橋梁設(shè)計(jì)之預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)估算及布置

橋梁設(shè)計(jì)之預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)、估算及布置預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)估算—計(jì)算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實(shí)受力未考慮預(yù)加力的影響未考慮預(yù)加力對徐變、收縮的影響③未考慮（鋼束）孔道的影響各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事先擬定預(yù)應(yīng)力束的調(diào)束預(yù)應(yīng)力束的布置預(yù)應(yīng)力束的估束預(yù)備知識（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋7-φj15.24表示：一束由7股φ15.24

的鋼絞線組成，每股鋼絞線由6根直徑5mm的鋼絲圍繞

一根直徑5.5mm的芯絲順一個(gè)方向扭結(jié)而成的7股鋼絞線，其理論重量1.101Kg/m。其參數(shù)如下所示：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk

=1860MPa張拉控制應(yīng)力：σcon≤0.75

fpk抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fpd

=1260MPa有效張拉力：σpe=σcon-

σl預(yù)備知識預(yù)加力合力偏心距e上、e下的計(jì)算通過查詢Midas截面特性值來計(jì)算。通過AutoCad查詢截面特性值來計(jì)算；右擊“截面”（如右圖所示）單擊“表格”如圖4-1所示提取其中的面積、Iyy、Czp、Czm。其中：Iyy：對單元局部坐標(biāo)系y軸的慣性距；

Czp：沿單元局部坐標(biāo)系+z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。Czm：沿單元局部坐標(biāo)系-z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。預(yù)備知識截面特性值表格思考題預(yù)加力合力偏心距e上、e下與Czp、Czm的關(guān)系？

圖4-1預(yù)應(yīng)力束估算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD62-2004）規(guī)定在選定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量時(shí)，應(yīng)滿足以下三方面要求：(1)承載能力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度要求；(2)正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求；(重點(diǎn))(3)施工階段的應(yīng)力要求。預(yù)應(yīng)力估算依據(jù)

按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求

受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的某一特定狀態(tài)，超過這一狀態(tài)界限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不再滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的某一功能要求。預(yù)應(yīng)力束估算受壓區(qū)高度預(yù)應(yīng)力筋數(shù)或

（1）對于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁矩形截面判斷截面類型按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力束估算（2）若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的梁可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有力筋）會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力束估算思考題：為什么忽略實(shí)際上存在的雙筋影響會(huì)使計(jì)算結(jié)果會(huì)偏大？按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求正常使用極限狀態(tài)預(yù)壓應(yīng)力

荷載引起的拉應(yīng)力

預(yù)壓應(yīng)力

荷載引起的壓應(yīng)力

混凝土的允許壓應(yīng)力

截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力截面上、下緣的混凝土均不被壓壞預(yù)應(yīng)力束估算按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力荷載引引起的的拉應(yīng)應(yīng)力預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力荷載引引起的的壓應(yīng)應(yīng)力混凝土土允許許的壓壓應(yīng)力力預(yù)應(yīng)力力束估估算（1）由預(yù)預(yù)加力力引起截截面上上、下下翼緣緣混凝凝土應(yīng)應(yīng)力按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求預(yù)應(yīng)力力束估估算注意對于公公路橋橋，在在使用用階段段配筋筋估算算時(shí)，，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼鋼筋有效效預(yù)應(yīng)應(yīng)力σpe=（0.6-0.65）fpk；在施施工階階段配配筋估算時(shí)時(shí)，預(yù)預(yù)應(yīng)力力鋼筋筋有效效預(yù)應(yīng)應(yīng)力（（1.0-1.15）σpe。上翼緣緣最大大配筋筋為：：上翼緣緣最小小配筋筋為：：下翼緣緣最大大配筋筋為：：下翼緣緣最小小配筋筋為：：按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求截面上上核心心距截面下下核心心距預(yù)應(yīng)力力束估估算（2）截面面只在在下緣緣布置置力筋筋以抵抵抗正正彎矩矩按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求預(yù)應(yīng)力力束估估算（3）當(dāng)截截面中中只在在上緣緣布置置力筋筋以抵抵抗負(fù)負(fù)彎矩矩按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求預(yù)應(yīng)力力束估估算按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求（4）上、、下緣緣配筋筋的判判別條條件受彎構(gòu)構(gòu)件截截面配配筋數(shù)數(shù)量截面承承受的的彎矩矩截面的的幾何何特性性以截面面上下下緣均均配有有力筋筋抵抗抗正負(fù)負(fù)彎矩矩的情情況下下所導(dǎo)導(dǎo)出的公公式為為依據(jù)據(jù)：配底板板筋配頂板板筋預(yù)應(yīng)力力束估估算按正常常使用用極限限計(jì)算算時(shí)滿滿足應(yīng)應(yīng)力要要求彎矩M取值說說明注意：：一次落落架生生成形形成的的內(nèi)力力包絡(luò)絡(luò)圖與與分階階段依依次落落架生生成的的內(nèi)力力包絡(luò)絡(luò)圖存存在不不小的的差異異。預(yù)應(yīng)力力束估估算預(yù)應(yīng)力力束估估算三跨連連續(xù)剛剛構(gòu)橋橋彎矩矩包絡(luò)絡(luò)圖考慮施施工過過程的的彎矩矩變化化體系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換前前的最最大彎彎矩包包絡(luò)圖圖預(yù)應(yīng)力力束估估算預(yù)應(yīng)力力束布布置預(yù)應(yīng)力束的布布置（1）鋼束布置原則則，應(yīng)使其重重心線不超出出束界范圍。。（2）鋼束彎起角度度，應(yīng)與所承承受的剪力變變化規(guī)律相配配合。彎起角α不宜大于20°；對于彎出梁梁頂錨固的鋼鋼束，α值往往超出此此值，常常在在20°～30°之間。（3）彎起鋼絲束束的形式，原原則上宜為拋拋物線，若為為施工方便則又宜宜采用懸鏈線線，或采用圓圓弧彎起并以以切線伸出梁端或梁梁面。后張法法預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件的曲曲線形預(yù)應(yīng)力鋼筋，，其曲線半徑徑應(yīng)符合下列列規(guī)定：鋼絲絲束、鋼絞線束鋼絲絲直徑等于或或小于5mm時(shí)，不宜小于于4m；鋼絲直徑大于于5mm時(shí)，不宜小于于6m。（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋筋彎起點(diǎn)的確確定：a）從受剪考慮慮，應(yīng)提供一一部分抵抗外外荷載剪力的的預(yù)剪力。但實(shí)際際上，受彎構(gòu)構(gòu)件跨中部分分的肋部混凝凝土已足夠承受荷載載剪力，因此此一般是根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在跨跨徑的三分點(diǎn)到四分分點(diǎn)之間開始始彎起。b）從受彎考慮慮，由于預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋彎起起后，其重心心線將往上移，使使偏心距變小小。即預(yù)加力力彎矩將變小小。因此，應(yīng)滿足預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋彎彎起后的正截截面的抗彎承承載力要求。預(yù)應(yīng)力力鋼筋束的彎彎起點(diǎn)尚應(yīng)考考慮斜截面抗抗彎承載力要求。即即保證鋼筋束束彎起后斜截截面上的抗彎彎承載力，不低于斜斜截面頂端所所在的正截面面抗彎承載力力。預(yù)應(yīng)力束布置置預(yù)應(yīng)力束的布布置預(yù)應(yīng)力束布置置預(yù)應(yīng)力束布置置的具體規(guī)定定（1）在靠近端支支座區(qū)段橫向向?qū)ΨQ彎起，，盡可能沿梁梁端面均勻布置，，同時(shí)沿縱向向可將梁腹板板加寬。在梁梁端部附近，設(shè)置間間距較密的縱縱向鋼筋和箍箍筋。并符合合T形和箱形梁對縱縱向鋼筋和箍箍筋的要求。。（2）預(yù)應(yīng)力直線線管道的混凝凝土保護(hù)層厚厚度，對構(gòu)件件頂面和側(cè)面，當(dāng)當(dāng)管道直徑大大于55mm時(shí)，不應(yīng)小于于45mm；對構(gòu)件底面不不應(yīng)小于50mm.當(dāng)橋梁處于受受侵蝕的環(huán)境境時(shí)，上述保護(hù)護(hù)層厚度應(yīng)增增加10mm。后張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的端端部錨固區(qū)，，在錨具下面面應(yīng)設(shè)置厚度度不小于16mm的墊板或采用用具有喇叭管管的錨具墊板板。錨墊板下應(yīng)設(shè)間接接鋼筋，其體體積配筋率不不應(yīng)小于0.5%。后張法構(gòu)件（3）后張法預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件件，其預(yù)應(yīng)力力管道的混凝土保護(hù)層厚厚度，應(yīng)符合合《公路橋規(guī)》的下列要求：：直線形預(yù)應(yīng)力力鋼筋的最小小混凝土保護(hù)護(hù)層厚度不應(yīng)應(yīng)小于鋼筋公稱直徑徑，后張法構(gòu)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力直直線形鋼筋不不應(yīng)小于管道直徑的的1/2且應(yīng)滿足下表表規(guī)定：預(yù)應(yīng)力束布置置預(yù)應(yīng)力束布置置的具體規(guī)定定對外形呈曲線線形且布置有有曲線預(yù)應(yīng)力力鋼筋的構(gòu)件件，其曲線平面內(nèi)和和曲線外的管管道的最小混混凝土保護(hù)層層厚度，也應(yīng)根據(jù)《公路橋規(guī)》給出公式計(jì)算算得到。按上述公式計(jì)計(jì)算的保護(hù)層層厚度，如小小于各類環(huán)境境的直線管道的保護(hù)護(hù)層厚度，應(yīng)應(yīng)取相應(yīng)環(huán)境境條件的直線線管道的保護(hù)層厚度度。預(yù)應(yīng)力束布置置預(yù)應(yīng)力束布置置的具體規(guī)定定預(yù)應(yīng)力束管道道的構(gòu)造要求求（1）直線管道之間間的水平凈距距不應(yīng)小于40mm，且不宜小于管道道直徑的0.6倍；對于預(yù)埋埋的金屬或塑塑料波紋管和鐵皮皮管，在豎直直方向可將兩兩管道疊加。。后張法構(gòu)件（4）按計(jì)算需要要設(shè)置預(yù)拱度度時(shí)，預(yù)留管管道也應(yīng)同時(shí)時(shí)起拱。（3）管道內(nèi)徑的截截面面積不應(yīng)應(yīng)小于預(yù)應(yīng)力力鋼筋截面面積的兩倍。。（2）曲線形預(yù)應(yīng)力力鋼筋管道在在曲線平面內(nèi)內(nèi)或曲線平面外相鄰管道道間的最小距距離可據(jù)《公路橋規(guī)》有關(guān)公式計(jì)算。預(yù)應(yīng)力束布置置（1）應(yīng)選擇適當(dāng)當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束束的型式與錨錨具型式（3）預(yù)應(yīng)力束的的布置，既要要符合結(jié)構(gòu)受受力的要求，，又要注意在超靜靜定結(jié)構(gòu)體系系中避免引起起過大的結(jié)構(gòu)構(gòu)次內(nèi)力。（4）預(yù)應(yīng)力束束的布置，應(yīng)應(yīng)考慮材料經(jīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先先進(jìn)性（5）預(yù)應(yīng)力束束應(yīng)避免合用用多次反向曲曲率的連續(xù)束束（6）預(yù)應(yīng)力束束的布置，不不但要考慮結(jié)結(jié)構(gòu)在使用階階段的彈性力狀態(tài)的的需要，而且且也要考慮到到結(jié)構(gòu)在破壞壞階段時(shí)的需要。預(yù)應(yīng)力束布置置（2）應(yīng)力束的布布置要考慮施施工的方便預(yù)應(yīng)力束布置置的注意事項(xiàng)項(xiàng)（7）預(yù)應(yīng)力筋筋應(yīng)盡量對稱稱布置。（8）應(yīng)留有一一定數(shù)量備用用管道，一般般占總數(shù)的1%。（9）預(yù)應(yīng)力筋布置置不要太靠近近翼緣兩側(cè)，，在同一截面面上錨固需