預應力混凝土連續梁橋綜合特性淺析

【摘要】：預應力混凝土在連續梁橋上的應用毫無疑問是橋梁史上的里程碑。通過對預應力混凝土連續梁橋大量工程實踐及實驗分析，我們對預應力混凝土連續梁橋的特性有了進一步認識的同時，也找到了對預應力混凝土連續梁橋裂縫處理的方法并運用于工程實踐。這些寶貴經驗必定會大大促進預應力混凝土連續梁橋的發展。

【關鍵詞】：混凝土連續橋梁;性能;預應力;裂縫

引言：

改革開放以來，我國基礎設施建設在全國開展的如火如荼，其規模也是前所未有。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，預應力混凝土連續橋梁則算是最有發展前景的一種。現在預應力混凝土連續橋梁在公路、城市、鐵路橋梁工程中得到了廣泛應用。

1.預應力混凝土定義

為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，在正常受拉區受荷前預先對混凝土受拉區施加一定的壓應力以改善其在使用荷載作用下的混凝土抗拉結構，就是預應力混凝土。這種預壓應力可以部分或全部抵消外荷載產生的拉應力，甚至使構件處于受壓狀態，從而推遲或避免了裂縫的產生和發展，繼而提高構件的抗裂性能和整體剛度。

2.預應力混凝土連續梁橋特性

預應力混凝土結構是在結構承擔荷載之前，預先對混凝土施加壓力。通過這種方式抵消外載荷作用下混凝土產生的拉應力。因此預應力混凝土連續橋梁具有受荷載影響變形小、結構受力性能好、產生的伸縮縫減少、造型更加簡潔、抗動力擾動能力強、行車平順舒適、養護工程量小等特點。

在恒定荷載的作用下，連續梁位于支點處的有卸載作用的負彎矩，可以減小跨中正彎矩，使得在彎矩方面性能與同跨懸臂梁相近;然而與懸臂梁相比，即使連續梁有活載作用，由于梁連續產生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，依然是懸臂梁的彎矩分布無法比擬的。然而，由于大跨度連續梁所需要的巨型支座，對于結構的設計，和養護修繕方面存在諸多困難;而T型鋼架結構則無需支座，良好的結合兩種結構使用，可以形成一種連續的結構體系。能夠綜合多種結構優點的連續梁體系必然是連續梁的主要發展。

另外，連續梁發展使得預應力混凝土連續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。

3.預應力混凝土連續梁橋使用過程中存在的主要問題

通過工程實踐和大量的實驗分析我們發現預應力混凝土構件在制造、運輸、安裝、使用的各個過程中，由于預應力混凝土生產工藝和材料性能和錨固特性等原因，使鋼筋中的張拉應力逐漸降低的現象，此即預應力損失，它包括以下幾點：

①鋼筋內縮以及錨固變形引起的預應力損失 ;

②預應力筋與孔道壁之間摩擦引起的預應力損失;

③混凝土加熱養護時受張拉的鋼筋與承受拉力的設備之間溫差引起的損失;

④預應力筋的應力松弛引起的預應力損失;

⑤混凝土收縮和徐變引起的預應力損失;

⑥環形構件用螺旋式預應力筋作配筋時所引起的預應力損失。

在預應力混凝土在大跨徑連續梁橋的實際工程中，容易出現其主要問題是箱梁混凝土出現了不同性質的裂縫。這些裂縫大部為受力裂縫，寬度較大。為保證橋梁能夠安全使用并保證結構的耐久性，前人已經對裂縫的形成有過較為系統的分析。通過對其結論的認識提高對裂縫問題的重視，應對預應力混凝土橋梁的設計、施工、管理和監理工作中可能遇到的問題。

預應力混凝土連續箱梁結構中裂縫形成的原因：

a.在主橋的總體設計中，梁截面尺寸以及跨徑比的擬定不夠合理;

b.在結構應力較大部位設計的構件抗彎抗剪能力不足;

c.對由預應力鋼束引起的附加應力估計計算沒有達到理想的范圍;

d.沒有重視溫度應力對箱梁結構的影響;

e.施工質量不好，其中包括混凝土澆筑與養護、施工順序與施工準度;鋼筋的保護層厚度沒有達到設計要求;支架與模板變形過大;預應力張拉力不足;灌漿不及時或其他質量問題等。

f.材料質量問題，如混凝土的水泥及骨料類別、骨料級配及計量誤差等問題。

4.預應力混凝土連續梁橋的裂縫問題對策

通過工程實踐及大量實驗，我們找到了如下對策：

（1）表面收縮裂紋。解決辦法：加強養護;

（2）由于混凝土強度不足，造成錨下裂紋。解決辦法：加強混凝土施工控制，保證混凝土強度符合設計要求;另外，要保證混凝土強度達到設計要求的強度指標后，再張拉。

（3）由于張拉力不足，造成使用中開裂。解決辦法：加強張拉控制，保證張拉力符合設計要求。

（4）由于存放時間過長，上拱度過大，造成上表面開裂。解決辦法：，即時張拉，即時使用。

（5）縱向分布的鋼筋以及受力鋼筋，特別是箍筋對結構的抗剪、斜截面強度和主拉應力的性能有較大提升。箍筋的套箍作用對于采用高強度混凝土情況的結構施工有重要影響。

5.結論

雖然預應力混凝土梁橋發展至今已不斷完善與改進，有許多的優點，得到了很好的發展。但是，通過工程實踐及大量實驗我們也得看到其發展的弊端，所以，我們需要找出解決方案使其日臻完美，預應力混凝土梁橋的明天是美好的。

參考文獻：

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