大跨度预应力混凝土桥梁设计

大跨度预应力混凝土桥梁设计
发布时间：2021-12-16T07:14:50.981Z 来源：《时代建筑》2021年30期10月下作者：吴文君[导读] 为切实满足社会经济发展要求，进一步完善地区公路桥梁体系，大跨度预应力混凝土桥梁结构被更加广泛的应用在城市基础交通设施建设过程中。

相较于普通桥梁结构而言，大跨度预应力混凝土桥梁具有变形率小、行车安全性及舒适度高、抗震能力显著等优势，但在实际设计期间的专业性及复杂性强，需要加强设计环节管控力度。

本文就针对此，以大跨度预应力混凝土桥梁结构理论计算为切入点，提
出大跨度预应力混凝土桥梁的主梁线形设计、线形控制原理、主梁结构应变测量与应力设计内容，以供参考。

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摘要：为切实满足社会经济发展要求，进一步完善地区公路桥梁体系，大跨度预应力混凝土桥梁结构被更加广泛的应用在城市基础交通设施建设过程中。

相较于普通桥梁结构而言，大跨度预应力混凝土桥梁具有变形率小、行车安全性及舒适度高、抗震能力显著等优势，但在实际设计期间的专业性及复杂性强，需要加强设计环节管控力度。

本文就针对此，以大跨度预应力混凝土桥梁结构理论计算为切入点，提出大跨度预应力混凝土桥梁的主梁线形设计、线形控制原理、主梁结构应变测量与应力设计内容，以供参考。

关键词：大跨度预应力混凝土；桥梁工程；设计要点
前言：现阶段大跨度预应力混凝土桥梁结构计算工作主要包括正装分析、倒装分析、无应力状态分析等内容。

为从根本上保障大跨度预应力混凝土桥梁工程施工水平，需要结合工程实际建设特征与施工场地具体要求，设置适宜的大跨度预应力混凝土桥梁结构参数，选择适宜的桥梁工程施工技术方案，从根本上提升大跨度预应力混凝土桥梁工程实施期间的综合效益。

1、大跨度预应力混凝土桥梁
大跨度预应力混凝土桥梁工程也包括预应力钢筋混凝土桥梁工程，桥梁工程主要结构为预应力混凝土材料。

在工程施工工作开展过程中，大跨度预应力混凝土桥梁需要借助张拉钢筋或钢绞丝的方式，使混凝土结构预先受荷载力作用影响，增强结构自身的抗压力。

在大跨度预应力混凝土桥梁应用时，桥梁结构在无拉应力作用或者处于拉应力的作用下依然能够保持结构完整[1]。

因此与普通桥梁工程结构相比，大跨度预应力混凝土桥梁工程的稳定性更强，全寿命周期被延长。

2、大跨度预应力混凝土桥梁工程设计参数
2.1压应力控制值
现阶段大跨度预应力混凝土桥梁中的混凝土等级较高，通常为C50混凝土，需要在结构达到设计强度的90%后开展张拉工作。

现阶段我国大跨度预应力混凝土桥梁结构的压应力允许值标准规范较为保守，施工期间的容许压应力与国外相比相差4.76%。

鉴于当前大跨度预应力混凝土桥梁工程在国内推行时间较短，因此在实际设计环节还需要酌情引入国外标准，设置适宜的压应力控制值[2]。

如施工期间的容许压应力值较高，工程施工期间则会面临诸多安全隐患，需要结合大跨度预应力混凝土桥梁工程施工现场具体特征，对容许压应力数值不断优化。

在大跨度预应力混凝土桥梁工程实际施工过程中，还应当桥梁结构各截面的应力指处于安全范围之内。

对于截面正应力而言，在桥梁结构不利于荷载的组合下，还需要保持在2.0~3.0MPa压应力储备。

2.2剪力滞效应设计
在大跨度预应力混凝土桥梁施工过程中，应当着重考量桥梁结构的薄壁箱型宽翼缘截面，结合剪力滞效应，对桥梁结构进行不断优化。

具体而言，剪力滞效应考虑因素较多，在钢筋混凝土桥梁结构中需要合理设置配筋数量，避免出现钢筋浪费问题。

在预应力混凝土桥梁结构中，因预应力板的法向应力并不均匀，需要依照最大值取值或按间距等应力取值，合理设置预应力筋数量与位置，避免在大跨度预应力混凝土桥梁工作运营期间出现结构开裂问题。

针对大跨度混凝土桥梁结构箱梁截面剪力滞效应，需要分析规范下的箱形梁桥设计要求，选择适宜跨度混凝土桥梁结构共同作用宽度值。

3、大跨度预应力混凝土桥梁主梁线形测量
3.1主梁挠度、轴线及顶面高程测量
大跨度预应力混凝土桥梁结构的悬臂梁端应当设置多个标高观测点以及轴线点[3]。

在桥梁工程实际测量工作开展期间，需要结合工程实际施工情况合理设置的钢筋以及杠杆的埋设地点，设置标号。

配合使用精准性较高的水准仪开展测量工作。

结合大跨度预应力混凝土桥梁结构各环节施工要求，做好主梁结构挠度的计算以及独立测量工作，校核最后测量结果。

在轴线测量过程中，配合使用全站仪或者钢尺等测量工具，借助测小角法与视锥法，获得桥梁端部位置数值。

在使用视锥测量技术过程中，轴线的后视点需要借助过渡墩，使近点距离能够被控制在合理范围之内。

主梁结构顶面的混凝土高程测量工作还需要选取多个测量点，要求测量点的数量应当控制在2~4个。

取多个测量点的平均值作为测量结果，以便设置更加适宜的主梁顶面高程数据[4]。

基于不同施工条件以及施工地形地貌特征，大跨度预应力混凝土桥梁的主梁挠度、反拱变化值不同，可以借助该数值评估工程施工质量水平。

3.2主梁立模标高测量
配合使用水准仪设施测量大跨度预应力混凝土桥梁工程立模标高值，要求在立模标高测量过程中，应当避免早晚温差过大，防止温度因素对测量值准确性造成不利影响。

工程立模工作结束后，还需要监理单位对立模标高值进行反复测量，以及不定期抽检，确保该数值始终与设计规范要求相符。

大跨度预应力混凝土桥梁结构的主梁线形测量工作需要着重计算出同跨两边对称截面的相对高差值，确保桥梁结构两边施工情况相符。

在施工阶段不同的情况下，梁体结构的对称节段相对高差对称不满足可比性要求，还需要选择对末端截面或施工对应截面，将截面作为主要测量的对象。

在桥梁高差测量工作开展时，还需要在同一对称截面处设置数量合理的监测点，取监测结果平均值作为对应点的相对高差。

将大跨度预应力混凝土桥梁结构的跨线型控制在合理范围之内，将测量结果与工程设计方案结合在一起，从根本上提升施工与运营期间的线形协调性。

3、大跨度预应力混凝土桥梁线形控制
要求在大跨度预应力混凝土桥梁设计过程中，应当着重计算出主梁悬浇段的标高值，如浇筑主梁底板的前端底模标高、设计点较高，则施工及后浇筑端的影响较大，需要在实际设计过程中对大跨度混凝土桥梁结构运营期间的徐变量、收缩量、温度及结构体系进行合理设计，使桥梁结构的预拱度达到最佳状态。

同时，在设置预拱度过程中，还需要着重关注桥梁工程主跨及边跨的合龙效果，确保大跨度预应力混凝土桥梁结构地应力分布合理、在桥梁与巩固指令设计时，需要由检测单位出具桥梁工程各项测量方案，将设计部门计算结果进行审核后，将该结果应用在方案完善过程中，确保工程在实际施工期间具备一定的连续性与及时性。

4、大跨度预应力混凝土桥梁应变测量与应力分析设计
首先，设置合理的布点时间。

混凝土钢筋布置与混凝土浇筑工作开展时，需要合理设计断面传感元件布置距离与布置位置。

在布点过程中，传感元件需要沿纵向布置，配合使用钢筋捆扎等方式，使传感元件能够被牢固设置在主梁的纵向钢筋下方位置处。

通过使用传感器软件测试原理，对大跨度预应力混凝土桥梁结构的实际应变力进行细致测量分析[5]。

混凝土结构应力测试工作开展时，应力中的传感器种类较多，需要结合工程具体建设与检测要求，选择适宜的传感元件。

常见传感元件主要为钢悬传感器，实际测量信息以数据，通过使用标定表以及折线图，借助二次曲线、三次曲线最二乘拟合手段，以便获得更为适宜的计算公式，为后续大跨度预应力混凝土桥梁结构方案的完善提供重要理论依据，保障桥梁工程施工工作高质高效开展。

总结：总而言之，大跨度预应力混凝土桥梁工程设计环节期间的专业性与系统性更强，为切实保障桥梁结构设计水平，还需要做好大跨度预应力混凝土结构的应力计算工作，结合工程使用现场地形条件、水文特征，优化跨度预应力混凝土结构施工流程，确保结构设计方案内容能够在保障工程高质高效开展中发挥出重要指导作用。

参考文献：
[1]邹春福. 大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术的思考[J]. 建材与装饰,2016(47):259-260.
[2]童鑫甫. 大跨度预应力混凝土桥梁施工监控技术的探讨[J]. 珠江水运,2017(09):88-89.
[3]许晨亮. 探究大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]. 四川建材,2017,43(09):138-139.
[4]刘宏伟. 大跨度预应力混凝土桥梁裂缝加固监测仿真[J]. 计算机仿真,2019,36(02):400-403+457.
[5]高鑫. 浅析大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]. 智能城市,2018,4(04):115.。