一、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋存在的問題
由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是一種超靜定結(jié)構(gòu)，它具有很好的順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度，跨越能力強(qiáng)、整體剛度大、抗震性能好、行車平順舒適、施工簡便、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，近40年以來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在世界各國的
橋梁建筑中得到了快速發(fā)展，跨徑也越來越大，成為在海灣、深谷上建造大跨度橋梁廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式之一。
國內(nèi)外
橋梁建設(shè)在過去幾十年中取得了巨大的進(jìn)步和卓越的成就，預(yù)應(yīng)力混凝土
橋梁發(fā)展也很快，無論在橋型、跨度以及施工方法與技術(shù)方面都有突破性發(fā)展。但是，由于橋梁在建設(shè)和使用過程中，必然會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為等外來因素作用，同時橋梁所采用的
材料性能也會不斷退化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分出現(xiàn)不同程度的損傷。這些損傷的累積和發(fā)展不但會影響橋梁的正常運(yùn)營，而且會危及結(jié)構(gòu)的使用安全。越來越多的橋梁進(jìn)入老齡化階段，需要對
橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)有使用性能進(jìn)行評價，進(jìn)而加固維修。
然而，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在世界各地的廣泛應(yīng)用，有關(guān)這種橋型的病害也越來越多。一般的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋國內(nèi)設(shè)計院按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，即在正常施工階段和使用階段不出現(xiàn)拉應(yīng)力為主要依據(jù)，設(shè)計要求嚴(yán)格。但由于連續(xù)梁橋通?？鐝捷^大，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力體系較為復(fù)雜、張拉噸位力大和結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜等問題。近些年來，部分連續(xù)梁橋在施工和運(yùn)營過程中，橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些病害，主要表現(xiàn)為：
1、主梁下?lián)希绕涫强缰袚隙冗^大。廣東南海某大橋運(yùn)營6年后，跨中下?lián)?2.2cm，為主跨徑的1/540，大于規(guī)范允許的1/600[ 中華人民共和國交通部.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004）網(wǎng).人民教育出版社，2004
2、中華人民共和國交通部.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62-2004）[M].人民交通出版社，2004
3、中華人民共和國交通部.預(yù)應(yīng)力混凝土用
鋼絞線（GB5224-2003）.人民交通版社.2003],2,3。連續(xù)梁橋后期的持續(xù)撓度過大，使得主梁跨中下凹，破壞橋面鋪裝層，影響橋梁的使用壽命和行車舒適性，甚至危及橋梁結(jié)構(gòu)的安全。
4、箱梁裂縫。如頂板開裂、底板縱向開裂、箱腹板出現(xiàn)斜裂縫等，并且裂縫主要表現(xiàn)為縱向裂縫、彎曲裂縫、彎曲剪應(yīng)力裂縫和主拉應(yīng)力裂縫。伊犁河大橋?yàn)?a href="http://gcadance.com/2011/0711/44802.html" target="_blank">剛構(gòu)連續(xù)組合梁橋，在運(yùn)營期間箱梁出現(xiàn)了縱向裂縫，有的縱縫較長甚至連續(xù)貫通。
5、梁體斷裂。由于預(yù)應(yīng)力筋失效或裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，梁體會發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。1977年竣工通車的田莊臺
遼河大橋，全長為878.93m，可謂是當(dāng)時國內(nèi)比較罕見的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋。但是，2004年6月10日早7時許，在北起第14孔和第15孔之間，懸臂梁端突然斷裂，橋板脫落。
綜合以上事例，作者認(rèn)為對橋梁進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力的檢測是有必要的。
二、有效預(yù)應(yīng)力檢測
2.1檢測方法
針對預(yù)留檢測槽口處，局部破損
波紋管及水泥砂漿處暴露出的鋼絞線，應(yīng)用 “預(yù)應(yīng)力鋼索張力測試儀”，基于橫張位移增量法檢測原理進(jìn)行鋼絞線預(yù)張力的測試。橫張位移增量法，是依據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線橫向荷載及變形測試來檢測有效預(yù)應(yīng)力的技術(shù)。即：橫張位移增量法就是對兩端張拉鋼絞線的跨中橫向施加作用力，測試其橫向變位值，從而推算鋼束中有效預(yù)張力。檢測中對目標(biāo)測試鋼束進(jìn)行橫向張拉試驗(yàn)，通過分級測試橫向張力及對應(yīng)橫向位移作為基礎(chǔ)采集數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式得到橋梁關(guān)鍵預(yù)應(yīng)力束有效預(yù)應(yīng)力實(shí)測值。
主要儀器設(shè)備有：預(yù)應(yīng)力鋼索張力測試儀，數(shù)顯儀等。
2.2關(guān)鍵工序
在預(yù)應(yīng)力測試過程中的關(guān)鍵工序如下：
?。╨）檢測槽口定位
首先根據(jù)實(shí)際情況量測檢測槽口的位置及尺寸參數(shù)。
?。?）測試前準(zhǔn)備工作
在檢測槽口定位后，進(jìn)行測試前的準(zhǔn)備工作，主要包括切割檢測槽口處普通鋼筋、切割并剝離波紋管及支撐起目標(biāo)測試鋼束并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固夾持等三項(xiàng)內(nèi)容。
?。?）預(yù)應(yīng)力鋼束測試
采用橫張位移增量法檢測技術(shù)，使用預(yù)應(yīng)力鋼索張力測試儀，對關(guān)鍵鋼束的有效預(yù)應(yīng)力進(jìn)行測試。
三、依托工程結(jié)構(gòu)安全性分析
3.1主梁混凝土應(yīng)力分析
1、主梁上下緣混凝土應(yīng)力分布
在設(shè)計狀態(tài)下計入恒載、預(yù)應(yīng)力和收縮徐變荷載，并考慮施工階段效應(yīng)，計算出成橋1月后主梁上下緣混凝土應(yīng)力分布情況。按已抽檢的鋼束預(yù)應(yīng)力預(yù)測值，預(yù)測實(shí)際情況下主梁上下緣混凝土應(yīng)力值。在實(shí)際狀態(tài)下計入恒載、預(yù)應(yīng)力和收縮徐變荷載，并考慮施工階段效應(yīng)，計算出成橋1月后主梁上下緣混凝土應(yīng)力分布情況。
2.控制截面主梁上下緣混凝土應(yīng)力值
經(jīng)計算分析可知，連續(xù)剛構(gòu)橋控制截面為邊跨0.3L、中跨1/4L、支點(diǎn)等截面。全橋共有邊跨0.3L截面2個，跨中截面4個，1/4L截面8個，邊支點(diǎn)截面2個，中支點(diǎn)截面5個。成橋1月后，各個控制截面主梁上下緣混凝土應(yīng)力值。
（l）荷載組合1作用下，成橋1月后主梁上下緣混凝土應(yīng)力均為壓應(yīng)力。主梁控制截面上緣混凝土應(yīng)力邊跨0.3L、中跨跨中、1/4L及支點(diǎn)處預(yù)測值均小于設(shè)計值；下緣混凝土應(yīng)力邊跨0.3L和中跨跨中、1/4L處預(yù)測值均小于設(shè)計值，支點(diǎn)處預(yù)測值部分大于設(shè)計值，部分小于設(shè)計值。
?。?）荷載組合2作用下，成橋1月后主梁上下緣混凝土應(yīng)力除邊跨0.3L和兩端支點(diǎn)處為拉應(yīng)力外，其余各點(diǎn)均為壓應(yīng)力。主梁控制截面混凝土應(yīng)力邊跨0.3L、中跨跨中、1/4L及支點(diǎn)處預(yù)測值均小于設(shè)計值。
3.鋼束預(yù)應(yīng)力效應(yīng)產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力
根據(jù)上述鋼束有效預(yù)應(yīng)力實(shí)測值以及對其他鋼束索值變化規(guī)律預(yù)測的驗(yàn)證，計算混凝土應(yīng)力值（計入恒載、預(yù)應(yīng)力和收縮徐變荷載，考慮施工階段效應(yīng)）。
3.2有效預(yù)應(yīng)力衰減
由于全橋鋼束預(yù)應(yīng)力分布模式以及有效預(yù)應(yīng)力隨時間逐漸變化的規(guī)律基本一致，加上受篇幅限制在此不能一一列舉，只是分析了其中具有代表性意義的鋼束有效預(yù)應(yīng)力隨時間變化的趨勢。
由上述分析可知：
（l）隨著運(yùn)營時間的增長，鋼束有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測值逐漸減小，而且變化速度是先快后慢，等橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營50年以后，預(yù)應(yīng)力損失程度逐漸趨于穩(wěn)定。
?。?）鋼束有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測值均小于 1150MPa，嚴(yán)重小于錨下張拉控制應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力的嚴(yán)重?fù)p失會不會影響結(jié)構(gòu)的安全性，還需要進(jìn)一步的驗(yàn)算分析。
四、主要影響因素分析
1.預(yù)應(yīng)力損失
在《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 JTGD62-2004中，通過撓度長期增長系數(shù)來實(shí)現(xiàn)荷載長期作用效應(yīng)對構(gòu)件撓度的影響，即通過長期增長系數(shù)，Ms乘以荷載短期效應(yīng)組組合算的撓度值來得到考慮荷載長期作用效應(yīng)的撓度值；同樣，用長期增長系數(shù)。乘以預(yù)加力引起的反拱值來得到考慮長期效應(yīng)的預(yù)加力反拱值。
2.汽車反復(fù)作用荷載以及超載
按照一定承載能力設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)，在長期汽車荷載反復(fù)作用期間，發(fā)生荷載超過設(shè)計值的情況可能會有多次，但是，實(shí)際工程中完全因?yàn)槌d而引起結(jié)構(gòu)破壞的事故并不是太多。結(jié)構(gòu)在長期反復(fù)荷載作用下，在其內(nèi)力低于承載能力的多次作用情況下發(fā)生破壞的現(xiàn)象，稱之為結(jié)構(gòu)疲勞。荷載對結(jié)構(gòu)的重復(fù)作用次數(shù)在使用期限內(nèi)累計可達(dá)數(shù)百萬次，可能產(chǎn)生突然的脆性破壞，有時這種危險性更大。關(guān)于混凝土材料和結(jié)構(gòu)的疲勞問題，國內(nèi)外有不少試驗(yàn)研究成果，其中反復(fù)作用荷載次數(shù)對結(jié)構(gòu)剛度的影響，導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)撓度影響的研究以試驗(yàn)回歸公式居多。
3.混凝土收縮徐變
混凝土收縮徐變影響預(yù)應(yīng)力損失，受壓區(qū)混凝土徐變以及受壓區(qū)與受拉區(qū)混凝土收縮不一致導(dǎo)致構(gòu)件曲率增大等等，這些都會影響橋梁結(jié)構(gòu)撓度?？傊?，影響結(jié)構(gòu)安全性的因素有很多種，還包括溫度荷載作用，系統(tǒng)升、降溫以及升溫梯度和降溫梯度，支座不均勻沉降等等。
