大跨径连续梁施工过程中预应力损失分析

大跨径连续梁施工过程中预应力损失分析

吴陈辉

中建海峡建设发展有限公司 福建 福州 350000

摘要:在各种各样新型桥梁施工技术相继出现的情况下，桥梁施工相关工作人员应当加大对于施工技术的研究，针对不同的桥梁工程项目选择最为合适的施工技术以此来提高桥梁工程质量。近年来，大跨径连续桥梁施工技术得到了一定范围的应用，但是有关其在桥梁施工当中的深度应用的研究还相对较少。

关键词：大跨径连续梁；预应力损失；施工

中图分类号：U442 文献标识码：A

引言

大跨径连续桥结构是我国当前桥梁建设过程中被普遍选择的结构形式，被广泛应用于桥梁工程中。但是从实际情况来看，该结构在实际应用过程中依然存在一定困难，对工程后续建设及工程质量有直接影响。因此，加强对该结构应用方式研究，具有重要现实意义。

1 施工的特点

在现代城市建设中，为了满足城市规划、建设和发展的要求，需要在多个城区之间进行大跨度连续桥梁的施工连接，以满足大跨度区域之间的连接要求，方便城市交通，保证桥梁的质量和安全。尤其在当前城市化建设进程不断推进的情况下，大跨径连续桥梁施工技术的应用越来越多，因此需要深入研究大跨径连续桥梁施工技术。从大跨径连续桥梁施工的特点进行分析，该类型桥梁是一种连续刚构桥，其桥墩与梁体之间相互固结，能够拥有更强的受力能力。该施工技术采取柔性桥墩，因此整体结构更为稳固，抗震性能更强。这表明大跨径连续桥梁施工在整体结构与综合性能方面都具有较大优势。正是基于该桥梁施工技术的诸多优点，帮助现代城市建设解决了许多城市规划优化与道路交通调整完善方面的问题，有效提升了城市道路交通的安全性，对城市发展具有积极作用。同时，大跨径连续桥梁施工具有较高的经济性，这在一定程度上帮助相关部门节省了资金，减少了城市建设资源耗费，因此其在推动社会发展方面具有重要意义。

2 控制要点

根据大跨径连续梁桥施工的理论基础和以往的施工实例，对大跨径连续梁桥施工技术的应用控制要点进行简单总结。首先，在桥梁施工初期，有关人员要认真审查建筑图纸方案和图纸设计，尽快发现和修改建筑体系中存在的问题。在实际应用过程，要对大跨径连续桥梁施工技术应用的安全进行有效控制。建筑施工过程各种安全问题的发生会对桥梁质量产生重要影响，并且在出现建筑失误时还会因为误差导致承重墙出现倾斜情况。为了控制大跨径连续桥梁施工过程的安全性，应当对桥梁建筑施工过程所需要使用的建筑器材以及设备性能进行严格的审核，对于出现的施工安全问题也应当进行及时检查和解决，尽量避免桥梁施工故障的发生。另外，在应用大跨径连续桥梁施工技术时还应当对应力进行控制，以此来提高桥梁施工效果，这就要求施工人员严格控制桥梁施工工序当中的各个技术监管环节。桥梁应力主要包括施工荷载压力、温度应力、收缩应力以及混凝土渐变应力等，在实际施工过程应当注意控制应力分布以此来对桥梁整体结构进行控制，使桥梁结构可以进一步符合设计规范和标准，施工人员还应当对相关测试元件的实际应力进行测试监管。

3 预应力损失

3.1 预应力筋和台座间温差引起的预应力损失

通过先张法预应力混凝土结构展开施工的过程中，如果使用蒸汽等对混凝土进行养护，那么混凝土与钢筋在开始结合的时候极有可能形成变形，所以必须保证钢筋与混凝土之间存在一个较大的温差。按照相关部门提出的法规展开计算，能够得出下列公式

式中:Δl_t为钢筋温差产生的变形;α为钢筋线对应的膨胀系数，在大多数情况下取一般取1×10^－5;l为钢筋对应的有效长度;t₁为张拉过程中的温度;t₂为养护过程中的温度。在混凝土养护过程中，如果张拉筋与混凝土两者处于一同受热的状态，那么预应力钢筋伸长的幅度将与混凝土保持相同，此时不用考虑因为张拉筋本身约束产生的预应力钢筋缩进，不然将需要展开相关计算。

3.2 预应力筋与孔道壁之间摩擦

通过后张法预应力对混凝土展开施工的过程中，进行双向张拉的时候，因为预应力出现在管道壁会形成较大摩擦力，进而就会使预应力筋中产生的预应力造成张拉端相对更高，而中间部分缓慢变小的现场产生。上述这种因为摩擦而形成的预应力损失可以直接用下述观点来进行描述: 在钢筋中的各个两个截面中对应应力之间的差直接等于这两点间产生的摩擦预应力损失。因为预应力钢筋普遍是通过曲线与直线两端组合而成，因此在实际张拉环节内，摩擦形成的预应力损失是指孔道壁间与钢筋间相互接触产生的竖向压力。由于材料在相同环境中其对应的摩擦系数变化相对更小，也可以直接看做是常数，所以该常数能够直接对摩擦力大小产生作用，并形成竖向压力。当属于曲线段时，其对应的摩擦阻力将明显高于直线段，产生这种现象的原因也正是因为孔壁摩擦与预应力筋摩擦损失。

3.3 弯曲孔道接触应力

在弯曲孔道摩阻预应力损失计算公式推导过程中，其仅仅利用了受力物体间的静力平衡关系（没有考虑弯曲孔道挤压所产生的弹性变形），预应力筋与孔道内壁的接触应力呈均匀分布（当预应力筋与孔道间无相对滑动时，

，接触应力 p 取决于张拉力 T 与曲率半径 R）。然而，根据弹性体接触理论，两弹性体在相互挤压时会发生弹性变形，接触应力的大小与物体接触面曲率半径和材料弹性模量有关，接触应力呈椭球状分布（两接触体的中心点处压力最大，接触边缘压力为 0）。考虑到预应力筋与混凝土弯曲孔道间相对刚度的差异，两者之间的接触问题并不能完全等同于弹性体接触理论中的光滑非协调接触，故其径向接触应力应介于均匀分布与椭球状分布之间。显然，弯曲孔道摩阻预应力损失计算公式中接触应力分布与弹性理论中接触应力分布有着明显的差异。

3.4 预应力筋松弛

预应力筋于长久的作用之下，因为应力的作用将导致本钢筋伴随时间演变而发生金属蠕变，最为明显的体现就是现有预应力筋于特定拉应力的影响下，其长度不会发生变化，但筋束当中的应力会因为时间的演变而不断减小，也就是我们说的钢筋变松所导致的应力丢失。此类预应力筋往往具有下列特征。(1)钢筋于开始张拉时其初始应力越大，它的应力变松程度就会越大，当初始应力低于钢筋最大强度的1/2时，其变松程度极小，完全可以忽略不计；(2)钢筋的变松程度同采用钢筋的质量息息相关，通常情况下，低检驰度的数值小于正常检驰度钢筋的1/3；(3)钢筋变松同时间有很大联系，一般早期时间变化很快，24h就可以达到其数值的1/2，后其就会趋向稳定；(4)应用超张拉模式，同时维护数分钟之后，再将其减小到设计规定数值，就能让检驰量降低大约1/2；(5)钢筋变松程度会由于温度上升而增大。依据相关的要求与标准，本段钢筋变松所导致的应力丢失能够依据_σl5=k·σ_k运算得出，公式当中k值会因为钢筋各类的差别而所有变化:通常情况下，针对冷拉粗钢筋进一次性张拉其数值可使用0.05，进行超张拉操作时其数据可以使用0.035；就普通型检驰钢丝抑或钢绞线进行一次性张拉操作，其值可选用0.07，实施超张拉操作，其值可选用0.045；就低松驰钢丝抑或钢绞线而言，能够依据其出厂检验材料给出的极限检驰率运算得出，没有材料可供参考时，可以把其值选用0.022。

结束语

综上所述，近年来我国桥梁工程数量逐渐得到提升，并且桥梁施工技术也在不断得到进步。在国家经济水平提升以及科学信息技术飞速发展的促进下，桥梁施工技术手段逐渐增多，其中大跨径连续桥梁施工技术所占据的位置越来越重要，其在桥梁施工当中的应用可以明显提高桥梁施工的质量以及安全性。大跨径连续桥梁施工技术可以被应用至斜拉桥、悬索桥以及拱形桥等桥梁施工当中，并且满堂支架施工法以及移动模具施工法等作为大跨径连续桥梁施工技术的重要组成部分同样具有明显的应用优势。因此，在今后的桥梁施工当中应当进一步完善大跨径连续桥梁施工技术。

参考文献

[1] 魏波.桥梁施工中大跨径连续桥梁的施工技术研究[J].四川建材，2020，46（12）：100-101.

[2] 齐皖东.大跨度预应力混凝土连续刚构造桥长期挠度分析和施工控制措施[J].四川水泥,2019(4):71+74.