体外预应力加固连续梁桥的施工监控探析

常錦伦

摘要：采用体外预应力技术，可以有效提升施工建设的效率，同时保障经济成本能够得到节约，是现阶段提升桥梁承载能力的重要施工技术手段。将这一技术应用到施工中，可改善桥梁的整体结构稳定性。在本文的分析中，主要基于某工程实例，采用有限元的方法，对桥梁的受力点进行理论计算以及分析，同时提出在实际加固全过程中所开展的现场施工监控要点，为相关领域的工作人员提供一定的技术性参考。

关键词：体外预应力;桥梁承载力;施工监控;结构性能

引言：体外预应力加固技术，是一种主动加固技术类型，主要是为了基于预应力施加之后对结构所起到的反向力矩的效果，进而对一部分的自重以及外荷载，产生内力，这样就会起到对原本结构的受力状态加以改善的效果，也相应提升了桥梁使用性能，以及起到加固补强的效果。

1 工程概况

本文基于某大桥工程项目为例，该大桥全长651m。在主桥采用顶推连续箱梁的结构类型，同时基于上行与下行两座独立桥构成，在基础阶段采用的是桩基础的建设方式。

该桥梁已经投入运营11年，在对桥梁外观进行初步检测上，基本上在主桥跨中下挠、箱梁内部支点等位置上，出现腹板斜向的裂缝问题，其次在连续箱梁位置上，也出现了不同的裂缝问题，同时主梁端部及支点处出现支座严重脱空的情况。

对桥梁开展的加固设计方案中，基本上是针对桥梁出现的一些裂縫问题，进行针对性的修复处理，同时对腹板粘贴钢板，同时在箱梁的外侧，需要添加预应力束，以此实现加固处理[1]。

2 施工监控内容

2.1 结构建模计算

在本文的监控过程中，基于软件的方式，对项目工程构建出有限元模型，以此实现计算分析。在全桥的设计中，采用了300个离散单元，设置出301个节点。并在上中部的结构分析中，对两单元进行模拟分析，一般情况下在边界条件上，采用的是一般性的承重，这样就可以充分的对连续梁桥进行实际受力情况的分析处理，同时计算出预应力孔道的模组损失偏差系数，实现最大化的处理效果。

2.2 监控测试项目

桥梁预应力在施工监控的过程中，采用的主要测试内容涉及到体外预应力张拉之后，对于向量桥面挠度，以及对应力情况的影响，以此实现过程监控。

2.2.1 箱梁应变（力）监测

这是一种在桥梁应力的监测过程中，十分重要的测试内容。例如，需要对桥梁结构的实际受力状态，实现针对性的受力状态的评估以及分析，同时保障整个主梁体外预应力张拉施工建设中，需要实现动态化的力量测试以及分析，并对施工过程中的各种控制断面，以及对构件的实际变化情况，进行全面的检测处理，在了解到加固处理的过程中，主要是要控制断面的受力情况[2]。

在基于上述测试要求，以及分析的过程中，基本上采用的是对称性的原则。同时预应力钢束布置情况的分析中，则是需要积极的保障整体桥梁面的合理性处理。本工程项目开展中，采用的则是电阻式的应变传感器，对其测点进行合理性的布置分析，以此了解到不同布点下的实际状态变化程度，最后在使用综合测试读数仪，实现数据信息的采集以及分析。在测量精度上，可以控制到1μ的标准。

2.2.2 挠度监测

这是一种在进行测量的过程中，对施工监控实现的主要测量内容，首先是需要对桥梁进行针对性的加固处理，并获得一个较为准确的标高值，并降低对温度造成的直接影响。一般情况下，都需要在较为稳定的温度环境，开展挠度的测量以及分析。

在桥面布置挠度观测点之后，所形成的挠度检测工作，需要在主桥的纵向位置，布置出一个测试断面，以此充分的保障桥梁可以实现良好的设计以及分析，同时观测到箱梁是否可以发生一定的扭转变化，进而最大程度上保障测量的可靠性，采用的设备为精密水准仪，将其测量精度控制在0.01mm的标准上。

3 施工监测结果分析

3.1 挠度监测结果

现阶段在每一个钢束张拉之后，对桥面的挠度进行相关测试之后，由于不同的钢束都需要一跨或者两跨箱梁当中，因此张拉之后对于其他的箱梁造成影响比较小，在进行测试分析的过程中，就需要基于实际的箱梁位置，进行理论与实践的分析比较处理，进而实现工程项目的合理化设计分析。

通过对本工程项目的数据分析后可以发现，在体外预应力张拉之后，会导致整体桥面的上抬。因此实测值与理论值的变化趋势上，以及在变化值的分析中，有着较大的吻合程度。而在实测值与理论值的变化趋势当中，以及对变化值进行分析后，可以发现最大上抬值，基本上为2.21mm，这样就可以得出在进行加固处理之后，可以对桥面进行良好的改善处理。

3.2 应变（力）检测结果

现阶段在对钢束张拉结束之后，就需要马上对测试界面的各个测试点，进行集中的测试分析，这样的监测与挠度测试方式大致相同。仅仅需要对钢束的一些箱梁位置进行分析，便可以实现良好的测试。另外，在全部钢束张拉完成之后，不同的界面需要对测试实际值，以及对理论值进行针对性的分析。

从对实际的监测数据分析可以发现，在体外预应力束张拉之后，从跨中界面上缘位置，与下缘进行相应的分析，基本上与实际的测量变化值大致相同，这样就表明在进行桥梁的加固处理的过程中，始终可以保障全截面受压的状态，以此提升了桥梁的整体压应力的储备。

在这种体外预应力的张拉过程中，对于本工程项目的挠度，以及对应变变化的程度分析上来看，基本上符合正常的变化值，同时在变化规律以及数值与理论的分析过程中，与结果始终保持一致性。这样印证了这样监测工作的合理性，以及计算程序的可靠性。

在该桥梁所采用的加固设计过程中，所开展的施工监控工作，可以为之后的施工监控，提供一定的数据参考，并为以后的大跨径预应力混凝土，提供一定的施工技术操作，帮助日后进行数据分析的过程中，始终保持一个良好的监测工作，提升项目工程的建设整体效率以及工程项目的建设水平。

总结：综上所述，本文所开展的体外预应力加固技术的施工监控工作，可以很好的了解到在项目建设环节的实际情况，以及对项目进行针对性的分析，这是最大程度上发挥出项目施工针对性与合理性的关键监控手段，全面符合建设的相关要求。

参考文献：

[1]汲港升，马士宾，陈晓光，等.基于MIDAS Civil的公路简支T梁体外预应力加固设计与研究[J].河北水利电力学院学报，2021，31（04）：1-7+36.

[2]高明.体外预应力技术在开封黄河大桥改造中的应用[J].建筑机械，2021（12）：90-92.