广州市公用事业规划设计院有限责任公司
摘要：本文主要总结了预应力钢筋混凝土梁桥的比较主要有效的几种钢束调整方法，为工程设计中提供指导，提高效率，减少盲目的调束工作。
关键词：预应力；钢束布置；调整方法
一、前言
现代桥梁中大多数桥梁以预应力钢筋混凝土桥为主，跨度大到两百多米变高连续梁或连续钢构，小到十几米简支空心板梁，都采用预应力结构，可见，预应力在桥梁中的应用是多么的广泛。归因到底主要是预应力混凝土桥梁具有强大的竞争能力，表现在一下几个方面：一是预应力混凝土充分发挥高强材料的特点，具有可靠的强度、刚度以及抗裂性能。二是预应力混凝土桥梁的施工方法已达到相当成熟的先进水平，现代化的技术应用已使它的施工周期大大缩短，显示出巨大的经济效益。三是预应力混凝土桥梁适用于各种结构体系，而且还不断创造出体现预应力技术特点的新型结构体系，因而它的适用范围大，竞争力强。四是预应力混凝土桥梁可充分利用材料的可塑性的特点，在建筑上有丰富多彩的表现潜力，更易达到与周边环境相协调的简洁而美观的型式。预应力混凝土桥在桥梁领域应用如此广泛，它的核心技术在于预应力钢束在梁中的布置及张拉控制。桥梁结构受力复杂，钢束的布置成为桥梁设计的难点，不仅钢束的数量对结构有决定性影响，同时钢束的位置、布置形状，张拉应力等对结果也有重要影响。许多运营阶段出现的桥梁病害都是因为钢束数量及位置不合理而造成的。如何配置好预应力钢束，是值得我们研究的问题。如何快速的调节预应力钢束，是结构达到合理受力范围更是我们设计人员应该掌握的问题。基于此，本文主要总结了预应力钢筋混凝土梁桥的比较主要有效的几种钢束调整方法，为工程设计中提供指导，提高效率，减少盲目的调束工作。
二、预应力钢筋混凝土梁桥钢束调整方法分析
为了使结构在施工与使用阶段处于合理的受力状态，设计人员需要花费大量的时间和精力来确定预应力钢束数量与位置，但目前这项工作只能根据工程经验或是对结构受力的理解来进行，通过无数次的试算、调整才能满足规范要求。特别是在公路桥涵设计通用规范中明确考虑了截面的有效分布宽度，全预应力构件抗裂验算中有效应力折减，同时严格控制压应力指标的条件下，更是大大提高了钢束的调整难度。桥梁博士的调束工具可以在调整钢束的同时，看到预应力混凝土结构由此产生的内力、应力及位移变化，将原来需要反复修改钢束坐标、重新计算，并查看效应图的过程大大简化，从而缩短了设计时间，故利用好调束工具，对设计效率的提高有很大的帮助。
根据多年的设计经验以及对结构受力的理解，要把结构应力调整在合理范围方法有多种，最有效的方法可以调整钢束数量，也可以调整截面高度，也可以调整张拉应力，下面以预应力变高梁为例，在大量的预应力变高梁设计经验中总结了以下几条钢束的布置和调整方法。
方法一：在截面不变的情况下，通过调整预应力钢束的位置及数量达到调整目的。
（1）跨中截面附近：
1）下缘应力不足，可以从以下三种方法调整：①如上缘压应力富余较多，首先减少上缘预应力束，释放上缘的压应力。②增加底板短束（下缘），应力增加明显。③如有可能预应力束重心向下移。
2）上缘应力不足：①如下缘压应力富余较多，（>2MPa），首先减少下缘预应力束；②增加上缘顶板束；③如有可能，预应力束重心向上移。
（2）支点截面附近
1）上缘应力不足：①增加上缘顶板束或增加弯起的腹板束；②如有可能预应力束重心向上移.
2）下缘应力不足：①如上缘压应力富余量较大（>2MPa），首先减少上缘预应力束；②如果是桥长较短的等高度连续梁，可增设底板通长束；③变高度连续梁：将底板短束近可能延长到支座附近；④减少上缘顶板束，增加弯起的腹板束，并将腹板束的重心下移。原因：①梁的刚度大（I大，L小 EI/C，EI/L变大了）温度和支座沉降产生的正弯矩过大；②支座沉降量过大，温度变化大.
（3）在跨中和支点之间的截面
1）上缘应力不足：
①如下缘应力富余量较大，（>2MPa），首先减少下缘预应力束；②增加上缘顶板短束；③延长顶板短束并通过该截面；④将预应力束重心向上移。
2）下缘应力不足：①如上缘预应力富余量较大，（>2MPa），首先上缘预应力束；②增加下缘底板短束；③延长底板短束并通过该截面；将预应力束重心向下移。
方法二：通过调整截面高度。当桥梁截面尚在可调节阶段，当截面应力过大，减少钢束数量又无法满足抗弯承载力要求的情况下，可以适当调整截面高度，这是最有效的解决办法。
方案三：当截面不能调整，钢束布置位置也没有多余的空间时，在规范范围内可调整预应钢束的张拉应力来控制。
三、结论
（1）预应力钢筋混凝土梁桥的钢束布置与桥梁的梁高线型变化有关，也与施工方式有关，变高箱梁采用悬臂施工与满堂支架施工的布置方式是不一样的，因此张拉方式也不一样，预应力调整方式也不一样。
（2）张拉控制应力确定后，预应力所引起的结构应力大小与预应力钢束数量成正比。
（3）截面变化对钢束的应力影响很大。
（4）上述几种方法是预应力混凝土桥梁中常用的调束方法，归根到底，想要调高设计效率，达到又快又有效的设计效果，必须熟练掌握结构的受力特点，掌握设计原理，及积累设计经验配合相关的软件设计才能达到事半功倍的效果，才能更好的设计出受力合理的桥梁。
参考文献：
[1]范立础，预应力混凝土连续梁.北京：人民交通出版社.1985年
[2]林同炎Ned H Burns. 应力混凝土结构设计.北京：中国铁道出版社，1983年
论文作者:朱雪梅
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第16期
论文发表时间:2019/6/17
标签：预应力论文; 应力论文; 上缘论文; 截面论文; 桥梁论文; 方法论文; 结构论文; 《建筑模拟》2019年第16期论文;