19号墩南17节下游上锚,1]P=172.59KN实拉P=202KN单索[19号墩南17节下游上锚,2]P=177.35KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,3]P=179.79KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,4]P=166.41KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,5]P=183.18KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,6]P=177.02KN实拉P=202KN单索[19号墩南17节下游上锚,7]P=179.24KN实拉P=202KN单索[19号墩南17节下游上锚,8]P=144.09KN实拉P=202KN单索[19号墩南17节下游上锚,9]P=172.40KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,10]P=175.48KN实拉P=201KN单索[19号墩南17节下游上锚,11]P=175.64KN实拉P=202KN单索[19号墩南117节下游上上锚,122]P=1169.117KN实拉P==202KKN单索[19号墩南117节下游上上锚,133]P=1177.889KN实拉P==201KKN单索[19号墩南117节下游上上锚,144]P=1174.775KN实拉P==201KKN单索[19号墩南117节下游上上锚,155]P=1183.118KN实拉P==202KKN图1-1滑丝、飞锚图1-1滑丝、飞锚图图1-2边坡跨塌桥梁垮塌的实例例近年来因预应力力施工问题题直接影响响到工程的的质量和施施工人员的的人身安全全的实例1、对工程质量的的影响突然跨塌的宜宾宾南门大桥桥原因分析从后来的对该桥桥的质量事事故的原因因分析来看看，其是由由于预应力力锚具———吊杆锈蚀蚀的质量问问题造成的的（如下图图所示）。江苏省吴江市梅梅堰镇一座座桥梁突然然坍塌辽宁辽河大桥骤骤然断裂安徽阜阳发生一一起桥梁坍坍塌事故綦江彩虹桥的跨跨塌，是我我国建设史史上重大的的工程责任任事故斜阳溪大桥东岸岸第一桥拱拱整体断裂裂垮塌。2000年9月月11日晚8时25分，3199国道位于于重庆涪陵陵李渡镇的的控制大桥桥———斜阳阳溪大桥东东岸第一桥桥拱整体断断裂垮塌。台湾南部横跨高高雄、屏东东两县的高高屏大桥台湾南部横跨高高雄、屏东东两县的高高屏大桥2200-88-27日日下午二时时三十一分分因桥墩断断裂造成桥桥面断裂，至至少有十七七部车辆受受困在断裂裂的桥面上上。深圳盐坝高速公公路起点高高架引桥2000年111月27日晚9时45分左右，正正在施工的的深圳盐坝坝高速公路路起点高架架引桥突然然坍塌，正正在桥面作作业的69名工人随随桥面滚落落坠下。宁波招宝山大桥桥1998年9月月24日晚，宁波招宝宝山大桥主主跨长悬臂臂施工到23号块时，发发生了主梁梁断裂事故故。桥梁垮塌的发生生原因预应力锚具产品品的质量低低下，将给给工程质量量留下了较较多的安全全隐患（下下图是一些些桥梁实际际检测或维维修的情况况），其大大大缩小了了工程的使使用寿命。图图已经锈蚀的吊杆锚具济南黄河桥，11982年建成，13年后发现现拉索锈蚀蚀即全部换换索。广西红水河铁路路桥，上世世纪70年代建成成，使用不不到20年全部换换索。重庆石门大桥国内还有不少斜斜拉桥的拉拉索，在使使用不到10年就损坏坏了，其中中有材质的的问题，更更主要的是是拉索的耐耐久性保护护措施薄弱弱而导致高高强钢丝的的锈蚀或其其他问题，如如应力腐蚀蚀、蚀腐疲疲劳等广州海印桥广州海印桥，11988年建成，11995年5月25日发生了9号索断裂裂，调查表表明管道压压浆工艺未未能保证质质量，造成成拉索锈断断，被迫进进行全桥换换索工程，耗耗资2000万元。武汉晴川桥断索索照片2000年下半半年通车，于于2003年11月2日夜间下游游一根系杆杆突然拉断断，正在分分析原因期期间与12月5日夜上游又又断了一根根。桥下为为一运输市市场，幸好好都是在夜夜间，锚头头崩出来时时没有伤到到人。对人身安全的影影响当预应力锚具的的产品质量量低下难负负其重时就就会对施工工人员的人人身安全构构成危害，如如下面的照照片就是几几个公开报报道造成伤伤害的实例例：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Ф7高强钢丝穿透工人身体。在重庆上界高速公路道角村大桥工地，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Ф7高强钢丝穿透工人身体。在重庆上界高速公路道角村大桥工地，35根钢绞线齐刷刷地穿透操作工冯中海的左大腿上。二施工质质量低劣的的原因分析析所用机具的标定定混乱：千千斤顶、油油压表和油油泵应当是是一个完整整的张拉施施力系统，必必须结合施施工现场整整体标定。实实际上却是是分割标定定——只标定定千斤顶与与油压表。油压表与千斤顶顶间的误差差：油压表表位于泵站站，而施力力却在油缸缸高压区中中，故受沿沿程、流量量、内泄漏漏等损失影影响。标定定条件与现现场施工条条件之间的的差异，施施工现场环环境的变化化（如工作作时油液的的温升导致致粘度变化化），也导导致了误差差。人为读数的随意意性导致了了读数误差差。多索锚缺乏调索索的综合控控制，影响响了各索力力值的均匀匀性。主要材料（钢绞绞线、锚具具、连接器器）的质量量问题。缺乏检测验收的的评估手段段。第二章预预应力工程程中对钢绞绞线、锚具具和连接器器的要求随着预应力技术术的不断发发展，特别别是体外预预应力束、斜斜拉索、无无粘结筋的的广泛应用用，对钢绞绞线、锚具具、连接器器的要求将将愈加严格格。标准《公路桥涵涵施工技术术规范》（JTJ0041-22000）：12.2锚锚具、夹具具和连接器器12.2.1预应力筋筋锚具、夹夹具和连接接器应具有有可靠的锚锚固性能、足足够的承载载能力和良良好的适用用性，能保保证充分发发挥预应力力筋的强度度，安全地地实现预应应力张拉作作业，并应应符合现行行国家标志志《预应力力筋锚具、夹夹具和连接接器》（GB/TT143370）的要求求。12.2.4用于后张张法的连接接器，必须须符合锚具具的性能要要求；用于于先张法的的连接器，必必须符合夹夹具的性能能要求。12.2.5进场验收收规定1锚具、夹夹具和连接接器进场时时，除应按按出厂合格格证和质量量证明书核核查其锚固固性能类别别、型号、规规格及数量量外，还应应按下列规规定进行验验收：静载锚固性能试试验：对大大桥等重要要工程，当当质量证明明书不齐全全、不正确确或质量有有疑点时，经经上述两项项试验合格格后，应从从同批中抽抽取6套锚具（夹夹具或连接接器）组成成3个预应力力筋锚具组组装件，进进行静载锚锚固性能试试验，如有有一个试件件不符合要要求，则应应另取双倍倍数量的锚锚具（夹具具或连接器器）重做试试验，如仍仍有一个试试件不符合合要求，则则该批锚具具（夹具或或连接器）为为不合格品品。 对用于其他桥梁梁的锚具（夹夹具或连接接器）进场场验收，其其静载锚固固性能可由由锚具生产产厂提供试试验报告。2预应力筋筋锚具、夹夹具和连接接器验收批批的划分：：在同种材材料和同一一生产工艺艺条件下，锚锚具、夹具具应以不超超过1000套组为一一个验收批批；连接器器以不超过过500套组为一一个验收批批。标准《预应力筋筋用锚具、夹夹具和连接接器》（GB/TT143370-22000）：5.2.4周周期荷载性性能 用于有抗震要求求结构中的的锚具、预预应力筋－－锚具组装装件还应满满足循环次次数为50次的周期期荷载试验验。 当锚固的预应力力筋为钢丝丝、钢绞线线或热处理理钢筋时，试试验应力上上限取预应应力筋抗拉拉强度标准准值fptk的80%，下限取取预应力钢钢材抗拉强强度标准值值fptk的40%。 当锚固的预应力力筋为有明明显屈服台台阶的预应应力钢材时时，试验应应力上限取取预应力钢钢材抗拉强强度标准值值的90%，下限取取预应力钢钢材抗拉强强度标准值值的40%。 试件经50次循循环荷载后后预应力筋筋在锚具挟挟持区域不不应发生破破断。二现行锚具、连连接器质量量控制规范范与人工施施加荷载试试验设备的的矛盾加载速度不容易易控制GB/T144370--20000标准中要要求的加载载速度为100Mpa//min，手动控控制试验设设备不易实实现。无法实施周期荷荷载试验周期荷载试验要要求在预应应力钢材抗抗拉强度标标准值的40％到80％之间循循环荷载50次，手动动进行这样样的控制几几乎是不可可能的。静载试验的加载载重复精度度低由于是人工手动动控制，同同组试验结结果可能会会有较大差差异连接器试验的不不可靠性图2-1为GB//T144370--20000标准中连连接器试验验装置图，其其中7为转向钢钢环，靠近近连接器，致致使转向角角度太大，试试验过程中中应力集中中在转向钢钢环处，容容易导致钢钢绞线从此此处破断，使使试验失败败图图2-1GB/T14370-2000标准中的连接器静载试验装置图三预应力力锚固体系系多功能自自动控制试试验台现行锚具试验台台架都是人人工手动，精精度低，不不具有重复复性，受人人为因素影影响大，且且无法进行行周期荷载载试验，锚锚具检查验验收手段已已成当务之之急。所以以我们研制制了预应力力锚固体系系多功能自自动控制综综合试验台台（见图2-2、图2-3），并于2003年4月通过鉴鉴定，立即即投入使用用，成功地地解决了锚锚具检测验验收问题，填填补了国内内空白，引引起交通部部的重视，拟拟作全面推推广，以便便不折不扣扣地贯彻执执行GB/TT143370-22000标准。试验台台采用计算算机控制，只只要输入试试验参数，发发出启动指指令，即可可按照设定定的试验方方法自动加加载和卸载载，完成静静载、周期期荷载等试试验。同时时，试验曲曲线在计算算机屏幕上上实时展现现（见图2-4、图2-5），便于于及时了解解试验状态态，试验完完成后结果果自动打印印出。试验验台的反力力架由一长长一短两个个台架组成成，做锚具具试验时只只需用到长长台架，做做连接器试试验时再安安装上短台台架（见图图2-6），这样样便于进行行连接器试试验，提高高了连接器器试验的准准确性。本本试验台具具有高的精精度、重复复精度和可可靠性，操操作安全，能能更准确、更更科学、更更公正地对对锚具性能能进行检测测和评价，丰丰富与完善善了当今试试验规范。如图2-2如图2-2所示：1.泵站比例阀系统2.千斤顶传感器系统3.计算机-控制箱系统4.反力架系统图2-2预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台1243图2-3900t预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台图2-3900t预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台图图2-4静载试验曲线图2-5周期荷载试验曲线图2-6连接器试验图2-6连接器试验第三章现现行规范对对有效预应应力控制、检检测的要求求和一般实实施方法现行规范对有效效预应力的的控制要求求《公路桥涵施工工技术规范范》（JTJ041--20000）：12.8.1机具及设设备 施加预应力所用用的机具设设备及仪表表应由专人人使用的管管理，并应应定期维护护和校验。千千斤顶与压压力表应配配套校验，以以确定张拉拉力与压力力表之间的的关系曲线线，校验应应在主管部部门授权的的法定计量量技术机构构定期进行行。 张拉机具设备应应与锚具配配套使用，并并应在进场场时进行检检查和校验验。对长期期不使用的的张拉机具具设备，应应在使用前前进行全面面校验。使使用期间的的校验期限限应视机具具设备的情情况确定，当当千斤顶使使用超过6个月或200次或在使使用过程中中出现不正正常现象或或检修以后后应重新校校验。弹簧簧测力计的的校验期限限不宜超过过2个月。12.8.2施加预应应力的准备备工作1对力筋施施加预应力力之前，必必须完成或或检验以下下工作：1）施工现场应具具备经批准准的张拉程程序和现场场施工说明明书；2）现场已有具备备预应力施施工知识和和正确操作作的施工人人员；3）锚具安装正确确，对后张张构件，混混凝土已达达到要求的的强度；4）施工现场已具具备确保全全体操作人人员和设备备安全的必必要的预防防措施。2实施张拉拉时，应使使千斤顶的的张拉力作作用线与预预应力筋的的轴线重合合一致。12.8.3张拉应力力控制预应力筋的张拉拉控制应力力应符合设设计要求。当当施工中预预应力筋需需要超张拉拉或计入锚锚圈口预应应力损失时时，可比设设计要求提提高5％，但在在任何情况况下不得超超过设计规规定的最大大张拉控制制应力。预应力筋采用应应力控制方方法张拉时时，应以伸伸长值进行行校核，实实际伸长值值与理论伸伸长值的差差值应符合合设计要求求，设计无无规定时，实实际伸长值值与理论伸伸长值的差差值应控制制在6％以内，否否则应暂停停张拉，待待查明原因因并采取措措施予以调调整后，方方可继续张张拉。预应力筋的理论论伸长值可可按下式计计算：预应力筋张拉时时，应先调调整到初应应力，该初初应力宜为为张拉控制制应力的10%～15%，伸长值值应从初应应力时开始始量测。力力筋的实际际伸长值除除量测的伸伸长值外，必必须加上初初应力以下下的推算伸伸长值。对对后张法构构件，在张张拉过程中中产生的弹弹性压缩值值一般可省省略。预应力筋张拉的的实际伸长长值，可按按下式计算算（即从初初应力至最最大张拉应应力间的实实测伸长值值与初应力力以下的推推算伸长值值之和）：必要时，应对锚锚圈口及孔孔道摩阻损损失进行测测定，张拉拉时予以调调整。锥形形锚具摩阻阻损失值的的测定方法法可参见附附录G-9。预应力筋的锚固固，应在张张拉控制应应力处于稳稳定状态下下进行。锚锚固阶段张张拉端预应应力筋的内内缩量，应应不大于设设计规定或或不大于表表12.88.3（略略）所列容容许值。预应力筋张拉及及放松时，均均应填写施施工记录。机机具标定和和12.88.3.22张拉力控控制中伸长长值与理论论值误差控控制，体现现了对整束束有效预应应力控制要要求；12.88.3.44调整初始始应力，目目的是使各各绞线受力力一致（即即单索有效效预应力要要求）。《公路桥涵施工工技术规范范》（JTJ0041-22000）中“12.9先张法”12．9．2张拉同时张拉多根预预应力筋时时，应预先先调整其预预应力，使使互相之间间的应力一一致；张拉拉过程中，应应使活动横横梁与固定定横梁始终终保持平行行，并应抽抽查力筋的的预应力值值，其偏差差的绝对值值不得超过过按一个构构件全部力力筋预应力力总值的5%。机机具标定和和12.88.3.22张拉力控控制中伸长长值与理论论值误差控控制，体现现了对整束束有效预应应力控制要要求；12.88.3.44调整初始始应力，目目的是使各各绞线受力力一致（即即单索有效效预应力要要求）。GGA-6VVX7《公路桥涵施工工技术规范范》（JTJ041--20000）：5斜拉桥拉拉索的张拉拉应按下列列各项执行行：张拉施工的设备备和方法应应根据设计计的索型、锚锚具、布索索方法、塔塔和梁的构构造确定。拉索张拉的顺序序、级次数数和量值应应按设计规规定执行。应应以振动频频率计测定定的索力或或油压表量量程为准，以以延伸值作作校核，并并应视拉索索防震圈以以及弯曲刚刚度的状况况对测值予予以修正。拉索张拉可于塔塔端或梁端端单端进行行，也可顶顶升索鞍支支座进行。平平行钢丝拉拉索宜采用用整体张拉拉，平行钢钢绞线拉索索可用整体体或分索张张拉，分索索张拉应按按“分级”、“等力”的原则进进行，每根根同级索力力允许误差差为±1%。索塔顺桥向两侧侧的拉索（组组）和桥横横向对称的的拉索（组组）必须对对称同步张张拉；同步步张拉的不不同步索力力的相差值值不得超过过设计规定定；两侧不不对称的或或设计拉力力不同的拉拉索，应按按设计规定定的索力分分级同步张张拉，各千千斤顶同步步之差不得得大于油表表读数的最最小分格，索索力终值误误差小于±2%。《建筑边坡工程程技术规范范》（GB500330--20022）：7.5.6预预应力锚杆杆的张拉与与锁定应符符合下列规规定：锚杆张拉宜在锚锚固体强度度大于20MPPa并达到设设计强度的的80%后进行；；锚杆张拉顺序应应避免相近近锚杆相互互影响；锚杆张拉控制应应力不宜超超过0.65倍钢筋或或钢绞线的的强度标准准制；宜进行超过锚杆杆设计预应应力值1.05～1.10倍的超张张拉，预应应力保留值值应满足设设计要求。《建筑边坡工程程技术规范范》（GB500330--20022）：16.2.2边坡工程程应由设计计提出监测测要求，由由业主委托托有资质的的监测单位位编制监测测方案，经经设计、监监理和业主主共同认可可后实施。方方案应包括括监测项目目、监测目目的、测试试方法、测测点布置、监监测项目报报警值、信信息反馈制制度和现场场原始状态态资料记录录等内容。16.2.3边坡工程程监测应符符合下列规规定：2锚杆拉力力和预应力力损失监测测，应选择择有代表性性的锚杆，测测定锚杆（索索）应力和和预应力损损失；3非预应力力锚杆的应应力监测根根数不宜少少于锚杆总总数的5%，预应力力锚索的应应力监测根根数不应少少于锚索总总数的10%，且不应应少于3根；5一级边坡坡工程竣工工后的监测测时间不应应少于二年年。从7.5.6：22、4，足见对对有效预应应力的要求求。16.22.3：2、3、5提出了检检测有效预预应力，并并给出了数数量与长期期检测的要要求。《水工预应力锚锚固设计规规范》（SL2212-998）：4.4.3预预应力锚杆杆张拉程序序设计，应应遵守下列列规定：2每级张拉拉荷载下，应应持荷5min，锚杆锁锁定后，当当预应力损损失超过设设计张拉力力的10%时，应进进行补偿张张拉。补偿偿张拉应在在锁定值基基础上一次次张拉至超超张拉荷载载。补偿张张拉最多进进行两次。3对于群锚锚工程，为为避免锚杆杆张拉时，使使邻近已锁锁定锚杆产产生应力松松弛，应优优化张拉程程序设计。若若邻近锚杆杆产生应力力松弛的幅幅度超过设设计张拉力力的10%时，应进进行补偿张张拉。从4.4.3：22、3，表明规规范提出了了对有效预预应力的量量化要求，其其偏差为10%。现行有效预应力力检测预埋传感器（整整束）整束有效预应力力检测是通通过在锚下下埋设空心心式传感器器（图3-1、3-2）来实现现的，这在在预应力工工程中应用用较为广泛泛。传感器器以轮幅式式最佳，精精度、稳定定可靠性、抗抗偏载能力力都强。其其次是电阻阻式压力传传感器，最最后是钢弦弦式压力传传感器。后后者价格最最低，故应应用较广。安安装时要求求垂直、对对中，但是是各绞线荷荷载的均匀匀性对它有有影响。图图3-1传感器埋设示意图图3-2传感器埋设实物图单索索力测试单索索力测试有有两个方法法，贴应变变片和割断断绞线连接接传感器。由由于钢绞线线在伸长时时自身要旋旋转，所以以示值不是是很准确，而而且贴在同同一绞线四四周的应变变片受力不不均匀，示示值也会不不一致（参参见图3-3）。割断断绞线连接接传感器的的成本较高高，而且对对于工程的的可靠性来来说可能会会产生不好好的影响。由由于整束内内圈空间限限制，这两两种方法均均难于实施施全束每索索的索力检检测。图3-3某大桥上游7＃系杆图3-3某大桥上游7＃系杆YE-2539应变仪实测压力（部分）使用传感器只能能被动检测测，不能主主动控制，加加之价格因因素，无法法完全实现现。 综上所述，现行行规范对预预应力工程程施工中有有效预应力力控制与检检测，都有有十分明确确的要求，对对工程质量量保证起到到了积极作作用。为了了更充分体体现规范对对预应力施施工控制与与检测的要要求，使之之发挥更加加巨大的作作用，我们们务必在预预应力施工工中控制和和检测有效效预应力，以以达到其量量化范围要要求。所以以如何更好好地检测与与控制有效效预应力已已成为当务务之急。第四章预预应力张拉拉锚固自动动控制综合合测试仪预应力张拉锚固固自动控制制综合测试试仪简介针对传统张拉机机具精度低低、人为因因素干扰大大、难于精精确控制张张拉应力的的缺点，我我们开发了了一套新型型张拉机具具及锚下有有效预应力力检测设备备——预应力力张拉锚固固自动控制制综合测试试仪，它良良好地解决决了上述问问题。该仪仪器分为张张拉控制仪仪和检测控控制仪两种种，分别获获得了国家家新型实用用专利，并并通过了重重庆市科委委主持的由由国内著名名预应力结结构工程界界的专家的的鉴定。它它解决了我我国预应力力工程界的的一大难题题——张拉精精确控制和和有效预应应力检测，填填补了国内内空白，达达到国内领领先水平和和国际先进进水平（鉴鉴定专家委委员会鉴定定结论），获获得了国家家发明专利利。 该仪器在现有传传统张拉机机具的基础础上，将计计算机技术术与测量技技术结合，充充分利用计计算机的资资源实现普普通测量仪仪器不能实实现的大容容量、复杂杂处理分析析、数据管管理、通讯讯及显示直直观、易于于升级的能能力，采用用计算机自自动控制，对对油泵进行行了自动化化设计，对对千斤顶进进行了适用用性改进，并并进行了自自动控制系系统软硬件件开发和系系统集成及及优化。它它由液压泵泵站系统、千千斤顶系统统、计算机机控制系统统组成，该该仪器的系系统组成如如图4-1所示。图图4-1预应力张拉锚固自动控制综合测试仪系统组成测试仪的千斤顶顶采用单作作用前卡式式穿心千斤斤顶，并进进行了适用用性改造。首首先，在千千斤顶高压压油腔处加加装了高精精度油压传传感器，以以直接精确确采集千斤斤顶中的张张拉油压，这这样就消除除了张拉油油缸由于内内泄漏损失失、系统摩摩阻、沿程程损失、油油压波动等等因素带来来的对张拉拉油压测量量精度的影影响；其次次，加装了了高精度位位移传感器器，以测量量张拉中预预应力筋的的伸长，不不像传统张张拉中的双双控法由人人工用钢尺尺测量伸长长值；最后后，在缸体体中设计了了防转机构构，以避免免由于张拉拉钢绞线而而发生内、外外缸相对转转动，便于于位移传感感器的安装装及测试。 测试仪的控制系系统采用计计算机－单单片机自动动控制的方方式，由前前端数据采采集装置和和后端数据据处理、控控制、存储储、打印装装置组成。前前端数据采采集装置主主要完成压压力和位移移的采集，同同时接收主主控系统发发来的命令令，输出控控制信号以以控制油泵泵比例阀；；后端控制制系统由计计算机软件件实现，进进行数据处处理、存储储、打印功功能，并发发出控制信信号。控制制系统有方方便的人机机界面，只只要输入张张拉或测试试参数，即即可自动采采集张拉检检测数据，对对数据进行行分析处理理，从而对对前端装置置发出控制制信号，同同时实时监监控张拉检检测状况，生生成张拉P-L曲线，最最后形成施施工或检测测文件，可可根据需要要打印最终终施工或检检测记录文文件。预应力张拉锚固固自动控制制综合测试试仪是一种种新型张拉拉及检测仪仪器，能精精确控制张张拉力，精精度达到1%（参见后后页七一四四○计量站的的检测报告告）。由于于它是单根根张拉，故故适应性极极广，可对对各种不同同根数的锚锚束进行张张拉，且测测试有效预预应力，辨辨认了张拉拉先后顺序序影响，自自动形成补补偿系数，消消除顺序影影响，达到到均匀精度度，从而以以单顶代替替多顶或大大顶，大大大减轻了施施工张拉设设备的规格格品种。另另外作为有有效预应力力检测设备备，能准确确测出单根根和整束绞绞线的锚下下有效预应应力，精度度达到1%。尚能边边检测边补补张（对不不合格锚索索自动补张张），将单单索有效预预应力控制制在设计要要求范围内内。 本仪器校正补张张仅仅适用用于有效预预应力值小小于设计值值的锚索。对对大于设计计值的，不不可放张，否否则将有夹夹痕的绞线线放到承力力区，势必必引起应力力集中而早早期破断。所所以这里要要求设计提提出有效预预应力公差差带，张拉拉施工以下下限为准，并并注意调索索，以免发发生索力过过大问题。 该仪器在测试运运用中，不不断完善与与发展。早早期，它只只能作有效效预应力的的检测，继继而可以同同步进行校校正补张。现现在，已经经可以将补补张的结果果（即校正正后的有效效预应力）直直接打印出出来。如下下图4-2、图4-3、图4-4所示。图图4-2测试报告（只检测不补张）图4-4测试报告（检测、校正值）图4-4测试报告（检测、校正值）预应力张拉锚固固自动控制制综合测试试仪使用前前的现场标标定仪器张拉力精度度、重复精精度标定在现场标定张拉拉力，其安安装如图4-5所示。这这里我们略略去了计算算机，实际际上需要千千斤顶（单单顶）上的的油压传感感器模拟量量通过前置置箱转化成成计算机中中的数字量量，即是张张拉力大小小（KN）。在同同一根绞线线上，依次次穿上锚具具（带夹片片）、精度度为0.5％FS的国家技技术监督局局认可的压压力传感器器、测力千千斤顶。设设置要标定定的量程然然后启动仪仪器，实施施张拉，在在压力传感感器上的显显示仪上就就会显示千千斤顶的张张拉力，计计算机上也也同时显示示，通过对对计算机显显示压力作作线性修正正，使之与与压力传感感器显示值值的误差不不超过1％FS，这就实实现了压力力的标定。标标定后可重重复张拉几几次，以检检验仪器的的张拉精度度和重复精精度。测力千斤顶系统钢绞线套筒压力传感器（接显示仪）锚具夹片测力千斤顶系统钢绞线套筒压力传感器（接显示仪）锚具夹片锚具（不上夹片）图4-5仪器张拉力值标定图仪器安全系统 仪器的泵站系统统设有安全全阀，以控控制千斤顶顶最大工作作拉力。其其大小按工工地现场要要求而定，一一般比设计计规定的最最大张力大大5～10KN，以防止止意外事故故发生。同同时，计算算机也可设设置压力上上限，当测测试压力超超过上限时时，系统即即自动停车车。可按照照图4-5进行验证证系统的安安全系统。仪器检测和校正正精度、重重复精度标标定3.1单索标定定 仪器同样用国家家技术监督督部门认可可的0.5％FS的压力传传感器，在在现场进行行标定。具具体办法是是：可让施施工单位先先拉一整束束，在整个个张拉过程程中，各绞绞线受力较较为一致（以以下料、编编束、疏束束、穿束来来控制），受受力时各绞绞线皆有伸伸直要求，故故一般不会会相互缠绕绕，停顿后后，应力传传递充分，放放张后各绞绞线均被跟跟进的夹片片夹住（若若双端张拉拉则少装夹夹片的一端端应当后放放张，先放放张端务必必要等后放放张端完毕毕后，方可可卸顶）。未未装工作夹夹片的绞线线作为标定定用，它保保持了与各各绞线的一一致性。 其标定方法如图图4-7所示，为为了避免对对其它夹片片的干扰，加加装了单孔孔限位器，为为了便于退退锚加装了了退锚千斤斤顶，其余余基本同张张拉标定，不不过在压力力传感器上上装有单锚锚（带夹片片），张拉拉后锚固，压压力传感器器的显示仪仪上显示锚锚下有效预预应力。开开动仪器，计计算机上检检测出有效效预应力，修修正其大小小与压力传传感器一致致，即完成成了检测精精度的标定定（参考图图4-6）。然后后多测几次次可见重复复精度，补补张后可见见校正精度度。标定完完毕，利用用退锚千斤斤顶退锚，卸卸下单锚，重重新装上工工作夹片，然然后用测力力千斤顶锚锚固（并检检测）达到到设计要求求。主梁端面主梁端面群锚夹片钢绞线限位器退锚千斤顶压力传感器（接显示仪）夹片限位器测力千斤顶系统（接控制仪器）图4-7仪器检测标定示意图（单索）单锚图4-6实际仪器检测、校正标定图（单索）图4-6实际仪器检测、校正标定图（单索） 但是，对于群锚用单索标定的方法来进行标定有一定的局限性。由于各索状态不一致，受力也并非均匀，对单索的标定并不能准确反应出其它索的有效预应力状态。当标定后实际检测时，最后累计整束锚下有效预应力时就把误差扩大了，往往结果与实际锚下有效预应力有一定的差异。为了解决这个问题，可以进行整束的标定。3.2整束标定定 整束标定如图44-8所示，在在标定用的的群锚下安安装一个压压力传感器器，它可以以显示整束束的有效预预应力。然然后对每根根索检测其其有效预应应力，并累累计其整束束有效预应应力，把检检测值按照照传感器显显示值进行行修正，即即完成整束束有效预应应力的标定定。然后多多测几次可可见重复精精度，补张张后可见校校正精度。这这种标定方方法比较准准确，简单单可靠。3.3应变片标标定 这种标定方法也也如图4-8，只不过过不需要压压力传感器器，取而代代之的是在在外圈锚索索贴应变片片，标定方方法如同整整束标定。但但是如前所所述，这种种方法只能能针对外圈圈锚索进行行标定，即即对周边索索的综合索索力有效。而而且应变片片显示的值值往往也不不是准确的的，往往需需要对单索索上的应变变片取平均均值，同时时事先应将将贴片绞线线进行多次次重复标定定，确定与与标准传感感器（精度度为0.5％FS）的误差差，得出修修正系数，方方能准确使使用。主梁端面主梁端面压力传感器（接显示仪）夹片钢绞线限位器测力千斤顶系统（接控制仪器）图4-8仪器检测标定示意图（整束）群锚第五章边坡预应应力工程中中有效预应应力检测校校正和验收收评估滑坡工程中有效效预应力检检测与校正正工程概况以“野猪湾、火夹沟沟”滑坡工程程为例，野野猪湾1#、2#和火夹沟沟的滑坡位位于川藏公公路的二郎郎山至康定定段中。 野猪湾1#滑坡坡位于川藏藏公路二郎郎山西侧国国道K27770＋270～＋390段，整个个滑坡后缘缘宽约200m，前缘缘宽约1220m，平平均纵长660m，滑滑坡的厚度度7.5mm，其体积积约为5万立方米米。属于浅浅层蠕滑拉拉裂型滑坡坡。 野猪湾2#滑坡坡位于川藏藏公路国道道318线K27770＋695～＋795段，是一一个路基变变形体。滑滑坡堆积组组成物质为为块碎石土土，厚度10～18m，分分布于公路路沿线，路路基的不均均匀沉陷引引起路基的的下沉，同同时存在一一定的侧向向滑移。 火夹沟位于国道道318线拟建的K27994＋720～＋860段，大渡渡河流经滑滑坡前缘部部位，大渡渡河断裂F3从滑坡前前缘斜穿而而过。该滑滑坡为倾向向公路的高高陡斜坡，坡坡度在32～40度之间。前前后缘相对对之差188m，属于于侵蚀构造造地貌类型型。检测结论（具体体数据见后后面的图表表） 检测的单索有效效预应力值值，大于设设计的共10根，最大大值130..62KNN，为设计计值的112..6%。其余均均小于设计计值，最小小值为39.333KN，为设计计值的33.99%。 检测整孔有效预预应力值（共91个整孔），均小于设计值，最大的为设计值的90.38%（6索孔，实测值629.11KN，设计值为696KN），最小的为设计值的66.37%（11索孔，实测值846.91KN，设计值为1276KN）。 单索有效预应力力随整孔索索数的增加加，其不均均匀性加大大。整孔为为4索的均匀匀性较好，整整孔为11索的均匀匀性较差。 我们对不合格的的进行了校校正，使之之达到设计计值范围。 由上可知，索力力不均匀性性，已严重重影响了锚锚束的安全全。因为在在低应力状状态下，易易产生滑丝丝现象。有有效预应力力值偏离设设计要求太太多，也将将带来工程程灾害。由由此看来，检检测和校正正势在必行行。滑坡整治预应力力锚索工程程中有效预预应力检测测校正和稳稳定性分析析工程概况 以跳蹬子大桥梁梁平端滑坡坡整治预应应力锚索工工程为例，该该工程位于于重庆市梁梁平县城东东乡境内，高高速公路里里程为K57＋000～＋120。该工程程路段以路路堤的形式式通过，线线路中最大大填筑高度度9M，线路路左侧设置置8～12M高的的衡重式路路肩挡墙；；右侧边坡坡高度最大大约为200M，分为为两级边坡坡，坡率分分别为1:1和1:1..75，坡面采采用拱型骨骨架防护。 该路段堤填筑及及基层、路路基面层的的施工于2002年底完成成。2003年5月，在K57++000~~+0355段线路右右线的路面面出现多条条拉张裂缝缝，裂缝距距右线路肩肩5M，裂缝缝宽30mmm。在K57++000~~+1100段右线路路堤边坡的的拱型骨架架护坡上自自上而下出出现多条鼓鼓胀裂缝，坡坡脚排水沟沟部分被挤挤裂。跳蹬蹬子大桥梁梁平端右侧侧桥台锥坡坡上也出现现了3条水平向向的鼓胀裂裂纹。较为为贯通，并并与路堤边边坡拱型骨骨架护坡上上的骨架相相对应。 该滑坡性质属于于路堤滑坡坡。整治时时采用框架架梁预应力力锚索，整整束有效预预应力为800KKN，张拉力力为880KKN，单索有有效预应力力为100KKN，张拉力力为110KKN。 按合同规定，我我们对该项项工程锚固固后的预应应力锚索抽抽检30%，总计为36束288根。具体体检测孔位位与业主、监监理共同确确定，按照照跳蹬子大大桥梁平端端滑坡整治治工程形象象进度图注注明的检测测标记进行行。首次检测（20003年10月，见后后面图表）单索有效预应力力最大值为为110..97KNN，最小值值为41.111KN；整束有有效预应力力最大值为为820KKN，最小值值为372..07KNN；而设计计标准值：：单索为100KKN，整束为800KKN；倘给出出偏差，单单索为80%至110%为合格，整整束为标准准值的80%至105%为合格，则则单索低于于标准值80%的共有140根，为抽抽检数的49%，大于标标准值的只只有2根，均为110..97KNN。整束有效预应力力低于标准准值80%的共有18束，占抽抽检数的50%。针对上述情况，我我们指导并并协助施工工单位对不不合格的进进行了校正正。单索有有效预应力力值达到合合格要求，小小于80%标准值的的只有5根分别为75.444KN，79.995KN，79.339KN，77.990KN，79.117KN。大于标标准值的只只有三根分分别为110..97KNN，111..52KNN，111..04KNN。偏小偏偏大的都十十分接近合合格值。校正后整束有效效预应力抽抽检全部合合格。跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程校正前单索有效预应力(2003年10月)02040608010012049131617202224273136404345474952576063656872778081868891959799108112114119孔号有效预应力(KN)跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程校正前整索有效预应力(2003年跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程校正前整索有效预应力(2003年10月)016032048064080096049131617202224273136404345474952576063656872778081868891959799108112114119孔号有效预应力(KN)跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程跳蹬子大桥梁平端滑坡整治工程校正后整索有效预应力(2003年10月)016032048064080096049131617202224273136404345474952576063656872778081868891959799108112114119孔号检测综合分析2003年100月首次检检测结果分分析施工单位按照双双控法要求求，进行张张拉施工，首首先标定了了张拉千斤斤顶和油压压表。在张张拉中为何何出现如此此之大的偏偏差呢？ 首先是标定条件件与施工环环境的差异异（如温度度等）；其其次是千斤斤顶的先天天不足：所所用的密封封装置承压压31.55Mpa，而额定定工作压力力为49-551Mpaa，故必然然失效，内内泄漏严重重；第三：：油压表在在泵站上，而而施力高压压区在千斤斤顶上，连连接系统的的摩阻、沿沿程损失；；第四：人人为因素影影响，读数数的随意性性，再加上上放张后缺缺乏监督，只只要有油压压和伸长值值就万事大大吉！毛病病就出在这这里。半年后（20004年4月）复检检结果分析析 单索有效预应力力普遍下降降：小于80KN的达到120根（最小小为32KN），为抽抽检数的49%；其中大大于60KN的98根（最大大为79.004KN）；大于100KKN的为16根（最大大为106..40KNN）。索力力的不均匀性性已显而易易见，同索索中不均匀匀性最大的的是77号孔：最最大索力为为105..85KNN，最小索索力为60KN。 整束有效预应力力也是普遍遍下降：小小于640KKN的竟有16束（最小小者为394KKN，其余均均大于480KKN——设计值值的60%），占抽抽检数的50%，大于700KKN的只有7束，最大大者为804..55KNN。 总的来看，边坡坡处治后经经过半年，对对主要预应应力点进行行复测表明明，预应力力的衰减度度，在桥台台锥坡处，是是偏大些。而而且衰减规规律性不明明显。主要要原因是路路基施工中中的填筑不不够密实，这这在锥坡上上有一定的的难度。考考虑这一状状况，框架架间采用厚厚30cmm的M7.5浆砌片石石封闭十分分必要。在在K57++0.0006~1110.5段右侧路路堤边坡填填筑密实，但但与锥坡连连接处相对对差些，故故此处预应应力衰减大大，离此处处远则预应应力衰减减减小。其衰衰减也呈一一定的规律律性。 就框架梁预应力力锚索处治治边坡，半半年内的衰衰减度一般般不得超过过10%以上，这这里超出了了这个范围围。路堤边边坡一般尚尚可，但连连接桥台锥锥坡处也明明显超出这这个范围，至至于桥台锥锥坡一般都都超出了。预预应力的衰衰减，在过过去由于缺缺乏检测手手段，往往往被忽视，容容易酿成工工程灾害！！至于每根绞线上上的应力衰衰减，情况况就更为严严重了。有有的衰减超超过50%，不均匀匀性极大。同同束中最大大的也达到到50%以上（如77号孔中索索力差105KKN-600KN=555KN），其原原因是绞线线处于低应应力状态，小小于其破断断强度бb的40%，夹片夹夹紧困难，易易于产生滑滑丝现象。故故绞线不均均匀度就无无怪其然。 针对上述状况，我我们在检测测的同时进进行补张，使使之达到设设计规定张张拉力要求求。由于该该处治工程程，已历时时半年，相相对较稳定定，放张锚锚固后预应应力损失相相对较小，故故张拉力取取为单索108~~109KKN（设计规规定110KKN），完全全能满足设设计要求。 应当指出，设计计预应力值值不应当是是一个标准准有效预应应力值，而而是一个预预应力值范范围。从相相关标准中中悉知为其其标准期望望值的90%至100%，结合当当前状况，一一些知名专专家认为可可适当放宽宽至85%~~105%%。我们在在初次检测测中，考虑虑到施工单单位水平，放放宽到80%———110%标准预应应力值。在在过往有效效预应力无无法检测的的前提下，这这也是一个个大的进步步。同时，设设计单索有有效预应力力为110KKN，这对18600Mpa绞线也显显得偏低，所所以将上限限提高到110%。半年来，该滑坡坡整治工程程中各个框框架梁节点点上的有效效预应力一一般都有较较大的衰减减，也有些些几乎不变变（衰减度度3%~11%）。这是是否意味着着，预应力力没有呈增增长的状况况呢？就衰衰减而论，在在竣工一个个月内极为为明显，尔尔后减小，随随着外界状状况，特别别是气候（暴暴雨）等的的影响，也也会有增长长趋势。因因此，我们们的检测次次数应做必必要的增加加，以掌握握其变化规规律性。最最好能作一一年以上的的多次检测测校正研究究，为预应应力处治滑滑坡工程的的长期稳定定性和可靠靠性，提供供最有价值值的第一手手资料，以以促进我国国预应力处处治滑坡工工程技术的的迅速发展展。 最后尚需强调的的是，尚需需作有效预预应力对边边坡稳定性性综合影响响的深入分分析，建立立数学模型型，进行有有限元与仿仿真分析，较较透彻掌握握边坡移动动与有效预预应力间的的数字量化化关系，从从而建立较较完整的有有效预应力力与边坡稳稳定性关系系的软件系系统，使我我们的检测测校正形成成边坡预应应力处治工工程有效预预应力控制制及边坡稳稳定性综合合分析的科科学体系。我我们期待着着这一工作作的早日开开展。综上所述，对有有效预应力力，我们从从检测走向向校正；从从缺陷诊断断，到治理理排除，这这是预应力力边坡治理理工程技术术的一大进进步。对确确保工程质质量是十分分必要的。因因此在今后后的预应力力处治滑坡坡工程中，应应建立健全全施工中的的检测和竣竣工后（张张拉完毕）的的验收评估估制度，抽抽检率可取取10%，倘不合合格，加倍倍抽检，再再不合格，全全检测，全全校正，以以保证达到到设计要求求，杜绝病病害工程的的发生。为为我国有效效预应力量量化规范的的建立，做做出有益的的贡献。第六章桥桥梁预应力力施工中有有效预应力力检测校正正和验收评评估预应力混凝土刚刚构桥 阆中马啸溪嘉陵陵江大桥是是一座预应应力混凝土土刚构桥，主主跨130米，边跨78米（见图6-1）。当然然预应力混混凝土刚构构桥优势明明显：经济济耐久，对对地形、地地质适应性性强，是当当今大跨桥桥梁的主要要桥型。但但该类桥对对预应力施施工要求特特别严格，随随着节段数数增加，截截面上的锚锚索数愈来来愈少，稍稍有不慎，将将出现主梁梁开裂和跨跨中下挠的的现象，进进而形成病病害工程，危危及桥梁的的使用寿命命。该桥预预应力锚固固体系的施施工控制，有有效预应力力检测校正正，直接关关系到预应应力混凝土土刚构悬臂臂的质量与与可靠性。在在预应力施施工中，有有效预应力力的精确控控制，已成成为保证预预应力混凝凝土刚构桥桥梁的安全全和耐久性性的关键。针针对这种状状况，我们们应业主阆阆中市嘉陵陵江路桥开开发公司的的邀请，在在2004年2月进入施施工现场，进进行阆中市市马啸溪嘉嘉陵江大桥桥主桥预应应力张拉施施工检测及及校正控制制。部分检检测数据见见后页图表表。图图6-1建设中的马啸溪嘉陵江大桥图图6-2马啸溪嘉陵江大桥工地的检测现场南侧合拢段—实测锚下整束有效预应力LL1-1、LL1-2南侧合拢段—实测锚下整束有效预应力LL1-1、LL1-2每锚27孔/索单位(KN)B1－B8每锚22孔/索单位(KN)北侧合拢段—实测锚下整束有效预应力LL1-1、LL1-2每锚27孔/索单位(KN)B1－B8每锚22孔/索单位(KN)对于检测中不符符合要求的的我们及时时进行补张张（见图66-3），因因为预应力力张拉锚固固自动控制制综合测试试仪设有检检测与校正正同步软件件，对不符符合要求的的在测试中中及时补张张达到设计计要求。从从以上的检检测数据我我们也可以以看出在早早期张拉时时如18号墩7、8节等，199号墩4节等有有有效预应力力偏小的情情况，单根根有效预应应 对于检测测中不符合合要求的我我们及时进进行补张（见见图6-3），因为为预应力张张拉锚固自自动控制综综合测试仪仪设有检测测与校正同同步软件，对对不符合要要求的在测测试中及时时补张达到到设计要求求。从以上上的检测数数据我们也也可以看出出在早期张张拉时如18号墩7、8节等，19号墩4节等有有有效预应力力偏小的情情况，单根根有效预应应力在150～160KKN偏多，整整束有效预预应力不足足。图6-3补张效果图图6-3补张效果图 总之，施工中有有效预应力力检测与校校正在大家家的共同努努力下，取取得了较为为满意的结结果：保证证梁体的有有效预应力力达到设计计要求，跨跨中出现明明显反拱（达达到近4ccm），主主梁腹板完完好（无任任何裂纹现现象）。对顺利合合拢与桥梁梁使用寿命命的提高，都都起到了良良好的作用用。 这次检测校正，加加深了我们们对预应力力混凝土刚刚构桥的认认识，明确确了其有效效预应力精精确控制的的重大价值值，并积累累了宝贵的的经验，在在今后测试试中颇有意意义。感到到不足的是是，未能对对有效预应应力对预应应力混凝土土刚构桥梁梁的全面影影响（梁体体结构的主主要构造细细节）进行行分析。如如果有条件件，用有限限元线弹和和非线性空空间理论，进进行相关的的建模研究究与相应的的试验测试试，从而建建立起有效效预应力对对预应力混混凝土刚构构桥的主体体结构的力力学关系分分析软件系系统，以便便在预应力力施工中更更充分发挥挥有效预应应力的积极极作用，悉悉知梁体各各主要部位位的应力应应变情况，优优化施工工工艺，将其其纳入科学学化的控制制轨道。我我们期待着着同行的合合作。立交桥2005年初，我我们受邀请请对某立交交桥进行有有效预应力力检测和控控制。考虑虑到工期安安排问题，我我们采取了了抽检的方方式，及时时向施工单单位反馈有有效预应力力的状态，使使施工方能能根据实际际情况对张张拉进行调调整，以确确保锚下有有效预应力力达到设计计要求。下下面是一些些检测结果果资料，可可以发现，前前期的有效效预应力偏偏差较大，多多是偏小，经经过跟踪检检测后，有有效预应力力状态得到到了较大的的改善。 另外，还可以发发现锚下有有效预应力力的不均性性比较严重重，这可能能是因为钢钢绞线比较较长，索数数较多，给给索的梳理理带来了难难度，而且且整体张拉拉前没有经经过调索，各各锚索受力力不均匀所所致。检测时间：检测时间：2005-2-2518:06:29设计单索有效预应力：175～195KN设计整索有效预应力：3150～3510KN梁：U型下穿道连接跨线桥箱梁XL1孔号：1索实测值（KN）校正值（KN） 1 197.00 197.00 2 177.06 177.06 3 192.68 192.68 4 197.00 197.00 5 195.05 195.05 6 191.86 191.86 7 197.00 197.00 8 188.20 188.20 9 184.93 184.93 10 177.51 177.51 11 184.25 184.25 12 191.87 191.87 13 184.92 184.92 14 197.00 197.00 15 197.00 197.00 16 185.93 185.93 17 182.63 182.63 18 197.00 197.00 整束3418.89 3418.89图6-13利用数显式张拉控制仪进行摩阻测试检测时间：2005-2-2518:06:29设计单索有效预应力：图6-13利用数显式张拉控制仪进行摩阻测试检测时间：2005-2-2518:06:29设计单索有效预应力：175～195KN设计整索有效预应力：3150～3510KN梁：U型下穿道连接跨线桥箱梁XL1孔号：1索实测值（KN）校正值（KN） 1 197.00 197.00 2 177.06 177.06 3 192.68 192.68 4 197.00 197.00 5 195.05 195.05 6 191.86 191.86 7 197.00 197.00 8 188.20 188.20 9 184.93 184.93 10 177.51 177.51 11 184.25 184.25 12 191.87 191.87 13 184.92 184.92 14 197.00 197.00 15 197.00 197.00 16 185.93 185.93 17 182.63 182.63 18 197.00 197.00 整束3418.89 3418.89检测时间：2005-2-2518:06:29设计单索有效预应力：175～195KN设计整索有效预应力：检测时间：2005-2-2518:06:29设计单索有效预应力：175～195KN设计整索有效预应力：3150～3510KN梁：U型下穿道连接跨线桥箱梁XL1孔号：1索实测值（KN）校正值（KN） 1 197.00 197.00 2 177.06 177.06 3 192.68 192.68 4 197.00 197.00 5 195.05 195.05 6 191.86 191.86 7 197.00 197.00 8 188.20 188.20 9 184.93 184.93 10 177.51 177.51 11 184.25 184.25 12 191.87 191.87 13 184.92 184.92 14 197.00 197.00 15 197.00 197.00 16 185.93 185.93 17 182.63 182.63 18 197.00 197.00 整束3418.89 3418.89钢管拱桥系杆预预应力施工工控制此特大桥主桥为为40m＋150mm＋40m飞燕燕式钢管混混凝土中承承式系杆拱拱，如图6-4、图6-5所示。系系杆有效索索力为5700吨。为识识别系杆有有效索力，我我们通过在在系杆螺帽帽下设置压压力传感器器、在锚下下钢绞线上上布置应变变片、采用用预应力张张拉锚固自自动控制测测试仪等手手段检测系系杆有效索索力。 2005年111月，我们们采用预应应力张拉锚锚固自动控控制测试仪仪对有效索索力进行了了测试，选选择上游5＃系杆（全全测24索钢绞线线）、下有有7＃系杆（选选择14索钢绞线线和应变片片比较）和和下游6＃系杆（全全测24索钢绞线线）为检测测对象，两两天后对上上游5＃系杆和和下游7＃系杆进进行了重复复性检测。结结果见后面面表格。图图6-4钢管混凝土中承式系杆拱 从测试结果来看，系杆24索钢绞线受力不均匀性显著，与设计值最大偏差高达20％，最大和最小值偏差高达32 从测试结果来看，系杆24索钢绞线受力不均匀性显著，与设计值最大偏差高达20％，最大和最小值偏差高达32％，而且由于受力不均匀，绞线容易产生滑丝。从5＃系杆索力的重复测试来看，预应力张拉锚固自动控制测试仪有较好的重复性，测试具有可靠性。 可见现行张拉工艺无法保证同一系杆各单根绞线受力的均匀性，已导致偏载不均匀性高达32％，从而产生传感器受力偏心，导致压力传感器读数也偏小。而且现行张拉工艺也无法保证有效预应力的准确性。图6-5钢管混凝土中承式系杆拱中间段四空心板梁梁预应力施施工工艺优优化、有效效预应力检检测控制与与验收评估估空心板梁预应力力施工工艺艺优化及验验收评估软软件系统的的建立 空心板梁，特别别是跨度大大的（如330米），在张张拉施工中中，容易产产生弯、扭扭，甚而在在底板出现现微裂纹。由由于施加预预应力过程程中的不均均匀性所产产生的塑性性变形和微微裂纹，将将严重影响响梁体的使使用寿命。我我们首先通通过从300m足尺寸寸预应力空空心板梁实实验及有限限元仿真分分析两个方方面对预应应力空心板板梁张拉有有效预应力力和各绞线线受力均匀匀性以及预预应力的施施工顺序进进行分析比比较，达到到梁的整个个施工过程程中受力最最好、变形形最佳之目目的。通过过对已施加加预应力的的梁进行锚锚下有效预预应力和各各绞线受力力均匀性检检测及对梁梁体变形进进行综合评评估，形成成最优的预预应力施工工工艺，以以保证梁体体在施工中中及服役中中的最小变变形及其性性能优化和和最均匀的的预应力施施加与综合合控制，从从而达到延延长服役年年限的目的的。通过对对当前施工工顺序下的的张拉有限限元分析，得得出各束预预应力筋有有效张拉荷荷载下的梁梁体的应力力及变形，通通过人工神神经网络映映射在各种种有效张拉拉荷载下的的梁体的变变形，保证证张拉施工工中梁体的的变形在设设计的允许许范围内，从从而实现梁梁体的智能能控制。我我们进行了了如下研究究并取得了了相应成果果：通过对30m跨跨足尺寸的的空心板梁梁的同步张张拉试验，得得出了空心心板梁底板板、侧板、顶顶板等跨中中、1/4跨，1/8跨等处的的应变数据据。根据应应变可以求求得应力结结果。在课课题研究中中，我们对对预应力空空心板梁预预应力施工工进行主动动控制：留留孔、预应应力筋的编编束、梳理理、穿束等等，从理论论、有限元元分析模拟拟及施工等等几方面对对梁的反拱拱度、线型型度、扭转转等变形及及性能进行行研究，深深入研究现现行双控法法的局限性性，并对施工工中及施工工后有效预预应力进行行控制与监监控，进行行工艺优化化分析。通过大型有限元元软件Ansyys实现对该该箱型梁同同步张拉过过程的仿真真分析，分分析有限元元软件仿真真预应力张张拉过程的的可行性以以及分析误误差产生的的原因。实现对不同张拉拉顺序的有有限元仿真真，并根据据对不同张张拉顺序的的有限元分分析结果，求求得最佳的的张拉顺序序。实现对根据当前前施工顺序序——按“先下后上上，左右对对称”的顺序确确定的单束束钢筋张拉拉的张拉试试验及有限限元模拟。通过对不同的锚锚下有效张张拉力下的的有限元仿仿真，得出出超张拉、欠欠张拉以及及不均匀张张拉等情况况下梁体的的变化规律律。并根据据大量的有有限元分析析，求得梁梁的锚下有有效预应力力的偏差在在多大程度度上施工质质量能保证证达到设计计要求。根据大量计算生生成人工神神经网络样样本及人工工神经元网网络模型，得得出对梁体体在不同有有效张拉力力作用下各各关键点处处的变形规规律。通过过编制人工工神经元网网络控制箱箱型梁张拉拉施工的程程序，实现现对预应力力张拉的施施工控制实现对T型梁的的有限元仿仿真，将上上述成果推推广。成果论文已经发发表，并在在工程中推推广运用，应应用良好。阆中马啸溪嘉陵陵江大桥的的空心板梁梁和雷神店店空心板梁梁的有效预预应力检测测校正和验验收评估 在上述成果的基基础上，我我们开展了了对阆中马马啸溪嘉陵陵江大桥的的空心板梁梁和雷神店店空心板梁梁的有效预预应力检测测校正和验验收评估。 我们首先检测并并校正了其其有效预应应力，使之之达到设计计要求，并并将测试和和校正结果果，分别输输入人工神神经元网络络系统，立立即将梁体体端面、1/4、1/2截面上主主要点的应应变及反拱拱度计算出出来，并可可自动打印印。以此为为依据可以以明显看出出有效预应应力对梁体体各主要截截面应变的的影响，从从而悉知梁梁体的总体体变形状况况，最有代代表性的是是反拱度，显显然，补张张前后其变变化十分明明显。具体体情况见后后面图表。雷神店校正前的的反拱度为为：0.00065400；雷神店校正后的的反拱度为为：0.00082500；马啸溪校正前的的反拱度为为：0.00038966；马啸溪校正后的的反拱度为为：0.01101500。顶板应变计算点布置图顶板应变计算点布置图底板应变计算点布置图侧板应变计算点布置图空心板梁断面图渝黔二期雷神店至崇溪河段桥梁20m跨空心板梁示意图雷神店神经元网络映射（检测结果）[雷神店神经元网络映射（检测结果）[输入]YJ1=0.724YJ2=0.789YJ3=0.704YJ4=0.702[输出]侧板端部第一点应变为:0.000000 底板混凝土1/4跨第一点应变为:0.000000侧板端部第二点应变为:-0.000155 底板混凝土1/4跨第二点应变为:-0.000266侧板端部第三点应变为:-0.000119 底板混凝土1/4跨第三点应变为:-0.000282侧板端部第四点应变为:-0.000095 底板混凝土1/4跨第四点应变为:-0.000271侧板端部第五点应变为:-0.000000 底板混凝土1/4跨第五点应变为:-0.000273侧板端部第六点应变为:-0.000088侧板跨中第一点应变为:0.000000 顶板端部第一点应变为:0.000000侧板跨中第二点应变为:-0.000126 顶板端部第二点应变为:-0.000206侧板跨中第三点应变为:-0.000159 顶板端部第三点应变为:-0.000050侧板跨中第四点应变为:-0.000223 顶板端部第四点应变为:-0.000138侧板跨中第五点应变为:-0.000245 顶板端部第五点应变为:-0.000200侧板跨中第六点应变为:-0.000274侧板1/4跨处第一点应变为:0.000000 顶板跨中第一点应变为:0.000000侧板1/4跨处第二点应变为:-0.000102 顶板跨中第二点应变为:-0.000108侧板1/4跨处第三点应变为:-0.000146 顶板跨中第三点应变为:-0.000107侧板1/4跨处第四点应变为:-0.000223 顶板跨中第四点应变为:-0.000110侧板1/4跨处第五点应变为:-0.000253 顶板跨中第五点应变为:-0.000119侧板1/4跨处第六点应变为:-0.000289底板混凝土端部第一点应变为:0.000000 顶板1/4跨第一点应变为:0.000000底板混凝土端部第二点应变为:-0.000174 顶板1/4跨第二点应变为:-0.000087底板混凝土端部第三点应变为:-0.000070 顶板1/4跨第三点应变为:-0.000085底板混凝土端部第四点应变为:-0.000241 顶板1/4跨第四点应变为:-0.000085底板混凝土端部第五点应变为:-0.000169 顶板1/4跨第五点应变为:-0.000090底板混凝土跨中第一点应变为:0.000000底板混凝土跨中第二点应变为:-0.000257底板混凝土跨中第三点应变为:-0.000276底板混凝土跨中第四点应变为:-0.000262底板混凝土跨中第五点应变为:-0.000262跨中反拱为:0.006540雷神店神经元网络映射（校正结果）[输入]YJ1=0.947YJ2=0.976YJ3=0.891YJ4=0.956[输出雷神店神经元网络映射（校正结果）[输入]YJ1=0.947YJ2=0.976YJ3=0.891YJ4=0.956[输出]侧板端部第一点应变为:0.000000 底板混凝土1/4跨第一点应变为:0.000000侧板端部第二点应变为:-0.000134 底板混凝土1/4跨第二点应变为:-0.000295侧板端部第三点应变为:-0.000185 底板混凝土1/4跨第三点应变为:-0.000307侧板端部第四点应变为:-0.000073 底板混凝土1/4跨第四点应变为:-0.000292侧板端部第五点应变为:-0.000089 底板混凝土1/4跨第五点应变为:-0.000294侧板端部第六点应变为:-0.000257侧板跨中第一点应变为:0.000000 顶板端部第一点应变为:0.000000侧板跨中第二点应变为:-0.000185 顶板端部第二点应变为:-0.000252侧板跨中第三点应变为:-0.000223 顶板端部第三点应变为:-0.000058侧板跨中第四点应变为:-0.000250 顶板端部第四点应变为:-0.000200侧板跨中第五点应变为:-0.000268 顶板端部第五点应变为:-0.000003侧板跨中第六点应变为:-0.000300侧板1/4跨处第一点应变为:0.000000 顶板跨中第一点应变为:0.000000侧板1/4跨处第二点应变为:-0.000167 顶板跨中第二点应变为:-0.000167侧板1/4跨处第三点应变为:-0.000214 顶板跨中第三点应变为:-0.000178侧板1/4跨处第四点应变为:-0.000250 顶板跨中第四点应变为:-0.000171侧板1/4跨处第五点应变为:-0.000273 顶板跨中第五点应变为:-0.000176侧板1/4跨处第六点应变为:-0.000314底板混凝土端部第一点应变为:0.000000 顶板1/4跨第一点应变为:0.000000底板混凝土端部第二点应变为:-0.000104 顶板1/4跨第二点应变为:-0.000147底板混凝土端部第三点应变为:-0.000047 顶板1/4跨第三点应变为:-0.000163底板混凝土端部第四点应变为:-0.000195 顶板1/4跨第四点应变为:-0.000153底板混凝土端部第五点应变为:-0.000281 顶板1/4跨第五点应变为:-0.000162底板混凝土跨中第一点应变为:0.000000底板混凝土跨中第二点应变为:-0.000287底板混凝土跨中第三点应变为:-0.000306底板混凝土跨中第四点应变为:-0.000285底板混凝土跨中第五点应变为:-0.000285跨中反拱为:0.008250端部 跨中梁断面图侧板应变计算点布置图顶板应变计算点布置图底板应变计算点布置图端部 跨中梁断面图侧板应变计算点布置图顶板应变计算点布置图底板应变计算点布置图阆中马啸溪嘉陵江大桥的25m跨空心板示意图马啸溪神经元网络映射（检测结果）[输入]YJ1=0.826YJ2=0.702YJ3=0.837YJ4=0.790YJ5=0.708YJ6=0.801[输出]侧板端部第一点应变为:-0.000044 底板混凝土1/4跨第一点应变为马啸溪神经元网络映射（检测结果）[输入]YJ1=0.826YJ2=0.702YJ3=0.837YJ4=0.790YJ5=0.708YJ6=0.801[输出]侧板端部第一点应变为:-0.000044 底板混凝土1/4跨第一点应变为:-0.000177侧板端部第二点应变为:-0.000036 底板混凝土1/4跨第二点应变为:-0.000207侧板端部第三点应变为:-0.000026 底板混凝土1/4跨第三点应变为:-0.000221侧板端部第四点应变为:-0.000009 底板混凝土1/4跨第四点应变为:-0.000224侧板端部第五点应变为:-0.000002 底板混凝土1/4跨第五点应变为:-0.000220侧板端部第六点应变为:-0.000172侧板跨中第一点应变为:0.662902 顶板端部第一点应变为:-0.000007侧板跨中第二点应变为:-0.000133 顶板端部第二点应变为:-0.000002侧板跨中第三点应变为:-0.000147 顶板端部第三点应变为:-0.000007侧板跨中第四点应变为:0.724