淺談預應力混凝土連續(xù)梁橋的設計與施工

1、淺談預應力混凝土連續(xù)梁橋的設計與施工關鍵詞：預應力混凝土；連續(xù)梁橋；橋梁設計；橋梁施工 論文摘要：預應力混凝土連續(xù)梁橋是預應力橋梁中的一種，作為公路的主要結構形式，預應力混凝土連續(xù)梁橋結構在現(xiàn)今的公路工程中得到了廣泛應用。文章了預應力混凝土連續(xù)梁橋的特點與基本設計理論，介紹了幾種主要的施工方法。 隨著現(xiàn)代化步伐的加快，我國基礎設施建設正以前所未有的規(guī)模在全國展開，同時質量問題越來越成為人們關注的焦點。預應力混凝土連續(xù)梁橋是預應力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等優(yōu)點。上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工

2、程中得到廣泛采用。在連續(xù)梁橋的施工方法中，常用的有滿堂支架法、懸臂法、頂推法、先簡支后連續(xù)等施工方法，筆者根據自身的經驗，就近幾年施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋結構優(yōu)化設計與施工的幾個關鍵因素進行探討。 一、預應力混凝土連續(xù)梁橋的特點 眾所周知，普通混凝土框結構由于跨度小、柱網密，無法滿足多種功能的需要，而預應力可以有效解決以上問題。預應力混凝土能充分發(fā)揮材料的效能，在相同條件下，它比普通鋼筋混凝土構件截面小，重量輕、剛度大，抗裂性和耐久性好，能有效地控制結構的撓度(甚至無撓度)，節(jié)約鋼材4050，節(jié)約混凝土2040，特別在大跨度結構中更為。在張拉預應力連續(xù)梁橋結構中，結構構件在承受外荷載前，預先

3、對外荷載產生拉應力部位的混凝土預加壓應力，造成人為的壓應力狀態(tài)，預加壓應力可以抵消外荷載所引起的大部分或全部拉應力，這樣在外荷載作用下混凝土拉應力不大或處于受壓狀態(tài)，使混凝土結構不開裂，提高結構的剛度和結構的耐久性。張拉法預應力混凝土施工是在澆筑混凝土前張拉預應力鋼筋，將其固定在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，等混凝土達到規(guī)定強度。保證預應力鋼筋與混凝土有足夠粘結力時放松預應力鋼筋，借助預應力筋的彈性回縮及與混凝土的粘結，使混凝土產生預壓應力。同時其具有較強的變形恢復能力，抗震性能明顯高于普通鋼筋混凝土結構，而且便于震后加固。值得注意的一點是，預應力混凝土由于自重輕，按理含鋼量應該少，但由于現(xiàn)在

4、的設計水平問題，此部分并沒有減少。反而很多設計含鋼量大了，很大程度造成主體結構成本增加。 二、預應力混凝土連續(xù)梁橋的設計 (一)預應力混凝土連續(xù)梁橋設計的內容 1.荷載。施工時的荷載條件中，預應力荷載應按扣除第一批預應力損失后的有效應力來確定；其他荷載應根據施工階段可能的最不利荷載情況來定。而施工時的支撐條件應考慮施工方案的具體情況來定，模板周轉情況影響施工階段的結構分析模型的支撐條件與荷載條件的選取。 2.極限設計。對預應力板各截面進行多種可能的荷載效應組合的受彎強度設計，時要考慮預應力產生的次彎矩的影響。采用混合配筋設置非預應力筋，提高結構在地震作用下的延性和能量吸收，可有效分散受拉區(qū)裂縫

5、，改善結構的受力性能。對無粘編者按預應力砼連續(xù)結構作補充設計，選取合適的荷載效應值與材料參數(shù)，驗算抵抗預應力筋失效時連續(xù)倒塌所需的非預應力筋用量。 (二)預應力混凝土連續(xù)梁橋設計的步驟 1.進行結構布置，選取恰當?shù)牧W模型。 2.根據工程的具體情況，選擇合適的橋梁高跨比，初步選定構件的截面尺寸，并進行內力與組合效應的計算。 3.主要根據桿件的彎矩分布圖形確定預應力筋的索形，并按經驗用預應力度法或平衡荷載法初步估算出所需要的預應力筋根數(shù)。 4.進行預應力損失和次應力的計算，驗算預應力和撓度控制限值以及正常使用階段的結構性能。 5.按計算的各項控制結果，選擇需要變動的參數(shù)進行修改，再重新計算。 6

6、.根據選定的預應力筋方案計算預應力筋的極限應力，按承載能力要求補充普通鋼筋用量，按預應力筋的實際方案及普通鋼筋的實際配筋直徑與根數(shù)，計算允許開裂的控制截面的裂縫寬度及構件的撓度。 1 三、預應力混凝土連續(xù)梁橋的主要施工方法 預應力混凝土連續(xù)梁橋的與其施工方法密切相關。不同的施工方法對連續(xù)梁橋的內力會產生較大影響，從而影響其構造設計。 (一)整體現(xiàn)澆施工法 整體現(xiàn)澆施工通常一聯(lián)為整體澆注混凝土而成。首先搭設支架，然后在支架上安裝模板，綁扎及安裝鋼筋骨架，預留孔道，并在現(xiàn)場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，一般用于中小跨徑的橋或為不便的邊遠地區(qū)采用。隨著橋梁結構形式的發(fā)

7、展，出現(xiàn)一些變寬的異形橋、彎橋等復雜的混凝土結構，又由于近年來臨時鋼構件和萬能桿件系統(tǒng)的大量應用，在其他施工方法都比較困難或經過比較施工方便、費用較低時，也有在中、大跨徑橋梁中采用滿堂支架施工方法。預應力混凝土連續(xù)梁橋需要按一定的施工程序完成混凝土的現(xiàn)場澆筑，待混凝土達到所要求的強度后，拆除部分模板，進行預應力筋的張拉、管道壓漿工作。至于何時可以落架，則應與施工程序和預應力筋的張拉工序相配合。 (二)預制簡支連續(xù)施工法 預制簡支連續(xù)施工又稱先簡支后連續(xù)施工法。其程序為：預制簡支梁，分片進行預制安裝，預制時按預制簡支梁的受力狀態(tài)進行第一次預應力筋的張拉錨固，安裝完成后經調整位置，澆筑墩頂接頭處混

8、凝土，更換支座，進行第二次預應力筋的張拉錨固，進而完成一聯(lián)預應力混凝土連續(xù)梁的施工。簡支連續(xù)施工方法亦存在體系轉換。體系轉換方法一般有以下三種： 1.從一端起依次逐孔連續(xù)，即先將第一孔與第二孔形成兩跨連續(xù)梁，然后再與第三孔形成三跨連續(xù)梁，依此類推，形成一聯(lián)連續(xù)。 2.從兩端起向中間依次逐孔連續(xù)。 3.從中間孔起向兩端依次逐孔連續(xù)，如遇長聯(lián)，可按上述三種方法靈活綜合選用。顯然，不同的體系轉換方法所產生的混凝土徐變二次力及預加力產生的二次力是不同的。 (三)懸臂施工法 用懸臂施工法建造預應力混凝土連續(xù)梁橋，分懸澆和懸拼兩種，其施工程序和特點與懸臂施工法建造預應力混凝土懸臂橋基本相同。在懸臂或拼澆過程中，要采取使上、下部結構臨時固結的措施，待懸臂施工結束、相鄰懸臂端連接成整體并張拉了承受正彎矩的下緣預應力筋后，再卸除固結措施，使施工中的懸臂體系轉換成連續(xù)體系。 (四)移動式模架逐孔施工法 移動式模架逐孔施工法是近年來以現(xiàn)澆預應力混凝土橋梁施工的快速化和省力化為目的發(fā)展起來的。它的基本構思是：將機械化的支架