預力混凝土橋

預力混凝土橋，又稱預應力混凝土橋樑，它是採用預力混凝土結構的橋樑。預應力混凝土結構的橋樑具有充分利用材料性能、自重輕、剛度大、抗裂性能好、跨度大及結構壽命長等優點，大量套用於我國的橋樑建設中。

基本介紹

• 中文名：預力混凝土橋
• 外文名：Prestressed Concrete Bridge
• 結構：預力混凝土結構
• 優點：材料性能、自重輕、剛度大
• 所屬學科：土木工程
• 加固技術：被動加固、主動加固

簡介

預應力混凝土結構的橋樑具有充分利用材料性能、自重輕、剛度大、抗裂性能好、跨度大及結構壽命長等優點，大量套用於我國的橋樑建設中。但在各種因素影響下，預應力混凝土橋樑常常會開裂，開裂原因多種多樣，且較為複雜，造成橋樑的實際狀態達不到設計要求。

基本構造

在進行預應力混凝土橋套用時，需要在混凝土固結後，對鋼筋進行有效張拉，從而保證混凝土施工具有較高的質量。在實際施工時，要對預應力筋進行設定並在預應力筋設定完成後進行混凝土澆築工作。混凝土澆築完成後，通過張拉將鋼筋固定在梁端位置。預應力混凝土橋結構在套用時，注重對荷載發生情況進行考慮，保證對人為應力進行利用，從而對車輛流通過程中產生的巨大荷載進行抵消。混凝土橋結構的利用，能夠對鋼筋混凝土結構的受拉極限進行有效提升，保證混凝土裂縫問題得到解決。關於預應力混凝土橋基本構造情況見圖。

施工技術的優勢

預應力混凝土橋施工技術的套用，其技術優勢主要體現在以下幾點：①能夠對鋼筋混凝土結構受拉極限進行提升，從而使普通鋼筋混凝土結構降低裂縫幾率，使其在道路交通建設時能夠保證質量；①混凝土橋樑施工技術實現了對荷載力的有效處理，保證橋樑建築的荷載力得到有效增強，使道路建設的質量得到了大幅度提升；③預應力混凝土橋施工技術是一種科學、合理的裂縫控制手段，其能夠提升混凝土整體強度和結構承載力，保證橋樑使用過程中，能夠克服車輛產生的壓力，避免路面出現裂縫，影響到道路橋樑的使用壽命。

施工技術分析

鋼筋骨架安裝

鋼筋骨架安裝主要包括了支撐骨架、波紋管、模板安裝，為後張法預應力施工提供基礎，保證施工能夠順利進行。

混凝土澆築

鋼筋骨架安裝完成後，需要進行混凝土澆築並利用混凝土試壓塊檢測混凝土硬度。

張拉混凝土

試壓完成後，利用繞拉機具進行校驗並穿預應力鋼對混凝土進行張拉試驗。

孔道灌漿

製作水泥漿，進行孔道灌漿並對梁端進行封堵。

施工套用分析

（1）在鋼筋工程施工中套用時，需要對使用的鋼筋進行二次試驗，主要檢測鋼筋的質量是否符合施工具體需要。在檢查完成後，實際套用時要對鋼筋表面的鐵鏽進行清理，保證鋼筋表面的整潔。在現場施工時，需要對鋼筋統一進行焊接。

（2）箱梁施工時，首先需要考慮模板的設定，保證底部模板採用15×10cm的木方，在布局過程中，使每個木方的間距在1m左右。在對箱梁進行混凝土澆築時，需要對彈性變形問題予以把握並且為了降低彈性變形現象的產生，可以採取兩次澆築的方式，通過對澆築位置的合理選擇來保證混凝土澆築質量。

（3）橋面施工過程中，需要根據設計情況在橋面設定相應的鋪裝裝置，保證橋面施工能夠順利進行。這一過程中要把握混凝土配比。混凝土中防水劑的套用量為水泥總重量的3.8%，防水等級設定為S6以上。在進行橋面混凝土澆築過程中，要注重做好橋面的清理工作並要對加水情況予以有效控制，避免隨意加水現象的出現，以免對施工質量產生不利影響。

存在問題

由於預應力混凝土結構採用較高強度等級的混凝土以及力筋擁有多道保護層體系，因此曾被認為具有優良的耐久性能，然而現實情況並非如此樂觀。在侵蝕環境（尤其氯鹽環境）下，對於先張法體系、抽芯成孔或金屬波紋管成孔的後張法體系中，良好的保護層體系對力筋的腐蝕只能起到延緩作用而並不能起到阻止作用，腐蝕介質穿過保護層體系（包括腐蝕透金屬波紋管）到達力筋表面只是一個時間問題，而這種延緩作用其實遠不能完成許多預應力工程所承載的“百年大計”之使命；更為甚者，後張預應力混凝土結構還存在著灌漿質量無法保證（包括先進的真空輔助灌漿工藝）這一關鍵問題，這使得即使在塑膠波紋管體系中也有可能會發生力筋的腐蝕問題。另一方面，預應力混凝土結構中混凝土的應力水平往往較高，因而對鹼-骨料反應以及凍融循環作用的破壞更為敏感。

加固技術

參考《公路橋樑加固設計規範》和相關文獻，將工程中鋼筋混凝土和預應力混凝土橋常用的結構加固技術和方法分為兩大類。第一類稱為被動加固法，後加補強材料被動受力，僅僅承擔活載和新增恆載引起的內力，如：增大截面加固法、貼上鋼板加固法和貼上纖維複合材料加固法；第二類稱為主動加固法，主動改善原結構的受力狀態，間接完成加固補強的目標，如：預應力主動加固法和改變結構體系加固法。另外，對橋樑混凝土裂縫處理進行了簡單說明。

被動加固法

(1)增大截面加固法。此方法通過增大構件截面尺寸，添加受力鋼筋，使原結構與新增材料成為共同受力的整體，達到增加結構剛度、提高結構承載力的目的。通常採用加厚橋面板或加寬加高梁肋下緣。增大截面法會顯著增加橋樑自重和恆載彎矩，用於小跨徑的T形梁、π形梁或板梁等較為合適。

(2)貼上鋼板加固法。此方法在鋼筋混凝土結構的受拉區或抗剪薄弱部位表面貼上鋼板，使原結構與鋼板組成共同受力的整體，結構的剛度得到增大，受力狀態得到改善，裂縫開展受到限制，結構的承載力得到提高。貼上鋼板加固法具有堅固耐用、施工快速、簡潔輕巧、靈活多樣、經濟合理的優點。適用於改善原結構構件中配筋過少，構件的抗彎、抗剪、抗壓能力不足的情況,還能在一定程度上提高構件剛度。

(3)貼上纖維複合材料加固法。貼上高強纖維複合材料加固法是利用結構膠的高粘性將被加固混凝土結構薄弱部分表面與高強纖維布（板）緊密貼上，形成兩者組成的新整體，共同受力，限制裂縫發展，提高結構的承載能力。碳纖維加固特性：強度高、超強防水效果、重量輕、不受形狀限制適用於改善原結構配筋過少和梁（板）的抗彎、抗剪加固。

主動加固法

預應力主動加固法。預應力主動加固法指對新增材料施加預應力，並將其設定在需要加固構件的受拉區（或抗剪薄弱區），外荷載產生的部分內力由預加力對梁體產生的反彎矩抵消，使原梁的應力狀態得到有效改善，承載力和抗裂性得到有效提高。實際工程中有下面三種方法：

(1)體外預應力加固。此方法在梁體外部或箱內增設預應力束，形成體外預應力體系。

(2)高強複合纖維預應力加固。此方法是將施加了預應力的高強複合纖維布（或板）錨固、黏貼在梁體外部或箱內，形成預應力體系。此方法可使高強複合纖維的高強特性提前發揮，減小甚至消除應變滯後的現象，提高材料利用效率。

(3)有黏結預應力加固。有黏結預應力加固體系是將2~3股鋼絞線或小直徑高強度粗鋼筋固定在被加固梁體上，張拉鋼絞線或粗鋼筋施加預應力，然後噴注高抗拉強度的複合砂漿，使新增預應力筋與原結構共同形成有粘結預應力體系。此方法的優勢是預應力筋錨固、張拉簡便和耐久性好，加固中、小跨徑橋樑時尤其有效。