孙忠辉
（枣庄市公路管理局，山东，枣庄，277800）
【摘 要】大跨度连续剐构桥在运营过程中出现各种病害，严重影响了桥梁的承载能力和使用安全。体外预应力技术作为当前常采用的连续刚构桥施工技术，可以实现对很多老化的大跨度连续刚构桥的有效加固。就体外预应力连续刚构桥施工及监控技术进行研究，旨在为相关工程建设提供一定的参考。
【关键词】连续刚构桥；体外预应力；监控技术；施工
1．体外预应力结构体系的组成
体外预应力中预应力的产生是由在对其承载桥梁结构的主跨本体之外的钢束张拉而产生的，钢束的作用只是单纯的在桥梁结构的本体之内安置锚固区域，而与此相反的是转向块则是可以任意安置在桥梁结构的体内或者体外，两者并没有什么实质性的区别。多数情况下，体外预应力组成结构非常多，包括预应力管道、预应力混凝土、预应力锚固等。目前我国多将体外预应力技术运用到连续刚构桥梁、特种结构、大跨度等建筑工程，其预应力混凝土用结构的重建、加固及其维修；与此同时，还能在预应力混凝土结构或者是在施工中临时使用的钢索中进行应用。体外预应力是一种结构形式复杂、样式丰富的体系，其主要组成部分也多种多样，主要包含以下几个部分：预应力索、体外索仿佛系统、锚固系统、转向装置、定位装置及其减振装置等等各种不同的部件。
2．体外预应力技术在连续刚构桥中的应用
体外预应力的混凝体结构为了能够有效的减少界面的尺寸，就要将预应力筋布置在构建界面之外，这样才能进一步保障混凝土这一部分的施工质量安全，同时还能有效的减少很多不同方面的工作量。
2.1箱梁细部构造优化研究
体外预应力混凝土梁采用箱型结构是为了方便体外索的保护与维修，一般箱梁是由顶板、腹板、底板这三个主要成分组成。要想保证大跨径预应力混凝土连续刚构桥中预应力筋的锚固与施工过程能够非常方便的进行，就必须要对其箱型截面的构造严格要求。
2.2顶板厚度分析
顶板的作用主要分为两个方面：第一个作用是要能够承受住结构正负弯矩；第二个作用就是要能承受住车辆荷载给与桥梁带来的直接作用。因而，在对连续刚构和T构进行设计时，其顶板必须要得到预应力钢束的支持，这就要求有非常多的预应力钢束存在，同时，其顶板的面积要适中，最好是要能够符合布束的要求范围。一般而言，预应力结构顶板的厚度、跨度取决于板内管道的直径及、排布方式以及锚头的尺寸大小等因素。在对现有的连续刚构桥进行分析之后，查阅了相关资料，发现其顶板的最小厚度要超过25 cm。
2.3腹板厚度分析
箱梁需要承受的力量主要是界面剪应力和主拉应力，除开这两种之外，还要承受的有局部荷载带来的横向弯矩。受力方面，因为悬臂箱梁的根部周围要承受很大的剪力，因此其腹板必须要有足够的厚度。但是由此产生的重量并不会影响到悬臂根部的弯矩，与之相反的是在远距离根部的悬臂上会产生非常大的弯矩，这就要求在设计时要尽量减少这一部分的腹板的重量。在腹板的厚薄程度减小时，随之板内的剪应力就加大了，因此要降低主拉应力就要在将预应力筋事先安置在腹板的内部中，这样才能很好的提高腹板的抗剪能力。
再来分析构造方面，处于悬臂箱梁根部附近的腹板厚度很薄，但是高，在选择使用整体浇筑施工这一方法时，腹板的厚度就要有所增加，从而更好的适应混凝土的浇捣。若是想更好的来控制主拉应力，防止富班上产生很多斜裂缝，其腹板的厚度要严格控制在50cm以上。
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2.4底板的厚度分析
一般情况下，底板需要承受的荷载除了自身的荷载之外，还要承受施工过程所带来的荷载。同时，若是在采用悬臂法施工箱梁的时候，其底板所要承受的还有其他挂篮底模梁后吊点的反作用力，因此，在对底板进行整体设计时，就要考虑这些复杂的力对腹膜的作用。
（1）箱梁根部底板的厚度
在T构与连续梁中，底板的厚度与箱梁的负弯矩的成正比，其负弯矩增加的同时底板的厚度也要随之增加，直至到墩顶，这样才能使用受压的要求。当然，底板承受运营极端带来的受压是必然的，但是在其处于破坏阶段时，还要能让这部分的中和轴处于底板内部，并且还有留有剩余。
（2）箱梁悬臂端部底板厚度
大跨度的连续箱梁中要有正负弯矩的存在是因为其内部存在有一定数目的钢束、钢筋等。
3．连续梁桥中预应力混凝土的具体施工监控
3.1仿真计算
就目前现状而言，大跨度连续刚构桥梁施工多采用分阶段悬臂法，尽管这种施工方法可以降低施工难度，但是却使得施工的可靠性与初始设计值存在较大偏差。传统的计算方法多对不同的工段进行单独计算，那么根据错误累计原理可知，最后的计算结果将会与原始设计偏差非常大。为了有效降低这些偏差，就需要采用仿真软件进行模拟分析，对于整体预应力结构进行分析。通过仿真软件来计算每个施工过程的受力以及变形情况，并且根据仿真计算的结果来监控每个阶段的施工质量。
3.2线形控制
通过线形控制，可以有效保证施工成型后的预应力连续刚构桥的线性与设计线性之间的误差较小。为了有效地控制成型后的预应力连续刚构桥的线形，就需要从以下几方面着手。
（1）立模高程与预拱度
对于预应力连续刚构桥来说，通过控制立模高程与预拱度，可以达到良好的线形控制目的。因此从控制线形角度来说，应该首先控制刚构桥的立模高程与预拱度。一般在建立相应的分析模型以及评测指标体系后，采用相应的软件进行计算分析。
（2）控制流程
一般为了有效控制连续刚构桥的预拱度和挂篮变形值达到设计标准的要求，那么就需要采用标准化的控制流程进行监控。因为对连续刚构桥进行高程测量会因为某些因素产生误差，为了解决这些误差，就需要对高程测量结果进行相应的数据分析与计算，通过多次测量取平均值的方法来降低误差。
3.3应力监测
对于连续刚构桥来说，进行应力监测是极为必要的。应力监测是通过配备专业的传感器设备以及监测摄像头等来对连续刚构桥施工整个过程进行监测，从而保证技术人员能够准确把握连续刚构桥的应力情况。一般情况下在进行体外预应力连续刚构桥施工时，需要提前将相应的应力监测设备预埋在需要进行监测的混凝土截面中，当不同的施工节段预应力张拉后，就可以进行相应的应力数据采集与分析。
（1）测点布置
一般情况下进行应力监测点的安排可以按照如下方式。在每个施工节段的截面上布置8个监测点，预应力连续刚构桥的梁底和梁面分别布置4个监测点，当然也可以根据实际情况灵活调整应力监测点的分布位置以及数量。对于危险截面要增加应力监测点。
（2）应力数据分析
对于连续刚构桥来说，其应力检测设备是监测混凝土结构的应变，而不是直接测量出应力情况，这样就会导致设备测量值与实际值存在一定的误差。一般监测设备测量的应变由应力产生的应变和其他因素产生的应变，如混凝土自身的蠕变、温度应变等。因此我们需要采取理论分析和误差分析等手段，对测量结果进行适当的修正，保证实测应力值与理论计算值基本相符合。
4．结论
体外预应力连续刚构作为一种新型的结构体系，仍然有很多问题需要进一步深入探究，体外预应力连续刚构的优化过程无疑是加快了体外预应力结构的优化程度，但是减小其工程结构仍然是一个较为敏感的话题，因此，在进行优化时
还需要根据实际情况进一步分析。
参考文献：
[1]颜志新.预应力混凝土连续刚构桥桥梁加固分析[J]. 文摘版:工程技术, 2015(24): 234-235.
[2]谭家兵.大跨径连续刚构桥梁采用体外预应力技术加固后的管理及养护技术探讨[J].科学中国人, 2015(32)：57-57.
论文作者:孙忠辉
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
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