預(yù)制混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力橫隔梁應(yīng)用技術(shù)

田 建 力

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

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預(yù)制混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力橫隔梁應(yīng)用技術(shù)

田 建 力

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

對(duì)預(yù)制混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力橫隔梁進(jìn)行了介紹，分析了預(yù)應(yīng)力橫隔梁的研究現(xiàn)狀，并從結(jié)構(gòu)內(nèi)力、縱向預(yù)應(yīng)力體系、懸臂梁施工三方面，闡述了預(yù)應(yīng)力橫隔梁的應(yīng)用技術(shù)，有利于提升橋梁的穩(wěn)定性。

預(yù)制混凝土，預(yù)應(yīng)力，橫隔梁，懸臂梁

目前，世界的橋梁跨度越來(lái)越大，這對(duì)橋梁的施工技術(shù)提出了一定的要求，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)能夠很好提升橋梁的承載能力，另外，該項(xiàng)結(jié)構(gòu)還具有重量輕、施工簡(jiǎn)單以及適用性廣等眾多優(yōu)點(diǎn)，在交通行業(yè)得到了大規(guī)模的使用。伴隨著我國(guó)施工規(guī)模的擴(kuò)大，預(yù)應(yīng)力橫隔梁技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，尤其在橋型、跨度等方面的應(yīng)用更是達(dá)到了世界水平。但是與此同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)也不可避免存在一些不足，例如質(zhì)量與設(shè)計(jì)問(wèn)題等，因此，加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究對(duì)于交通行業(yè)未來(lái)的發(fā)展來(lái)說(shuō)起著非常重要的作用。

1 預(yù)制混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力橫隔梁簡(jiǎn)介

一般情況下，預(yù)制混凝土梁橋所具有的跨度通常在20 m～35 m范圍之間，其屬于裝配式結(jié)構(gòu)的一種，可以更加的便于機(jī)械化生產(chǎn)，施工也更易實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)化。預(yù)制混凝土梁橋的橋下視覺(jué)感觀(guān)較為簡(jiǎn)潔，同時(shí)具有相對(duì)低的梁高度，可以適用于一些對(duì)于梁高度有一定要求或者是對(duì)梁橋有一定景觀(guān)要求的工程之中，其擁有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。預(yù)制混凝土梁橋?qū)τ诘缆返淖儗挄?huì)更加的有利，能夠被應(yīng)用在很多的領(lǐng)域之中。若是應(yīng)用寬梁的設(shè)計(jì)方案，具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)節(jié)約性。同時(shí)所建設(shè)的梁橋結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較少的暴露于外部的目的，能夠有效的提升結(jié)構(gòu)的耐久性能，主梁所具有的剛度值相對(duì)大，當(dāng)上部長(zhǎng)期的受到外界載荷作用時(shí)，主梁將不會(huì)發(fā)生較大的形變，可以確保行車(chē)的舒適性。預(yù)制混凝土梁橋的施工周期相對(duì)短，而且在運(yùn)行過(guò)程中更便于維護(hù)，和一些其他類(lèi)型的梁橋結(jié)構(gòu)對(duì)比而言，具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)。

在預(yù)制混凝土梁橋之中，橫隔梁則是最為關(guān)鍵的承重結(jié)構(gòu)。我國(guó)目前所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中就做出了相應(yīng)的規(guī)定，規(guī)定在箱型的橋梁結(jié)構(gòu)之中，在橫截面上必須加設(shè)相應(yīng)的端橫隔梁結(jié)構(gòu)，而在彎箱形式的梁橋結(jié)構(gòu)之中，則必須要加設(shè)相應(yīng)的中間橫隔梁結(jié)構(gòu)。所以，從中我們可以看出，橫隔梁具有極為重要的作用。不過(guò)，因?yàn)樵谑┕ぶ兴捎玫姆椒ㄓ行┎贿m宜、車(chē)輛經(jīng)常出現(xiàn)超載情況、對(duì)梁橋結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)工作不到位等多種因素的影響，在預(yù)制混凝土梁橋結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)不同形式的病害問(wèn)題，其中最多的是形成一些數(shù)量較多，且形狀較大的裂縫。而如果橫隔梁結(jié)構(gòu)是通過(guò)普通混凝土澆筑而成，這會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中，伴隨著裂縫問(wèn)題的存在，從而會(huì)大大降低橫隔梁所具有的橫向剛度值，使橋梁結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系被明顯的削弱，也易產(chǎn)生鋼筋銹蝕問(wèn)題，較為嚴(yán)重的話(huà)將會(huì)使預(yù)制混凝土梁橋在橫向方向上發(fā)生整體性的結(jié)構(gòu)破壞，使橋梁的受力完全集中于一個(gè)梁結(jié)構(gòu)之中?，F(xiàn)階段，越來(lái)越多的預(yù)制混凝土梁橋在其橫隔梁結(jié)構(gòu)之中加設(shè)上相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼束，如此不僅會(huì)極大的改善橫隔梁所具有的抗裂性能。并且，要是有一些超載的車(chē)輛通過(guò)橋梁，會(huì)導(dǎo)致橫隔梁產(chǎn)生一定的裂縫，而在外界的載荷消失之后，預(yù)應(yīng)力會(huì)讓所產(chǎn)生的裂縫再次的閉合，從而改善了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2 預(yù)應(yīng)力橫隔梁的研究現(xiàn)狀

最近一段時(shí)期內(nèi)，國(guó)內(nèi)的橋梁建設(shè)得到了快速的發(fā)展，同時(shí)橋梁所擁有的結(jié)構(gòu)也逐步的豐富。而在不同的橋梁結(jié)構(gòu)之中，具備相對(duì)優(yōu)良抗扭、抗形變性能的結(jié)構(gòu)形式得到了非常廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)是通過(guò)預(yù)置的方式而完成的，所以生產(chǎn)成本相對(duì)低，而且施工周期要短，從而讓預(yù)制混凝土橋梁結(jié)構(gòu)在我國(guó)被廣泛的使用在各種橋梁之中。橫向梁是此種橋梁種類(lèi)中極為重要的組成，更是得到了非常廣泛的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)于橫隔梁的受力情況研究工作已有很多，不過(guò)在預(yù)制混凝土梁橋橫隔梁的預(yù)應(yīng)力鋼束形式以及設(shè)計(jì)方式等方面，還是未能更加深入的探索與研究。在2002年，我國(guó)學(xué)者黎海提等人，利用有限元的方法，獲得了當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)處在最為不利條件之下時(shí)，橫隔梁受到的相應(yīng)內(nèi)力大小。同時(shí)，依照等效荷載相關(guān)模型，獲得了相應(yīng)的最不利條件下等效載荷大小。在2005年，我國(guó)學(xué)者楊紅錄等人，通過(guò)相應(yīng)的簡(jiǎn)化公式，對(duì)于橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)位置處的橫隔梁結(jié)構(gòu)做了計(jì)算，并計(jì)算出相應(yīng)的剪力值、位移值等，對(duì)所采用的簡(jiǎn)化公式進(jìn)行了驗(yàn)證，求得其實(shí)際是可以達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求的。在2010年，我國(guó)學(xué)者宮亞峰等人，通過(guò)空間有限元分析的方法，構(gòu)建了相關(guān)的模型，獲得了較為準(zhǔn)確的橫隔梁內(nèi)部應(yīng)力值。同時(shí)，把所測(cè)得的真實(shí)數(shù)據(jù)和采用有限元分析方法所得的數(shù)據(jù)全面的比較，在此基礎(chǔ)之上構(gòu)建了相對(duì)簡(jiǎn)便的方法，以對(duì)橫隔梁的內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)階段，我國(guó)擁有足夠的實(shí)力去設(shè)計(jì)、建設(shè)預(yù)制混凝土預(yù)應(yīng)力橫隔梁結(jié)構(gòu)。而且，隨著研究的不斷深入，相應(yīng)的技術(shù)水平在持續(xù)快速的提升。

3 預(yù)制混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力橫隔梁的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)

3.1 結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制

該項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)主梁在施工過(guò)程中的合并內(nèi)應(yīng)力的控制，若控制效果不佳，就會(huì)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，甚至?xí)?duì)橋梁的使用安全性造成威脅，因此，橫隔梁的應(yīng)用對(duì)于加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制來(lái)說(shuō)起著非常重要的作用，相關(guān)工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該方面工程的監(jiān)督與控制。結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制方法主要包括兩大方面，一方面是通過(guò)內(nèi)應(yīng)力與橋梁外預(yù)應(yīng)力達(dá)到相對(duì)平衡，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定，進(jìn)一步為懸臂梁的設(shè)置提供安全保障；另一方面，則應(yīng)該在施工過(guò)程中及時(shí)檢查預(yù)應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力的差距，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右酝晟啤?/p>

3.2 縱向預(yù)應(yīng)力體系

預(yù)應(yīng)力的控制對(duì)于橫隔梁的設(shè)置來(lái)說(shuō)非常重要，若該環(huán)節(jié)的工作產(chǎn)生差錯(cuò)，極其容易為橋梁后期的使用埋下安全隱患?？v向預(yù)應(yīng)力體系一般由頂板束、腹板束等相關(guān)結(jié)構(gòu)組成，這些結(jié)構(gòu)需要承載混凝土澆筑產(chǎn)生的力，因此，該體系對(duì)于橋梁的穩(wěn)定性與內(nèi)力的平衡具有重要的作用，然而，在不同位置、不同模型中，結(jié)構(gòu)的受力情況也大不相同，在板殼單元中，中心位置的頂板預(yù)應(yīng)力要較兩邊高一些，而梁?jiǎn)卧械装宓膽?yīng)力要較頂板應(yīng)力大很多。

3.3 懸臂梁施工

在懸臂梁的施工中，通過(guò)對(duì)施工方法的控制與角度的計(jì)算，能夠有效保證橋梁的穩(wěn)定性，但是伴隨著橋梁跨度的提升，懸臂梁的長(zhǎng)度也需要隨之增大，這會(huì)在很大程度上降低橋梁的剛度與主梁，因此，相關(guān)的施工人員需要采取一定的方法加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。懸臂梁的施工一般是通過(guò)在兩側(cè)均勻地懸掛吊籃，達(dá)到受力的平衡，其無(wú)需使用到相關(guān)的起吊裝置，只需要通過(guò)掛籃即可進(jìn)行施工，因此，掛籃的質(zhì)量對(duì)施工水平具有極其重要的影響作用，針對(duì)吊籃的特征、類(lèi)型進(jìn)行必要的分析，對(duì)未來(lái)的施工具有很大的幫助，如表1所示。

表1 掛籃類(lèi)型與特征

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)制混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力橫隔梁的應(yīng)用技術(shù)是橋梁施工的重要技術(shù)，其能夠在很大程度上提升橋梁的整體質(zhì)量與穩(wěn)定性，但是預(yù)應(yīng)力相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用具有許多注意事項(xiàng)，例如張拉順序的變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生混亂，而材料的使用、橫隔梁位置的確定以及跨度設(shè)計(jì)等都會(huì)對(duì)橋梁質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)橫隔梁應(yīng)用技術(shù)的研究與應(yīng)用，提升橋梁的穩(wěn)定性，為人們的交通出行安全提供保障，同時(shí)進(jìn)一步推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的提升，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。

[1] 楊志軍.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂法施工控制技術(shù)研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2016(6)：26.

[2] 羅 凱.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)研究[J].工程技術(shù)(引文版),2016(4)：35.

The application technology of precast concrete bridge pre-stressed diaphragm beam

Tian Jianli

(ShanxiRoadandBridgeInternationalTransportationConstructionEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

This paper introduced the precast concrete bridge pre-stressed diaphragm beam, analyzed the research status of pre-stressed diaphragm beam, and from the structure internal force, longitudinal pre-stressed system, cantilever beam construction three aspects, elaborated the application technology of pre-stressed diaphragm beam, conducive to enhancing the stability of bridge.

precast concrete, pre-stress, diaphragm beam, cantilever beam

1009-6825(2017)06-0195-02

2016-12-04

田建力(1966- )，男，工程師

U445

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