《板桥预应力钢束的估算及其布置分析案例2400字》

板桥预应力钢束的估算及其布置分析案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u32456板桥预应力钢束的估算及其布置分析案例综述 1118561.1跨中截面钢束的估算和确定 1139451.1.1按照正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 1149581.1.2按承载能力极限状态估算钢束数 2305143.2预应力钢束布置 2197551.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置 213281钢束锚固端截面几何特性计算表 5239461.2.2钢束弯起和线形的确定 5164191.2.3钢束计算 61.1跨中截面钢束的估算和确定根据《公预规》规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需钢束进行估算，并按这些估算的刚束数的多少确定主梁的配束。1.1.1按照正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式：n=式中：MkC1ΔAp——一股6φs15.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4cm2，故在第一章中已计算出成桥后跨中截面yx=142.67cm,ks=52.13cm,初估apn=1.1.2按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算图示，受压区混凝土达到极限强度fcd，应力图示呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度fn=式中：M——承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表2-5取用;——经验系数，一般采用0.75~0.77，本桥采用0.76；——预应力钢绞线的设计强度，见表1-1，为1260MPa。计算得

n根据两种极限状态计算结果，取钢束数n=9预应力钢束布置1.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置钢束的布置不仅要满足《公路桥梁预应力混凝土结构设计规范》的要求，还应考虑以下原则(1)应选择适当的预应力束筋的布筋与锚具形式，对不同的跨径的梁桥结构，要选用预加大小适当的预应力束筋，以达到合理的布置形式。避免因预应力钢筋的布置不当或者锚具的选择不当而使截面的尺寸加大。当预应力筋选的截面过小时，造成跨中布束过多时，而因结构尺寸布置不下时，可以增大束筋的截面。(2)预应力束筋的布置要考虑施工的方便，不能像普通钢筋一样随意的截断，否则将导致使用过多的锚具，由于每根束筋都是一根巨大的集中力，这样锚下应力区受力复杂，因而在构造上必需加以保证。(3)预应力束筋的布置既要符合受力要求，又要注意在超静定结构中不至于引起太大的次内力。(4)预应力束筋的布置要考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择有密切关系。(5)预应力束的布置应尽量避免多次反向曲率的连续束，否则将引起很大的摩阻损失，降低预应力束筋的效益。(6)预应力束筋的布置不仅要考虑正常使用阶段弹性受力的要求，而且不要考虑到结构在破坏阶段的需要。对于跨中截面，在保证预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大一些，本次毕业设计采用内径70mm，外径77mm的预埋波纹钢管，根据《公预规》9.1.1，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm及管道直径的1/2，根据《公预规》9.4.9，水平净距不应小于4cm及管道直径的0.6倍，在竖向可以叠加。根据以上规定，跨中截面的细部构造图如图3-1所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底的距离为：a对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个因素：预应力钢束合力重心线尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；考虑锚头布置的可行性，以满足张拉锚固的工艺需求。按照上述锚头布置的“均匀、分散”原则，锚固端布置钢束如图3-2所示图3-2钢束布置图图3-2钢束布置图钢束群重心至梁底的距离为：a为校核上述布置的钢束群重心位置，需要计算锚固端截面的几何特性，锚固端截面特性计算见表3-1所示。

钢束锚固端截面几何特性计算表表3-1分块名称A（y（cm）S（I（d（cm）I（I（cm）翼板42007.5315000.79×85.92310.05×310.84×三角承托186.0517.033168.430.004×76.3910.86×10.864×腹板12900122.51580250496.91×-29.08109.09×606×Σ17286.05/1614918.43497.704×/430×927.704×上表中：yy故计算得：kk∆y=说明钢束群重心处于截面的核心范围内。1.2.2钢束弯起和线形的确定确定钢束弯起角度时，既要照顾到因弯起所产生的竖向预应力有足够的数量，又要考虑到因为弯起角度增大而导致摩擦预应力损失不应过大。为此，本次设计中将锚固端截面分成上、下两部分，上部钢束的弯起角度定为15°，下部钢束的弯起角度定为7°。为简化计算和施工，所有钢束布置的线型均选用两端为圆弧线中间为直线的方式，并且整根钢束均布置在一个竖向平面内。1.2.3钢束计算（1）计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点到支座中心线的水平距离axiaaaaa图3-3封锚端混凝土块尺寸图3-4钢束计算图示图3-4为钢束计算图示，钢束弯起点至跨中的距离x2钢束起弯点至跨中的距离表3-2钢束号钢束弯起高度（cm）φcossinR=RxN1(N2、N3)31.070.99250.12194158.93506.851474.24N4（N5、N6）61.370.99250.12198492.261034.95941.23N9106.6150.96590.25883128.47809.711170.93N8141.6150.96590.25884155.641075.56895.7N7176.6150.96590.25885182.811341.41620.47控制截面钢束重心位置计算由图3-4所示的几何关系，得到公式为：ac=R−其中：aic——计算截面处钢束的升高值；a0R——钢束弯起半径。（2）钢束长度计算一根钢束的长度为两端的曲线长度，中间的直线长度和两端工作长度之和，其中钢束的曲线长度可将圆弧半径与弯起角度分别进行计算，通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁所需的钢束长度，以利于备料和施工，计算结果如表3-3所示。

钢束长度计算表3-3分点分点R（cm）钢束弯起角度曲线长度（cm）直线长度（cm）x1有效长度（cm）钢束预留长度（cm）钢束长度（cm）N1（N2、N3）4158.937508.111474.243964.101404104.70N4(N5、N6)8492.2671037.5394