關(guān)于城市橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用

蘇瓊書 馬曉芳 楊賀巖

摘要：隨著時代的不斷發(fā)展，我國城市橋梁建設(shè)的規(guī)模日益擴大，技術(shù)得到了飛速發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國雖然發(fā)展較晚，但其發(fā)展速度很快。本文主要探討了在城市橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)計技術(shù)，使人們可以高度重視預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用，采取合理方式對橋梁質(zhì)量進行控制。

關(guān)鍵詞：城市橋梁；預(yù)應(yīng)力混凝土；技術(shù)應(yīng)用

引言

現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)正在不斷完善和更新，而且應(yīng)用范圍日益廣泛。在全世界范圍內(nèi)，該技術(shù)主要應(yīng)用于建筑和橋梁結(jié)構(gòu)之中。目前，我國的城市橋梁建設(shè)規(guī)模日益壯大，其所取得的成績非常矚目，這一切與預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用分不開。在中國，雖然預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國發(fā)展時間較晚，但是得到了廣泛的應(yīng)用，并且目前該技術(shù)十分先進，與國際水平接軌。

1、城市橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用

1.1大跨度鋼桁拱與混凝土三角剛構(gòu)組合

在預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)中，有一種組合是大跨度鋼桁拱與混凝土三角剛構(gòu)組合，其代表是廣州新光大橋。該城市橋梁系我國首座大跨度鋼桁拱與混凝土三角剛構(gòu)的新型組合橋梁。該技術(shù)的優(yōu)勢是充分發(fā)揮了鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土、普通混凝土等材料的優(yōu)勢，并將其充分融合，打造新型橋梁結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要是以彎、剪受力為主，結(jié)合有限元分析等先進的分析驗證方式對結(jié)構(gòu)、橋梁的不同部位、關(guān)鍵節(jié)點進行了詳細(xì)的分析，找到不同荷載下的應(yīng)力分布情況，實現(xiàn)對橋梁的設(shè)計，提高橋梁的安全。該結(jié)構(gòu)的組合和運用的技術(shù)的先進性可以與先進國家的技術(shù)相媲美。

1.2連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)梁組合

連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)梁組合橋梁以重慶長江大橋復(fù)線橋系為代表。其主要是結(jié)合了鋼結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，還結(jié)合了預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)體系力學(xué)的內(nèi)容，實現(xiàn)橋梁的建設(shè)。該結(jié)構(gòu)的橋梁不僅創(chuàng)造性地采用鋼箱梁，而且還采用了鋼混組合式連續(xù)剛構(gòu)橋，具備優(yōu)秀的跨越能力和穩(wěn)定性，避免因環(huán)境變化而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形等問題，是一種十分創(chuàng)新的設(shè)計理念。

1.3無推力剛構(gòu)一系桿拱橋

以重慶菜園壩長江大橋為代表。是國內(nèi)最大的公共交通和城市輕軌兩用大橋，其結(jié)構(gòu)屬無推力剛構(gòu)一系桿拱橋。該結(jié)構(gòu)采用了多種結(jié)構(gòu)體系，受力比較復(fù)雜，在設(shè)計上采用鋼一系桿拱組合體系，將混凝土的作用有效發(fā)揮，利用高強度、輕便的鋼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的輕便性和實用性，提升結(jié)構(gòu)的安全性，整個橋梁會因該結(jié)構(gòu)而十分美觀。采用多種方法開展施工，解決特殊預(yù)應(yīng)力混凝土中存在的難點。

1.4預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁階段拼裝綜合技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁階段拼裝綜合技術(shù)彌補了我國預(yù)制階段逐跨拼裝施工方面的不足，有效改善施工環(huán)境，使施工不會影響正常的交通出行，還可以實現(xiàn)對環(huán)境的保護。通過可調(diào)節(jié)鋼模板體系可以使更換與安裝變得更加容易，使結(jié)構(gòu)更容易維護。橋梁結(jié)構(gòu)采用曲線梁懸臂拼裝無支架施工技術(shù)可以有效減少因施工對交通造成的不利影響。

2、設(shè)計理念與思想的創(chuàng)新

2.1預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁式橋梁設(shè)計施工技術(shù)創(chuàng)新

在城市橋梁的建設(shè)中，關(guān)于預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁式橋梁的建設(shè)時常會存在裂縫變形等質(zhì)量問題，因此需要找到影響質(zhì)量的原因，采取有效的技術(shù)和更加完善的措施，避免質(zhì)量問題。鮑衛(wèi)剛（2009）提到了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁式橋梁設(shè)計施工技術(shù)應(yīng)用，主要從設(shè)計角度提出了在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題和采取的相關(guān)措施，并指出，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計其實就是對一種預(yù)先設(shè)定的實現(xiàn)，這個過程需要把今后一段時期內(nèi)的所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和荷載要求，考慮在內(nèi)。為了保證橋梁的可靠度，必須對橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進行正常設(shè)計、正常施工、正常使用和養(yǎng)護。

2.2獨柱預(yù)應(yīng)力曲線橋梁的新研究

自20世紀(jì)90年代以來，我國陸續(xù)建設(shè)了一批獨柱預(yù)應(yīng)力曲線橋梁。這一類型的橋梁優(yōu)勢比較明顯，不僅橋的結(jié)構(gòu)更加安全，適應(yīng)力更強，而且通透性更好。不過這一批橋梁在投入使用的過程中，多少會存在錯位變形的情況，這主要就是由于在建設(shè)的過程中沒有做到理論聯(lián)系實踐，缺乏有效的試驗，相關(guān)設(shè)計參數(shù)不夠精確，對于內(nèi)力分析不夠全面，因此會導(dǎo)致構(gòu)造上存在一定的不足。在這種情況下，就需要進行大量理論分析與計算，還要不斷進行試驗，找到橋梁設(shè)計中存在的問題，對事故進行分析，找到問題存在的原因，再采取相應(yīng)的措施。首先需要構(gòu)建結(jié)構(gòu)計算模型，結(jié)合橋梁的空間整體剛度作用，選擇合適的設(shè)計參數(shù)，并考慮到不同的荷載對結(jié)構(gòu)的影響。第二，加強橋梁結(jié)構(gòu)的抗扭措施和限位措施。第三，要采取有效的結(jié)構(gòu)處理方式提高橋梁的安全性和持久性。

2.3城市橋梁預(yù)制節(jié)段梁拼裝技術(shù)的推進

城市橋梁預(yù)制節(jié)段梁拼裝技術(shù)源于法國，自20世紀(jì)40年代到60年代以來，歐洲的一些發(fā)達國家利用橋梁預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)修建了三百多座橋梁，隨后，該技術(shù)得到了廣泛的推廣與使用。在我國，橋梁預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)起步較晚，不過，發(fā)展速度飛快，除了香港，臺灣地區(qū)之外，上海和北京等立交橋也應(yīng)用了該項技術(shù)。應(yīng)用預(yù)制節(jié)段梁拼裝技術(shù)所采用的施工工藝有逐跨拼裝和懸臂拼裝，使得最大的橋梁跨徑可達到300米。采用該技術(shù)可以提高橋梁的跨越能力，避開繁忙的交通干線，起到有效的分流作用，適合建立在環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū)。需要連續(xù)跨越的橋梁，也可以采取這種技術(shù)，降低施工成本和材料成本，使橋梁的適應(yīng)能力顯著提升。應(yīng)用城市橋梁預(yù)制節(jié)段梁拼裝技術(shù)還可以節(jié)省許多的資源，減少不必要的人力、物力浪費，確保構(gòu)件的質(zhì)量，方便材料的運輸，提高工程的進度，減少環(huán)境污染，不會影響正常的交通，提高投資效益。

2.4全壽命理念的廣泛應(yīng)用

全壽命理念在橋梁設(shè)計中具有非常重要的地位，關(guān)系到橋梁的耐用性和壽命以及橋梁的安全性。在城市橋梁建設(shè)中，研究預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用，需要融入全壽命理念，并制定相關(guān)的措施，提高橋梁的使用壽命和安全系數(shù)。從混凝土角度來看，全壽命理念的應(yīng)用需要針對混凝土的耐久性指標(biāo)等方面進行分析，并提出針對性的解決措施，從而提高混凝土的使用壽命，發(fā)揮出混凝土應(yīng)有的性能，提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。從混凝土的耐久性到整個橋梁的耐久性，均需要作為建設(shè)的重點，由表及里，由點到面，在提高混凝土強度的同時，使橋梁的整個結(jié)構(gòu)更加合理。要做到定性與定量研究相結(jié)合，這樣才能針對重點環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的控制措施，使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的橋梁更加耐腐蝕，實現(xiàn)對混凝土的定量設(shè)計，使混凝土耐久性的控制有充分的數(shù)據(jù)做依據(jù)，建立橋梁結(jié)構(gòu)安全設(shè)計新理念。具體來講，首先要使用耐久性強的混凝土，確保其整體更加密實，防滲性能與抗破損能力良好。第二，提高橋面的排水、防水性能。第三，增大混凝土的厚度，增加構(gòu)造筋、防止產(chǎn)生裂縫。第四，采用耐腐蝕的鋼筋固定結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語

綜上所述，本文通過分析城市橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用，進一步探討了設(shè)計理念與思想的創(chuàng)新之處，旨在說明，重視預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，合理開展應(yīng)用，可以對橋梁質(zhì)量進行有效控制。百尺竿頭，更進一步，在不斷探索和發(fā)展中，中國終將會由橋梁大國邁進橋梁強國的行列。

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