張雄　王文杰　柏學清　韓曉華

摘 要：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(guī)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(xù)橋梁則算是最有發(fā)展前景的一種。現(xiàn)在預應力混凝土連續(xù)橋梁在城市公路、鐵路橋梁等各項工程中得到了廣泛應用。

關鍵詞：混凝土連續(xù)橋梁；性能；預應力

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(xiàn)，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，在混凝土結構構件受荷載作用前，對受拉區(qū)混凝土提前施加壓力后的混凝土就是預應力混凝土。預壓應力用來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)，以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。

1.1預應力混凝土連續(xù)梁橋

過去很多橋梁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(xiàn)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。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(xù)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(yǎng)護工程量小等特點。

1.2預應力結構發(fā)展過程

預應力混凝土橋梁最早出現(xiàn)在二戰(zhàn)前后西歐的一些國家，當時這些國家在二戰(zhàn)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。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(fā)展。我國現(xiàn)已經具有了有關簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預應力混凝土結構建造技術和較為完善的體系。在預應力混凝土結構短短80多年的發(fā)展中，在橋梁結構方面，隨著預應力理論的不斷成熟和不斷發(fā)展，預應力混凝土技術的實踐運用必將越來越廣泛。

1.3連續(xù)梁的優(yōu)缺點

連續(xù)梁優(yōu)點：在恒定荷載的作用下，連續(xù)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(xù)梁有活載作用，由于梁連續(xù)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。連續(xù)梁優(yōu)點眾多，不過由于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時，最初它并不是預應力結構體系中的首選。之后隨著懸臂施工方法的進一步發(fā)展和實踐使用，連續(xù)梁在預應力混凝土結構中得到了極快發(fā)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(xù)梁中；而在較大跨連續(xù)梁中，用的則是更完善的懸臂施工方法，這連續(xù)梁方案重新發(fā)展，并且成了在40～200米范圍內的首選。預應力混凝土連續(xù)梁結構體系在城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，以及跨河大橋，憑借其優(yōu)勢，成為首選方案。

然而，由于大跨度連續(xù)梁所需要的巨型支座，對于結構的設計，和養(yǎng)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(xù)的結構體系。能夠綜合多種結構優(yōu)點的連續(xù)梁體系必然是連續(xù)梁的主要發(fā)展。

2預應力混凝土連續(xù)梁橋使用過程中存在的主要問題

由于預應力混凝土生產工藝和材料的固有特性等原因，預應力筋的應力值從張拉、錨固直到構件安裝使用的整個過程中不斷降低。這種降低的應力值，稱為預應力損失。

①錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失；

②預應力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預應力損失；

③混凝土加熱養(yǎng)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鋼筋應力松弛引起的預應力損失；

⑤混凝土的收縮徐變引起的預應力損失；

⑥用螺旋式預應力鋼筋作配筋的 環(huán)形構件由于混凝土的局部擠壓引起的預應力損失。預應力有損失，一般不會完全消失，損失一部分后會降低預應力的效果，影響構件的抗裂性能。

在預應力混凝土在大跨徑連續(xù)梁橋的實際工程中，容易出現(xiàn)其主要問題是箱梁混凝土出現(xiàn)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(tǒng)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(jiān)理工作中可能遇到的問題。

預應力混凝土連續(xù)箱梁結構中裂縫形成的原因：

①在主橋總體設計中，跨徑比例、箱梁截面尺寸的擬定不合理；

②結構設計抗彎剪能力不足；

③對由預應力鋼束引起的附加力估計不足；

④對溫度應力重視不夠；

⑤施工質量不好、其中包括混凝土澆筑與養(yǎng)生；施工順序與施工精度；預應力鋼來的保護層厚度達不到設計要求；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。

⑥材料質量——如混凝土的水泥及骨料品種、材料級配及計量誤差等問題。

3預應力混凝土連續(xù)梁橋的裂縫問題對策

①表面收縮裂紋。解決辦法：加強養(yǎng)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。

改革開放以來，我國雖然在設計、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(guī)范、預應力材料和施工技術上不斷完善、不斷發(fā)展、勇于創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]范立礎.預應力混凝土連續(xù)梁橋.北京：人民交通出版社，1988

[2]預應力工程實例應用手冊（橋梁結構篇）北京：中國工業(yè)建筑出版社，1996

[3]李堅.上海預應力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展.′95預應力混凝土連續(xù)梁和剛構橋學術會議論文集.上海：同濟大學出版社，1995

（作者單位：武漢科技大學理學院）