淺析預應力混凝土連續橋梁

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，預應力混凝土連續橋梁算是最有發展前景的一種?，F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廣泛應用。

關鍵詞：改革開放 預應力混凝土連續橋梁 性能

一、預應力混凝土連續梁橋

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、養護工程量小等特點。使之在橋梁建設中得到廣泛采用。

二、預應力結構發展過程

預應力混凝土橋梁最早出現在二戰前后西歐的一些國家，當時這些國家在二戰后急缺鋼材。預應力結構就是用來代替部分鋼結構，緩解鋼的緊缺，盡快修復戰爭所帶來的創傷。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。經過實踐，并不是所有的跨徑預應力混凝土橋梁都是首選?？鐝叫∮?00米時，預應力混凝土結構常常是優選方案。

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展?，F在，我國已經有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構、連續梁、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展，預應力混凝土橋梁結構的運用必將越來越廣泛。

三、連續梁的優缺點

和懸臂梁比較，連續梁具有以下特點：在恒載作用下，連續梁在支點處具有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。雖然連續梁優點眾多，但是由于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續梁費工費時，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梁在預應力混凝土結構中有了極快發展。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梁中；而在較大跨連續梁中，用的則是更完善的懸臂施工方法，這連續梁方案重新發展，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，預應力混凝土連續梁都發揮了其優勢，成為首選方案。目前，連續梁結構體系已經成為預應力混凝土橋梁的主要橋型之一。

然而，大跨度連續梁所需的巨型支座無論是在設計構建方面，還是在養修方面都是困難；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—剛構體系。這種綜合了上述兩種各自優點是連續梁體系的一個重大發展，也是未來連續梁發展的主干方向。

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。

四、我國預應力混凝土連續梁有待解決的難題

在我國，預應力混凝土連續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：

（一）發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。

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

（三） 節約用時，采用先簡支后連續的辦法，以加快施工進度。

另外，設計預應力連續梁橋時，技術經濟問題也是必須認真考慮，它決定設計方案是否合理和經濟性。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濟指針。同時，對于其技術經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、規劃、建筑等地點條件；施工現代化、制品工業化、勞動力和材料價格、機械工業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護、維修等運營費用包括在內。

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

由于改革開放以來，我國基礎設施建設飛速發展，規?？涨?。在我國預應力混凝土連續橋梁雖然只有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驗、吸取教訓、努力學習國外的先進技術，在設計理論、設計規范、預應力材料和施工技術上不斷完善、不斷發展、勇于創新。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。

（作者單位：鄭州大學水利與環境學院）