公路预应力混凝土桥梁

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1、公路预应力混凝土桥梁结构设计特点及国内外发展现状N080606207季勇（南京林业大学土木工程学院交通土建工程系）摘要:我国近半个世纪以来.预应力混凝土技术在公路桥梁建设中已广泛应用。文中主要论述了各类预应力混凝土桥梁结构设计特点.以及预应力技术的若干发展新动向。关键词：预应力混凝土；公路桥梁；结构设计。1前言从20世纪40年代，西欧开始推广预应力混凝土技术以来的半个世纪中，预应力混凝土桥梁从设计理论、结构形式、结构跨度到施工方法、施工机械都有了飞跃的发展。目前，预应力混凝土已成为世界各国最主要的一种桥梁结构材料，不但应用于各种

2、大、中、小跨度的桥梁，而且已应用于少数特大跨度桥梁。我国于建国初期开始尝试修建PC桥(预应力混凝土桥，下同)，迄今已有约50年的历史;起步虽较晚，但发展异常迅速。在设计施工、理论分析、计算、材料工艺设备、试验研究等各方面，日益完善。而且部分桥型已达到世界领先水平。2公路预应力混凝土桥梁结构设计特点预应力混凝土桥梁结构设计的基本原则是要达到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、技术与桥梁美学相统一。根据批准的方案、技术标准、结构体系拟定构造与尺寸，并且要与施工方法相适应。预应力在中国公路桥梁中的应用，按结构体系发展顺序为：简支梁

3、桥、简支板桥、T型刚构、悬臂梁桥、连续梁桥、拱桥、连续刚构桥、其它刚构桥、斜拉桥和悬索桥等。2.1简支梁、板桥此类桥型构造简单，施工方便，材料用量比普通钢筋砼桥少，经济跨径较普通钢筋混凝土桥大，量大面广的中、小跨径公路桥梁因应用广泛已编制有标准设计图纸。并且近年来有一些后张法大吨位部分预应力体系梁、板桥结构设计更为先进，节省更多材料，跨径加大，高度降低，施工方便，美观增加。预应力混凝土简支梁、板桥的高跨比一般为l/15一l/20，低高度者可达l/25。为了行车顺适。多跨简支梁、板桥可采用连续桥面，减少接缝。简支梁的经济跨度约可达

4、50m，1988年施工的浙江瑞安飞云江桥为了满足通航要求，采用62m跨径，为国内最大跨度。预应力筋布置：简支先张按弯矩配筋、两端加锚固长度，在不需要处隔离或切断;后张T梁下部加宽增加有效高度。按弯矩需要从跨中直线段逐渐弯起至梁端或梁顶锚固。预弯预应力梁用裸钢梁配筋，省去锚具和设备。2.2T型刚构桥桥梁跨度大小是技术水平的一个重要标志。1965年我国在江苏淮阴建成了第一座悬臂拼装剪力铰接式预应力混凝土T型刚构实验桥，为大跨度PC桥的设计和施工开创了道路T型刚构桥上下部结构刚性固结，上部为从墩顶向两侧伸出的悬臂形成“.T”形，经济跨

5、径可从50～270m。有双T或多T，T间可用剪力铰铰接成超静定结构，或设简支挂梁成静定结构。这种无支座结构最适于采用悬臂对称平衡法施工。小跨T构可采用工字梁或T梁悬臂，大跨一般采用变截面箱梁。T构间挂梁一般为(0.15～0.4)L，箱梁支点高度一般为(l/15～l/20)L，端高一般为(l/40～l/60)L，个别桥达L/70。端部和根部设横隔板，中部间距加大设置或不设横隔板。箱梁可为单室或多室，或分离式多箱。顶板厚20～40cm，腹板及底板视布筋及受力要求变化厚度。由于采用大吨位群锚(QM)及扁形(BM)群锚体系，近来板厚已可

6、变薄悬拼块件大小重量常由吊装及运输能力决定，缝可干可湿。最初曾采用纯干平缝，后多涂环氧树脂成胶缝并设台阶或齿槽，以利定位和抗剪。湿缝为现浇混凝土宽缝，可用来调整线型。最初曾采用箱顶明槽布筋、后改为暗管道，锚于块端顶板加厚部。悬浇施工T构，需设计挂篮支承现浇混凝土，桁式T构根部高度(l/8～1/10)L；除节点处，多设计空心截面，受压弦杆可为非预应力构件悬臂施工的T构，施工配筋大部分可满足运营要求、从墩顶对称布置，铰接T构配筋在中部下弯抵抗正弯矩。2.3连续梁桥连续梁桥有弯矩小、刚度大、行车顺适、美观等优点，国外修的较多，施工难度

7、较大。20世纪70年代我国在河北洛河修了一座四跨箱形连续梁实验桥，使连续梁桥在我国迅速兴起。连续梁跨度较广，跨径最大达200m左右，中小跨可采用梁、板式结构。跨度在20～60m的连续梁一般都采用等高度截面，高为(l/12～l/16)L，设计要考虑梁内正负弯矩变化。大跨连梁一般采用变高度箱梁，支点高(l/15～l/20)L，跨中(l/30～l/50)L。L=154m的云南六库怒江大桥，跨中高L/55。悬臂施工时，先将支座临时固定、保持稳定，按合拢顺序做体系转换成桥。设计时应做施工阶段顺序安排，湖北省宜城汉江大桥设计为双支座，可避免

8、支座临时固定与体系转换。多跨连续梁边中跨比为0.6～0.8。箱梁由直腹发展为斜腹，由多室发展为单箱、单室、大悬臂形状。连续梁先简后连施工时，在支点上缘另张负弯矩筋连接；顶推法施工时，正负弯矩变换不定，在顶底板中心布筋，主导梁用临时束连接。运营阶段要求钢束弯起，因