預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置

1、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(duì)徐變、收縮的影響, 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(shí),（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋7-j15.24表示：一束由7股15.24 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： con0.75 fpk,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： fpd

2、=1260MPa,有效張拉力： pe= con - l,預(yù)備知識(shí),預(yù)加力合力偏心距e上、e下的計(jì)算,通過(guò)查詢Midas截面特性值來(lái)計(jì)算。,通過(guò)AutoCad查詢截面特性值來(lái)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(duì)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(shí),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

3、及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī) 范JTG D62-2004）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(guò)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(duì)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

4、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,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,預(yù)壓應(yīng)

5、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,混凝土允許的壓應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力束估算,（1）由預(yù)加力引起截面上、下翼緣混凝土應(yīng)力,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,預(yù)應(yīng)力束估算,注意,對(duì)于公路橋，在使用階段配筋估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼 筋有效預(yù)應(yīng)力pe=（ 0.6-0.65）fpk ；在施工階段配筋 估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力（1.0-1.15）pe 。,上翼緣最大配筋為：,上翼緣最小配筋為：,下翼緣最大配筋為：,下翼緣最小配筋為 ：,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,截面上核心距,截面下核心距,預(yù)應(yīng)力束估算,（2）截面只在下緣布置力筋以抵抗正彎矩,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,預(yù)應(yīng)力束估算,（3

6、）當(dāng)截面中只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,預(yù)應(yīng)力束估算,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,（4）上、下緣配筋的判別條件,受彎構(gòu)件截面配筋數(shù)量,截面承受的彎矩,截面的幾何特性,以截面上下緣均配有力筋抵抗正負(fù)彎矩的情況下所導(dǎo) 出的公式為依據(jù)：,配底板筋,配頂板筋,預(yù)應(yīng)力束估算,按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求,彎矩M取值說(shuō)明,注意：,一次落架生成形成的內(nèi)力包絡(luò)圖與分階段依次落架生成的內(nèi)力包絡(luò)圖存在不小的差異。,預(yù)應(yīng)力束估算,預(yù)應(yīng)力束估算,三跨連續(xù)剛構(gòu)橋彎矩包絡(luò)圖,考慮施工過(guò)程的彎矩變化,體系轉(zhuǎn)換前的最大彎矩包絡(luò)圖,預(yù)應(yīng)力束估算,預(yù)應(yīng)力束布置,預(yù)應(yīng)力束的布置,（1）鋼

7、束布置原則，應(yīng)使其重心線不超出束界范圍。,（2）鋼束彎起角度，應(yīng)與所承受的剪力變化規(guī)律相配 合。彎起角不宜大于20；對(duì)于彎出梁頂錨固的鋼 束，值往往超出此值，常常在2030之間。,（3）彎起鋼絲束的形式，原則上宜為拋物線，若為施 工方便則又宜采用懸鏈線，或采用圓弧彎起并以切線 伸出梁端或梁面。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的曲線形 預(yù)應(yīng)力鋼筋，其曲線半徑應(yīng)符合下列規(guī)定：鋼絲束、 鋼絞線束鋼絲直徑等于或小于5mm時(shí)，不宜小于4m ； 鋼絲直徑大于5mm時(shí)，不宜小于6m。,（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點(diǎn)的確定： a）從受剪考慮，應(yīng)提供一部分抵抗外荷載剪力的預(yù) 剪力。但實(shí)際上，受彎構(gòu)件跨中部分的肋部混凝土已 足夠承

8、受荷載剪力，因此一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在跨徑的 三分點(diǎn)到四分點(diǎn)之間開(kāi)始彎起。 b）從受彎考慮，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后，其重心線 將往上移，使偏心距變小。即預(yù)加力彎矩將變小。因 此，應(yīng)滿足預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后的正截面的抗彎承載力 要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋束的彎起點(diǎn)尚應(yīng)考慮斜截面抗彎承 載力要求。即保證鋼筋束彎起后斜截面上的抗彎承載 力，不低于斜截面頂端所在的正截面抗彎承載力。,預(yù)應(yīng)力束布置,預(yù)應(yīng)力束的布置,預(yù)應(yīng)力束布置,預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定,（1）在靠近端支座區(qū)段橫向?qū)ΨQ彎起，盡可能沿梁端 面均勻布置，同時(shí)沿縱向可將梁腹板加寬。在梁端部 附近，設(shè)置間距較密的縱向鋼筋和箍筋。并符合T形 和箱形梁對(duì)縱向鋼筋和箍筋的要

9、求。,（2）預(yù)應(yīng)力直線管道的混凝土保護(hù)層厚度，對(duì)構(gòu)件頂 面和側(cè)面，當(dāng)管道直徑大于55mm時(shí)，不應(yīng)小于45mm； 對(duì)構(gòu)件底面不應(yīng)小于50mm.當(dāng)橋梁處于受侵蝕的環(huán)境 時(shí)，上述保護(hù)層厚度應(yīng)增加10mm。后張法預(yù)應(yīng)力混 凝土構(gòu)件的端部錨固區(qū)，在錨具下面應(yīng)設(shè)置厚度不小 于16mm的墊板或采用具有喇叭管的錨具墊板。錨墊 板下應(yīng)設(shè)間接鋼筋，其體積配筋率不應(yīng)小于0.5%。,后張法構(gòu)件,（3）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其預(yù)應(yīng)力管道的混 凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)符合公路橋規(guī)的下列要求：,直線形預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于 鋼筋公稱直徑，后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力直線形鋼筋不應(yīng)小 于管道直徑的1/2且應(yīng)滿足下表規(guī)定：,

10、預(yù)應(yīng)力束布置,預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定,對(duì)外形呈曲線形且布置有曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，其 曲線平面內(nèi)和曲線外的管道的最小混凝土保護(hù)層厚度， 也應(yīng)根據(jù)公路橋規(guī)給出公式計(jì)算得到。,按上述公式計(jì)算的保護(hù)層厚度，如小于各類環(huán)境的直 線管道的保護(hù)層厚度，應(yīng)取相應(yīng)環(huán)境條件的直線管道 的保護(hù)層厚度。,預(yù)應(yīng)力束布置,預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定,預(yù)應(yīng)力束管道的構(gòu)造要求,（1） 直線管道之間的水平凈距不應(yīng)小于40mm，且 不宜小于管道直徑的0.6倍；對(duì)于預(yù)埋的金屬或塑料 波紋管和鐵皮管，在豎直方向可將兩管道疊加。,后張法構(gòu)件,（4）按計(jì)算需要設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，預(yù)留管道也應(yīng)同時(shí) 起拱。,（3）管道內(nèi)徑的截面面積不應(yīng)小于預(yù)應(yīng)力鋼

11、筋截面 面積的兩倍。,（2）曲線形預(yù)應(yīng)力鋼筋管道在曲線平面內(nèi)或曲線平 面外相鄰管道間的最小距離可據(jù)公路橋規(guī)有關(guān)公 式計(jì)算。,預(yù)應(yīng)力束布置,（1）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式,（3）預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又 要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過(guò)大的結(jié)構(gòu)次 內(nèi)力。,（4） 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性,（5） 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束,（6） 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的 彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段 時(shí)的需要。,預(yù)應(yīng)力束布置,（2）應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便,預(yù)應(yīng)力束布置的注意事項(xiàng),（7） 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對(duì)稱布置。,（8） 應(yīng)留有一定數(shù)量備用管道，一般占總數(shù)的1%。,（9）預(yù)應(yīng)力筋布置不要太靠近翼緣兩側(cè)，在同一截面 上錨固需要適當(dāng)分散。,備