碳纤维预应力板整固混凝土路桥施工控制技术研究

罗胜，吴尽

（江西天丰建设集团有限公司，江西 高安 330800）

1 路桥整固施工监控内容

1.1 拉张力和伸长量检测

1.1.1 拉张力检测

碳纤维预应力板张拉是经过应力和伸长量双重控制原则开展监控，以保证张拉结构符合设计标准。为准确地检测碳纤维预应力片材张拉力，并获得可靠真实碳纤维板材张拉应力值，经过研究相当数量文献并考虑锚固系统结构特点，建议采取下面2种拉张力检测方法：

①在张紧端液压千斤顶与锚固器间装有压力感受器，以检测碳纤维预应力板张拉应力值。

②应变感受器粘贴于碳纤维预应力板中间，并经过应变增量监控碳纤维板张拉应力[1]。

在碳纤维预应力板分级拉张过程中，配置压力感受器和应变感受器，以读取各种拉张力水平下感受器读数，然后将其与设计值开展比较，以准确获得碳纤维预应力拉张力变化。

1.1.2 伸长量检测

控制碳纤维板材伸长量时，需要检查碳纤维预应力板拉张力，以保证拉力满足设计需求。监控单元应标记在碳纤维预应力板拉张端。在设计所提供的伸长量标准下，检测单元和施工单位应在各个拉张阶段结束时记录碳纤维预应力板伸长量。当拉张力和伸长量误差在5%以下控制时，施工功效较为理想。在路桥预应力拉张施工研究基础上，提出碳纤维预应力薄板拉张施工伸长量应满足设计标准。假如未在设计中规定，则其类似于外部钢预应力绞线加强结构，而且应满足6%许可误差。

1.2 梁体垂向移位检测

依据混凝土路桥结构应力状态，于梁断面桥板上安置垂直移位测点，该位置对碳纤维预应力板拉张力有比较大影响。检测梁体在碳纤维预应力板拉张前后梁体移位变化，跟理论分析结果开展比较，以评估梁扰度响应。垂直移位测点经过移位计和高程测点开展监控。

1.3 群锚混凝土检测

锚固器经过群锚与梁混凝土接连，局域混凝土应力比较复杂。为了保证结构在锚固器上应力安全，对这处因为碳纤维预应力板拉张引发梁体应力，借助应变花开展检测。群锚混凝土由应变花检测。锚固系统检测是碳纤维预应力薄板整固技术重要组成部分，它决定了碳纤维预应力板整固功效。在检测过程中，应注意锚具和锚固器，以避免锚固系统在拉张力影响下打滑和形变，并保证梁体稳定性和安全性。

2 检测施工点设置

依据施工检测内容，重点考虑混凝土路桥整固特性，常用检测装备配置以及碳纤维预应力板整固技术，研究施工过程中监测量点配置。使监控工作更有效和准确，为将来施工监控提供参考。

2.1 拉张力和伸长量测量点

为了检测碳纤维预应力板拉张力，首先，在拉张端液压千斤顶和锚固器间配置一个压力感受器，以不时地检测拉张力，在各个碳纤维板均配置一个。然后，将应变感受器黏贴在碳纤维板中央，并排配置三个测点，以经过应变值检测碳纤维板应力。最后，在锚固端和拉张端做一个伸长标记，在各个拉张阶段结束时检测碳纤维板伸长率，并检查拉张力，具体见图1所示。

图1 碳纤维预应力板拉张力检测示意

2.2 梁体垂向移位测量点

依据混凝土路桥理论，受碳纤维板拉张力影响比较大梁断面为简支梁桥路桥各跨度中间断面，连续梁桥最大移位断面按模型计算。碳纤维预应力板拉张过程中，在桥面板跨距移位最大两侧横断面上配置水平点，并记录拉张前后梁响应状态。为了降低检测误差，增强检测精确度，高度测点选用道钉或围棋子配置，水准仪配套测微器给予读取。移位计还适用于检测在碳纤维预应力板张紧过程中梁体扰动变化，具体测点排列见图2具体所示。

图2 垂向移位测点

2.3 群锚混凝土测量点

地板锚固器附近压应力突然变化，一般都是由预应力效应引发，类似于外部钢预应力绞线所整固锚固端。故在碳纤维预应力板张紧和锚固端锚固装备处为混凝土配置应变花测点，具体见图3所示。由于构造原因，各个锚固装备构造质量有可能会有所差别，因此考虑监视所有锚固端和张紧端。

图3 群锚混凝土检测示意图

3 监控结果分析

检测结果主要经过将理论值与检测值开展比较来评估。“理论值与检测值间比较”主要是指两个阶段[2]。第1阶段是施工跟踪监控技术。经过搜集各施工工况检测数据，将搜集到理论值与实测值开展比较，在施工过程中适时提出不满足设计需求和梁体异常响应指标，保证施工质量。第2阶段是对施工后检测结果开展分析。将所有搜集数据跟理论值开展比较，评估碳纤维预应力板整固工程是否满足设计需求并达整固目。

在整固过程中，当各阶段应力和扰度达设计需求，并且无异常情况产生时，显示整固功效良好，施工质量达标。作为一种新式整固技术，依据施工技术特点和检测具体内容，建议从以下几个方面对碳纤维预应力板整固技术检测结果开展评价：

（1）碳纤维预应力板伸拉力符合设计需求，伸长率检查没有问题。

（2）梁垂向移位响应达理论值合理区域。

（3）锚固器和锚具无显著移滑，锚固质量好。

另外，因为我国碳纤维预应力板整固技术尚处在初步应用阶段，因此整固功效不但应在施工时经过检测结果开展评估，还应注意其长时期应用功效，以及这项技术的耐用性。建议施工后开展后续观察。用于检测压力感受器可以永久地固定在锚固系统中，亦可以将应变感受器固定在碳纤维板上，方便以后跟踪观察和分析以及检测预应力损失。

4 结论

本研究对碳纤维预应力板路桥整固施工测控技术，开展了专题研究。

（1）阐述了施工控制概念。

（2）讨论了碳纤维预应力施工技术，分为施工过程和施工技术要点。

（3）研究如何开展有效施工检测技术，以保证整固功效，并从施工检测内容、检测测量点配置和检测结果分析方面开展详细分析，可为同类路桥碳纤维预应力板整固施工测控提供研究和技术参考，以保证工程质量。