浅谈现代预应力桥梁的研究和发展方向

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1、浅谈现代预应力桥梁的研究和发展方向近年来，我国在土木工程投资方面、建设规模方面均居世界前列。在混凝土工程技术、预应力技术应用方面取得了巨大进步。无论在桥型、跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展，不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。预应力混凝土发展现状及前景引起我们深思。　　从我国已建成的预应力混凝土桥梁来看，大多都采用40～50混凝土，进而采用减水剂等添加剂制备塑性混凝土，并发展了泵送混凝土工艺。随着桥梁跨度的增加，为减少桥梁结构的自重，混凝土逐渐向高强，轻质方向发展。我国目前在高强、轻质混凝土方面已经有所成就。如建设中的重庆大佛寺长江大桥，是一座主跨450米的双塔双索面预

2、应力混凝土斜拉桥，由重庆大佛寺长江大桥试验忠心研制成功的60微硅粉高强混凝土首次在该桥主梁浇注使用。作为混凝土的改性材料，微硅粉高强混凝土具有易浇注，整体密实，长期稳定及强度高等特点，可提高建筑的内在质量，在桥梁建筑市场上具有极大的推广应用价值。　　上世纪80年代中期以前，我国的预应力钢材的性能比国际上落后较多，近20年差距逐渐缩小。预应力钢材的生产过程由于工厂的不断改进而成为性能更好，更经济的材料。为提高效率，近年来材料强度有所增加，但在某些情况下，强度的增长是以降低材料的延性与韧性为代价的。新型材料如纤维增强塑料，过去主要用于航天和航空工业，现已进入建筑工业。采用这些材料主要优点有：在各

3、种环境下具有耐久和抗腐蚀的特性，重量轻、高强度和无磁性等性能，纤维增强塑料可用作预应力与非预应力材料。这些材料具有线弹性的应力--应变关系，直到拉断，它们的性能与钢筋和预应力钢材性能不同，还需要采用新的设计方法。　　预应力锚具与所锚固的预应力筋相对应，分为粗钢筋锚具，钢丝束锚具及钢绞线锚具3类。自从1939年法国首创式体系与比利时首创体系后，预应力技术实现了从先张到后张的进步，为各种大跨预应力结构的发展开辟了道路。近年来用于钢绞线锚固的群锚体系，被广泛采用。对于采用悬浇施工的桥梁，每一循环预应力束数可大大减少，且通过预应力束平弯使锚点位置在断面上的布置固定，大大节省了穿束，张拉，压浆等工序所

4、用的时间，从而加快施工进度。另外采用大吨位预应力束，布束容易，经合理选择后可以做到因不易布束而加大结构尺寸，造成材料浪费，可减少繁杂的锚固齿块，便于简化模板，加快工期。　　无粘结预应力筋是指带润滑防锈涂层的后张预应力筋，施工时这种预应力筋可以和普通钢筋一样直接安装在模板中。无粘结预应力筋无需预留孔道，后期穿束，压浆等工序并可节省材料，加快施工进度。因此具有施工简便，施工效率高等优点。在我国无粘结预应力筋在大跨径桥梁上的应用正日益增加。无粘结筋因其自身的优点将会越来越受到重视，但关于其强度和耐久性问题仍然需要进一步加强研究，不断完善。　　体外索在预应力混凝土结构中的使用是近来建筑工业发展的方向

5、之一。用体外预应力的方式修建混凝土桥梁在国际上已有近90年的历史，但早期因防腐工艺不完善，造价高等原因，取得的效果并不理想。自80年代以来，由于技术的进步，体外预应力技术几经改进后，日趋完善，其应用也越来越多。该方法不但可以应用于新建结构，还可以用来加固原有结构。抗腐蚀（纤维增强塑料）索，高性能钢索以及体外索防护系统的发展，为体外预应力技术的再次兴起提供了有利的条件。　　使用体外预应力技术的桥梁工程具有以下优点:1）由于板内没有安装管道，减小了板的厚度，从而减轻了桥梁的重量；2）预应力索安装简便；3）易于检查预应力索，有利于索的养护；4）预应力索的替换或者再次张拉成为可能；5）大大地缩短施工

6、工期，特别是使用预制分段拼装方法施工的桥梁。　　预应力混凝土桥梁的发展与施工技术的发展是密不可分的，施工技术水平直接影响桥梁的跨径、线型、截面形式等。预应力混凝土连续梁在初期大多采用满布支架法施工，其跨度一般在40以内，且施工周期长，施工用料多。预应力连续梁的施工方法还有顶推法，移动模架法，逐孔架设法等。近年来由乌克兰的工程师发明的新型预应力技术是介于先张拉法和后张拉法之间的工艺。它是在浇捣混凝土尚未凝固的时候施加预应力，混凝土在压力的情况下固结。　　研究表明，预应力结构在地震区是能够应用的，和普通钢筋混凝土结构一样，需要的是合理的设计和施工。采用竖向预应力加固普通钢筋混凝土结构可提高结构抗

7、震性能。采用竖向预应力的混凝土结构，可以提高结构抵抗水平荷载的能力，并在地震之后又能很快的复原。在地震作用下，预制的预应力混凝土结构会发生屈服，产生塑性铰，提高整个结构的延性和耗能能力而避免损坏，因而具有良好抗震性能。　　为适应我国经济的发展，缓解交通问题给人们生产生活带来的不便，预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔，因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速