桥梁设计之预应力钢束设计估算及布置

桥梁设计之预应力钢束设计、估算及布置预应力钢束设计预应力束设计估算—计算中使用的组合结果并不是桥梁的真实受力未考虑预加力的影响未考虑预加力对徐变、收缩的影响③未考虑（钢束）孔道的影响各钢束的预应力损失值只能根据经验事先拟定预应力束的调束预应力束的布置预应力束的估束预备知识（1）预应力钢筋7-φj15.24表示：一束由7股φ15.24

的钢绞线组成，每股钢绞线由6根直径5mm的钢丝围绕

一根直径5.5mm的芯丝顺一个方向扭结而成的7股钢绞线，其理论重量1.101Kg/m。其参数如下所示：抗拉强度标准值：fpk

=1860MPa张拉控制应力：σcon≤0.75

fpk抗拉强度设计值：fpd

=1260MPa有效张拉力：σpe=σcon-

σl预备知识预加力合力偏心距e上、e下的计算通过查询Midas截面特性值来计算。通过AutoCad查询截面特性值来计算；右击“截面”（如右图所示）单击“表格”如图4-1所示提取其中的面积、Iyy、Czp、Czm。其中：Iyy：对单元局部坐标系y轴的惯性距；

Czp：沿单元局部坐标系+z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Czm：沿单元局部坐标系-z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。预备知识截面特性值表格思考题预加力合力偏心距e上、e下与Czp、Czm的关系？

图4-1预应力束估算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004）规定在选定预应力筋的数量时，应满足以下三方面要求：(1)承载能力极限状态下的强度要求；(2)正常使用极限状态下的应力要求；(重点)(3)施工阶段的应力要求。预应力估算依据

按承载能力极限计算时满足正截面强度要求

受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度受拉区钢筋达到抗拉设计强度承载能力极限状态极限状态整体结构或构件的某一特定状态，超过这一状态界限结构或构件就不再满足设计规范的某一功能要求。预应力束估算受压借区高令度预应颈力筋械数或（1）对放于仅怜承受致一个狠方向池的弯裕矩的宏单筋祖截面救梁矩形裙截面判断围截面堪类型按承迟载能菌力极尼限计亲算时霉满足卧正截艳面强艘度要苦求预应乡丰力束户估算（2）若爸截面刺承受球双向弦弯矩股时，艳需配阿双筋舞的梁可据栏截面招上正夺、负湖弯矩凝按上匹述方康法分气别计手算上桐、下吵缘所需木预应壤力筋柄数量晚。这忽捞略实傻际上姜存在绢的双敌筋影做响（殃受拉宗区和政受压悼区都港有力酱筋）荒会使趴计算驻结果偏大，作俯为力破筋数株量的邮估算臭是允税许的滴。按承祸载能丈力极肆限计样算时俗满足题正截雄面强德度要拌求预应林力束尺估算思考富题：为什宏么忽尊略实隔际上笔存在麦的双绳筋影泪响会愈使计花算结载果县会田偏大猪？按正律常使妹用极仅限计剑算时机满足抓应力张要求正常兼使用寄极限呜状态预压错应力荷载段引起播的拉蜂应力预压蕉应力荷载遮引起奏的压路应力混凝脸土的荷允许嗓压应贡力截面矿上、钩下缘外均不嫩产生尿拉应腿力截面调上、月下缘往的混姨凝土选均不献被压驾坏预应归力束篮估算按正浊常使些用极傻限计之算时污满足峰应力冒要求预压装应力荷载夫引起旱的拉呢应力预压费应力荷载姻引起留的压泻应力混凝许土允响许的趋压应径力预应换力束妙估算（1）由盖预加笛力引起辽截面某上、的下翼务缘混痰凝土绕应力按正洪常使障用极泉限计殖算时籍满足而应力轮要求预应胸力束漫估算注意对于贝公路店桥，翼在使新用阶森段配断筋估奔算时姨，预镜应力廊钢筋有著效预延应力σpe=（）fpk；在跃施工呼阶段袜配筋估算呜时，抱预应昼力钢让筋有支效预津应力鸦（）σpe。上翼做缘最帽大配助筋为腿：上翼够缘最剑小配冈筋为驾：下翼优缘最粘大配她筋为肿：下翼总缘最紫小配感筋为斑：按正小常使蜡用极且限计分算时风满足遥应力册要求截面捆上核脆心距截面班下核拣心距预应汪力束预估算（2）截忌面只情在下至缘布藏置力娘筋以亮抵抗侄正弯绍矩按正织常使鸡用极奋限计挽算时盼满足坟应力鸦要求预应纸力束欧估算（3）当约截面君中只群在上绒缘布东置力曾筋以瓜抵抗倒负弯睛矩按正瓦常使袄用极谁限计菜算时辽满足龟应力龄要求预应末力束钓估算按正摊常使唤用极故限计毫算时谁满足秀应力愚要求（4）上匀、下平缘配势筋的巡寿判别介条件受弯僚构件裹截面刊配筋计数量截面井承受枕的弯孙矩截面袍的几幻玉何特假性以截砌面上泼下缘臭均配团有力括筋抵给抗正翠负弯价矩的供情况被下所药导出的柿公式勒为依奖据：配底援板筋配顶腊板筋预应努力束束估算按正壤常使劳用极岸限计板算时言满足乔应力鸽要求弯矩M取值当说明注意贱：一次雕落架厘生成涌形成怎的内孔力包谨络图吩与分对阶段招依次烂落架员生成亿的内探力包街络图甲存在夸不小喷的差终异。预应尤力束悼估算预应汁力束歼估算三跨包连续条刚构绕桥弯秤矩包俊络图考虑盟施工透过程虾的弯朵矩变寻化体系绣转换艳前的垂最大警弯矩班包络奸图预应削力束那估算预应痒力束言布置预应梅力束报的布筑置（1）钢束始布置反原则谷，应糟使其带重心生线不哗超出邻束界饼范围籍。（2）钢束缩慧弯起随角度裂，应映与所扶承受呢的剪拌力变澡化规背律相督配合。悟弯起烘角α不宜春大于20荷°；对选于弯环出梁丛顶锚叮固的延钢束，α值往签往超镰出此陡值，纽奉常常偷在20赚°～30足°之间颂。（3）弯陶起钢侮丝束遣的形证式，荡原则蛾上宜嘴为抛煎物线荒，若谋为施工方散便则凉又宜晃采用摄悬链掌线，冲或采孟用圆消弧弯选起并辨以切发线伸出欺梁端屈或梁揪面。若后张范法预可应力拳混凝布土构婚件的优曲线洋形预应傲力钢膊筋，禁其曲桑线半眼径应吓符合仁下列色规定古：钢淋丝束良、钢绞相线束煤钢丝疲直径竿等于丑或小拿于5m控m时，教不宜选小于4m；钢丝再直径济大于5m唇m时，丝式不宜卷小于6m。（4）预认应力巡寿钢筋委弯起满点的切确定别：a）从势受剪柳考虑冻，应开提供证一部裕分抵共抗外抖荷载来剪力斗的预剪力依。但罩实际粮上，积受弯源构件锣跨中嘉部分徒的肋丸部混踪蝶凝土猴已足够负承受隆荷载川剪力势，因蛮此一进般是汽根据懒经验伟，在粗跨径项的三分抢点到次四分未点之厉间开扇始弯昼起。b）从洞受弯朴考虑寻，由扔于预远应力永钢筋饭弯起锐后，际其重裙心线将往振上移粉，使端偏心跟距变晒小。矿即预彼加力牌弯矩医将变废小。备因此，督应满羡足预立应力愤钢筋达弯起仁后的盒正截善面的所抗弯栽承载俊力要求浙。预款应力搁钢筋敏束的信弯起删点尚惯应考迫虑斜眠截面伤抗弯付承载力标要求虚。即得保证石钢筋遗束弯豆起后饼斜截创面上认的抗第弯承派载力，午不低服于斜拍截面明顶端淡所在鸦的正腹截面童抗弯规承载决力。预应跌力束析布置预应泡力束奔的布肾置预应霉力束宣布置预应弃力束播布置有的具轿体规竿定（1）在息靠近缸端支林座区陪段横漏向对神称弯铅起，哑尽可头能沿怠梁端面均旬匀布圣置，碍同时禾沿纵哑向可浑将梁鼓腹板么加宽磨。在昨梁端智部附近胃，设苗置间吧距较疑密的拴纵向歼钢筋蔬和箍境筋。爷并符膊合T形和箱尽形梁群对纵男向钢杰筋和霉箍筋弹的要踪蝶求。（2）预仆应力框直线壮管道损的混牵凝土截保护夕层厚柳度，芳对构项件顶面和司侧面携，当葬管道险直径春大于55慕mm时，倾不应埋小于45匆mm；对构拐件底信面不框应小悉于50单mm炎.当桥优梁处捞于受趣侵蚀迷的环置境时，千上述稍保护枪层厚议度应待增加10典mm。后遭张法封预应锄力混凝土醋构件哗的端宫部锚扎固区芳，在连锚具洋下面旗应设我置厚死度不犁小于16念mm的垫补板或能采用辜具有这喇叭娇管的始锚具艇垫板羞。锚海垫板下惠应设悄间接遇钢筋叨，其政体积远配筋值率不极应小泽于0.跌5%。后张拥法构剂件（3）后张堂法预克应力激混凝叠土构连件，甩其预需应力脑管道背的混凝土沫保护固层厚批度，忍应符忌合《公路绕桥规》的下蜡列要招求：直线蛇形预阿应力戚钢筋阀的最瞒小混计凝土汤保护荡层厚歉度不速应小烛于钢筋躺公称域直径甲，后缓张法脚构件享预应睛力直巾线形袖钢筋序不应心小于管爬道直类径的1/骡2且应胆满足迎下表查规定喂：预应寸力束繁布置预应寒力束谦布置随的具顺体规夹定对外支形呈允曲线岭形且丝式布置仆有曲客线预碌应力影钢筋藏的构肤件，猛其曲线困平面图内和叫曲线醒外的户管道蚁的最脸小混敏凝土醉保护岔层厚浑度，也应恭根据《公路宽桥规》给出婶公式辩计算门得到肺。按上消述公扰式计谦算的沉保护休层厚扭度，辅如小僵于各钉类环斜境的朽直线管螺道的剥保护纽奉层厚待度，妨应取答相应暗环境点条件衡的直输线管蜜道的保对护层态厚度真。预应卷力束胀布置预应盾力束聪布置仓的具惧体规泻定预应执力束叼管道星的构死造要条求（1）直线饶管道遵之间友的水筐平净搅距不女应小杏于40子mm，且不宜流小于峡管道贤直径阁的0.肃6倍；牙对于偶预埋快的金守属或孤塑料波纹亮管和岂铁皮呼管，状在竖肠直方防向可类将两贫管道悟叠加钱。后张箱法构禁件（4）按箩计算望需要填设置球预拱晋度时味，预丘留管请道也同应同园时起拱争。（3）管道监内径扛的截亩面面璃积不部应小州于预顿应力缸钢筋薯截面面积骄的两砍倍。（2）曲线萝形预然应力闷钢筋奇管道宴在曲半线平丙面内付或曲慎线平面外幸相邻阶管道抛间的亲最小加距离鞋可据《公路裳桥规》有关渐公式计接算。预应弃力束冠布置（1）应俱选择谜适当旧的预浑应力渣束的笛型式除与锚惩具型复式（3）预极应力双束的喝布置约，既千要符仔合结谈构受衔力的催要求谣，又要注袄意在喝超静秋定结横构体姜系中择避免递引起接过大妹的结柴构次内力闸。（4）森预应魄力束盟的布烂置，量应考锹虑材追料经窃济指忙标的勾先进俗性（5）妇预应啊力束格应避摧免合妖用多扒次反灾向曲扁率的担连续良束（6）屈预应鬼力束张的布浑置，哲不但荡要考帖虑结荷构在沫使用炭阶段默的弹性娃力