于相平 潘荣新 印传宗
中建八局第三建设有限公司 江苏南京 210046
摘要：随着建筑向大跨度、大空间方向发展，预应力钢结构备受工程界的关注。由杆系组成的网格桁架等钢结构，运用现代预应力技术，形成一种预应力钢结构。预应力索使结构产生预变形和预应力，抵消外荷载作用下结构产生的效应，增加钢结构的整体刚度，使得大跨度大空间网架结构的建造成为可能，常在较大的跨度和空间体育场馆等公共建筑当中运用。王泽强等科研人员对运用预应力钢结构技术的泗阳体育场工程进行分析，分析了预应力钢结构施工的难点，提出了钢结构安装以及预应力筋张拉的方法。
关键词：桥梁施工设计；预应力；钢结构
引言：预应力钢结构是目前跨度大、荷载重的大型工程场馆项目所采用的新型的钢结构形式，通过对结构用人为的方法引入预应力，使结构的承载能力得到提高，调整了内力峰值从而改善了结构的受力状态等一系列提高。近年来，市场对大跨度、大方向的建筑需求越来越大，预应力钢结构具有很好的发展前景。
1桥梁施工设计中预应力钢结构的应用优势
近年来，我国加快了交通运输网络建设，桥梁施工建设的安全性，是支撑交通运输事业发展的内在要求。在桥梁施工设计中，预应力技术的应用十分普遍，并逐步成熟，取得了良好的应用效果。从实际来看，预应力技术的优势十分显著，并主要体现在四个方面:一是预应力技术能够实现广泛领域的应用，特别是预应力钢结构的应用，在桥梁施工中十分广泛，并且实现了良好的应用效果，提高了桥梁施工建设的质量及安全;二是预应力钢结构的应用，一方面能够降低对施工材料的使用，进而减少施工建设的工程造价;另一方面可以减轻桥梁自重，对于提高工程质量，具有重要的意义;三是预应力钢结构的应用，能够极大的提高桥梁的抗渗、抗裂能力，进而提高了桥梁工程的质量;四是预应力钢结构能够实现安全、快速的施工操作，这对于提高施工质量、缩短施工工期，都具有积极的作用。综上所述，在未来的桥梁设计施工中，应进一步落实预应力钢结构技术，不断提高桥梁建设的质量与投资效益。
2桥梁施工设计中预应力钢结构的应用
在桥梁施工设计中，预应力钢结构的应用，强调预应力钢绞线、锚等的科学选择，提高预应力技术的有效性。从实际来看，桥梁施工设计中预应力钢结构的构建，需要落实的核心技术很多，但预应力钢绞线的选择、预应力的分析等，都是应用构建中，需要特别构建的技术核心。
2.1预应力钢绞线选择
在预应力钢结构的构建中，钢绞线的选择尤为重要，这是确保钢结构质量及安全稳定的关键所在。在过去，桥梁施工设计的预应力刚接主要采用冷拉钢丝，这种钢绞线能够满足钢结构的施工设计要求，但随着科学技术的不断发展，预应力钢绞线的选择，更加追求性能和经济性。现代桥梁施工设计中，钢绞线的选择更加多样化，能够使用一些低成本但高性能材料所制的钢绞线，不仅可以降低桥梁施工设计的成本，而且提高了桥梁施工的质量。
2.2预应力锚选择
在预应力钢结构的设计中，预应力锚的选择十分重要。在预应力的构建中，锚的科学选择，直接关系到预应力的形成。一般而言，预应力锚的选择应参考“机械锚固”“摩阻锚固”两个方面。针对不同的类型，应该科学选择预应力锚，确保预应力钢结构的质量，满足施工要求。如，压力分散型预应力锚在桥梁施工设计中广泛应用，并有显著的应用优势:
1)锚固段注浆体承受压力，受力合理;
2)承压板分散布置在钻孔深度不同部位，锚固段注浆体受力较均匀;
3)锚固段利用率高;
4)锚索的单孔设计承载力可以很大。
2.3预应力的效应分析
在预应力钢结构中，预应力的效应分析直接关系到结构应用的实际效果。为此，预应力的效应分析，应强调科学计算，能够立足实际工程，对预应力效应进行科学分析。在预应力效应的分析中，一是要了解桥梁施工设计的要求，针对图纸中钢筋结构的分析需求，计算出承压，以此检验预应力钢结构的预应力效益;二是针对计算出来的承压极限状况，对桥梁预应力分布进行合理分析，进而及时发现问题，更改桥梁设计，进而确保预应力钢结构的合理性。
3桥梁施工设计中应用预应力钢结构需注意的问题
预应力钢结构的构建是一项技术性极强的工作，在实践中发现，预应力钢结构的应用，需要注意以下几个问题，这直接关系到预应力钢结构的有效性。因此，桥梁设计中预应力钢结构所需注意的问题，主要在于以下几个方面。
3.1预应力张拉力的控制
预应力张拉力的合理控制，是钢结构形成稳定预应力的关键。从实际来看，一些桥梁施工由于预应力计算不合理，导致张拉力过大或过小，进而导致预应力钢结构出现不稳定等问题。因此，在预应力钢结构的构建中，要控制好张拉力，这是确保桥梁施工质量的重要基础。对于不同的钢筋种类，在先张法和后张法中的应力限值存在较大差异，具体如表1所示。从表1中可以知道，预应力钢丝、钢绞线在先张法和后张法中均有明确的强度控制，要求切实控制好张拉控制应力值。此外，预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不应小于0．4fptk。
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表1应力限值情况(fptk为预应力钢筋的强度标准值)
3.2预应力张拉时间
在预应力钢结构的构建中，其张拉时间问题，直接关系到桥梁施工设计的质量。为此，为了更好地控制施工设计质量，一方面要立足工程的实际情况，合理控制张拉时间。因为张拉过早，极易造成施工质量问题;另一方面，要科学选择预应力张拉的时间，一旦张拉过晚或过早，都会对桥梁钢结构的稳定性造成一定影响。特别是张拉过早，采用早强剂，会对预应力钢结构造成较大影响，影响桥梁施工质量。预应力混凝土浇筑后一般是7d左右张拉。理论是达到混凝土设计强度的75%以上，气温越高，需要时间越短。
3.3管道堵塞问题
在预应力钢绞线的设置中，一般放置于波纹管之内。但是由于施工环境及作业等原因，出现预应力钢筋管道堵塞问题，进而出现野蛮施工作业的情形，这对于预应力钢结构会造成较大影响，不利于预应力钢结构的稳定性。因此，要注意施工中管道堵塞等问题，确保钢结构施工的有序开展。一旦出现钢管堵塞等问题，应该及时做好清理等工作，避免野蛮施工对预应力钢结构造成损坏，影响结构的稳定性。
4预应力钢结构施工技术
预应力钢结构的施工过程是制作、安装和张拉工艺的有机结合。由于工程的实际情况不同，故要根据实际情况对施工顺序和施工方法进行分析与选择。施工前，模拟分析结构所会产生的变化并预先调整；施工中，需要对结构在成形后正常使用情况下的承载力能力，刚度和稳定性进行控制，保证结构能充分产生预期效果。索结构张拉通常使用液压千斤顶和全站仪对现场情况进行高精度监测。
结语：
桥梁施工设计中预应力钢结构的应用，能够提高桥梁施工质量，也有效降低工程造价成本，取到了良好的应用价值。在预应力钢结构的构建中，要强化钢绞线、锚及预应力分析的有效落实，确保预应力钢结构的有效落实。并且，预应力钢结构的构建，需要注意几点问题:一是预应力张力时间的有效控制;二是张拉力控制的问题;三是钢筋管道堵塞问题。这些问题的有效控制，对于提高预应力钢结构的有效构建，具有重要的意义。
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论文作者:于相平,潘荣新,印传宗
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/13
标签：预应力论文; 钢结构论文; 桥梁论文; 结构论文; 钢绞线论文; 锚固论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;