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中等跨径预应力混凝土桥梁的施工技术
摘要：由于预应力结构能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，以致具有比钢筋
混凝土连续梁桥大得多的跨越能力。现代的桥梁工程多运用预应力混凝土结构。预应力混凝土的内部应力和分布规律有利抵消荷载作用下产生的拉应力，使混凝土构件不致开裂或减少裂缝开展的宽度。预应力混凝土连续梁优于普通钢筋混凝土连续梁的另一重要特点，就是它可以有效地避免混凝土开裂，特别是处于负弯矩区的桥面板的开裂。本文结合桥梁的施工，简要谈论预应力混凝土结构在中等跨度桥梁的施工技术。
关键词：中等跨径桥梁；预应力混凝土；施工
1引言
桥梁是由于道路路线通过江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(公路或铁路)等障碍时，为了保证道路的连续性，充分发挥其正常的运输能力而修建的结构物，因此可以说桥梁是跨越障碍物的结构。预应力混凝土的问世使梁式桥的跨度飞速增长，从20世纪50年代第一座突破百米跨度的莱茵河沃尔姆斯桥的建成到20世纪末，预应力混凝土梁式桥的跨度已超过了300m。当前全世界的桥梁中，不仅有70％以上都采用了预应力混凝土结构，而且预应力技术在悬臂节段拼装施工中的应用完全改变了过去传统的有支架现浇施工方法，创造了许多新的施工方法，大大提高了桥梁施工的工厂化和机械化程度，同时也促进了材料(钢和混凝土)技术的不断进步，使工程质量和耐久性得到了更有力的保证。
2中等跨径预应力混凝土桥梁
中等跨径预应力混凝土桥梁泛指跨径在30M以下有简支、连续，等各种系预应力混凝土桥梁。预应力混凝土的内部应力和分布规律有利抵消荷载作用下产生的拉应力，使混凝土构件不致开裂或减少裂缝开展的宽度。凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度混凝土，设法在混凝土结构件，用荷载预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。 力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。
对于中小跨度的连续梁，当采用目前比较盛行的顶推法施工工艺时，往往就设计成等跨、等高的连续梁桥。受力性能不如不等跨布置；鉴于施工工艺的独特优点，采用顶推施工时，施工方便，经济效益高。补偿了结构本身作为等跨、等高连续梁的短处。当桥梁的跨度不太大时，也可采用先预制成简支梁，待其被架设在临时支座上后，再在支点顶部张拉预应力筋来建立连续性的施工方法。在此情况下，全桥竣工后也成为等跨、等高的连续梁桥。
3中等跨径预应力混凝土桥梁施工技术
桥梁的施工应包括施工技术和施工的组织管理。其中施工技术是选择施工方法，确定各施工阶段所需的机具设备、材料和劳动力等事项。
3.1中等跨径预应力混凝土桥梁的施工方法
桥梁施工方法需要在实践中不断深入研究，根据工程设计要求、施工现场环境、设备、经验等各种因素综合分析考虑，合理选择在梁桥的施工中，普通钢筋混凝土简支梁可以根据设计和现场的实际情况来选择分片预制安装、落地固定支架法或移动模架法；预应力钢筋混凝土简支梁可采用分片预制安装法；连续梁桥和刚架桥中的主梁可选择落地固定支架法、分段悬臂浇筑法、分段预制悬臂拼装法或顶推施工法。在拱桥的施工中，可采用落地固定支架法、分段悬臂施工法或转体施工法。
3．1.1就地现浇梁法
1)落地固定支架法。落地固定支架法是在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁结构形式的发展，出现了一些变宽的异形桥、弯桥等复杂的混凝土结构，又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用，在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时，也有在中、大跨径桥梁中采用。
2)分段悬臂浇筑法。20世纪50年代中期，将悬臂施工法从钢桥引入到混凝土梁桥的施工，一般从桥墩对称进行分段悬臂浇筑施工或悬臂拼装施工。这种施工方法不用或很少用支架，基本不影响河道的通航，从而使预应力混凝土悬臂梁桥、T形刚构桥、连续梁桥和连续桥梁常用施工方法得到了发展。
3)移动模架法。随着桥梁结构的发展，多跨长桥和高架桥梁大量建造，其跨径通常考虑经济分孔，采用等截面梁，因此要求施工快速、简便且使用一套机具设备连续作业。移动模架法是采用大型的施工设备，在梁的位置上，逐渐完成梁的一系列制造工作后，纵移施工设备连续施工的施工方法，相当于把桥梁的预制场移到桥位，并依靠机械动力逐跨完成，它对于大型桥梁工程施工向工厂化、机械化和标准化方向迈进，是一种有益的尝试。
3.1.2预制安装梁法
1)分片预制安装法。随着设计的标准化、桥梁构件的工厂化，出现了装配式钢筋混凝土简支梁桥。从预应力技术在桥梁工程中应用之后，随着起重能力的提高，中小跨径的装配式预应力混凝土简支梁桥得到了普遍推广。这些装配式混凝土简支梁桥，大多数采用沿纵向分片预制，安装后通过横向联系形成整体。
2)分段预制悬臂拼装法。由于桥梁跨越能力的提高，主梁自重很大，分片预制安装法难以实施，因此将主梁横向分段预制，再从桥墩对称进行悬臂拼装施工。与悬臂浇筑法类似，这种施工方法同样不用或很少用支架，基本不影响河道的通航，可用于预应力混凝土悬臂梁桥、T形刚构桥、连续梁桥和连续刚构桥的施工。同时，建造大跨径桥梁不需要大型起吊设备，桥梁不仅有实腹式，也出现了空腹桁架式，主梁截面形式也从T形、工形发展到箱形。
3)顶推施工法。继悬臂施工法之后，1959年顶推施工法首次用于预应力混凝土连续梁桥的施工，它是在沿桥纵轴方向的桥后开辟预制场地，分节段预制主梁，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节段梁的预制，直至施工完成。
3.1.3转体施工法
桥梁转体施工是20世纪40年代以后发展起来的一种架桥工艺。它是在河流的两岸或适当的位置，利用地形或使用简便的支架先将半桥预制完成，之后以桥梁结构本身为转动体，使用一些机具设备，分别将两个半桥转体到桥位轴线位置合拢成桥。转体施工将复杂的、技术性强的高空及水上作业变为岸边的陆上作业，它既能保证施工的质量与安全，也减少了施工费用和机具设备，同时在施工期间不影响桥位通航。
4中等跨径预应力混凝土对桥梁施工材料的影响
混凝土是一种抗压强度高、抗拉强度低的建筑材料，它的抗拉强度不仅很低，只有抗压强度的1／10—1／15，而且还很不可靠；它的抗拉变形能力也很小，脆性破坏而无明显预兆。钢筋混凝土虽然利用钢筋来帮助混凝土承受拉应力，但如果不允许混凝土开裂，则钢筋的拉应力只能达到20—30MPa左右；如果允许混凝土开裂但将裂缝宽度限制在0．2-0．25mm以内，则钢筋的拉应力也只能达到约150-250MPa。当荷载或跨度增加时，钢筋混凝土结构只有靠增加其构件的截面尺寸或增加钢筋用量的方法来控制裂缝和变形。显然，这种做法既不经济又必然增加结构的自重，因而使钢筋混凝土结构的使用范围受到很大限制。为了使混凝土结构进一步发展，就必须解决混凝土抗拉性能弱这一缺陷。预应力混凝土就是为克服钢筋混凝土的缺点，经人们长期实践而创造出来的一种具有发展潜力的性能优良的材料。预加应力能使混凝土在使用状态下成为弹性材料。经过预压的混凝土，从原先抗拉弱、抗压强的脆性材料。这对于改善桥梁的施工材料起到非常重要的作用。
5结语
一座设计完美的现代化桥梁可以反映一个国家或一个民族的传统文化特点、社会文明进步程度和科学技术发展水准以及其工程设计和工业制造水平。桥梁及桥梁工程的发展反映了社会发展对交通的需求，是交通发展的重要方面之一，它从一定程度上折射出人类社会进步和科学技术发展的程度。施工决定着桥梁工程的质量、工期和实际造价等关键问题。对于中等跨径桥梁，其主要运用预应力混凝土施工技术，预应力混凝土的施工技术对于施工方法，施工材料都有很好的改进。本文只是简析预应力混凝土在中等桥梁施工的应用，希望对桥梁施工有一定的帮助。
参考文献：
[1]李国平编著.桥梁预应力混凝土技术及设计原理.人民交通出版社,2004.
[2]王穗平主编.桥梁构造与施工.人民交通出版社,2007
[3]李自林主编.桥梁工程.华中科技大学出版社,2007.
[4]杨宗放，方先和编著.现代预应力混凝土施工.中国建筑工业出版社,1993.06.
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