当前，全球70%以上的现代建筑采用了预应力技术。预应力技术是现代混凝土桥梁发展的重要组成部分，目前大跨径的桥梁均为预应力结构。我国桥梁方面也有应用预应力技术的案例，如2010年长春富锋特大桥和2015年柳州洛维大桥的加固应用。

截止到2015年底，全国公路桥梁约77.92万座，共计约4592.77万米，其中预应力混凝土桥梁数量占比较大，较为典型的桥梁有重庆长江大桥老桥（主跨330米）和广东虎门大桥辅航道桥（主跨270米）。

预应力桥梁是个“大家庭”

　　使用预应力技术，是为了改善结构服役表现，在结构构件承受载荷之前，通过施加预应力的方式预先对使用阶段的受拉区域施加压应力；当结构构件承受载荷时，首先需要抵消预应力产生的压应力，以达到提高承载力和跨径的目的。预应力混凝土桥梁可分为简支结构和连续结构两种结构桥型。其中，简支结构又可分为简支空心板、简支小箱梁、简支I型梁和简支T型梁等；连续结构可分为等截面连续梁、变截面连续梁、T型刚构和组合梁等。
　　空心板梁：预应力一般在两侧上对称布置；一般单跨长5米至30米，单片重约50吨以内。该类结构具有外形简单、梁高小、易制作、质量轻、架设方便等优点。
　　T型组合梁：T型梁一般在腹板、底部处布设预应力筋。T型组合桥梁具有结构形式简单、受力明确、施工方便等优点；一般单跨长10米至50米，单片重20吨至130吨，在目前的新建工程应用较多。
　　小箱梁：一般在腹板和底板对称布置纵向预应力。具有结构简单、受力明确、架设安装方便等优点；一般单跨长20米至50米，单片重约50吨至200吨之间，在目前的新建工程应用较多。
　　I型组合梁：常在腹板和下马蹄上布置预应力，具有结构简单、受力明确、架设安装方便等优点。
　　等截面连续梁：主梁为等截面的箱形截面，采用现浇或预制方式施工，预应力一般布设在顶板、底板和腹板上；具有整体性强、耐久性好、跨越能力较大、承载能力高等优点。
　　变截面连续梁：主梁为变截面的箱形截面，主要采用预制悬拼方式施工，预应力一般布设在顶板、底板和腹板上；具有整体性强、耐久性好、跨越能力较大、承载能力高等优点。
　　连续刚构梁：悬臂箱梁主要采用预制悬拼方式施工，预应力一般布设在顶板、底板和腹板上；具有无支座、刚度大、抗震性好等优点。

材料多样才更好用

　　预应力体系由预应力筋+锚固系统组成。锚固方式主要分为夹片式、支承式、锥塞式和握裹式等四种。常用的预应力材料包括钢绞线、高强钢丝（拉索）、螺纹钢筋以及复合材料（CFRP）等。
　　钢绞线：包括普通钢绞线、环氧钢绞线和整束PE成品钢绞线等。普通钢绞线是冷拉光圆钢丝捻制的。
　　环氧钢绞线在钢绞线表面单独静电喷涂环氧粉末，形成致密环氧涂层，可分为单丝涂覆钢绞线和填充环氧钢绞线。单丝涂覆钢绞线是每根钢丝表面单独静电喷涂环氧粉末、形成致密环氧涂层保护膜的7根钢丝预应力钢绞线；填充环氧钢绞线是将热固性环氧树脂粉末静电喷涂到钢绞线表面及其内部缝隙内并融合黏结，使钢绞线形成密封整体的7根钢丝预应力钢绞线。
　　整束PE成品钢绞线采用相应的多根钢绞线，钢绞线外涂防锈油脂，单根采用聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带，再挤包聚乙烯护套，三层防腐，避免了因单根钢丝束受腐蚀而导致整束锈蚀。
　　高强钢丝：将一定根数的（19/37/61/91/127）的（镀锌）钢丝平行捆扎成股，钢丝顺直无扭转，截面为六边形。
　　精轧螺纹钢筋：带有不连续的外螺纹的热轧直条钢筋，有PSB830、PSB930和PSB1080几种型号。
　　碳纤维板（棒）：采用聚丙烯腈基（PAN基）制作，有碳纤维高强I级（2400MPa）和高强II级（2000MPa）两种型号。

各种桥梁预应力技术的适用范围

选对方法更高效
　　桥梁预应力技术分类多样，适用范围也各不相同（见表1）。根据预应力筋和构件空间位置不同，分为体内预应力和体外预应力。体内预应力使用自密实混凝土加厚箱梁腹板，并在加厚混凝土内部增设预应力，解决箱梁斜截面承载力不足，并增加应力储备，根本上提高了梁的承载力，耐久性较好，运营期内性价比高。体外预应力位于桥梁结构外部，通过锚固块、转向块、减震系统与梁体连接，施工完成后，可以从外部观察到预应力筋。体内预应力和体外预应力相比较，体内预应力加固法更加可靠。
　　根据张拉时间和构件制作方式不同，分为先张法和后张法。先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到一定要求时，放松预应力筋。该法具有施工简单、无锚具、制作经济、质量稳定等优点；缺点是前期投入大，无法布置曲线形预应力。后张法指的是先浇筑混凝土，待达到设计强度之后，再张拉预应力筋以形成预应力混凝土构件的施工方法，该法相比先张法更灵活，适用性更强。
　　根据张拉方式不同，分为单端张拉、两端张拉和中间张拉三种。单端张拉即在预应力束一端进行张拉，适用于钢绞线（又分单根张拉和整束张拉）、螺纹钢筋、碳纤维板和高强钢丝。两端张拉即在预应力束两端同时进行张拉，适用于钢绞线（又分单根张拉和整束张拉）。中间张拉是当梁段锚头部位无张拉施工位置时，在预应力束中间部位进行张拉，适用于单根钢绞线。
　　某桥全长约9.63公里，为带悬臂的先简支后桥面连续预应力混凝土箱梁，共480孔、64联，分左右两幅，单幅桥宽11.5米，桥面净宽10.75米。桥梁的主要病害包括：梁端裂缝、腹板裂缝、底板斜裂缝及纵向裂缝，梁体承载力不足、正截面抗弯及斜截面抗剪能力不足等。2010年，相关部门对其进行了加固：在小箱梁外侧，通长加厚两侧腹板（跨中腹板加厚16厘米，梁端腹板加厚30厘米），在加厚的腹板内对称布置2束钢绞线（每束钢绞线由4根直径为15.24毫米的钢绞线组成），长约32米，从而有效地提高了小箱梁的抗剪能力以及加大抗弯能力。

　　值得注意的是，在利用预应力技术进行混凝土桥梁加固时，应注意一些加固的条件，如预应力加固不适用于素混凝土构件和强度低于C25的钢筋混凝土构件；体外索的自由长度超过10米时，应设置定位和减震装置；预应力束长度小于10米时，锚固系统应进行特别设计；此外，被加固构件的截面不宜太小。

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文章来源： 永年加固公司
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