浅谈预应力混凝土连续梁桥

【前言】浅谈预应力混凝土连续梁桥由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。三、预应力混凝土连续梁桥工程实践中出现的主要问题、形成原因．敏感性分析和设计对策探讨 1.预应力混凝土连续梁桥使用过程中存在的主要问题 在预应力混凝土连续梁桥，特别是大跨径连续梁桥的施工或使用过程中，部分桥梁有时会出现这样或那样的问题，其主要问题是箱梁...

【摘要】本文从桥梁设计技术、施工技术和预应力材料等方面简要介绍了我国预应力混凝土连续梁桥的发展，重点对预应力混凝土连续梁桥工程实践中出现的主要问题、形成原因、敏感性分析及设计对策探讨等作了简要分析和论述。【关键词】预应力；连续梁桥；技术发展；工程实践；敏感性分析设计对策

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

一、概况

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土连续梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土连续梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

我国预应力混凝土连续梁桥的发展1.桥梁施工技术 （1）在我国中小跨径的预应力混凝土桥施工中，除了最古老的支架现浇方法外，还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。（2）平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点，采用逐段平衡悬臂浇筑，先形成T构，再逐跨合龙，逐跨释放临时固定支座，完成体系转换，最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有偏架式和斜拉式。随着施工技术的进步，挂篮结构向着轻型化的方向发展，尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便，具有良好技术经济指标的挂篮。例如，上海黄浦江奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一，该挂篮总重仅50t，利用系数为4.0（3）高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用，促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。

三、预应力混凝土连续梁桥工程实践中出现的主要问题、形成原因．敏感性分析和设计对策探讨 1.预应力混凝土连续梁桥使用过程中存在的主要问题 在预应力混凝土连续梁桥，特别是大跨径连续梁桥的施工或使用过程中，部分桥梁有时会出现这样或那样的问题，其主要问题是箱梁混凝土出现了不同性质的裂缝。根据作者所知，在已建成的连续梁桥中，某些桥梁上部结构曾出现了部分裂缝，主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝；箱梁腹板的斜向裂缝。特别是靠近边路现浇箱梁端部范围的两侧腹板，出现近450的斜向裂缝。现举例如下：（l）某公路大桥为预应力连续梁结构。在中跨跨中范围内，箱梁底板下缘合龙段上缘出现纵向裂缝，最多的一个截面有 10多条，连续贯通，裂缝宽度 0.1～0.4mm。在两只中墩左右的 1号节段底板，各有 1条长 2m对称的纵向裂缝，裂缝宽度 0 2～0 3mm。在边跨近桥台的4～5个箱梁节段底板。出现不连续、较短的纵向裂缝，裂缝宽度0．1～0.2mm。（2）某公路大桥为连续刚构一连续梁桥结构。该桥在每孔1／4梁跨处的上、下游箱梁内侧腹板处，发现与顶板呈25°～45°的斜向裂缝，成桥早年后共发现百余条裂缝，最长约4m，最大裂缝宽度达1.8mm。（3）某公路特大桥，在两岸跨箱梁现浇端15m范围的上、下游腹核内外侧，对称出现近45°的斜向裂缝，数量较多，最大裂缝宽度 0.4mm。（4）某大桥连续梁结构部分采用单箱多室横断面，该桥箱梁集中在中间两道竖直腹板靠根部处出现100多条外向裂缝。这些裂缝中，沿腹板厚度方向有一部分是贯穿的。其中缝宽 0.2～0.58mm的有 20多条。从以上几座预应力混凝土桥梁的裂缝来看，其性质大部为受力裂缝，且宽度较大。为保证这些桥梁的安全性和正常使用；以及结构的耐久性，有关方面曾对裂缝的成因作过一些分析。我们也可从中吸取教训，以提高对这类问题的认识和重视，为今后从事预应力混凝土桥梁的设计、施工、管理和监理工作采取相应的对策。

2．裂缝形成原因分析（1）混凝土质量主要受模板设备、原材料、浇筑工艺及方法还有拆模养生方面的因素。如模板、支架等设备构件设置不合理，构件强度、刚度及稳定性不符合要求引起结构的变形。（2）施工原材料质量：如混凝土所用的水泥、砂率、集料的级配质量控制不严等，会致使混凝土抗拉强度下降，同是对外加剂搅拌不均匀或计量不准确都会加重各部裂纹的产生。（3）施工现场质量控制不严格如混凝土配合比失控，导致水、砂石骨料、水泥用量不准确，或水灰比过大，坍落度控制不好都会造成混凝土强度不足和材料性能的变化。（4）施工方法上如混凝土振捣：箱梁混凝土施工中，分三层浇注，振捣人员往往重视底板、腹板振捣却忽视了箱梁顶板的振捣，振捣棒作业间距、振捣时间没有达到标准，致使箱梁顶板混凝土松散、不密实。同时出现过振现象，骨料下沉，使骨料在混凝土中分布不均匀。这些都将直接影响混凝土的强度。??? （5）施工工艺上如预应力张拉：混凝土在硬化过程中会由于温差大、干缩等方面原因而产生拉应力,如果此时混凝土的强度还在逐渐增长的过程,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会出现裂缝。张拉过早,混凝土强度还没有上来,弹性模量达不到要求,容易出现张拉锚固区开裂和整个梁的徐变量过大,不利于将来梁的使用。张拉过迟,混凝土的收缩量会使混凝土在张拉之前出现开裂,尤其是在箱梁的腹板和顶板上。（6）养生方面：由于箱梁采用的混凝土强度高,混凝土数量大,混凝土的水化热多,混凝土内外温差大。而对于箱形结构,箱体封闭,其箱内的温度不易散发,会造成箱体内、外温差较大。在冬季施工时则更加明显,如果处理不当,很容易引起温度裂缝。在养护时,要保持混凝土表面湿润,否则易出现干缩裂缝。（7）拆模：在拆模时,要注意混凝土的内外温差,如果拆模时间不合适也容易出现裂缝,由于箱梁施工中多采用大块整体钢模板，需用吊装机械配合作业，在用吊装机械拆除模板时，常由于操作不当，使翼缘板受到向上的外力作用，使其根部产生裂缝。

（1）预应力混凝土连续梁桥要重视温度应力桥梁结构的温差多来自日照，气温骤降也能形成温差。根据观测，日照引起的梁顶与梁底温差可达17～19℃。它能使某些部位产生相当大的温度应力。也可能使施工中悬臂端产生较大的变位。具体与结构本身力学特性及周围约束有关。由于日照引起的温度场本身又是随机变量。所以温差给结构带来影响相当复杂。 减少温差影响有效方法是早晨日出之前进行量测。日照形成的温差经过一夜基本上趋于平稳。只有封闭箱内外有温差，但影响不大。早晨不但是梁的各部位温差最小，而且全桥的各部分温差也最小。因此早晨日出之前进行量测是消除温差影响有效的方法。混凝土徐变变形受多种因素影响，比较复杂。其中徐变变形大小与加载龄期长短有关。减少徐变的影响，可采用加密量测次数，取每次加载前后相对值累计办法，有一定效果。 悬臂施工中每浇筑一个梁段需要一定时间，测试可将其中几个荷载变化比较大的工序选出来。在这些工序进行前后分别进行量测，取前后差值叠加累积。这样虽然不可能将徐变影响完全分离出去，但总可以减少一部分误差。（2）重视箱梁结构非预应力钢筋的配置纵向公布钢筋或受力钢筋，特别是箍筋对构件的抗剪、斜截面强度和主拉应力的贡献很大。尤其在采用高强度混凝土情况下，箍筋的套箍作用十分显著。

（3）加强混凝土施工过程中的控制

对于结构性裂缝或受力裂缝，只要在设计阶段结合工程实际及施工条件等情况，按设计规范荷载组合情况，建立正确计算模型，进行详细内力分析，做到不少算不漏算，使结构截面尺寸和构造合理、配筋适当，各个阶段受力满足设计规范规定的强度、刚度及稳定性要求，可避免少发生裂缝（小的）或不发生危害性的裂缝（大的）。对于由混凝土质量引起的非结构裂缝，可以通过以下措施加以预防：首先加强构件设计控制，采取必要地基处理及支架的预压工作，以消除支架非弹性变形。其次尽量采用优质的低水化热的混凝土配合比，优先选用水化热较小和收缩、徐变较小的水泥；严格控制水泥的用量；采用级配良好的骨料；严格控制砂石料的含泥量；尽量降低水灰比和含砂率；严格控制坍落度，混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快；混凝土振捣密实；严格掌握好混凝土浇筑工艺,控制混凝土浇筑顺序；针对不同气候条件采取不同的养护措施，即严格切实地执行科学的养护方法。同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作；结构内部布置防裂钢筋，以提高混凝土的抗裂性能；严格控制好张拉时间，以减少混凝土的突变。

四．结语预应力混凝土连续梁桥在我国的发展与应用虽然只有20余年历史，但如今在公路、城市道路和铁路建设中广泛采用。目前我国无论在设计、施工、预应力材料和设备上都取得了很大进步和一定成就，然而与国际先进水平仍存在一定差距。今天，我们需要不断地总结经验、吸取教训，在设计理论、设计规范、预应力材料和施工技术上不断完善、不断发展、勇于创新。相信通过大家共同努力，一定能将我国预应力混凝土梁桥的设计、施工水平推向更新的高度。

参考文献

1. 范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京：人民交通出版社，1988

2. 预应力工程实例应用手册（桥梁结构篇）北京：中国工业建筑出版社，1996

3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.1985

4. 严国敏．现代斜拉桥．成都：西南交通大学出版社，1996

5. 公路桥涵设计规范.北京：人民交通出版社

6. 中华人民共和国交通部.公路桥涵施工技术规范，北京：人民交通出版社