淺析預應力混凝土連續(xù)梁橋

【摘 要】改革開放以來，我國基礎設施建設在全國如火如荼的開展著，其規(guī)模前所未有。我國地域遼闊，河流眾多，橋梁建設顯得異常重要。橋梁有很多種，預應力混凝土連續(xù)橋梁算是最有發(fā)展前景的一種。現(xiàn)在預應力混凝土連續(xù)橋梁在公路、城市、鐵路橋梁工程中得到廣泛應用。

【關鍵詞】改革開放；預應力混凝土連續(xù)橋梁；性能

1、預應力混凝土連續(xù)梁橋

過去橋梁很多用的都是普通鋼筋混凝土材料。但是普通鋼筋混凝土結構存在很多缺點：比如它很容易出現(xiàn)裂縫，所以它不能承受高強度負荷。若要解決裂縫影響，就需要采用高強度材料，但這樣會使橋梁自重過大，這樣會影響橋梁的跨越能力，也會造成材料的浪費。

預應力混凝土結構就是伴隨著這些問題應運而生的。它是在結構承擔荷載之前，預先對混凝土施加壓力。這樣處理目的就是抵消外載荷作用下混凝土產生的拉應力。

預應力混凝土連續(xù)橋梁具有變形小、結構受力性能好、伸縮縫少、造型簡潔美觀、抗震能力強、行車平順舒適、養(yǎng)護工程量小等特點。使之在橋梁建設中得到廣泛采用。

2、預應力結構發(fā)展過程

預應力混凝土橋梁最早出現(xiàn)在二戰(zhàn)前后西歐的一些國家，當時這些國家在二戰(zhàn)后急缺鋼材。預應力結構就是用來代替部分鋼結構，緩解鋼的緊缺，盡快修復戰(zhàn)爭所帶來的創(chuàng)傷。那時預應力混凝土橋梁跨徑還是幾十米。50年代，跨徑開始突破100米。到了80年代，跨徑達到了440米。經(jīng)過實踐，并不是所有的跨徑預應力混凝土橋梁都是首選。跨徑小于400米時，預應力混凝土結構常常是優(yōu)選方案。

我國預應力混凝土結構起步相對較晚。但是改革開放以來得到了飛速發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預應力混凝土結構體系。

雖然預應力混凝土結構只有80多年的發(fā)展。但在橋梁結構中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預應力混凝土橋梁結構的運用必將越來越廣泛。

3、連續(xù)梁的優(yōu)缺點

和懸臂梁比較，連續(xù)梁具有以下特點：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點處具有卸載作用的負彎矩，大大減小了跨中正彎矩，使得其彎矩與同跨懸臂梁相近；但是，即使有活載作用，因主梁連續(xù)產生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，使得其彎矩分布比懸臂梁更佳。雖然連續(xù)梁優(yōu)點眾多，但是由于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時，最初它并不是預應力結構體系中的首選。再后來，懸臂施工方法的應用使得連續(xù)梁在預應力混凝土結構中有了極快發(fā)展。60年代初期逐跨架設法與頂推法就用在了中等跨預應力混凝土連續(xù)梁中；而在較大跨連續(xù)梁中，用的則是更完善的懸臂施工方法，這連續(xù)梁方案重新發(fā)展，并且成了在40—200米范圍內的首選。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預應力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為首選方案。目前，連續(xù)梁結構體系已經(jīng)成為預應力混凝土橋梁的主要橋型之一。

然而，大跨度連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設計構建方面，還是在養(yǎng)修方面都是困難；與此對應的是T型剛構的無支座，因此兩種結構結合起來更佳，可以形成一種連續(xù)—剛構體系。這種綜合了上述兩種各自優(yōu)點是連續(xù)梁體系的一個重大發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主干方向。

另外，連續(xù)梁發(fā)展使得預應力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內形成了眾多結構，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都很多改進。在城市預應力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用資源，改善交通的分道行駛，甚至已建成越來越多的雙層橋面形式。

4、我國預應力混凝土連續(xù)梁有待解決的難題

在我國，預應力混凝土連續(xù)梁雖然取得了很大進步，但是，想要趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：

（1）發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免因配束過多而不得不增大箱梁構造尺寸。否則混凝土保護層難以支撐，而密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質量不能保證。

（2）在一切適宜的橋址，設計和修建墩梁固結的連續(xù)—剛構體系，盡可能不采用養(yǎng)修轉換難度大的大噸位支座。

（3）節(jié)約用時，采用先簡支后連續(xù)的辦法，以加快施工進度。

另外，設計預應力連續(xù)梁橋時，技術經(jīng)濟問題也是必須認真考慮，它決定設計方案是否合理和經(jīng)濟性。目前，國際上采用每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來決定預應力混凝土橋梁的技術經(jīng)濟指針。同時，對于其技術經(jīng)濟指針的研究與分析是一項艱難的任務，三材指標和造價指標是多因素所決定的，比如：橋址、水文地質、能源供給、材料供應、運輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機械工業(yè)基礎等全國基建條件。并且，設計方案完成后，僅僅造價指針并不能反應投資額的大小，還應該把使用期限內的養(yǎng)護、維修等運營費用包括在內。

由連續(xù)梁、T型剛構、連續(xù)—剛構等箱形截面上部結構的分析可得：連續(xù)—剛構體系具有更高的的技術經(jīng)濟指針。而且，由此來看，連續(xù)—剛構也是未來連續(xù)體系的發(fā)展指向。

總結

由于改革開放以來，我國基礎設施建設飛速發(fā)展，規(guī)模空前。在我國預應力混凝土連續(xù)橋梁雖然只有20多年歷史，但也得到廣泛采用。我國在設計你、施工、預應力材料和設備上都已經(jīng)超過國際平均水平。但還是與國際先進水平有些差距。我們需要不斷總結經(jīng)驗、吸取教訓、努力學習國外的先進技術，在設計理論、設計規(guī)范、預應力材料和施工技術上不斷完善、不斷發(fā)展、勇于創(chuàng)新。相信通過大家共同努力，在21世紀一定能將我國預應力混凝土梁橋的設計、施工水平推向更新的高度。