【《预应力混凝土等截面连续箱梁桥预应力钢筋面积估算与配置计算案例》2500字】

预应力混凝土等截面连续箱梁桥预应力钢筋面积估算与配置计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u23668预应力混凝土等截面连续箱梁桥预应力钢筋面积估算与配置计算案例 1261331.1预应力钢筋估算 1204011.2预应力钢筋布置位置 7根据《公预规》，预应力混凝土连续梁应满足使用荷载下的正截面抗裂要求、正截面压应力要求和承载能力极限状态下的正截面强度要求。因此，预应力筋的数量可从这三个方面综合评定。根据正负弯矩分配在1到24单元只在下缘配筋，在25到26单元上下缘均需配筋，在27到34单元需在上缘配筋。（以上均为最少配筋）表1.1正负弯矩对应单元与数值（单位KN·m）单元MsmaxMsminMkmaxMkmin2-652.72-688.13-654.64-971.4810198225186382.55200448.24185465.9414222059.71205741.2224590.89204349.6818198394.64178675.34200696.13176808.832520229.27-3422.2220790.03-6201.75269026.68-14726.599483.73-17544.3934-388831.12-417290.71-390734.23-421903.291.1预应力钢筋估算1.1.1按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束根据《公预规》第6.3.1条，预应力混凝土受弯构件应对正截面的混凝土拉应力进行验算，以满足正截面抗裂要求。－在作用（或荷载）短期效应组合下构件的抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力，式中不含正负号；－扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的预压应力。由于此处为估算预应力束，截面特性可以粗略地按毛截面特性计算。当截面承受正弯矩时当截面承受负弯矩时、－作用（或荷载）短期效应组合，弯矩的最大值和最小值；、－截面形心轴上侧和下侧配置的预应力筋的永存预应力；、－截面形心轴上侧和下侧配置的预应力束与形心轴之间的距离；、－截面上缘和下缘的抗弯模量，，，（、为截面的上、下核心距）若上下缘均需布置预应力钢筋，已知下缘布置钢筋根数时，可由下式求上缘布置钢筋根数：分别求解可得预应力筋根数估算：采用的每根钢绞线面积，抗拉强度标准值，张拉控制应力取，预应力损失按张拉控制应力的估算，取。取预应力钢筋重心距下缘距离为0.15m，ex=yx-0.15=1.6568-0.15=1.5068m。1)估算左跨跨中截面所需预应力筋数量Msmax=198394.64KN/m，Msmin=178675.34KN/m代入公式可得：694.5根≤nxy≤2616.7根2)估算正弯矩最大处所需预应力筋数量Msmax=222059.71KN/m，Msmin=205741.20KN/m代入公式可得：771.3根≤nxy≤3031.1根（2）只在截面上缘布置预应力筋1)左跨右支点处分别求解可得预应力筋根数估算：Msmax=-388831.12KN/m，Msmin=-417290.71KN/m，取预应力钢筋重心距上缘距离为0.15m，es=1.3432-0.15=1.1932m代入公式可得：1550.1根≤nys≤7505.1根2）左跨左支点处Msmax=-652.72KN/m，Msmin=-688.13KN/m代入公式可得：2.6根≤nys≤12.6根（3）在25、26单元处Msmax=20229.27KN/m，Msmin=-14726.59KN/m代入公式可得：nys≤-390.4根，nys≥54.7根（此处上下缘均需配筋）1.1.2按正常使用极限状态截面压应力要求估算根据《公预规》第1.1.5条使用阶段预应力混凝土受弯构件的压应力应符合下面规定：－由作用（或荷载）标准值产生的混凝土受压边缘的法向压应力，；－由预应力产生的混凝土法向拉应力；－混凝土轴心抗压强度标准值；－按作用（或荷载）标准值组合计算的弯矩值；－受弯侧的抗弯模量。由于此处为估算值，所有应力计算均可粗略地选用毛截面特性。与抗裂要求估算类似，可得到以下两个不等式：、－按作用（或荷载）标准值组合的计算弯矩最大值、最小值；其余各符号同上。（1）只在截面下缘布置预应力筋采用的每根钢绞线面积，抗拉强度标准值，张拉控制应力取，预应力损失按张拉控制应力的估算，取，混凝土轴心抗压强度标准值。估算左跨跨中截面下缘所需预应力筋数量由midas软件计算标准值组合Mkmax=200696.13KN/mMkmin=176808.83KN/m代入公式得：-1265.6根≤nyx≤1196.1根估算最大正弯矩截面下缘所需预应力筋数量由midas软件计算标准值组合Mkmax=224590.89KN/m,Mkmin=204349.68KN/m代入公式得：-985.7根≤nyx≤1273.2根（2）只在截面上缘布置预应力筋1)左跨右支点处由midas软件计算标准值组合Mkmax=-390734.23KN/m，Mkmin=-421903.29KN/m代入公式可得：-2650根≤nys≤2078.6根2）左跨左支点处由midas软件计算标准值组合Mkmax=-654.64KN/m，Mkmin=-971.48KN/m代入公式可得：-3849.6根≤nys≤919.4根1.1.3按承载能力极限状态的应力要求计算预应力梁达到受弯极限状态时，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。按破坏阶段估算预应力筋的基本公式是：（3.3.1）（3.3.2）联立解得：（3.3.3）（3.3.4）－－按极限承载能力估算的预应力筋数量的最小值；－－混凝土轴心抗压强度设计值；－－预应力筋抗拉强度设计值；－－桥梁结构重要性系数；－－受压翼缘宽度；－－截面的有效高度。（1）估算左跨跨中截面下缘所需预应力筋数量采用的每根钢绞线面积，抗拉强度设计值，混凝土轴心抗压强度设计值，结构重要性系数取γ0=1.0。M=259754.47KN/m，取预应力钢筋重心距下缘距离为0.15m，则有效高度h0=3-0.15=2.85，受压翼缘宽度b=20.2m。代入公式可得：nyx=536根(2)估算弯矩最大处截面下缘所需预应力筋数量M=284039.86KN/m代入公式可得：nyx=589根（3）估算左跨右支点截面上缘所需预应力筋数量M=-466153.04KN/m，取预应力钢筋重心距上缘距离为0.15m，则有效高度h0=3-0.15=2.85，受压翼缘宽度b=14.2m。代入公式可得：nys=1030.6根1.1.4估算结果左跨控制截面的预应力筋初步估算结果如下表表1.1左跨控制截面的预应力筋初步估算表截面位置上缘预应力筋（根）下缘预应力筋（根）左跨0L1000.25L07000.375L08000.5L07000.75L804001.2预应力钢筋布置位置经PSC设计验算后，发现初步估算的钢筋数量并不能满足抗弯、抗裂验算要求，因而适当增加钢筋数量，调整钢筋位置，得到符合验算要求的合理布置位置及数量。全桥关于跨中左右对称，限于篇幅，只列一半桥钢束坐标。钢筋布置位置及数量如下表：表1.2.1预应力钢束坐标表M18Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)0000-0.4501001-0.4501.697001.697-0.483019.6320019.632-2.053020.3290020.329-2.08024.97950024.9795-2.08029.630029.63-2.08030.3270030.327-2.053048.2620048.262-0.483048.9590048.959-0.450500050-0.450M28Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)0000-0.901001-0.901.697001.697-0.933016.3170016.317-2.213011.0140011.014-2.24024.9790024.979-2.24032.9440032.944-2.24033.6410033.641-2.213048.2610048.261-0.933048.9580048.958-0.90500050-0.90M38Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)0000-1.3501001-1.3501.697001.697-1.383013.0030013.003-2.373013.70013.7-2.4024.980024.98-2.4036.260036.26-2.4036.9570036.957-2.373048.2630048.263-1.383048.960048.96-1.350M48Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)500050-1.3500000-1.801001-1.801.697001.697-1.83309.688009.688-2.533010.3850010.385-2.56024.97950024.9795-2.56039.5740039.574-2.56040.2710040.271-2.533048.2620048.262-1.833048.9590048.959-1.80500050-1.80M58Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)0000-2.2501001-2.2501.697001.697-2.28306.373006.373-2.69301.07001.07-2.72024.97950024.9795-2.72042.8890042.889-2.72043.5860043.586-2.693048.2620048.262-2.283048.9590048.959-2.250500050-2.250M68Φ15.2X(m)Y(m)R(m)X(m)Z(m）R(m)0000-2.701001-2.701.697001.697-2.73303.058003.058-2.85303.755003.755-2.88024.9790024.979-2.88046.2030046.203-2.88046.90046.9-2.853048.2610048.261-2.733048.9580048.958-