體外預(yù)應(yīng)力加固連續(xù)梁橋的施工監(jiān)控探析①

常錦倫

摘要：采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以有效提升施工建設(shè)的效率，同時(shí)保障經(jīng)濟(jì)成本能夠得到節(jié)約，是現(xiàn)階段提升橋梁承載能力的重要施工技術(shù)手段。將這一技術(shù)應(yīng)用到施工中，可改善橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在本文的分析中，主要基于某工程實(shí)例，采用有限元的方法，對(duì)橋梁的受力點(diǎn)進(jìn)行理論計(jì)算以及分析，同時(shí)提出在實(shí)際加固全過(guò)程中所開(kāi)展的現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)控要點(diǎn)，為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員提供一定的技術(shù)性參考。

關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力;橋梁承載力;施工監(jiān)控;結(jié)構(gòu)性能

引言：體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，是一種主動(dòng)加固技術(shù)類型，主要是為了基于預(yù)應(yīng)力施加之后對(duì)結(jié)構(gòu)所起到的反向力矩的效果，進(jìn)而對(duì)一部分的自重以及外荷載，產(chǎn)生內(nèi)力，這樣就會(huì)起到對(duì)原本結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)加以改善的效果，也相應(yīng)提升了橋梁使用性能，以及起到加固補(bǔ)強(qiáng)的效果。

1 工程概況

本文基于某大橋工程項(xiàng)目為例，該大橋全長(zhǎng)651m。在主橋采用頂推連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)類型，同時(shí)基于上行與下行兩座獨(dú)立橋構(gòu)成，在基礎(chǔ)階段采用的是樁基礎(chǔ)的建設(shè)方式。

該橋梁已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)11年，在對(duì)橋梁外觀進(jìn)行初步檢測(cè)上，基本上在主橋跨中下?lián)稀⑾淞簝?nèi)部支點(diǎn)等位置上，出現(xiàn)腹板斜向的裂縫問(wèn)題，其次在連續(xù)箱梁位置上，也出現(xiàn)了不同的裂縫問(wèn)題，同時(shí)主梁端部及支點(diǎn)處出現(xiàn)支座嚴(yán)重脫空的情況。

對(duì)橋梁開(kāi)展的加固設(shè)計(jì)方案中，基本上是針對(duì)橋梁出現(xiàn)的一些裂縫問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)處理，同時(shí)對(duì)腹板粘貼鋼板，同時(shí)在箱梁的外側(cè)，需要添加預(yù)應(yīng)力束，以此實(shí)現(xiàn)加固處理[1]。

2 施工監(jiān)控內(nèi)容

2.1 結(jié)構(gòu)建模計(jì)算

在本文的監(jiān)控過(guò)程中，基于軟件的方式，對(duì)項(xiàng)目工程構(gòu)建出有限元模型，以此實(shí)現(xiàn)計(jì)算分析。在全橋的設(shè)計(jì)中，采用了300個(gè)離散單元，設(shè)置出301個(gè)節(jié)點(diǎn)。并在上中部的結(jié)構(gòu)分析中，對(duì)兩單元進(jìn)行模擬分析，一般情況下在邊界條件上，采用的是一般性的承重，這樣就可以充分的對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行實(shí)際受力情況的分析處理，同時(shí)計(jì)算出預(yù)應(yīng)力孔道的模組損失偏差系數(shù)，實(shí)現(xiàn)最大化的處理效果。

2.2 監(jiān)控測(cè)試項(xiàng)目

橋梁預(yù)應(yīng)力在施工監(jiān)控的過(guò)程中，采用的主要測(cè)試內(nèi)容涉及到體外預(yù)應(yīng)力張拉之后，對(duì)于向量橋面撓度，以及對(duì)應(yīng)力情況的影響，以此實(shí)現(xiàn)過(guò)程監(jiān)控。

2.2.1 箱梁應(yīng)變（力）監(jiān)測(cè)

這是一種在橋梁應(yīng)力的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，十分重要的測(cè)試內(nèi)容。例如，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的受力狀態(tài)的評(píng)估以及分析，同時(shí)保障整個(gè)主梁體外預(yù)應(yīng)力張拉施工建設(shè)中，需要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的力量測(cè)試以及分析，并對(duì)施工過(guò)程中的各種控制斷面，以及對(duì)構(gòu)件的實(shí)際變化情況，進(jìn)行全面的檢測(cè)處理，在了解到加固處理的過(guò)程中，主要是要控制斷面的受力情況[2]。

在基于上述測(cè)試要求，以及分析的過(guò)程中，基本上采用的是對(duì)稱性的原則。同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束布置情況的分析中，則是需要積極的保障整體橋梁面的合理性處理。本工程項(xiàng)目開(kāi)展中，采用的則是電阻式的應(yīng)變傳感器，對(duì)其測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理性的布置分析，以此了解到不同布點(diǎn)下的實(shí)際狀態(tài)變化程度，最后在使用綜合測(cè)試讀數(shù)儀，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集以及分析。在測(cè)量精度上，可以控制到1μ的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 撓度監(jiān)測(cè)

這是一種在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)施工監(jiān)控實(shí)現(xiàn)的主要測(cè)量?jī)?nèi)容，首先是需要對(duì)橋梁進(jìn)行針對(duì)性的加固處理，并獲得一個(gè)較為準(zhǔn)確的標(biāo)高值，并降低對(duì)溫度造成的直接影響。一般情況下，都需要在較為穩(wěn)定的溫度環(huán)境，開(kāi)展撓度的測(cè)量以及分析。

在橋面布置撓度觀測(cè)點(diǎn)之后，所形成的撓度檢測(cè)工作，需要在主橋的縱向位置，布置出一個(gè)測(cè)試斷面，以此充分的保障橋梁可以實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)以及分析，同時(shí)觀測(cè)到箱梁是否可以發(fā)生一定的扭轉(zhuǎn)變化，進(jìn)而最大程度上保障測(cè)量的可靠性，采用的設(shè)備為精密水準(zhǔn)儀，將其測(cè)量精度控制在0.01mm的標(biāo)準(zhǔn)上。

3 施工監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 撓度監(jiān)測(cè)結(jié)果

現(xiàn)階段在每一個(gè)鋼束張拉之后，對(duì)橋面的撓度進(jìn)行相關(guān)測(cè)試之后，由于不同的鋼束都需要一跨或者兩跨箱梁當(dāng)中，因此張拉之后對(duì)于其他的箱梁造成影響比較小，在進(jìn)行測(cè)試分析的過(guò)程中，就需要基于實(shí)際的箱梁位置，進(jìn)行理論與實(shí)踐的分析比較處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的合理化設(shè)計(jì)分析。

通過(guò)對(duì)本工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分析后可以發(fā)現(xiàn)，在體外預(yù)應(yīng)力張拉之后，會(huì)導(dǎo)致整體橋面的上抬。因此實(shí)測(cè)值與理論值的變化趨勢(shì)上，以及在變化值的分析中，有著較大的吻合程度。而在實(shí)測(cè)值與理論值的變化趨勢(shì)當(dāng)中，以及對(duì)變化值進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)最大上抬值，基本上為2.21mm，這樣就可以得出在進(jìn)行加固處理之后，可以對(duì)橋面進(jìn)行良好的改善處理。

3.2 應(yīng)變（力）檢測(cè)結(jié)果

現(xiàn)階段在對(duì)鋼束張拉結(jié)束之后，就需要馬上對(duì)測(cè)試界面的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)，進(jìn)行集中的測(cè)試分析，這樣的監(jiān)測(cè)與撓度測(cè)試方式大致相同。僅僅需要對(duì)鋼束的一些箱梁位置進(jìn)行分析，便可以實(shí)現(xiàn)良好的測(cè)試。另外，在全部鋼束張拉完成之后，不同的界面需要對(duì)測(cè)試實(shí)際值，以及對(duì)理論值進(jìn)行針對(duì)性的分析。

從對(duì)實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，在體外預(yù)應(yīng)力束張拉之后，從跨中界面上緣位置，與下緣進(jìn)行相應(yīng)的分析，基本上與實(shí)際的測(cè)量變化值大致相同，這樣就表明在進(jìn)行橋梁的加固處理的過(guò)程中，始終可以保障全截面受壓的狀態(tài)，以此提升了橋梁的整體壓應(yīng)力的儲(chǔ)備。

在這種體外預(yù)應(yīng)力的張拉過(guò)程中，對(duì)于本工程項(xiàng)目的撓度，以及對(duì)應(yīng)變變化的程度分析上來(lái)看，基本上符合正常的變化值，同時(shí)在變化規(guī)律以及數(shù)值與理論的分析過(guò)程中，與結(jié)果始終保持一致性。這樣印證了這樣監(jiān)測(cè)工作的合理性，以及計(jì)算程序的可靠性。

在該橋梁所采用的加固設(shè)計(jì)過(guò)程中，所開(kāi)展的施工監(jiān)控工作，可以為之后的施工監(jiān)控，提供一定的數(shù)據(jù)參考，并為以后的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土，提供一定的施工技術(shù)操作，幫助日后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中，始終保持一個(gè)良好的監(jiān)測(cè)工作，提升項(xiàng)目工程的建設(shè)整體效率以及工程項(xiàng)目的建設(shè)水平。

總結(jié)：綜上所述，本文所開(kāi)展的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的施工監(jiān)控工作，可以很好的了解到在項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)的實(shí)際情況，以及對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行針對(duì)性的分析，這是最大程度上發(fā)揮出項(xiàng)目施工針對(duì)性與合理性的關(guān)鍵監(jiān)控手段，全面符合建設(shè)的相關(guān)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]汲港升，馬士賓，陳曉光，等.基于MIDAS Civil的公路簡(jiǎn)支T梁體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)與研究[J].河北水利電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，31（04）：1-7+36.

[2]高明.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在開(kāi)封黃河大橋改造中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械，2021（12）：90-92.