摘要：公路桥梁工程是交通工程建设中最关键的组成部分之一，本文对预应力混凝土桥梁设计工作进行分析，从设计要点出发，对设计中的关键性问题作出分析，从而提升桥梁设计的质量，提升其使用性能。
关键词：预应力混凝土;桥梁设计;
近几年，我国对基建项目进行了大规模的投资，随着山区高速项目比重日益增多，项目桥隧比逐年递增，而桥梁结构每延米造价较高，桥梁上下部结构、附属结构形式也较多，设计合适桥梁结构形式可以坐到在满足结构安全性能的同时尽量减少工程造价，因此已逐渐被整个社会所重视，对其在实际中的运用也有一定的指导意义。 干式放电线圈
1预应力混凝土结构的基本原理及其优缺点
1.1预应力混凝土结构的基本原理
所谓预应力混凝土，就是事先人为的在混凝土中引入内部应力，其数值和分布恰好能将使用
荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。由于混凝土材料抗压强度高，抗拉强度低，预先给混凝土梁施加预压应力，抵消了部分混凝土受到的拉应力，可使裂缝大大推迟或避免出现，有效构件使用性能，增加了结构的耐久性。
1.2预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构具有以下主要优点：
(1)提高结构的抗裂度和刚度。对结构施加预应力后，使构件在荷载作用下可不出现裂缝，或推迟裂缝出现，有效的提升了结构抗裂度，提高了结构的刚度，增加结构的耐久性。
(2)可以节省材料，降低自重，提高结构跨越能力。预应力混凝土结构由于采用高强度材料，因而可以减少构件截面尺寸，节省钢材与混凝土用量，降低结构物自重。随着结构跨度增大，自重荷载占结构总荷载比例在逐步增大，对于大跨度结构来说采用预应力混凝土结构更有着显著的优越性。
(3)预应力可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。
预应力混凝土结构具有以下主要缺点：
(1)工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一条技术较熟练的专业队伍。
(2)需要有专门的设备，如张拉千斤顶、灌浆设备等。先张法需要有张拉台座；后张法还要耗用数量较多的锚具等；
(3)预应力上拱度不易控制。它随着混凝土徐变的增大而加大，如存梁时间过久在安装，就可能使上拱度很大，造成桥面不平顺。
2预应力混凝土结构的设计
2.1桥梁结构的设计
(1)在进行桥梁设计之前，经过现场调查以及地质勘察，最后选定九龙沟2号桥。桥梁上部结构采用5*30m预应力混凝土先简支后桥面连续T梁，下部结构桥台采用柱式台，桥墩采用柱式墩，墩台均采用桩基础。
(2)桥梁处地质分层从上到下依次为①碎石qik=100kpa fa0=350kpa；②强风化灰岩qik=160kpa fa0=700kpa；③中风化灰岩fa0=1800kpa；桩基类型为端承桩，桩基长度分布范围为22~30m。
(3)桥梁结构体系为先简支后桥面连续体系，按部分预应力A类构件设计。设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，横向分配系数按刚性横梁计算，并采用空间结构计算软件校核。
设计参数：
1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/，弹性模量EC=3.45×MPa。
2）沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN /。
3）预应力钢筋：弹性模量Ep=1.95×105 MPa，松驰系数ζ=0.3。
4）锚具：锚具变形、钢筋回缩按6mm（一端）计算；金属波纹管摩阻系数μ=0.25，偏差系数k=0.0015。
5）汽车荷载等级：公路 - Ⅰ级
6）竖向梯度温度效应：考虑沥青铺装层和桥面现浇（含水泥混凝土铺装）层对梯度温度的影响,按现行规范规定取值。
7）年平均相对湿度：55％。
30mT梁一片梁梁端支点反力
跨径（m） | 集飞行器部位 | 油田加药装置反力（kN） 相位调制器 |
恒载 | 恒载+汽车 |
30 | 中梁 | 735.5 | 工业除尘器制造 1240.3 |
边梁 | 706.6 | 1362.9 |
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2.2桥梁上部结构（预制T梁）的施工
(1)主梁预制：浇筑主梁混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方能浇筑。施工时，应保证预应力管道及钢筋位置准确。梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，特别是锚下混凝土，应充分振捣密实，严格控制其质量。梁体混凝土浇注。应斜向分段、水平分层连续浇筑、一次灌注完成不设施工缝。每片T梁浇筑总时间不宜超过4.5h，施工中应加强观察，防止漏浆，欠振和漏振现象发生。梁顶板应用平板振动器振捣。要避免振动器碰撞预应力管道、预埋件、模板，对锚垫
板后钢筋密集区应认真、细致振捣，确保锚下混凝土密实。
为了防止预制梁上拱过大、预制梁与桥面现浇层由于龄期差而产生过大收缩差，存梁期不超过90d。若累计上拱值超过计算值10mm，应采取控制措施。预制梁应设置向下的二次抛物线反拱（包括梁顶）。预制T梁在钢束张拉完成后、各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如表所示，施工单位可根据工地的具体情况（如存梁期、混凝土配合比、材料特性及地区气候等）以及经验设置反拱。反拱值的设计原则是使梁体在二期恒载施加前上拱度不超过20mm，桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。施工设置反拱时，预应力管道也同时起拱。
位 置 | 钢束张拉完上拱度(mm) | 存梁30d上拱度(mm) | 内胎硫化机存梁60d上拱度(mm) | 存梁90d上拱度(mm) | 二期恒载产生的下挠值(mm) |
边梁跨中 | 36.2 | 48.5 | 51.6 | 54.1 | -10.4 |
中梁跨中 | 29.4 | 37.4 | 39.1 | 40.6 | -11.7 |
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30mT梁预加力引起的上拱度及二期恒载产生的下挠值表
(3)预应力工艺：预制梁钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk =1395Mpa。施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。预应力钢束张拉应在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值的90%后，且混凝土龄期不少于7d时进行。
(4)主梁安装：桥面连续一联上部结构施工顺序：主梁预制→架梁→浇筑横隔板→翼缘板湿接缝→浇筑护栏、桥面现浇层→浇筑沥青混凝土铺装→附属设施→成桥。预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。吊点应设在梁端隔梁中心线内侧30cm的范围内，捆绑钢丝绳与梁片底面、侧面的拐角接触处，必须安放护梁铁瓦或胶皮垫。预制梁运输、起吊过程中，应注意保持梁体的横向稳定。架设后应采取有效措施加强横向临时支撑，并及时焊接翼缘板、横隔梁接缝钢筋等，以增加梁体的稳定性和整体性。
2.3其他注意事项
(1)横隔梁钢筋骨架的位置，施工时应准确放样，以期给搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。
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