淺析預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在橋梁施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　淺析預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在橋梁施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：作為鐵路橋梁施工中的應(yīng)用的主要形式，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這種施工方法可以充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼筋的長(zhǎng)處，對(duì)于需要克服拉力較小的結(jié)構(gòu)，可以采用四級(jí)鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合，工藝更簡(jiǎn)單，受力更加合理，結(jié)構(gòu)更加安全，經(jīng)濟(jì)效益明顯，因此，值得在鐵路橋梁施工中大力推廣。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 橋梁施工設(shè)計(jì) 應(yīng)用 &

2、lt;/p><p>　　中圖分類號(hào)：TB2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　一、鋼結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)勢(shì) </p><p>　　鋼材的優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在： </p><p>　　1、同樣的荷載承受能力，鋼材較其它建筑材料自重輕很多，這在很大程度上減輕了建筑靜荷載； </p><p>　　2、與混凝土、石材、木材等材料相比，鋼材具有

3、更強(qiáng)的變形能力和更好的整體剛性。建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于荷載的承受能力存在極限狀態(tài)——承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。我們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求是建筑需要滿足正常使用極限狀態(tài)，鋼材在結(jié)構(gòu)整體剛性的優(yōu)勢(shì)，使其成為許多大跨度以及超高層建筑的首選材料； </p><p>　　3、鋼材具有很好的勻質(zhì)性，各向同性，這種特性避免了建筑受材料力學(xué)性能上木桶效應(yīng)的限制。 </p><p>　　二、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn) <

4、;/p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)就是將鋼結(jié)構(gòu)中部分普通鋼材用經(jīng)過(guò)處理后得到的預(yù)應(yīng)力鋼材代替，并且結(jié)構(gòu)中其他的構(gòu)件承載力在一定程度上得到提高。它的原理就是在結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件受力相對(duì)較大的局部，以與之將要受到的荷載方向相反的預(yù)應(yīng)力對(duì)鋼材事先進(jìn)行人為處理，從而可以在結(jié)構(gòu)受到荷載作用時(shí)，鋼材構(gòu)件可以通過(guò)自身材料內(nèi)部存在的應(yīng)力與之平衡一部分，使鋼結(jié)構(gòu)在合理的變形范圍之內(nèi)可以承受更大的荷載，從而為建筑形式提供更大的可能性。 <

5、;/p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)在建筑中大范圍應(yīng)用較預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)早，但正是由于鋼結(jié)構(gòu)自身存在一定物理性能上的局限性，后者才順勢(shì)而生，所以預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)相比有著自身無(wú)可替代的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)為： </p><p>　　1、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)能夠充分利用鋼材的強(qiáng)度，優(yōu)化鋼材在承受荷載時(shí)的應(yīng)力分布狀態(tài)。鋼材雖然具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但同時(shí)在承受越來(lái)越大的荷載的同時(shí)，由于材料本身的高彈性以及高韌性，鋼材會(huì)發(fā)

6、生很大的變形，這會(huì)使鋼材的強(qiáng)度得不到有效的利用，例如相同條件下，在允許的變形范圍之內(nèi)，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)荷載承受能力是普通鋼結(jié)構(gòu)的2～3倍； </p><p>　　2、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)相比可以提供更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。荷載作用下的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)變形是與結(jié)構(gòu)自身應(yīng)力方向相反的，所以與普通鋼結(jié)構(gòu)相比，在結(jié)構(gòu)自身內(nèi)部應(yīng)力得到平衡之前前者所能承受的荷載較后者大出很多，由此可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力的存在還可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)整體的循

7、環(huán)應(yīng)力的特征，從而使鋼材本身的疲勞強(qiáng)度大大提高； </p><p>　　3、使建筑自身形成的荷載更小，從而使結(jié)構(gòu)的多項(xiàng)屬性得到改善。例如，由于結(jié)構(gòu)自身更為輕巧，在地震時(shí)建筑荷載會(huì)小很多，因此提高結(jié)構(gòu)的抗震性。 </p><p>　　4、更為節(jié)省材料。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件可以通過(guò)結(jié)構(gòu)自身預(yù)應(yīng)力將一部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸拉力，從而降低彎矩的峰值，使縮小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面成為可能，因此相對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)，

8、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在鋼材的使用上可以更為節(jié)省。一般情況下，單次張拉后，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)比普通鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材10% ～20%，經(jīng)過(guò)多次張拉后，這一數(shù)值最多可能達(dá)到40%，而采用預(yù)應(yīng)力創(chuàng)新體系結(jié)構(gòu)后，該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的普通鋼結(jié)構(gòu)相比，甚至節(jié)省了幾十倍的鋼材。例如，在1984年建成的天津?qū)幒芋w育館中采用預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)后，省鋼率達(dá)到11%～12%，而在四川攀枝花體育館結(jié)構(gòu)中，應(yīng)為采用了預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)，整個(gè)工程鋼材節(jié)省率達(dá)到了38%之多。 </p>

9、<p>　　三、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在橋梁施工中的應(yīng)用 </p><p>　　某公鐵兩用長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)約為2842.1 m，按上層鐵路，下層鐵路布置。鐵路橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按城市橋梁快速路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：正線數(shù)目為4?？瓦\(yùn)專線按雙線、Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。貨運(yùn)線按中—活載設(shè)計(jì)，客運(yùn)線間距5.0 m，客運(yùn)線與貨運(yùn)線間距8.6 m，貨運(yùn)線間距4.2 m。橋0～5號(hào)墩為南汊正橋，5～20號(hào)墩為南引橋，0～28號(hào)墩為北引橋。

10、總長(zhǎng)1750.1 m，南北引橋均為跨徑40.7 m簡(jiǎn)支梁橋，鐵路40.7 m跨采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，客運(yùn)線箱梁質(zhì)量約1300t，Ⅰ級(jí)線箱梁質(zhì)量約1260t。鐵路40.7 m跨采用等高度連續(xù)箱梁，單幅單跨箱梁質(zhì)重為950t。引橋公鐵合建段采用雙層橋墩布置形式，下層鐵路采用板式橋墩，上層鐵路采用框架墩。南汊主橋?yàn)椋?8+196+504+196+98）m雙塔三索面斜拉橋，全橋長(zhǎng)1092 m。上層6車道鐵路為正交異性板和混凝土結(jié)合橋面

11、板，瀝青橋面；下層4線鐵路（客、貨運(yùn)各2線）為道碴橋面。 </p><p>　　主橋斜拉橋主梁為板桁結(jié)合鋼桁梁，N形桁架，3片主桁，桁寬2×15 m，桁高15.2 m，節(jié)間長(zhǎng)14m。鋼桁梁工地連接均采用M30、M24高強(qiáng)度螺栓。全橋鋼桁梁重達(dá)4.3萬(wàn)噸，安裝方案采用梁上起重機(jī)起吊對(duì)稱懸臂拼裝，邊懸臂拼裝鋼桁梁、安裝斜拉索，邊進(jìn)行鐵路橋面結(jié)合板安裝。其中主塔下橫梁處的起始4個(gè)節(jié)間的鋼梁需要在墩旁托架上散拼

12、，散拼完成后再在鋼梁上安裝架梁吊機(jī)，再懸臂安裝2個(gè)節(jié)間后才能掛索，8個(gè)節(jié)間鋼桁梁總質(zhì)量達(dá)5000t，架梁吊機(jī)自重達(dá)6000 kN， </p><p>　　四、橋梁施工中預(yù)應(yīng)力在施工中應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　1 混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力張拉問(wèn)題 </p><p>　　為了進(jìn)一步的提高混凝土預(yù)應(yīng)力早期的強(qiáng)度，近些年來(lái)通過(guò)采用添加早強(qiáng)劑的方法解決了混凝土早期強(qiáng)度的問(wèn)

13、題。通常灌注混凝土 3d 過(guò)后開(kāi)始進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力，由于混凝土需要一段時(shí)間增長(zhǎng)強(qiáng)度，但是混凝土彈性模量和強(qiáng)度不是同步增長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速，彈性模量增長(zhǎng)緩慢，但是由于早期緩凝土可塑性強(qiáng)，預(yù)應(yīng)力過(guò)早的張拉會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力快速的增加，造成橋梁承載能力不足，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。 </p><p>　　2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問(wèn)題 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力在施工中由于作業(yè)的不規(guī)范，尤其是預(yù)應(yīng)力施工張拉

14、力嚴(yán)格控制直接影響著橋梁施工質(zhì)量。通常預(yù)應(yīng)力張力施工采用的是張拉力和預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)量二者同時(shí)控制方法，以張拉力控制為主。一般情況下張拉力計(jì)算值采用的都是 1.5 級(jí)油壓，但是相對(duì)而言誤差比較大，一些千斤頂沒(méi)有通過(guò)計(jì)算標(biāo)定就進(jìn)行張拉，然而大多數(shù)的張拉人員都沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門的訓(xùn)練，倘若施工不專心就會(huì)出現(xiàn)較大的差錯(cuò)，嚴(yán)重可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤。 </p><p>　　3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)波紋管堵塞問(wèn)題 </p>&l

15、t;p>　　由于在鐵路橋梁施工建筑當(dāng)中，施工人員沒(méi)有豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在鐵路橋梁混凝土灌注當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)盲目施工作業(yè)的情況，或者是在施工過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有及時(shí)的做好保護(hù)性措施，這些原因都有可能是導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象的因素，并且使橋梁當(dāng)中張拉力預(yù)應(yīng)力鋼絞線沒(méi)有順利的通過(guò)的原因，進(jìn)而直接的影響了張拉力在橋梁混凝土預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)際的操作的效果，造成了鐵路橋梁當(dāng)中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的長(zhǎng)度和實(shí)際的長(zhǎng)度不符合。在一定的程度上位鐵路橋梁的成本和工期都會(huì)

16、造成一定的困難。因此，為了減少預(yù)應(yīng)力管道堵塞，不但要按照相關(guān)規(guī)定的要求，一定要嚴(yán)格的對(duì)鐵路橋梁中管道的安裝和有關(guān)的規(guī)定來(lái)完成安裝，并且對(duì)預(yù)應(yīng)力管道鋼筋當(dāng)中內(nèi)部的位置一定要做好精確的計(jì)算，進(jìn)一步的防止混凝土管道鋼筋在一定的程度上出現(xiàn)了彎曲的問(wèn)題。但是在工程施工現(xiàn)場(chǎng)中，就應(yīng)該盡可能的減少盲目施工作業(yè)，配置專業(yè)的施工管理人員全過(guò)程跟蹤監(jiān)測(cè)，并對(duì)孔道施工，一定要嚴(yán)格控制好抽芯時(shí)間。 </p><p><b>