预应力张拉施工质量控制

xxxxxxxxxxxx（xxxxxxxxxxxxxxxxxx）桥梁预应力张拉施工质量控制xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx提纲一、相关背景二、桥梁预应力张拉存在的问题及质量隐患三、锚下预应力试验情况四、预应力孔道锚下预应力损失分析一、相关背景近十多年来，全国发生多次桥梁坍塌、病害等质量事故，造成了重大经济和社会损失，引起了国民的众多非议，引起了国家对工程质量的高度重视，同时也引起了交通部的高度重视。桥梁预工程质量举例2004年6月10日，辽宁辽河田庄台大桥（预应力砼桥）垮塌，从中间断裂27米湖北黄石长江大桥（162.5m+3×240m+162.5m预应力混凝土连续刚构桥）通车7年，跨中下挠达30.5cm预应力安全储备偏小，出现裂缝。2004年修复广东南海金沙大桥（66m+120m+66m预应力混凝土连续刚构桥）通车6年，跨中下挠22.2cm，箱梁腹板出现大量斜裂缝。2004年修复江津长江公路大桥(140+240+140m预应力混凝土连续刚构桥)1997年建成，通车9年后，主跨跨中下挠，箱梁顶、底、腹板开裂。2007年采取箱梁顶、底板粘贴纤维布和钢板、箱梁腹板布置体外预应力索的方式对裂缝和梁体下挠进行加固三门峡黄河公路大桥（105m+4×160m+105m预应力混凝土连续刚构桥）1993年通车，2002年6月跨中下挠22cm，箱梁腹板出现大量斜裂缝，2003年7月-2005年12月加固，投资2408万元，做限速、限距、限载（55吨）控制津晋高速公路连续梁桥2009年7月15日，津晋高速公路港塘收费站800米外匝道连续箱梁桥垮塌，5辆载货车坠落，造成6人死亡，4人受伤桥梁预应力构件预应力特点■桥梁安全性、耐久性依赖于预应力效应。张拉锚固后，即使发现问题，难以补救。结构性工程、预应力控制要求严格。二、桥梁预应力张拉存在的问题及质量隐患■部分张拉设备控制精度不够①张拉设备标定过期使用，荷载误差大；②油泵工作不稳定，进油大小不能精确控制；③油压表指针振动大，不能准确控制油压值；④工具锚使用时间过长，锚孔及锚具变形严重，工具夹片磨损严重；⑤大吨位千斤顶张拉束数较少的预应力孔道。油表不防震油表有防震工具夹片不合格垫板、限位板选用不当■部分张拉工人责任心影响①工作锚具、限位板、千斤顶未完全对位准确，造成各钢绞线受力严重不均；②张拉过程中工具夹片滑丝或松脱，造成部分束严重超张拉；③张拉操作时随意性太大。预应力张拉存在的问题及质量隐患工具夹片滑丝或松脱造成部分束严重超张拉预应力张拉存在的问题及质量隐患■同步张拉存在不协调等问题；不按要求进行分级张拉、持荷和卸载。经大量检测总结：张拉过程不分级持荷或张拉到设计张拉力未持荷和不按要求持荷5分钟，锁定预应力比按要求分级持荷和持荷5分钟的小5%～6%。■预应力孔道使用钢绞线、夹片等锈蚀严重■使用不配套的工作锚具■梁体锚垫版处混凝土质量存在问题等等预应力张拉存在的问题及质量隐患钢绞线、夹片锈蚀严重使用不配套的工作锚具张拉爆梁一张拉爆梁二张拉后混凝土开裂张拉后混凝土开裂■监管不到位①未对张拉过程进行全过程监管；②未实行张拉力及位移的双控张拉，钢绞线伸长值测量不准确；③未对张拉过程进行客观记录。预应力张拉存在的问题及质量隐患三、锚下预应力试验情况由于2013年7月质监局对铜合高速路及重庆其它路桥梁锚下预应力监督检查中发现：各条路所检孔道80~90%的束，单束锚下预应力偏小，且多数严重不足。为此，在质检局及铜合公司的共同提议下，邀请重庆公路工程检测中心在铜合3分部进行锚下预应力实测试验。试验时在工作锚内加应力环直接测试锚下预应力。见下图。锚下预应力直接测试(千斤顶直接顶上工作锚)锚下预应力直接测试(千斤顶与工作锚之间加了4个锚具)锚下预应力试验孔道介绍本次锚下预应力试验对2片箱梁4个孔道进行了试验，高咀中桥右3-1号箱梁N2左和N2右孔道，高咀中桥右4-3号箱梁N1左和N2右孔道。试验条件如下：①右3-1号箱梁N2左和N2右孔道，张拉力为195.3的100%，张拉千斤顶直接顶上工作锚具，张拉时分级只在10%、20%短暂停顿30秒，5分钟持荷中间未停顿；②右4-3号箱梁N1左孔道，张拉力为195.3的102%，张拉千斤顶直接顶上工作锚具，张拉时分级在10%、20%短暂停顿30秒，在50%、80%停顿60秒，5分钟持荷中间停顿120秒，在测力环前加了钢垫版作为反力座；③右4-3号箱梁N2右孔道，张拉力为195.3的102%，张拉千斤顶与工作锚具间加了4个锚具，张拉时分级在10%、20%短暂停顿30秒，在50%、80%停顿60秒，5分钟持荷中间停顿60秒，在测力环前未加钢垫版作为反力座，张拉后测力环部分陷入混凝土内造成偏压而使测力读数不准。锚下预应力试验孔道介绍锚下预应力试验结果梁编号孔道位置单束张拉力(KN)分级持荷情况锚下预应力(KN)单束预应力(KN)预应力偏差右3-1N2左(4束)195.3(100%)10%、20%停顿30S，持荷5分钟674.34168.6-5.3%N2右(4束)195.3(100%)10%、20%停顿30S，持荷5分钟664.75166.2-6.6%右4-3N1左(5束)195.3(102%)10%、20%停顿30S，50%、80%停顿60S，持荷5分钟间停顿120S。907.71181.5+2.0%N2右(4束)195.3(100%)10%、20%停顿30S，50%、80%停顿60S，持荷5分钟间停顿60S；千斤顶与工作锚间加了4个锚具642.0160.5由于测力环部分压入混凝土偏压，所测预应力不准四、预应力孔道锚下预应力损失分析■预应力损失主要种类①锚具的锚口摩擦损失②预应力筋回缩损失(即限位板预留自由空间张拉后回缩损失)③孔道摩阻损失等锚具的锚口摩擦损失张拉端锚具处预应力筋由孔道伸入喇叭管时有一转角，安装锚具后有一转角，张拉时在转角处均会产生摩擦损失；当采用限位自锚张拉工艺时，尚存在由于夹片逆向刻划预应力筋而引起张拉应力的损失，上述损失统称为锚口摩擦损失。根据《公路桥涵施工技术规范》实施手册（JTG/TF50-2011）中第7.3.2条规定：锚具的锚口摩擦损失率不宜大于6%。预应力筋回缩损失预应力筋回缩造成的预应力损失是预应力构件锚下预应力损失的最主要原因限位板预留自由空间尺寸设计为6mm，预应力筋理论回缩值为6mm。根据招商局重庆交通科研设计院有限公司研制的AS-10预应力张拉监控系统现场测试，预应力筋回缩值每个锚具处实际回缩值6～10mm之间。预应力筋伸长值计算公式根据《公路桥涵施工技术规范》实施手册（JTG/TF50-2011）中第7.6.3或其它相关规范可查到预应力筋理论伸长值计算公式：(1)——预应力筋理论伸长值(mm)；——预应力筋的平均张拉力(N)，直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算平均张拉力方法要修正；L——预应力筋的长度(mm)；——预应力筋的截面积(mm2)；——预应力筋的弹性模量(N/mm2)。rPPPLEALPLLLPPPAPE不同长度的预应力筋不同回缩值引起的锚下预应力损失计算值预应力筋长度(m)预应力筋回缩值每端锚具处(mm)预应力筋回缩值两端共计(mm)预应力筋的截面积(mm2/束)锚下预应力损失计算值306121405.67%8161407.55%10201409.42%206121408.48%81614011.30%102014014.12%孔道摩阻损失等孔道摩阻损失包括孔道局部偏差的摩阻影响和曲线孔道的摩阻影响等预应力孔道锚下预应力损失情况■综合预应力损失原因锚具的锚口摩擦损失、预应力筋回缩损失、孔道摩阻损失和张拉设备误差等的影响，在不超张拉情况下，预应力损失10%～16%是比较常见的，与178KN经验值偏差多在-1.4%～-7.8%之间；在超张拉3%情况下，预应力损失大约7%～13%是比较常见的，与178KN经验值偏差大多在1.6%～-4.8%之间。谢谢！欢迎大家多提宝贵意见！联系人：xxxxx电话：xxxxxxxx传真：xxxxxxxxEmail:xxxxxxxx联系方式