大跨径预应力混凝土桥梁设计技术的研究

刘超豪 刘 宇

引言

由于预应力混凝土结构可以更好的将高强度材料的性质完全发挥出来，并且截面较小，弯矩较小。预应力混凝土结构自身重量较轻但是跨越性能非常突出，同时还可以避免普通混凝土施工过程中产生裂缝问题。通过大跨径预应力混凝土桥梁设计与分析，能够有效保证桥梁的施工品质和安全性能。

1 大跨径预应力混凝土桥梁设计施工技术要求

1.1 保证桥梁施工的品质

由于大跨径预应力混凝土桥梁的设计主要采用多阶段、多工序的自架设设计要求，所以必须要充分运用程序分析的方法，针对自架设施工的内容进行多阶段、多工序的模拟。通过计算各个阶段内力、形变等内容和情况，这样可以保证桥梁在施工的过程中有所参考，一旦发生数据有所出入的情况，可以帮助施工人员进行判断与检查，从而提高桥梁的施工品质[1]。同时，在大跨径预应力混凝土桥梁施工的过程中，都有着重要的施工步骤，所以通过该设计方法能够保证施工步骤和流程符合要求，避免施工程序不当带来的工序混乱、施工进度缓慢的问题。同时，大跨径预应力混凝土桥梁设计的细节处理要求比较高，所以在施工的过程中应该加强对于施工人员的监督，更好的保证桥梁品质。

1.2 保障桥梁的安全性能

为了能够提高桥梁的使用寿命，保证车辆行驶的舒适性，提升桥梁的耐久度以及稳定性，所以在桥梁施工的过程中必须重视施工质量控制工作。同时结合施工经验，针对连续桥梁施工的进程进行准确判断，预留长期观测点，从而提高桥梁的长期运营能力。在这种情况下，必须提高大跨径预应力混凝土桥梁的设计技术，全面提升桥梁的品质，保证桥梁的建筑结构更加稳定。

2 大跨径桥梁预应力混凝土设计施工技术

2.1 无应力状态法

无应力状态法也被称为零弯矩应力法，通过这种方法能够保证桥梁结构的各个单元件曲率保持在固定的状态，并且还能够将这些结构进行重新组合，保证桥梁结构分析受力状态更加科学有效。

2.2 正算法

正算法是正装计算法的简称，当采用这种算法时，应该根据计算原则选择参数，而这个参数就是需要控制的对应参数。在参数选择的过程中，必须保证结合桥梁施工的实际进展状况进行分析，明确桥梁的受力以及结构形变的效果，并且按照顺序计算施工单元架设的内应力以及位移情况。

2.3 倒拆法

倒拆法又被称之倒桩计算法。与正算法不同的是，该方法根据实际施工进程完全相反的方式来计算，并且保证得到施工单元的控制参数，结合桥梁工程结构的施工进程你进行反结构行为的分析。通过采用理想恒载分析的方法实现实际状态的调整。倒拆法的顺序结构与正装计算法的顺序结构相反，并且主要通过在理论层面上进行计算明确理想性的处理施工状态[2]。

3 大跨径预应力混凝土桥梁施工控制要点

3.1 结构参数

对于大跨径预应力混凝土桥梁施工技术来说，必须保证全部的结构参数都要进行充分的考虑，其中包括结构构件的截面尺寸以及材料热膨胀系数等重要因素。桥梁结构参数控制是保证桥梁施工的基础，结构参数直接影响着施工准确性。在桥梁施工的过程中，应该进行实际测量，并且根据实际测得的结构构件截面尺寸进行修改并取值，同时也应该根据误差进行定量分析。结构构件截面尺寸对于整个截面特性来说都非常重要，并且会产生直接的影响，通过对于结构构件截面尺寸的参数控制，也能够对结构内力以及变形的分析结构产生影响。材料的热膨胀系数对于施工技术控制会产生准确的方面的影响。通过对桥梁结构进行抽样检测，并且结合同种类桥梁结构的采样进行分析对比，能够明确大跨径预应力混凝土桥梁施工控制技术的变化。同时针对材料容重进行检查，因为容重问题很有可能造成机构内力形变，例如造成施工过程的实际容重与设计容重之间存在较大的差距。

3.2 建筑材料的收缩与徐变

混凝土结构的桥梁中，建筑材料会产生收缩变化，进而影响桥梁结构的内力和结构变形。如果在施工的过程中，混凝土的加载时间比较短，或者各个阶段的变化龄期差距较大，这种情况下很容易引发建筑材料发生收缩与徐变的问题。所以在材料施工设计控制的过程中，必须全面考虑到这些细节，并且结合实际的工作经验进行全面分析。

3.3 结构计算分析模型

在结构计算的过程中，通过对实际桥梁结构进行简化，并建立对应的模型，能够通过模型预估来计算桥梁结构的相关数据。但是由于许多不可控的因素，模型与实际之际必然存在误差。在控制的过程中，首先应该做好准备工作，例如反应结构实际特征的最佳模型以及最好的分析方法，在必要的条件下进行专门的实验进行分析，保证计算模型的误差对于实际桥梁施工的影响降到最低。为了保证模型分析的准确度，可以采用不同的计算方式比对计算结果，确保工程质量。

3.4 施工监测存在误差

在实际施工的过程中，工程误差的来源包括外部原因和内部原因两个方面，施工监测误差就属于内部原因的一种。之所以产生施工监测误差，主要的原因就是检测仪器或者监测方法存在误差，并且针对工程进行检测的过程中也会产生误差。误差的存在对于工程产生影响比较重要，尤其是对于桥梁施工的参数、状态等因素的影响，还有可能造成扩大误差的问题。

3.5 温度变化

大跨径预应力混凝土桥梁设计的过程中，除了地质条件对于桥梁结构的设计与施工会产生影响之外，温度的变化对于桥梁建筑也会有很大程度的影响。尤其是在不同温度条件下，由于桥梁结构状态会随着温度的变化而发生形变，所以在施工设计的过程中应该重点考虑温度条件对于施工的干扰。尤其是在高原寒冷地区，由于昼夜温差较大，产生的结构应变能力也比较强，很容易影响桥梁工程的整体质量。需要说明的是，温度变化不止昼夜温度的变化，而且还包括季节温度的变化、日照温度的变化。这些环境因素的变化都可能给大跨径预应力混凝土桥梁设计技术产生非常重要的影响。

3.6 大跨径预应力混凝土桥梁设计施工控制点

在进行施工之前，一定要把握两方面的施工要点。①必须保证施工环节与桥梁设计理念和要求相符合，保证模板内部干净整洁。在浇筑混凝土之前，一定要检验混凝土坍塌下落程度是否均匀。在箱梁吊装的过程中，应该实现在箱梁吊装的位置处做好标记，并且建设永久性的支架以及临时支座的工程安装。②在大跨径预应力混凝土桥梁设计的过程中，模板如果分块的情况下，必须要保证分块的合理性，这样才能够方便接下来的重新组装。例如，针对模板自身的适应性以及周转率，选择合适的定型钢模作为箱梁的外模版，保证箱梁的光滑度，提高模板焊接的严密性。

4 结论

随着我国社会经济的不断发展，我国对于桥梁施工建设的技术不断完善，大跨径预应力混凝土桥梁设计技术已经逐渐成熟，在施工的过程中，通过对于施工设计要点和难点进行全面分析，并且采取恰当的控制措施，这样能够有效地增强大跨径预应力混凝土桥梁的质量，延长桥梁使用寿命，提高桥梁的安全质量。

[1]张 健.大跨径预应力混凝土桥梁施工技术[J].交通世界，2017（19）：116～117.

[2]吴枫.大跨径预应力混凝土桥梁灾害分析及治理[J].科技通报，2017，33（06）：214～217.