大跨徑預應力混凝土橋梁設計技術的研究

劉超豪 劉 宇

引言

由于預應力混凝土結(jié)構(gòu)可以更好的將高強度材料的性質(zhì)完全發(fā)揮出來，并且截面較小，彎矩較小。預應力混凝土結(jié)構(gòu)自身重量較輕但是跨越性能非常突出，同時還可以避免普通混凝土施工過程中產(chǎn)生裂縫問題。通過大跨徑預應力混凝土橋梁設計與分析，能夠有效保證橋梁的施工品質(zhì)和安全性能。

1 大跨徑預應力混凝土橋梁設計施工技術要求

1.1 保證橋梁施工的品質(zhì)

由于大跨徑預應力混凝土橋梁的設計主要采用多階段、多工序的自架設設計要求，所以必須要充分運用程序分析的方法，針對自架設施工的內(nèi)容進行多階段、多工序的模擬。通過計算各個階段內(nèi)力、形變等內(nèi)容和情況，這樣可以保證橋梁在施工的過程中有所參考，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)有所出入的情況，可以幫助施工人員進行判斷與檢查，從而提高橋梁的施工品質(zhì)[1]。同時，在大跨徑預應力混凝土橋梁施工的過程中，都有著重要的施工步驟，所以通過該設計方法能夠保證施工步驟和流程符合要求，避免施工程序不當帶來的工序混亂、施工進度緩慢的問題。同時，大跨徑預應力混凝土橋梁設計的細節(jié)處理要求比較高，所以在施工的過程中應該加強對于施工人員的監(jiān)督，更好的保證橋梁品質(zhì)。

1.2 保障橋梁的安全性能

為了能夠提高橋梁的使用壽命，保證車輛行駛的舒適性，提升橋梁的耐久度以及穩(wěn)定性，所以在橋梁施工的過程中必須重視施工質(zhì)量控制工作。同時結(jié)合施工經(jīng)驗，針對連續(xù)橋梁施工的進程進行準確判斷，預留長期觀測點，從而提高橋梁的長期運營能力。在這種情況下，必須提高大跨徑預應力混凝土橋梁的設計技術，全面提升橋梁的品質(zhì)，保證橋梁的建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

2 大跨徑橋梁預應力混凝土設計施工技術

2.1 無應力狀態(tài)法

無應力狀態(tài)法也被稱為零彎矩應力法，通過這種方法能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)的各個單元件曲率保持在固定的狀態(tài)，并且還能夠?qū)⑦@些結(jié)構(gòu)進行重新組合，保證橋梁結(jié)構(gòu)分析受力狀態(tài)更加科學有效。

2.2 正算法

正算法是正裝計算法的簡稱，當采用這種算法時，應該根據(jù)計算原則選擇參數(shù)，而這個參數(shù)就是需要控制的對應參數(shù)。在參數(shù)選擇的過程中，必須保證結(jié)合橋梁施工的實際進展狀況進行分析，明確橋梁的受力以及結(jié)構(gòu)形變的效果，并且按照順序計算施工單元架設的內(nèi)應力以及位移情況。

2.3 倒拆法

倒拆法又被稱之倒樁計算法。與正算法不同的是，該方法根據(jù)實際施工進程完全相反的方式來計算，并且保證得到施工單元的控制參數(shù)，結(jié)合橋梁工程結(jié)構(gòu)的施工進程你進行反結(jié)構(gòu)行為的分析。通過采用理想恒載分析的方法實現(xiàn)實際狀態(tài)的調(diào)整。倒拆法的順序結(jié)構(gòu)與正裝計算法的順序結(jié)構(gòu)相反，并且主要通過在理論層面上進行計算明確理想性的處理施工狀態(tài)[2]。

3 大跨徑預應力混凝土橋梁施工控制要點

3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

對于大跨徑預應力混凝土橋梁施工技術來說，必須保證全部的結(jié)構(gòu)參數(shù)都要進行充分的考慮，其中包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸以及材料熱膨脹系數(shù)等重要因素。橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)控制是保證橋梁施工的基礎，結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響著施工準確性。在橋梁施工的過程中，應該進行實際測量，并且根據(jù)實際測得的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸進行修改并取值，同時也應該根據(jù)誤差進行定量分析。結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸對于整個截面特性來說都非常重要，并且會產(chǎn)生直接的影響，通過對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的參數(shù)控制，也能夠?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力以及變形的分析結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。材料的熱膨脹系數(shù)對于施工技術控制會產(chǎn)生準確的方面的影響。通過對橋梁結(jié)構(gòu)進行抽樣檢測，并且結(jié)合同種類橋梁結(jié)構(gòu)的采樣進行分析對比，能夠明確大跨徑預應力混凝土橋梁施工控制技術的變化。同時針對材料容重進行檢查，因為容重問題很有可能造成機構(gòu)內(nèi)力形變，例如造成施工過程的實際容重與設計容重之間存在較大的差距。

3.2 建筑材料的收縮與徐變

混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁中，建筑材料會產(chǎn)生收縮變化，進而影響橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和結(jié)構(gòu)變形。如果在施工的過程中，混凝土的加載時間比較短，或者各個階段的變化齡期差距較大，這種情況下很容易引發(fā)建筑材料發(fā)生收縮與徐變的問題。所以在材料施工設計控制的過程中，必須全面考慮到這些細節(jié)，并且結(jié)合實際的工作經(jīng)驗進行全面分析。

3.3 結(jié)構(gòu)計算分析模型

在結(jié)構(gòu)計算的過程中，通過對實際橋梁結(jié)構(gòu)進行簡化，并建立對應的模型，能夠通過模型預估來計算橋梁結(jié)構(gòu)的相關數(shù)據(jù)。但是由于許多不可控的因素，模型與實際之際必然存在誤差。在控制的過程中，首先應該做好準備工作，例如反應結(jié)構(gòu)實際特征的最佳模型以及最好的分析方法，在必要的條件下進行專門的實驗進行分析，保證計算模型的誤差對于實際橋梁施工的影響降到最低。為了保證模型分析的準確度，可以采用不同的計算方式比對計算結(jié)果，確保工程質(zhì)量。

3.4 施工監(jiān)測存在誤差

在實際施工的過程中，工程誤差的來源包括外部原因和內(nèi)部原因兩個方面，施工監(jiān)測誤差就屬于內(nèi)部原因的一種。之所以產(chǎn)生施工監(jiān)測誤差，主要的原因就是檢測儀器或者監(jiān)測方法存在誤差，并且針對工程進行檢測的過程中也會產(chǎn)生誤差。誤差的存在對于工程產(chǎn)生影響比較重要，尤其是對于橋梁施工的參數(shù)、狀態(tài)等因素的影響，還有可能造成擴大誤差的問題。

3.5 溫度變化

大跨徑預應力混凝土橋梁設計的過程中，除了地質(zhì)條件對于橋梁結(jié)構(gòu)的設計與施工會產(chǎn)生影響之外，溫度的變化對于橋梁建筑也會有很大程度的影響。尤其是在不同溫度條件下，由于橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)會隨著溫度的變化而發(fā)生形變，所以在施工設計的過程中應該重點考慮溫度條件對于施工的干擾。尤其是在高原寒冷地區(qū)，由于晝夜溫差較大，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應變能力也比較強，很容易影響橋梁工程的整體質(zhì)量。需要說明的是，溫度變化不止晝夜溫度的變化，而且還包括季節(jié)溫度的變化、日照溫度的變化。這些環(huán)境因素的變化都可能給大跨徑預應力混凝土橋梁設計技術產(chǎn)生非常重要的影響。

3.6 大跨徑預應力混凝土橋梁設計施工控制點

在進行施工之前，一定要把握兩方面的施工要點。①必須保證施工環(huán)節(jié)與橋梁設計理念和要求相符合，保證模板內(nèi)部干凈整潔。在澆筑混凝土之前，一定要檢驗混凝土坍塌下落程度是否均勻。在箱梁吊裝的過程中，應該實現(xiàn)在箱梁吊裝的位置處做好標記，并且建設永久性的支架以及臨時支座的工程安裝。②在大跨徑預應力混凝土橋梁設計的過程中，模板如果分塊的情況下，必須要保證分塊的合理性，這樣才能夠方便接下來的重新組裝。例如，針對模板自身的適應性以及周轉(zhuǎn)率，選擇合適的定型鋼模作為箱梁的外模版，保證箱梁的光滑度，提高模板焊接的嚴密性。

4 結(jié)論

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國對于橋梁施工建設的技術不斷完善，大跨徑預應力混凝土橋梁設計技術已經(jīng)逐漸成熟，在施工的過程中，通過對于施工設計要點和難點進行全面分析，并且采取恰當?shù)目刂拼胧?，這樣能夠有效地增強大跨徑預應力混凝土橋梁的質(zhì)量，延長橋梁使用壽命，提高橋梁的安全質(zhì)量。

[1]張 健.大跨徑預應力混凝土橋梁施工技術[J].交通世界，2017（19）：116～117.

[2]吳楓.大跨徑預應力混凝土橋梁災害分析及治理[J].科技通報，2017，33（06）：214～217.