桥梁预应力张拉质量控制及检测技术的研究及应用

江向红 （安徽省公路工程检测中心安徽省桥梁隧道重点实验室，安徽 合肥 230051）

1 引言

随着社会经济的发展，工程建设行业有了迅速发展。桥梁工程是国家基础设施的重要组成部分，近年来，桥梁工程施工数量和规模都有了显著提升，人们对于桥梁工程在施工质量方面也提出了更高的要求。桥梁施工涉及多方面内容，如建筑学、力学等，预应力技术是桥梁工程施工的关键之一，也是影响桥梁工程施工质量的直接因素。预应力技术在桥梁工程施工过程中的使用还存在许多不足之处，影响了工程整体质量的提升。因此，文章对桥梁预应力张拉技术的质量控制要点进行了分析，提出桥梁预应力技术的具体检测方法，以此促进桥梁工程施工质量的提升[1]。

2 桥梁预应力技术质量控制措施

在桥梁工程的施工过程中，预应力技术的应用越来越广泛。对于桥梁工程这种预应力结构工程而言，其结构的变形和开裂与预应力有着直接联系，预应力技术应用得不好，将会对桥梁的使用性能和安全性能造成严重影响。要想准确建立持久、有效的预应力，工程设计必须具备足够的科学性与合理性，施工材料、施工机械设备质量必须过关，施工人员要有专业的技术水准。同时，加强桥梁工程施工质量检验控制也是必不可少的环节。

在桥梁工程施工过程中，如果在施工过程中出现有效预应力不足的情况，一旦桥梁建成投入使用，后期预应力损失将会更大，影响桥梁的正常使用，缩短桥梁寿命。调查研究表明，近几十年来，在预应力混凝土连续梁桥的建设过程中，许多工程出现腹板底板开裂、跨中持续下挠过大等质量问题。尽管随着科学技术及施工水平的进步，这些预应力技术方面的问题有了很大改善，但是桥梁的支点剪切斜裂缝问题、底板横向裂缝问题以及墩顶负弯矩横向裂缝问题依然时有发生，这些属于桥梁工程较为严重的病害。因此，加强桥梁预应力技术质量控制十分必要且重要。

2.1 灌浆质量控制

确保灌浆浆体饱满、张拉应力满足设计要求是这一阶段的质量控制要点。因此，在灌浆施工过程中，应当结合工程实际情况，合理运用施工工艺和施工技术对张拉应力进行控制，确保张拉应力在设计要求的范围内。在进行孔道灌浆时，工程师应当做好计算工作，确保浆体饱满；加强对用水量的控制，在搅拌混凝土浆体时，严禁用水量超出设计要求；浆体搅拌后要及时进行使用，不能长期放置，搅拌量与使用量应当尽可能相等[2]。

2.2 张拉质量控制

在桥梁工程正式施工之前，尽管已经制定了较为详细的设计方案，然而在施工过程中，往往会出现与设计要求不符的情况。在这种情况下，施工人员必须做好工程试验工作，根据实际参数对设计方案进行合理调整，以此确保预应力施工质量。如果实际受力远高于设计标准，会减弱构件的抗裂性能，此时，预应力筋所承载的负荷将会更高，长此以往会导致裂纹，进而影响桥梁运行的安全性。因此，在张拉施工过程中，不仅要对张力进行控制，还要调整伸长值，确保其误差控制在规范允许范围内。

2.3 张拉裂缝控制

在混凝土自身温差和干缩的影响下，钢筋混凝土结构构件会出现裂缝。在大型的预应力工程施工过程中，裂缝往往会在张拉之前就出现，此时，使用预应力技术无法起到有效的抗裂功能。在张拉之前，钢筋混凝土构件裂缝宽度相对较小，分布较为均匀，且大多在构件表面和短边平行处出现。要确保预应力技术的效果，解决张拉前的裂缝问题十分重要，例如：采取低水化热水泥作为原材料，在温度较低时做好混凝土构件的保温工作，适当将拆模时间延长等[3]。

3 桥梁预应力张拉检测技术的应用

预应力工程是隐蔽工程，在工程竣工验收阶段，往往很难利用临时加载观测分析准确识别预应力施工的内在质量。因此，采取合理有效的技术手段，加强预应力张拉技术检测十分关键。近年来，预应力张拉力主要有弹性波无损检测法和反拉法，其中反拉法由于准确度更高、技术成熟在检测中的应用更为普遍，这里主要介绍反拉法。

3.1 反拉法

反拉法原理为：对预应力束单根或整体张拉，同时对钢绞线伸长度、张拉力进行测试，当拉拔力比初始有效预应力小时，夹片能够固定钢绞线，钢绞线自由长度即伸出量，当拉拔力比初始预应力大时，夹片与钢绞线锚头脱离，钢绞线自由长度不仅包括伸出量，也包括锚下钢绞线伸长量。因此，通过对拉拔力、钢绞线以及夹片之间的位移进行测量，可对锚下有效预应力进行推算。反拉法的优点包括可靠性强、检测精度高以及便于操作等，技术成熟度较高，在规模化检测中普遍使用这一方法。在利用反拉法进行检测时，需要把握好检测时间，应当在张拉结束后、灌浆开始前的这段时间实施作业。在反拉过程中，对预应力束的荷载以及位移变化状况进行检测，在此基础上对锚下预应力进行判断。一般来说，在对锚下预应力初始值进行判定时，拐点法是最为常用的方法。钢绞线是预应力预应力束的主要材料之一，具有一定的弹性和应力应变特性，在反拉预应力束的过程中，对于反拉力以及位移的变化数值可以进行实时、连续的检测，在此基础上进行反拉力-位移曲线的绘制，然后对曲线的切线斜率变化率进行验算，如果曲线开始有拐点出现，根据拐点出现的数值可以对锚下预应力进行分析计算。除此之外，如果曲线切线斜率发生突然变小的情况，则需立即停止反拉作业，以免破坏预应力结构[4]。

3.2 反拉法检测的注意事项

使用专门的锚下预应力检测设备进行桥梁预应力张拉技术检测能够取得良好的效果，这一设备的关键是油泵和千斤顶。反拉力和位移是反拉法的主要测试指标，在利用检测设备进行预应力张拉检测时，可以配合使用张拉千斤顶，从而对这两个指标进行反复检测。在检测过程中，需要注意以下事项。

①在供油时，尽可能使张拉千斤顶匀速、缓慢进行，确保张拉千斤顶的供油速度与设备的采样频率配合一致，从而避免出现采样点跳跃过大、无法精确找出转变点的情况，导致测试精度受到影响。

②使用力传感器来进行反拉力测试。根据工程实际情况定制力传感器，确保力传感器的外形尺寸与各类锚具的安装要求相符合。同时，为了适应不同锚具，可以适当进行延长筒的制作。确定力传感器的最大量程，将其控制在锚下有效预应力对应反拉值1.3～1.5倍较为合适。力传感器、位移传感器的相应速度需要适应采集设备。

③最好在张拉后24h内、压浆之前进行预应力张拉的检测。如果预应力不合格，与设计标准相差较大，二次张拉必须确保其与第一次张拉时的锚固位置一致，否则需要退索重拉[5]。

4 结语

综上所述，随着社会经济的迅速发展，桥梁工程建设事业有了很大发展。在建设过程中也暴露了部分质量问题，预应力施工质量问题就是其中一个重要表现。预应力技术是桥梁工程施工质量的重要指标之一，预应力施工质量对桥梁工程整体质量起决定作用。因此，要实现桥梁施工质量的有效提升，首先要提高预应力施工质量，做好预应力技术检测工作。目前，反拉法在预应力检测中的应用较为普遍，采用反拉法对桥梁预应力进行检测时，应当严格按照相关程序，注重检测细节，提升检测质量，从根源确保桥梁工程施工质量。