1、1 1桥隧技术有限公司桥隧技术有限公司桥隧技术有限公司桥隧技术有限公司 桥梁预应力结构施工桥梁预应力结构施工质量控制技术质量控制技术2 2概概 要要1.当前中国桥梁安全形势2.威胁桥梁安全的关键因素3.如何让桥梁更安全？1）实施新规范，克服质量通病 2）建立合格的预应力体系 3）压浆饱满，保护预应力系统 4）远程监控预应力施工质量4.干线公路桥梁预应力质量控制解决方案31.当前中国桥梁安全形势当前中国桥梁安全形势4 20042004年年6 6月月1010日早晨日早晨7 7时许，辽宁省盘锦市田庄台大桥突然发生时许，辽宁省盘锦市田庄台大桥突然发生垮塌。专家组认定，该桥在超限车辆长期作用下，垮塌。专2、家组认定，该桥在超限车辆长期作用下，内部预应力严重受损内部预应力严重受损。重载冲击力使大桥第重载冲击力使大桥第9 9孔悬臂端预应力结构瞬间脆性断裂、坍塌。孔悬臂端预应力结构瞬间脆性断裂、坍塌。生生命命！5 国内某大桥运行仅国内某大桥运行仅1010年后，主桥箱梁腹板开裂，中间三跨跨中年后，主桥箱梁腹板开裂，中间三跨跨中底板横向贯穿开裂，跨中下挠严重。大桥最终于底板横向贯穿开裂，跨中下挠严重。大桥最终于20052005年拆除。年拆除。6拆除后截面：预应力拆除后截面：预应力管道压浆不饱满管道压浆不饱满7 从1999年到 2009年，10年间全国发生的较大桥梁垮塌事件为30起。近5年来，全国共有37座3、桥梁垮塌，其中13座在建桥梁发生事故，共致使182人丧生，177人受伤。平均每年有7.4座“夺命桥”，即平均不到两个月就会有一起事故发生。桥梁事故逐年增长。89 “当前，桥梁安全隐患较多，全国危桥数当前，桥梁安全隐患较多，全国危桥数量居高不下，部分地区超限超载问题仍很突量居高不下，部分地区超限超载问题仍很突出，严重威胁桥梁安全。各级交通运输部门出，严重威胁桥梁安全。各级交通运输部门要充分认识桥梁安全面临的严峻形势。要充分认识桥梁安全面临的严峻形势。”摘自：交通运输部就加强公路桥梁安全和治超管理工作发出紧急通知 现状和形势让我们反思，不能让威胁桥梁现状和形势让我们反思，不能让威胁桥梁安全的质量隐4、患继续存在，更不能继续建造安全的质量隐患继续存在，更不能继续建造不安全的桥梁！不安全的桥梁！102.威胁预应力桥梁安全的关威胁预应力桥梁安全的关键因素键因素11原因一：未能建立有效预应力体系原因一：未能建立有效预应力体系原因一：未能建立有效预应力体系原因一：未能建立有效预应力体系 在使用的预应力砼桥梁中发现，有相当数在使用的预应力砼桥梁中发现，有相当数在使用的预应力砼桥梁中发现，有相当数在使用的预应力砼桥梁中发现，有相当数量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿块等部位出现了5、各种不同形式的裂缝，其中箱块等部位出现了各种不同形式的裂缝，其中箱块等部位出现了各种不同形式的裂缝，其中箱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。同样，预应力简梁腹板裂缝最为普遍和严重。同样，预应力简梁腹板裂缝最为普遍和严重。同样，预应力简梁腹板裂缝最为普遍和严重。同样，预应力简支梁板在运行中大量出现底板、腹板裂缝，承支梁板在运行中大量出现底板、腹板裂缝，承支梁板在运行中大量出现底板、腹板裂缝，承支梁板在运行中大量出现底板、腹板裂缝，承载能力下降。载能力下降。载能力下降。载能力下降。12病害案例病害案例病害案例病害案例 对某大桥（主跨对某大桥（主跨7 96.0m7 96、6.0m预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝裂缝，共发现裂缝194194条，裂缝宽度大部分在条，裂缝宽度大部分在0.1mm0.1mm0.5mm0.5mm，裂缝长度在，裂缝长度在0.3m0.3m3.0m 3.0m。与桥梁行车方向夹角为。与桥梁行车方向夹角为30306060。13 某高速公路通车某高速公路通车1010年左右对预应力空心板桥梁进行了加固。年左右对预应力空心板桥梁进行了加固。14病害案例病害案例病害案例病害案例 对某高速公路对某高速公路25mT25mT梁进行静载试验：理论计算挠度梁进行静载试验：理论计算挠度14.27、76mm14.276mm，实测值，实测值16.121mm16.121mm，超出要求。腹板裂缝加载前，超出要求。腹板裂缝加载前0.01mm,0.01mm,加载后加载后0.3mm0.3mm。15有效预应力偏小有效预应力偏小有效预应力偏小有效预应力偏小，预应力度不足，结构过早出现，预应力度不足，结构过早出现，预应力度不足，结构过早出现，预应力度不足，结构过早出现裂缝，下挠超限。裂缝，下挠超限。裂缝，下挠超限。裂缝，下挠超限。有效预应力偏大有效预应力偏大有效预应力偏大有效预应力偏大，可能导致预应力筋安全储备不，可能导致预应力筋安全储备不，可能导致预应力筋安全储备不，可能导致预应力筋安全储备不足，结构过8、大变形或裂纹，甚至脆性破坏。足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。、有效预应力精度不够，误差大有效预应力精度不够，误差大有效预应力精度不够，误差大有效预应力精度不够，误差大未能建立有效预应力体系，体现在两个主要方面：未能建立有效预应力体系，体现在两个主要方面：16（1 1）施加张拉力不准确。）施加张拉力不准确。）施加张拉力不准确。）施加张拉力不准确。（2 2）张拉过程中预应力的损失过大）张拉过程中预应力的损失过大）张拉过程中预应力的损失过大）张拉过程中预应力的损失过大预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失；预应力钢筋与9、管道壁间摩擦引起的应力损失；预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失；预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失；锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；力损失；力损失；力损失；弹性压缩引起的应力损失；弹性压缩引起的应力损失；弹性压缩引起的应力损失；弹性压缩引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；混凝土收缩和徐变引起的应力损失。混凝土收缩和徐变引起的应力损失。混凝土收缩和徐变引起的应力损10、失。混凝土收缩和徐变引起的应力损失。造成误差大的主要原因造成误差大的主要原因造成误差大的主要原因造成误差大的主要原因预应力损失可达张拉控制应力的预应力损失可达张拉控制应力的20%左右。左右。17概念：概念：概念：概念：孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受力不均。力不均。力不均。力不均。有效预应力不均匀有效预应力不均匀有效预应力不均匀有效预应力不均匀将导致预应力筋的早期疲劳，危及将导致预应力筋的早期疲劳，危及将导致预应力筋的早期疲劳，危及将导致预应力筋的早期疲劳，危及桥梁使11、用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有桥梁使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有桥梁使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有桥梁使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶段逐渐屈服，梁体也随之下挠。段逐渐屈服，梁体也随之下挠。段逐渐屈服，梁体也随之下挠。段逐渐屈服，梁体也随之下挠。原因：原因：原因：原因：钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力钢绞线12、在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力不均匀大的根本原因。不均匀大的根本原因。不均匀大的根本原因。不均匀大的根本原因。、有效预应力不均匀度过大、有效预应力不均匀度过大、有效预应力不均匀度过大、有效预应力不均匀度过大18不均度检测案例不均度检测案例不均度检测案例不均度检测案例 经检测发现问题、进行整改，采取规范的施工工艺进行整束穿束经检测发现问题、进行整改，采取规范的施工工艺进行整束穿束后，预应力施工质量有了明显的改观，同束索力不均匀度完全合格。后，预应力施工质量有了明显的改观，同束索力不均匀度完全合格。19u保保护护预预应应力力筋筋免免遭遭锈锈蚀蚀，保保证证13、结结构构物物的的耐耐久久性性。预预应应力力筋筋在在高高应应力力状状态态下下更更易易锈锈蚀蚀（约约是是普普通状态下的通状态下的6倍倍)；预应力孔道压浆不密实导致钢绞线很快锈蚀。预应力孔道压浆不密实导致钢绞线很快锈蚀。u预预应应力力筋筋通通过过灰灰浆浆与与周周围围混混凝凝土土结结成成整整体体，增增加加锚锚固固的的可可靠靠性性，提提高高结结构构的的抗抗裂裂性性和和承承载载能能力力。灌灌入入孔孔道道的的水水泥泥浆浆，既既包包裹裹预预应应力力筋筋，又又接接触触孔孔道道壁壁，把把预预应应力力筋筋和和孔孔道道壁壁粘粘结结起起来来，共共同同作用。作用。原因二：孔道压浆不密实原因二：孔道压浆不密实20管道压浆存14、在严重空洞管道压浆存在严重空洞危桥拆除：预应力管道压浆缺陷危桥拆除：预应力管道压浆缺陷某城某城市立市立交桥交桥拆除拆除施工施工21 预应力管道压浆不密实将严重影响结构的预应力管道压浆不密实将严重影响结构的耐久性，甚至导致桥梁垮塌。耐久性，甚至导致桥梁垮塌。19851985年年2 2月月1 1日，英国威尔士的日，英国威尔士的Ynys-GwasYnys-Gwas桥在正桥在正常使用阶段、在没有受到任何外在冲击、在毫无征兆常使用阶段、在没有受到任何外在冲击、在毫无征兆的情况下突然倒塌，引起人们对灌浆质量的重视，必的情况下突然倒塌，引起人们对灌浆质量的重视，必须重新审视预应力桥梁的孔道灌浆问题。曾于须重15、新审视预应力桥梁的孔道灌浆问题。曾于19921992年年9 9月发布紧急通知，由于后张法预应力体系在压浆方月发布紧急通知，由于后张法预应力体系在压浆方法上不能确保其安全性，在安全性得不到保证之前，法上不能确保其安全性，在安全性得不到保证之前，英国不得使用压浆的后张法预应力结构。英国不得使用压浆的后张法预应力结构。22该桥由该桥由9根根I形纵梁和边箱梁组成，倒塌时形纵梁和边箱梁组成，倒塌时9根梁根梁全部破坏。事后英国运输与道路研究实验室对该桥全部破坏。事后英国运输与道路研究实验室对该桥的倒塌原因做了进一步的调查。在的倒塌原因做了进一步的调查。在24根纵向预应力根纵向预应力孔道中，孔道中，有有4根16、孔道存在根孔道存在较大的孔隙较大的孔隙，使钢绞线暴露，使钢绞线暴露在空气中，另有在空气中，另有2根管道在根管道在一定长度内中空一定长度内中空，钢绞线，钢绞线完全没有水泥浆的包裹，而且完全没有水泥浆的包裹，而且最大的孔隙通常出现最大的孔隙通常出现在曲线管道的锚固端在曲线管道的锚固端。在检查的。在检查的14根横向预应力孔根横向预应力孔道中，道中，3根孔道存在钢绞线束暴露在空气中的大空隙，根孔道存在钢绞线束暴露在空气中的大空隙，另外另外3根孔道几乎全部是空的根孔道几乎全部是空的。23孔道压浆不密实主要原因：孔道压浆不密实主要原因：1、波纹管破裂、接合质量差、安装不规范、波纹管破裂、接合质量差、安装不17、规范等原因导致管道堵塞；等原因导致管道堵塞；2、浆液质量差，水胶比大，泌水；、浆液质量差，水胶比大，泌水；3、压浆工艺和设备难以保证管道充盈。、压浆工艺和设备难以保证管道充盈。24波纹管破裂波纹管破裂 波纹管接长不符合要求波纹管接长不符合要求25 管道与锚具处没有接好管道与锚具处没有接好 管道有拐点，穿索容易损坏。管道有拐点，穿索容易损坏。26单缸压浆泵单缸压浆泵进浆管进浆管手持搅拌器手持搅拌器搅拌桶搅拌桶现行压浆工艺和设备难以保证管道充盈现行压浆工艺和设备难以保证管道充盈27原因三：预应力施工质量通病原因三：预应力施工质量通病 预应力施工质量通病主要体现在：断丝、滑预应力施工质量通病主要体现18、在：断丝、滑丝；锚下开裂、下陷；张拉强度和时间失控；锚丝；锚下开裂、下陷；张拉强度和时间失控；锚夹具质量差；绞线在孔道内缠绕；多穿或少穿绞夹具质量差；绞线在孔道内缠绕；多穿或少穿绞线；砼质量、材料质量问题；张拉、压浆作业不线；砼质量、材料质量问题；张拉、压浆作业不规范等等方面。规范等等方面。有问题并不可怕，可怕的是这些问题被隐瞒，有问题并不可怕，可怕的是这些问题被隐瞒，将给结构留下了很大质量、安全隐患。将给结构留下了很大质量、安全隐患。281、断丝和滑丝断丝和滑丝 造成断丝和滑丝的原因造成断丝和滑丝的原因预应力钢筋表面或锚具夹片预应力钢筋表面或锚具夹片生锈生锈或有或有油污油污；夹片丝距过小夹片19、丝距过小硬度不够硬度不够。预应力筋预应力筋安装不规范安装不规范，张拉中预应力筋受力不均，张拉中预应力筋受力不均张拉力过大，失控；张拉力过大，失控；锚具锚具发散锥度尺寸不够；发散锥度尺寸不够；锚垫板锚垫板安装安装倾斜不与管道倾斜不与管道垂直垂直；张拉机具（特别是限位板）与锚具张拉机具（特别是限位板）与锚具不配套不配套造成夹片咬伤造成夹片咬伤钢束或者锚具夹片硬度过大。钢束或者锚具夹片硬度过大。29钢绞线断丝钢绞线断丝钢绞线断丝钢绞线断丝原因：一根钢绞线没有原因：一根钢绞线没有原因：一根钢绞线没有原因：一根钢绞线没有正确装上工具夹片正确装上工具夹片正确装上工具夹片正确装上工具夹片30钢绞线表面浮锈或20、水泥浆，张拉前要清理；钢绞线表面浮锈或水泥浆，张拉前要清理；锚具与夹片安装后没有及时张拉，造成生锈锚固不牢。锚具与夹片安装后没有及时张拉，造成生锈锚固不牢。312、锚垫板下陷和破裂，锚后混凝土局部开裂锚垫板下陷和破裂，锚后混凝土局部开裂 锚垫板后砼不密实或者有空洞，引桥锚垫板下陷，甚至破裂。锚垫板后砼不密实或者有空洞，引桥锚垫板下陷，甚至破裂。32锚垫板后弹簧螺旋筋过小，且没有紧贴锚垫板，锚垫板承力不够，开裂。锚垫板后弹簧螺旋筋过小，且没有紧贴锚垫板，锚垫板承力不够，开裂。33锚板没有安装在锚垫板的限位圈内，张拉时锚板倾斜锚板没有安装在锚垫板的限位圈内，张拉时锚板倾斜343、张拉强度与张拉时间21、失控张拉强度与张拉时间失控为了加快工期，构件砼采用早强剂或提高混凝土配置比强为了加快工期，构件砼采用早强剂或提高混凝土配置比强度，一般度，一般34天混凝土强度就能达到设计强度的天混凝土强度就能达到设计强度的80%以上，以上，有的甚至达到有的甚至达到95%以上，结果梁体混凝土浇筑以上，结果梁体混凝土浇筑34天后即开天后即开始张拉。在此龄期内混凝土的始张拉。在此龄期内混凝土的收缩和徐变并未完成收缩和徐变并未完成，随着，随着龄期的增加所引起的预应力损失过大，且会导致张拉后梁龄期的增加所引起的预应力损失过大，且会导致张拉后梁体反拱度过大。体反拱度过大。用标养砼试件强度代替结构实际强度，用标养砼试件强度22、代替结构实际强度，张拉强度张拉强度没有达到没有达到要求。要求。354、钢绞线穿束时没有梳编，导致绞线在管道内钢绞线穿束时没有梳编，导致绞线在管道内相互缠绕打绞导致单索张拉力不均匀。有的甚至相互缠绕打绞导致单索张拉力不均匀。有的甚至少穿或多穿钢绞线。少穿或多穿钢绞线。5、材料质量问题：材料质量问题：主要材料，如钢绞线、锚、夹具、水泥及外主要材料，如钢绞线、锚、夹具、水泥及外加剂、波纹管、压浆材料等未按规定频率送检，加剂、波纹管、压浆材料等未按规定频率送检，导致质量失控，埋下了结构质量隐患。导致质量失控，埋下了结构质量隐患。361）最终成型的预应力孔道线形与设计线形相差较大。）最终成型的预应力孔道23、线形与设计线形相差较大。2）在现场加工时，采用了加热、焊接或电弧切割等错）在现场加工时，采用了加热、焊接或电弧切割等错误方法，造成张拉时钢绞线脆性断裂。误方法，造成张拉时钢绞线脆性断裂。3）张拉机具质量较差，未按规定标定和使用。千斤顶、）张拉机具质量较差，未按规定标定和使用。千斤顶、压力表和油泵应当是一个完整的张拉施力系统，必须压力表和油泵应当是一个完整的张拉施力系统，必须现场整体标定，实际上却是分割标定现场整体标定，实际上却是分割标定只标定千斤只标定千斤顶与压力表，往往导致张拉张拉力偏大或偏小。顶与压力表，往往导致张拉张拉力偏大或偏小。4）张拉实际伸长值超出理论计算范围，预拱度达不到）张拉实24、际伸长值超出理论计算范围，预拱度达不到或者超过理论计算值。或者超过理论计算值。6、其他常见问题：、其他常见问题：375）张拉顺序未按设计要求进行操作，构件受力严重不）张拉顺序未按设计要求进行操作，构件受力严重不对称，造成构件在张拉后发生扭曲变形、侧向弯曲或对称，造成构件在张拉后发生扭曲变形、侧向弯曲或翘曲。张拉加载速度、停顿点、持荷时间随意性大。翘曲。张拉加载速度、停顿点、持荷时间随意性大。6）混凝土和浆液质量问题。混凝土原材料（特别是集）混凝土和浆液质量问题。混凝土原材料（特别是集料）质量不稳定，为了保证砼强度，工地不得不加大料）质量不稳定，为了保证砼强度，工地不得不加大水泥用量，导致结构混25、凝土裂缝增多。为了提高流动水泥用量，导致结构混凝土裂缝增多。为了提高流动度，加水导致水胶比过大。度，加水导致水胶比过大。7）钢筋保护层厚度不够，底板或顶板厚度失控。）钢筋保护层厚度不够，底板或顶板厚度失控。8）张拉和压浆记录混乱、失真。）张拉和压浆记录混乱、失真。38病害案例病害案例病害案例病害案例 在对某高速公路进行单片梁板静载试验时，外观检测时发现的钢筋保护在对某高速公路进行单片梁板静载试验时，外观检测时发现的钢筋保护层厚度严重不够，部分钢筋露筋。层厚度严重不够，部分钢筋露筋。3940预应力张拉质量差预应力张拉质量差施工质量通病施工质量通病管道压浆不饱满管道压浆不饱满耐久性降低，耐久性降低26、，存在安全隐患存在安全隐患产生结构裂缝产生结构裂缝钢绞线锈蚀，钢绞线锈蚀，降低耐久性降低耐久性留下质量隐患留下质量隐患41413.如何解决这些问题，让中国桥梁更安全？如何解决这些问题，让中国桥梁更安全？1）认真实施新的公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011)，并推行标准化施工，克服预应力施工质量通病；2）严格科学控制预应力张拉精度和损失，建立合格的预应力体系；3）切实控制孔道压浆质量，实现压浆饱满，保护预应力体系，提高结构耐久性；4）远程监控预应力施工，改变监管模式，提高质量监控水平和效率。4242 2011年，由交通运输部公路西部科技项目公路工程质量安全过程控制智能化与远程监控技术27、研究将智能张拉和压浆技术作为子课题进行深入研究，致力于通过采用新的施工工艺和液压、传感、数控、计算机、通信和物联网结合土木工程技术，形成预应力张拉与压浆智能化成套技术，提高桥梁安全性和耐久性。433.1 认真实施认真实施公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范 44 预应力张拉施工预应力张拉施工:1、对张拉控制应力的精度提出了具体要求（第、对张拉控制应力的精度提出了具体要求（第7.12.2条第条第2款，款，1.5）；）；2、对对称同步张拉工况张拉力提出了允许误差要、对对称同步张拉工况张拉力提出了允许误差要求（见第求（见第7.12.2条第条第1款，款，2）；）；3、注重结构建立合格的有效预应力，28、对有效预应、注重结构建立合格的有效预应力，对有效预应力偏差提出了具体要求（见第力偏差提出了具体要求（见第7.12.2条第条第3款，款，5；第；第7.6.3条第条第2款）；款）；4、延长了锚固持荷时间，由以前的、延长了锚固持荷时间，由以前的2分钟延长到分钟延长到5分钟（见第分钟（见第7.12.2条第条第2款）；款）；5、重视有效预应力的均匀度，强调采用梳编整体、重视有效预应力的均匀度，强调采用梳编整体穿束工艺防止钢绞线缠绕。（见第穿束工艺防止钢绞线缠绕。（见第7.12.2条第条第3款；款；第第7.2.7条；第条；第7.8.3条第条第2款）款）45 预应力孔道压浆施工预应力孔道压浆施工:1、将压浆29、质量问题提到了前所未有的高度，强调、将压浆质量问题提到了前所未有的高度，强调从压浆材料从压浆材料、设备、工艺、组织管理等方面全面、设备、工艺、组织管理等方面全面提升来保证压浆密实度。提升来保证压浆密实度。2、大幅度提出了对压浆材料的质量要求，并要求、大幅度提出了对压浆材料的质量要求，并要求采用专用压浆料或专用压浆剂。概括起来就是：采用专用压浆料或专用压浆剂。概括起来就是：“低水胶比、高流动度、零泌水率低水胶比、高流动度、零泌水率”。（见第。（见第7.9.2和和7.9.3条）条）3、对拌浆和压浆设备提出了更高的要求（见第、对拌浆和压浆设备提出了更高的要求（见第7.9.4条）条）46 新版新版公路30、桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范（JTG/F50-2011）在预应力质量控制方面相对于原规范在上）在预应力质量控制方面相对于原规范在上述几个关键点进行了实质性的修订，有了很大的述几个关键点进行了实质性的修订，有了很大的进步。这些修订内容是近年来预应力桥梁运营中进步。这些修订内容是近年来预应力桥梁运营中突出问题寻求解决方法的反映，是施工技术人员突出问题寻求解决方法的反映，是施工技术人员长期施工经验教训的总结和技术进步的必然结果。长期施工经验教训的总结和技术进步的必然结果。这些修订唤醒了施工参与者对长期被忽视的质量这些修订唤醒了施工参与者对长期被忽视的质量隐患的关注，提出了依靠新材料、新工艺、31、新技隐患的关注，提出了依靠新材料、新工艺、新技术的解决之道。术的解决之道。47梳梳梳梳编编编编穿穿穿穿束束束束不不不不当当当当会会会会严严严严重重重重影影影影响响响响各各各各绞绞绞绞线线线线受受受受力力力力的的的的均均均均匀匀匀匀性性性性。公公公公路路路路桥桥桥桥涵涵涵涵施施施施工工工工技技技技术术术术规规规规范范范范（J JT TG G/F F5 50 0-2 20 01 11 1）7 7.8 8.3 3条条条条规规规规定定定定：“宜宜宜宜将将将将一一一一根根根根钢钢钢钢束束束束中中中中的的的的全全全全部部部部预预预预应应应应力力力力筋筋筋筋编编编编束束束束后后后后整整整整体体体体穿穿穿穿入32、入入入孔孔孔孔道道道道中中中中”3.2 钢绞线梳编穿束工艺钢绞线梳编穿束工艺 48钢绞线和锚具编号钢绞线和锚具编号钢绞线和锚具编号钢绞线和锚具编号49整束穿束整束穿束整束穿束整束穿束503.3.1桥梁预应力传统张拉工艺的特点：桥梁预应力传统张拉工艺的特点：可概括为可概括为:1、人工手动驱动油泵、人工手动驱动油泵;2、根据压力表读数控制张拉力、根据压力表读数控制张拉力;3、待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工、待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工测量张拉伸长值测量张拉伸长值;4、人工记录张拉数据。、人工记录张拉数据。3.3 预应力张拉质量智能控制技术预应力张拉质量智能控制技术5152量测伸长值，33、存在人身安全隐患量测伸长值，存在人身安全隐患记录数据，与理论值比较记录数据，与理论值比较53 通过对通过对1200多片简支梁和七座连续刚构多片简支梁和七座连续刚构梁桥的预应力检测数据分析，这种传统的张梁桥的预应力检测数据分析，这种传统的张拉工艺存在如下主要问题：拉工艺存在如下主要问题：1、张拉力控制误差过大张拉力控制误差过大,达达15%；2、绞线伸长值测量不及时、准确，未能实现绞线伸长值测量不及时、准确，未能实现 张拉力和伸长值的双重同步控制；张拉力和伸长值的双重同步控制；3、张拉过程很不规范张拉过程很不规范,预应力损失大；预应力损失大；4、两端对称张拉不同步两端对称张拉不同步,结构受力不均；34、结构受力不均；5、人工记录数据，质量隐患被掩盖。人工记录数据，质量隐患被掩盖。54 可见，传统的预应力张拉工艺人为操作误可见，传统的预应力张拉工艺人为操作误差大，张拉过程不规范，难以掌握和控制张差大，张拉过程不规范，难以掌握和控制张拉质量。拉质量。要解决这些问题，达到新规范质量验收要要解决这些问题，达到新规范质量验收要求，必需采用新的技术手段。因此，充分利用求，必需采用新的技术手段。因此，充分利用现代科技成果，特别是信息技术，改进传统的现代科技成果，特别是信息技术，改进传统的预应力张拉工艺是目前预应力混凝土施工中迫预应力张拉工艺是目前预应力混凝土施工中迫切需要解决的问题。切需要解决的问题。5535、桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：1 系统控制平台系统控制平台2 智能张拉仪智能张拉仪3 智能千斤顶智能千斤顶56系统结构图系统结构图57智能张拉仪智能张拉仪张拉系统控制平台张拉系统控制平台智能千斤顶智能千斤顶583.3.2 3.3.2 预应力张拉质量智能控制技术概要预应力张拉质量智能控制技术概要预应力张拉质量智能控制技术概要预应力张拉质量智能控制技术概要 1 1、张拉控制应力精度控制、张拉控制应力精度控制、张拉控制应力精度控制、张拉控制应力精度控制 系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统系统能36、精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统张拉的张拉的张拉的张拉的1515缩小到缩小到缩小到缩小到11。（20112011版桥涵施工技术规范版桥涵施工技术规范版桥涵施工技术规范版桥涵施工技术规范7.12.2 7.12.2 第第第第2 2款规定款规定款规定款规定“张拉力控制应力的精度宜为张拉力控制应力的精度宜为张拉力控制应力的精度宜为张拉力控制应力的精度宜为1.51.5”）关于张拉控制应力：关于张拉控制应力：关于张拉控制应力：关于张拉控制应力：我们的目标是在结构中建立准确的、符合设计要求的有我们的目标是在结构中建立准确的、符合设计要求的有我们的目标37、是在结构中建立准确的、符合设计要求的有我们的目标是在结构中建立准确的、符合设计要求的有效预应力值，应力过大或过小的危害显而易见。确定最终张效预应力值，应力过大或过小的危害显而易见。确定最终张效预应力值，应力过大或过小的危害显而易见。确定最终张效预应力值，应力过大或过小的危害显而易见。确定最终张拉控制应力应组织设计、监理、施工单位根据规范条文、材拉控制应力应组织设计、监理、施工单位根据规范条文、材拉控制应力应组织设计、监理、施工单位根据规范条文、材拉控制应力应组织设计、监理、施工单位根据规范条文、材料性能、施工工艺、管理水平等实际情况确定。料性能、施工工艺、管理水平等实际情况确定。料性能、施工工38、艺、管理水平等实际情况确定。料性能、施工工艺、管理水平等实际情况确定。张拉应力张拉应力张拉应力张拉应力“宁大勿小宁大勿小宁大勿小宁大勿小”的思想和一律采用的思想和一律采用的思想和一律采用的思想和一律采用“超张拉超张拉超张拉超张拉”的方法是错误的。的方法是错误的。的方法是错误的。的方法是错误的。592 2、钢绞线伸长量控制、钢绞线伸长量控制、钢绞线伸长量控制、钢绞线伸长量控制 智能系统可实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，智能系统可实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，智能系统可实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，智能系统可实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，及时校核实际伸长量与理论伸长值39、偏差是否在及时校核实际伸长量与理论伸长值偏差是否在及时校核实际伸长量与理论伸长值偏差是否在及时校核实际伸长量与理论伸长值偏差是否在6%6%范围内，范围内，范围内，范围内，实现应力与伸长量同步实现应力与伸长量同步实现应力与伸长量同步实现应力与伸长量同步“双控双控双控双控”。（20112011版桥涵施工技术版桥涵施工技术版桥涵施工技术版桥涵施工技术规范规范规范规范7.6.3 7.6.3 第第第第3 3款规定款规定款规定款规定“实际伸长值与理论伸长值的偏差应实际伸长值与理论伸长值的偏差应实际伸长值与理论伸长值的偏差应实际伸长值与理论伸长值的偏差应控制在控制在控制在控制在6%6%以内以内以内以内)6040、公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范钢绞线理论伸长计算公式：钢绞线理论伸长计算公式：（1）（2）LP式中：P PP P预应力筋的平均张拉力预应力筋的平均张拉力(N)(N)L 预应力筋的长度(mm)；AP预应力筋的截面面积(mm2)；E EP P预应力筋的弹性模量预应力筋的弹性模量(N/(N/mm2)。EP 由试验结果得出。613 3、对称同步张拉控制、对称同步张拉控制、对称同步张拉控制、对称同步张拉控制 一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张拉，41、实现拉，实现拉，实现拉，实现“多顶同步张拉多顶同步张拉多顶同步张拉多顶同步张拉”工艺工艺工艺工艺。（规范（规范（规范（规范7.12.2 7.12.2 第第第第1 1款规款规款规款规定定定定“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为22）4 4、预应力损失控制预应力损失控制预应力损失控制预应力损失控制 张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载、卸载速率42、持荷时间等张拉过程要素完全符合点、加载、卸载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合点、加载、卸载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合点、加载、卸载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设计和施工技术规范要求桥梁设计和施工技术规范要求桥梁设计和施工技术规范要求桥梁设计和施工技术规范要求。（规范规定持荷时间为（规范规定持荷时间为（规范规定持荷时间为（规范规定持荷时间为5 5分分分分钟）最大限度减少了张拉过程的预应力损失。钟）最大限度减少了张拉过程的预应力损失。钟）最大限度减少了张拉过程的预应力损失。钟）最大限度减少了张拉过程的预应力损失。62关于回缩值：关于回缩值：关于回缩值：关于回缩值：导致预43、应力损失的重要因素：导致预应力损失的重要因素：导致预应力损失的重要因素：导致预应力损失的重要因素：“锚具变形、预应力筋锚具变形、预应力筋锚具变形、预应力筋锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失回缩和接缝压缩引起的应力损失回缩和接缝压缩引起的应力损失回缩和接缝压缩引起的应力损失”规范规范规范规范7.6.37.6.3条规定条规定条规定条规定“锚固阶段张拉端变形、预应力锚固阶段张拉端变形、预应力锚固阶段张拉端变形、预应力锚固阶段张拉端变形、预应力筋的内缩量和接缝压缩值，应不大于设计规定值或不大于筋的内缩量和接缝压缩值，应不大于设计规定值或不大于筋的内缩量和接缝压缩值，应不大于设计规定值或不大44、于筋的内缩量和接缝压缩值，应不大于设计规定值或不大于表表表表7.6.37.6.3所列容许值。所列容许值。所列容许值。所列容许值。”夹片式锚具容许值为夹片式锚具容许值为夹片式锚具容许值为夹片式锚具容许值为6mm6mm。这是一个既被重视又被忽略的问题。实际张拉中很难这是一个既被重视又被忽略的问题。实际张拉中很难这是一个既被重视又被忽略的问题。实际张拉中很难这是一个既被重视又被忽略的问题。实际张拉中很难满足规范要求，给施工、监理、建设各方造成很大困惑。满足规范要求，给施工、监理、建设各方造成很大困惑。满足规范要求，给施工、监理、建设各方造成很大困惑。满足规范要求，给施工、监理、建设各方造成很大困惑。45、建议：建议：建议：建议：1 1、采用质量好的锚夹具；、采用质量好的锚夹具；、采用质量好的锚夹具；、采用质量好的锚夹具；2 2、设计、监理、施、设计、监理、施、设计、监理、施、设计、监理、施工方联合进行现场测试，给出合理的回缩值允许值，或调工方联合进行现场测试，给出合理的回缩值允许值，或调工方联合进行现场测试，给出合理的回缩值允许值，或调工方联合进行现场测试，给出合理的回缩值允许值，或调整张拉控制应力。整张拉控制应力。整张拉控制应力。整张拉控制应力。5 5、质量管理和远程监控功能、质量管理和远程监控功能、质量管理和远程监控功能、质量管理和远程监控功能 可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌46、握可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握质量状况，质量责任永久追溯。质量状况，质量责任永久追溯。质量状况，质量责任永久追溯。质量状况，质量责任永久追溯。63 张拉过程再现，张拉加载力、伸长量、加载速率、停顿点、张拉过程再现，张拉加载力、伸长量、加载速率、停顿点、持荷时间等张拉要素真实记录，一览无余，永久追溯。持荷时间等张拉要素真实记录，一览无余，永久追溯。643.4 压浆质量智能控制压浆质量智能控制 预应力智能张拉技术有力地保证了预应力张拉预应力智能张拉技术有力地保证了预应力张拉预应力智能张拉技47、术有力地保证了预应力张拉预应力智能张拉技术有力地保证了预应力张拉施工质量。施工质量。施工质量。施工质量。然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密实的然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密实的然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密实的然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密实的条件下才能保证结构的耐久性。条件下才能保证结构的耐久性。条件下才能保证结构的耐久性。条件下才能保证结构的耐久性。张拉质量张拉质量张拉质量张拉质量 +压浆质量压浆质量压浆质量压浆质量 桥梁安全、耐久桥梁安全、耐久桥梁安全、耐久桥梁安全、耐久6520112011版公路桥涵施工技术规范：版公路桥涵施工技术规范：版公路桥涵施工技术规范：版公路48、桥涵施工技术规范：将压浆质量提高到了前所未有的高度。将压浆质量提高到了前所未有的高度。将压浆质量提高到了前所未有的高度。将压浆质量提高到了前所未有的高度。从从从从4 4个方面来保证压浆密实度：个方面来保证压浆密实度：个方面来保证压浆密实度：个方面来保证压浆密实度：1 1、对压浆材料提出严格的技术要求；、对压浆材料提出严格的技术要求；、对压浆材料提出严格的技术要求；、对压浆材料提出严格的技术要求；“低水胶比、高流动度、零泌水率低水胶比、高流动度、零泌水率低水胶比、高流动度、零泌水率低水胶比、高流动度、零泌水率”。2 2、采用合理的压浆设备；、采用合理的压浆设备；、采用合理的压浆设备；、采用合理的49、压浆设备；3 3、采用先进的压浆工艺；、采用先进的压浆工艺；、采用先进的压浆工艺；、采用先进的压浆工艺；4 4、精细的施工组织管理。、精细的施工组织管理。、精细的施工组织管理。、精细的施工组织管理。66普通压浆工艺普通压浆工艺真空压浆工艺真空压浆工艺位于梁底部的两根管位于梁底部的两根管位于梁顶部的两根管位于梁顶部的两根管67工程实践证明：工程实践证明：真空压浆工艺明显优于普通压浆工艺，但是，真真空压浆工艺明显优于普通压浆工艺，但是，真空压浆存在以下缺陷：空压浆存在以下缺陷：孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会出现空洞；出现空洞；孔道有倾角时，在倾角处50、浆液会产生先流现象；孔道有倾角时，在倾角处浆液会产生先流现象；真空负压不易实现。真空负压不易实现。683.4.1 循环压浆工艺循环压浆工艺管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。气泡排出气泡排出69系统结构图系统结构图系统结构图系统结构图70对于跨径对于跨径50m内的预制梁，单孔长度小于内的预制梁，单孔长度小于55m的预应的预应力管道均可双孔同时压浆，从位置较低的一孔压入，从位力管道均可双孔同时压浆，从位置较低的一孔压入，从位置较高的一孔压出回流至储浆桶51、，节约劳动力，提高工效置较高的一孔压出回流至储浆桶，节约劳动力，提高工效100%。循环回路循环回路出浆口出浆口进浆口进浆口71对于大于对于大于50M的长管道，可以采用两台压浆台车配的长管道，可以采用两台压浆台车配合交叉循环压浆。合交叉循环压浆。723.4.2压浆压力和流量控制压浆压力和流量控制（1）精确调节和保持灌浆压力 自动实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力值，保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。关闭出浆口后长时间内保持不低于0.5MPa的压力。（2011版桥涵施工技术规范7.9.8条规定“对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5 0.7MPa关闭出浆口后52、宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期35min）（2）当进、出浆口压力差保持稳定后，可判定管道充盈。（3）通过进出口调节阀对流量和压力大小进行调整。733.4.3 水胶比控制水胶比控制 按施工配合比数量自动加水，准确控制加水量，从而保证水胶比符合要求。（2011版桥涵施工技术规范7.9.3条规定“浆液水胶比宜为0.260.28）743.4.4 浆液搅拌质量控制浆液搅拌质量控制系统采用高速制浆机，将水泥、压浆剂和水进行高速搅拌，其转速为1420r/min，叶片线速度10m/s，能完全满足规范要求。（2011版桥涵施工技术规范7.9.4条规定“搅拌机的转速应不低于1000 r/min,其叶片的线速53、度不宜小于10m/s。）压浆完成后出浆口压浆完成后出浆口753.4.5 远程监控远程监控灌浆过程由计算机程序控制，不受人为因素影响，准确计量加水量，实时监测灌浆压力、稳压时间、浆液温度、环境温度各个指标，自动记录，并打印报表。无线传输将数据实时反馈至相关部门，实现预应力管道压浆的远程监控。763.4.6 压浆材料质量控制压浆材料质量控制2011版公路桥涵施工技术规范第7.9.2条规定：“后张预应力孔道宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。”专用压浆料：压浆剂和水泥在工厂拌和的混合料目的：（1）改善泌水性能 （2）改善流动性能建议：采用专用压浆料77压浆现场压浆现场压浆现场压浆现场3.54、4.7 智能压浆应用效果智能压浆应用效果78山西省某高速箱梁预应力山西省某高速箱梁预应力管道截面压浆密实度对比管道截面压浆密实度对比 左4孔智能压浆右4孔传统压浆79智能压浆传统压浆80铁丝插入从以上测量可知：传统从以上测量可知：传统压浆梁孔道空隙深度约压浆梁孔道空隙深度约为：为：2.5m+0.5m=3m管道内空隙深度测量管道内空隙深度测量 813.5 远程监控系统远程监控系统8283远程监控系统功能特点远程监控系统功能特点 1.将施工参与各方连成有机整体，实现在线信息交流；2.对施工质量进行远程跟踪、预警，及时发现、纠正和解决质量问题；3.实现远程解决技术问题；4.施工参与各方可施工进度、工55、程质量进行统计分析，尽在掌握中；5.改变质量监管模式，提高管理效率，实现信息化施工。建议建立区域性和全国性的预应力质量建议建立区域性和全国性的预应力质量监管网络。监管网络。84 现场拍照，确保监理、施工人员到位，实现远程监控管理。现场拍照，确保监理、施工人员到位，实现远程监控管理。85 “实时跟踪、及时预警、及时纠错实时跟踪、及时预警、及时纠错”。86864.干线公路桥梁预应力质量控制解决方案干线公路桥梁预应力质量控制解决方案4.1 4.1 干线公路桥梁特点干线公路桥梁特点干线公路桥梁特点干线公路桥梁特点 1 1、大多数桥梁结构简单、大多数桥梁结构简单 2 2、大多数桥梁跨径短，规模小、大多数56、桥梁跨径短，规模小 3 3、桥梁工程投资额度小、桥梁工程投资额度小 4 4、分布范围广，质量管理不便、分布范围广，质量管理不便 5 5、施工队伍水平相对较低、施工队伍水平相对较低87874.2 4.2 解决方案解决方案解决方案解决方案预应力智能张拉压浆预应力智能张拉压浆专业施工专业施工，让干线公路桥梁更安全！让干线公路桥梁更安全！88888989909091结结 语语 认真实施认真实施认真实施认真实施公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范，采用钢，采用钢，采用钢，采用钢绞线梳编穿束工艺，采用智能张拉和循环智能压浆绞线梳编穿束工艺，采用智能张拉和循环智能57、压浆绞线梳编穿束工艺，采用智能张拉和循环智能压浆绞线梳编穿束工艺，采用智能张拉和循环智能压浆新技术，采用压浆新材料，推进标准化、精细化施新技术，采用压浆新材料，推进标准化、精细化施新技术，采用压浆新材料，推进标准化、精细化施新技术，采用压浆新材料，推进标准化、精细化施工，是在现行技术条件下保证桥梁结构的设计预应工，是在现行技术条件下保证桥梁结构的设计预应工，是在现行技术条件下保证桥梁结构的设计预应工，是在现行技术条件下保证桥梁结构的设计预应力度，防止预应力桥梁开裂和超限下挠，保证桥梁力度，防止预应力桥梁开裂和超限下挠，保证桥梁力度，防止预应力桥梁开裂和超限下挠，保证桥梁力度，防止预应力桥梁开裂和超限下挠，保证桥梁结构的安全和耐久性的最佳途径。结构的安全和耐久性的最佳途径。结构的安全和耐久性的最佳途径。结构的安全和耐久性的最佳途径。