关于城市桥梁建设中预应力混凝土技术应用

苏琼书 马晓芳 杨贺岩

摘要：随着时代的不断发展，我国城市桥梁建设的规模日益扩大，技术得到了飞速发展。预应力混凝土技术在我国虽然发展较晚，但其发展速度很快。本文主要探讨了在城市桥梁建设中预应力混凝土技术的应用和设计技术，使人们可以高度重视预应力混凝土技术的应用，采取合理方式对桥梁质量进行控制。

关键词：城市桥梁；预应力混凝土；技术应用

引言

现代预应力混凝土技术正在不断完善和更新，而且应用范围日益广泛。在全世界范围内，该技术主要应用于建筑和桥梁结构之中。目前，我国的城市桥梁建设规模日益壮大，其所取得的成绩非常瞩目，这一切与预应力混凝土技术的应用分不开。在中国，虽然预应力混凝土技术在我国发展时间较晚，但是得到了广泛的应用，并且目前该技术十分先进，与国际水平接轨。

1、城市桥梁建设中预应力混凝土技术的应用

1.1大跨度钢桁拱与混凝土三角刚构组合

在预应力混凝土技术中，有一种组合是大跨度钢桁拱与混凝土三角刚构组合，其代表是广州新光大桥。该城市桥梁系我国首座大跨度钢桁拱与混凝土三角刚构的新型组合桥梁。该技术的优势是充分发挥了钢、预应力混凝土、普通混凝土等材料的优势，并将其充分融合，打造新型桥梁结构。该结构主要是以弯、剪受力为主，结合有限元分析等先进的分析验证方式对结构、桥梁的不同部位、关键节点进行了详细的分析，找到不同荷载下的应力分布情况，实现对桥梁的设计，提高桥梁的安全。该结构的组合和运用的技术的先进性可以与先进国家的技术相媲美。

1.2连续刚构与连续梁组合

连续刚构与连续梁组合桥梁以重庆长江大桥复线桥系为代表。其主要是结合了钢结构与预应力结构的优势，还结合了预应力连续刚构体系力学的内容，实现桥梁的建设。该结构的桥梁不仅创造性地采用钢箱梁，而且还采用了钢混组合式连续刚构桥，具备优秀的跨越能力和稳定性，避免因环境变化而出现结构变形等问题，是一种十分创新的设计理念。

1.3无推力刚构一系杆拱桥

以重庆菜园坝长江大桥为代表。是国内最大的公共交通和城市轻轨两用大桥，其结构属无推力刚构一系杆拱桥。该结构采用了多种结构体系，受力比较复杂，在设计上采用钢一系杆拱组合体系，将混凝土的作用有效发挥，利用高强度、轻便的钢结构实现桥梁结构的轻便性和实用性，提升结构的安全性，整个桥梁会因该结构而十分美观。采用多种方法开展施工，解决特殊预应力混凝土中存在的难点。

1.4预应力混凝土桥梁阶段拼装综合技术

预应力混凝土桥梁阶段拼装综合技术弥补了我国预制阶段逐跨拼装施工方面的不足，有效改善施工环境，使施工不会影响正常的交通出行，还可以实现对环境的保护。通过可调节钢模板体系可以使更换与安装变得更加容易，使结构更容易维护。桥梁结构采用曲线梁悬臂拼装无支架施工技术可以有效减少因施工对交通造成的不利影响。

2、设计理念与思想的创新

2.1预应力连续梁式桥梁设计施工技术创新

在城市桥梁的建设中，关于预应力连续梁式桥梁的建设时常会存在裂缝变形等质量问题，因此需要找到影响质量的原因，采取有效的技术和更加完善的措施，避免质量问题。鲍卫刚（2009）提到了预应力连续梁式桥梁设计施工技术应用，主要从设计角度提出了在桥梁结构设计中需要注意的问题和采取的相关措施，并指出，桥梁结构设计其实就是对一种预先设定的实现，这个过程需要把今后一段时期内的所需的技术标准和荷载要求，考虑在内。为了保证桥梁的可靠度，必须对桥梁结构或构件进行正常设计、正常施工、正常使用和养护。

2.2独柱预应力曲线桥梁的新研究

自20世纪90年代以来，我国陆续建设了一批独柱预应力曲线桥梁。这一类型的桥梁优势比较明显，不仅桥的结构更加安全，适应力更强，而且通透性更好。不过这一批桥梁在投入使用的过程中，多少会存在错位变形的情况，这主要就是由于在建设的过程中没有做到理论联系实践，缺乏有效的试验，相关设计参数不够精确，对于内力分析不够全面，因此会导致构造上存在一定的不足。在这种情况下，就需要进行大量理论分析与计算，还要不断进行试验，找到桥梁设计中存在的问题，对事故进行分析，找到问题存在的原因，再采取相应的措施。首先需要构建结构计算模型，结合桥梁的空间整体刚度作用，选择合适的设计参数，并考虑到不同的荷载对结构的影响。第二，加强桥梁结构的抗扭措施和限位措施。第三，要采取有效的结构处理方式提高桥梁的安全性和持久性。

2.3城市桥梁预制节段梁拼装技术的推进

城市桥梁预制节段梁拼装技术源于法国，自20世纪40年代到60年代以来，欧洲的一些发达国家利用桥梁预制节段拼装技术修建了三百多座桥梁，随后，该技术得到了广泛的推广与使用。在我国，桥梁预制节段拼装技术起步较晚，不过，发展速度飞快，除了香港，台湾地区之外，上海和北京等立交桥也应用了该项技术。应用预制节段梁拼装技术所采用的施工工艺有逐跨拼装和悬臂拼装，使得最大的桥梁跨径可达到300米。采用该技术可以提高桥梁的跨越能力，避开繁忙的交通干线，起到有效的分流作用，适合建立在环境比较复杂的地区。需要连续跨越的桥梁，也可以采取这种技术，降低施工成本和材料成本，使桥梁的适应能力显著提升。应用城市桥梁预制节段梁拼装技术还可以节省许多的资源，减少不必要的人力、物力浪费，确保构件的质量，方便材料的运输，提高工程的进度，减少环境污染，不会影响正常的交通，提高投资效益。

2.4全寿命理念的广泛应用

全寿命理念在桥梁设计中具有非常重要的地位，关系到桥梁的耐用性和寿命以及桥梁的安全性。在城市桥梁建设中，研究预应力混凝土技术的应用，需要融入全寿命理念，并制定相关的措施，提高桥梁的使用寿命和安全系数。从混凝土角度来看，全寿命理念的应用需要针对混凝土的耐久性指标等方面进行分析，并提出针对性的解决措施，从而提高混凝土的使用寿命，发挥出混凝土应有的性能，提高桥梁结构的稳固性。从混凝土的耐久性到整个桥梁的耐久性，均需要作为建设的重点，由表及里，由点到面，在提高混凝土强度的同时，使桥梁的整个结构更加合理。要做到定性与定量研究相结合，这样才能针对重点环节制定相应的控制措施，使预应力结构的桥梁更加耐腐蚀，实现对混凝土的定量设计，使混凝土耐久性的控制有充分的数据做依据，建立桥梁结构安全设计新理念。具体来讲，首先要使用耐久性强的混凝土，确保其整体更加密实，防渗性能与抗破损能力良好。第二，提高桥面的排水、防水性能。第三，增大混凝土的厚度，增加构造筋、防止产生裂缝。第四，采用耐腐蚀的钢筋固定结构。

结束语

综上所述，本文通过分析城市桥梁建设中预应力混凝土技术的应用，进一步探讨了设计理念与思想的创新之处，旨在说明，重视预应力混凝土技术，合理开展应用，可以对桥梁质量进行有效控制。百尺竿頭，更进一步，在不断探索和发展中，中国终将会由桥梁大国迈进桥梁强国的行列。

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