先张法预应力混凝土简支空心板梁桥设计（理塘河项目）文献综述
摘要：桥梁作为人类在河流、沟谷等特殊地理单元之上建筑的，具有沟通功用的交通设施，其起源很早，可以追溯到原始社会的人们利用树木、石块等架设在江河、沟谷等上方进行跨越式通行的简单结构。随着时代的发展及工程技术的进步，桥梁逐渐衍生出众多的形式，适用于不同的地理环境。本桥梁设计适用于理塘河中桥项目，拟采取先张法预应力混凝土工艺，以空心板预制梁为构筑材料，以简支梁为构筑形式进行设计施工。先张法预应力混凝土工艺是在浇筑混凝土之前拉伸钢筋以获得结构内部的预应力，以提高钢筋混凝土构件的抗裂等各种性能的一种方法。简支梁桥，是一种起源最早、应用最为广泛的梁式桥结构体系之一，其上部结构主要是两端简单支承在跨越单位两侧墩台上的承重梁，简支梁桥的构造形式简洁、施工比较便利，并且不容易受到地质、温度等条件改变的负面影响，这是其特有的优势。简支梁桥在世界范围内中小跨度桥梁的设计中应用极为普遍。理塘河作为雅砻江的一个支流,河流流域内山地峡谷众多，地形地貌复杂，地质条件多变，在其上架设中桥，使用先张法预应力混凝土工艺的空心板简支梁设计，能够在控制建设成本的同时更好地适应当地的地理条件，提高桥梁性能，延长桥梁寿命。
关键词：预应力混凝土空心板 简支梁桥 桥梁设计
- 预应力混凝土工艺（先张法）和简支空心板梁桥结构的历史发展
桥梁产生之初，先民所用建筑材料一般是木料和石料，通过简支梁的形式实现桥梁对于河流、沟谷等的跨越功能。近代以来，相关的材料技术和施工技术得到突飞猛进的发展，混凝土材料开始在世界各地的桥梁建设中铺展应用开来。钢筋混凝土桥梁的出现与普及在大大增加了桥梁跨径的同时，对于桥梁的坚固性和耐久度也有较大的提高。随着生产力的发展，使用普通的钢筋混凝土构件所建造的桥梁，其抗裂性能已远远不能够满足生产力发展的需求。高强度的使用呼唤新的建筑材料。预应力混凝土材料便应运而生。混凝土的预应力起源最早可以追溯到美国工程师P·H·Jackson及德国工程师C·E·W·Dochring分别在1866和1888年的相关应用，但其效果不佳。混凝土的一个缺陷就是容易产生徐变和收缩，这样一来原本较低的预应力逐渐就减弱甚至成为零了。1920-1930年代，该技术开始推广使用。先张法是与后张法相对而言的。先张法工艺是由德国的E·Hoyer在1938年率先研究成功的。二战期间，由于战争的破坏性、灵活性以及对桥梁的使用频率大为增加等特点，加上各国钢材普遍短缺，原本的桥梁设计建造方案遇到了瓶颈。而预应力技术材料因其施工简便、结构稳定、节约钢材等优势得到迅速发展和广泛应用。国际预应力混凝土协会在1950年成立，更助推和加速了该技术的发展。时至今日，预应力混凝土工艺在桥梁设计等方面占有重要地位，应用该技术设计施工的桥梁在社会生产生活中有着不可替代的作用。
受限于我国的历史因素和特殊的国情等原因，预应力混凝土技术的应用在我国起步发展较晚，1950年后逐步开始发展起来，但后期发展较快。到1970年代末，各地区所建设的大型桥梁，使用预应力混凝土技术的比例几乎达到100%，而先张法工艺在预应力混凝土桥梁的设计建造中占有相当大的应用比例。
简支梁可以说是起源最早、应用最广的桥梁形式，桥梁产生之初即为简支梁构造。空心板是相对于实心板而言的。其内部中空，极大减少了构件的重量，运输安全方便，广泛应用于小跨径桥梁。如今，我国跨度13-20米的中小型桥梁基本采用了简支空心板梁形式。先张法预应力混凝土工艺结合简支空心板梁技术，今天已经发展得较为成熟，在桥梁设计中能够很好地减少工程造价、保证工程质量。
- 先张法预应力工艺和简支空心板梁桥形式的优缺点分析
先张法工艺在混凝土浇筑之前对其内部的钢筋进行机械拉伸，从而使混凝土凝固后结构内产生聚拢的力，能够很好地提高其抗裂等性能，为桥梁的安全和便利使用提供更多的保障。同时预应力钢筋混凝土桥梁相比于钢桥节省了很多的钢材，大大降低了建设成本。这是其主要优点。缺点一是构件需要相应的张拉设备张拉钢筋，提高了制造成本；二是随着时间的推移混凝土会产生徐变，对构件预应力产生较大的影响，从而对桥梁整体造成不利影响。
简支梁形势的优缺点较为明显。优点是结构简洁、搭设方便、受力明确，复杂地理条件和地质情况的适应性更强。缺点则是每跨都需要设伸缩缝，相邻两跨之间存在异向转角、桥面有折角、整个桥面的整体性较差等。
空心板的主要优点即为减少耗材，降低成本。同时易于工业化生产，运输使用方便。主要缺点则是桥梁的跨径受到一定限制，大型桥梁无法使用。同时其在抵抗正弯矩方面的受力性能相对T梁较差。
