雷松山

摘要：针对大跨径预应力混凝土桥梁设计中的技术问题，首先，本文介绍了目前大跨径预应力混凝土桥梁设计的概况，包括技术介绍与应用概况两个方面；其次，介绍了某座五跨径预应力混凝土连续箱梁桥的工程概况；然后，分析了大跨径预应力混凝土桥梁设计中的技术要点，主要有主梁设计、桥墩与基础设计与施工过程三个方面；最后，提出了改进桥梁设计方案中存在的技术性问题的措施，主要有设计合理、模拟计算与参数预测、温度修正与做好应力测试工作。

关键词：大跨径；预应力混凝土；技术分析

中图分类号：TU528.571 文献标识码：A文章编号：

Abstract: based on the analysis of long-span prestressed concrete bridge design of technical problems, first of all, the paper introduces the long-span prestressed concrete bridge, the general situation of the design, including technical introduction and general application two aspects; Secondly, this paper introduces a five span prestressed concrete continuous box girder bridge project survey; Then, the paper analyzes the long-span prestressed concrete bridge design of the technical characteristics, main girder bridge design, with a basic design and construction process three aspects; Finally, this paper puts forward the improved bridge designs of the technical problems existing in the measures, mainly has the reasonable design, simulation and parameter prediction, temperature correction and do work stress test.

Keywords: long-span; Prestressed concrete; Technical analysis

目前，隨着经济、科技与交通基础设施的快速发展，大跨径预应力混凝土桥梁凭借其优良的整体性能与结构已得到广泛应用。但是由于技术、主客观条件等因素的影响，其在设计与施工过程中存在一些难度与问题，因此，及时利用经济与科技等措施使得这些问题得以解决是非常有必要的。

1、大跨径预应力混凝土桥梁设计技术

1.1、大跨径预应力混凝土桥梁设计技术介绍

在进行大跨径预应力混凝土桥梁设计时，要充分考虑参数的选取、施工的具体状况与环境与桥梁整体结构等诸多因素，此外，还受到所选择的混凝土材料的均匀性与稳定性等质量指标的制约。因此，在施工过程中，要做到大跨径预应力混凝土桥梁的实际施工状态与设计的状态完全吻合，有很大的难度。在施工的过程中，有必要加强对施工的预拱度、梁体整体内部的应力等的严格控制。它的显著优点是：结构整体的受力性能良好，使得桥体非常坚固、耐久性较好。但是它也有明显的缺点：所用混凝土材料的离散性较大、施工中存在的不确定因素很多、缺乏相应的调控手段以及施工过程中的难度较大。

1.2、设计应用概况

大跨径预应力混凝土桥梁主要包括大跨径预应力混凝土连续刚构桥、T型刚构桥以及连续桥梁三种类型。在施工过程中，常运用的控制方法主要有纠偏终点控制法、现代控制理论所包含的自适应控制法与误差容许值控制法三种方法。目前，我国南京二桥北汊主桥跨径为165米，是国内跨径最大的预应力混凝土连续箱梁桥。截至目前，我国主跨径在200 米以上的连续箱梁钢构桥大约有55 座，而在250米以上的大约有12 座。

2、工程简介

本文以某座五跨径（47m+80m+116m+80m+47m=370m）预应力混凝土连续箱梁桥为背景，该桥的桥面宽度是40m。主要的设计标准是：

桥梁设计的安全等级：一级

所建道路的等级：城市主干路

车速设计：60 公里/小时

桥面纵波度最大设计值：2%

桥梁设计荷载：公路-I级；人群荷载是3.5kn/m2

桥梁横断面宽度设计：全宽是40m，桥面两边的横断面宽度布置均为5m（人非混行道），中间是30m（机动车双向八车道）

洪水频率设计：1/300，洪水位设计为50.45m

抗震设防烈度：7 度

3、大跨径预应力混凝土桥梁设计中的技术要点分析

3.1、主梁设计

主梁的上部结构应采用C50混凝土，单箱双室结构，截面为箱形，主跨支点、次中支跨支点处的梁高分别是7m 和4.5m。主梁的宽度是40m，由上、下行两幅桥，中间设有宽度是2cm的裂缝。在主梁的结构设计中，做到适当增加主梁的高度，令主跨的高跨比为1/16.6，同时使主梁变高段通过1.5 次抛物线实现过渡。对于主梁内力的分析，应该综合考虑预应力、活载、温度力及施工荷载等因素，并对施工控制方法进行合理分析，保证桥梁的主梁最大拉应力在1Mpa 的范围内，最大主压应力不超过15Mpa。对于预应力的布置，应该根据桥梁的实际情况，对主梁的纵、横、竖三类预应力进行合理分配。

3.2、桥墩与基础设计

桥墩作为支撑整个桥梁的支柱，应采用C40混凝土，呈上宽下窄并以进行曲线过渡的形状，桥墩中心设有凹槽以用来装饰，顺桥向设计为等宽度，分为4.7m 和3.4m 两种类型，横桥向顶部宽为8.8m，底部宽为6m。对于全桥承台的设计，采用统一的C30混凝土，而桩基础采用C25混凝土，且为嵌岩桩。结合建设实际，合理设计桥梁基础，例如，主桥墩（8、9号）的承台高度是5m，每个承台下面有9根径为2m、长28m 的钻孔灌注桩，全桥共有36 根。可见，在桥墩设计中要考虑

空心桥墩的受力性能，尽力使其性能好并且节省材料，在承台及基础的设计中要考虑河水冲刷和基础施工措施对其产生的影响。

3.3主梁施工

在主梁的施工过程中，要根据桥体结构的具体部分采用不同的施工方法。墩顶现浇段要利用墩旁托架进行混凝土浇注的施工方法，待施工和临时锚固完成后，再通过安装挂蓝的方法进行悬臂施工，施工过程中要注意合理浇注工程中的每个阶段，然后依次张拉横向、纵向、竖向预应力。次中跨合拢段应采用支架现浇施工的方法，但是边跨现浇段的模板与之间的连接结构应在次中跨合拢后可以纵向活动。待合拢段的混凝土达到设计要求的强度后，再张拉合拢预应力的钢束，然后再将临时锚固设施拆除掉以实现体系的转换。中跨合拢段应采用挂蓝施工方法，之后再采取一系列的措施与测试。可见，首先要做到设计方案的合理性与可行性，然后在施工过程中，要做到具体的施工工程与设计的一致。

4、改进措施

4.1设计合理

这是解决大跨径预应力混凝土桥梁设计中存在问题的最有效、最直接的措施。设计方案关系到大跨径预应力混凝土桥梁施工的具体步骤的正确与否，因此，做到设计合理至关重要。例如，采用先进的设计手段与设备和设计理念、桥梁跨径总体布置的合理、纵向及竖向预应力束的设计要合理。此外，还应对预应力束与度进行合理计算与确定，一般来说，对结构的预应力度的控制不应小于0.7，如果超过这一点，就会容易引起构件的变形与桥体产生裂缝，这是导致箱梁产生

裂缝的最重要的因素。

4.2、模拟计算与参数预测

在施工过程中，模拟计算是进行施工控制的基础，主要有倒装分析法、正装分析法与无应力状态法。一般来说，对大跨径预应力混凝土桥梁，必须先进行正装计算，而且其结果常可以作为应力检测的依据，而倒装可以为预拱度提供计算依据。对施工过程中的参数进行充分的识别与预测是保证设计合理的重要环节。由于施工受到的随机因素较多，无法进行实时测量，因此要利用先进技术与设备进行合理预测。目前，基于神经网络算法的参数识别与误差预测已得到广泛应用。

4.3、温度修正

温度是导致在大跨径预应力混凝土桥梁施工中存在误差的不可忽略的因素，它影响着桥体结构的应力与标高、混凝土等材料的稳定性与应用性等性能。常用的消除温度影响的方法有在温度影响较低的时间段进行关键施工步骤的运作，或者是通过利用相对标高的办法消除温度产生的影响。现在，基于温度场与将温度作为一种导致误差产生的因素来考虑等方法也被应用于施工过程中，而且具有精细化研究的优点。

4.4、做好应力测试工作

应力测试是大跨径预应力混凝土桥梁设计与施工过程中的重要内容，对于保证施工的顺利进行与安全具有重要作用。但是受到技术、设备等因素的制约，应力测试的结果往往不够精确，因此，在施工过程中，收集全面而充分的资料、注意工程内外界因素的变化并及时做好测试记录、及时检查出现异常的监测点，既能保证桥梁的在建状态与设计方案相吻合，也能够保证施工的顺利进行。此外，还要通过多设元件的方法对结构的特性与应力进行精确测试，以保证所测数

据的全面及时。

5、结语

综上所述，由于一些主客观原因，大跨径预应力混凝土桥梁在设计与施工过程中存在一些问题。通过采取先进的技术、设备与现代的设计理念等措施可以有效防止問题的发生，并保证桥梁施工的顺利进行。

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