【《某预应力混凝土T梁桥钢束预应力损失计算过程案例》2800字】

某预应力混凝土T梁桥钢束预应力损失计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u29552某预应力混凝土T梁桥钢束预应力损失计算过程案例 148201.1.设计基本资料及构造布置 1146661.1.1设计资料 1310931.1.2主要材料 166571.1.3相关设计参数 2251221.1.4结构设计 2260161.1.5截面几何特性计算 2317282钢束预应力损失计算 5310632.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失 561612.2锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 6120992.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失 799832.4钢筋松弛引起的预应力损失 83852.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 8327082.6成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算 101.1.设计基本资料及构造布置1.1.1设计资料1.设计资料标准跨径：50m(墩中心距)。计算跨径：49.56m。主梁全长：49.96m。桥面宽度（桥面净空）：净-11+2×1(人行道)。2.技术标准设计时速：40km/h。环境标准：I类环境条件设计安全等级：二级。1.1.2主要材料1.混凝土主梁采用C50混凝土；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土；栏杆及人行道板为C25混凝土；盖梁、墩柱用C30混凝土；桥台基础用C20混凝土；桥台台帽用C25混凝土。2.预应力钢筋：采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为12.7mm，公称面积为98.7，标准强度，弹性模型Ep=1.95105MPa1.非预应力钢筋：采用HPB300；HRB400。4.施工工艺：按后张法施工工艺制作主梁，采用金属波纹管和夹片锚具，两端同时张拉。1.1.3相关设计参数相对湿度为：75%。体系整体均匀升温25℃，均匀降温23℃。预应力管道采用钢波纹管成形，管道摩擦系数μ=0.25。管道偏差系数。锚具变形和钢束回缩量为6mm(单端)。预应力混凝土结构重度按计，普通钢筋混凝土重度按计，沥青混凝土重度按计。单侧人行道和栏杆线荷载分别为1.6和1.52。1.1.4结构设计基本要求（1）本设计图中，主梁各部分构造尺寸所对应构件温度为℃。（2）本设计为预应力简支T形梁。（3）桥面板横坡坡度假定为和桥面横坡度相同，为1.5%。（4）主梁断面：主梁高度2.5m，粱间距2.6m，其中预制梁宽度1.6m，翼缘板中间接缝宽度0.4m。主梁跨中肋厚0.20m，马蹄宽为0.36m，端部腹板厚度加厚到与马蹄同宽，即：0.36m以满足端部锚具布置和局部应力需要。（5）横隔梁设置：横隔梁共设置四道，间距9.79m，端横隔梁宽度0.28m，跨中横隔梁宽度0.18m。（6）桥面铺装：设计总厚度为17cm，其中水泥混凝土厚度8cm，沥青混凝土厚度9cm，两者之间加设防水层。1.1.5截面几何特性计算图3-1横断面图（尺寸单位cm）图3−2预应力混凝土T形梁结构尺寸图（尺寸单位cm）内梁立面b）外梁立面c）3−3T形梁段截面尺寸图3−4T形梁中截面尺寸图表1.1跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面积至上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩cm²cmcm³cm4cmcm4cm4大毛截面（含湿接缝）翼板260051300018331.3388.63420425561.4920446396.82三角承托156015.32386815132.4478.3349572496.279587628.71腹板5000110550000142895.83-16.3661339229.781482125.61下三角80194.6715571.3213-101.0364816668.33816881.33马蹄2000225450000416666.76-131.36634514051.913490718.58∑112401052441.367263751.05小毛截面（不含湿接缝）翼板220051100018331.33906.96520684864.720703198.03三角承托156015.32386815132.4486.66511716882.6711732015.11腹板5000110550000142895.83-80.35322806.12514612389.13下三角80197.6715571.3213-92.705687537.362687750.363马蹄2000225450000416666.67-121.03530275222.4530275345.49∑10840652448.878010698.12大毛截面形心至上翼缘距离91.634小毛截面形心至上翼缘距离101.9652钢束预应力损失计算2.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失预应力钢束与管道壁间的摩擦损失计算式为——预应力钢筋锚下的张拉控制应力，取µ——预应力钢筋与管道壁的摩擦系数，对于预埋钢波纹管0.25；θ——从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad）；k——管道每米局部偏差对摩擦的影响因数，取k=0.0015；各截面的预应力钢束与管道壁间的摩擦损失表3.18四分点截面管道摩擦损失值钢束号°N40037.7470.05662050.0550473971.6717N31.717380.029973938.40740.0078684750.007837599610.2046N280.1396263428.5700.077615850.0746801897.2336N160.104719831.1070.072840450.0702508491.46662.2锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失张拉端锚下预应力损失：在反向摩擦影响长度内，距张拉端x处的锚具变形、钢束回缩损失为：在反向摩擦影响长度外，锚具变形、钢束回缩损失为。以上计算结果见表3.19。表3.19四分点、支点及跨中截面四分点截面支点截面跨中截面钢束号Δσd影响长度lf锚固端距张拉端距离x距张拉端距离x距张拉端距离xMPammMPammMPammMPammMPaN10.0028475228181.751163.06493774.7138.999176.2159.49313674.582.9041N20.0028472028668.1071163.24763840.74141.378224.3161.97013672.483.3915N30.0028574228616.7832163.54032857.00142.213272.4161.98413362.087.179N40.0027624329104.6385160.7993110.70143.6129262.5159.34913267.287.5002.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失式中：——在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉各批钢筋产生的混凝土法向应力MPa式中：——分别为钢束锚固时预加的纵向力和弯矩；——计算截面上钢束重心到截面净轴的距离，和可分别查表3.17、表3.9。本设计采用逐根张拉钢束，计算时应从最后张拉的钢束逐步向前推进，计算结果见表3.20。表3.20四分点截面计算表计算数据10653.7359.877699593.83101.2565.65钢束号锚固时预加纵向力/0.1kN预加弯矩锚固时钢束应力合计N411850781210455.8211.0010455.82110455.8275.884793429.521793429.521N11185.681410695.027140.9910588.076921043.89794.8991798132.1381004702.6191.9750.02311.98811.2889N31198.88610413.03251.0010413.032531456.9375.2242581442.095783309.9572.9530.03322.98616.8709N21216.94611059.76891.0011059.76942516.69885.0612675517.34940754.2453.9910.03444.025422.7435其中：2.4钢筋松弛引起的预应力损失计算得四分点截面钢绞线由松弛引起的应力损失见表3.21表3.21四分点截面计算表钢束号N41080.040454.365N11105.804365.2198N31045.682540.583N21066.920549.008592.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失可下式计算，即——配筋率，；——截面回转半径，，其中可查表3.17；故据上述条件，查表得=1.652；2.计算混凝土收缩和徐变引起的预引力损失计算结果见表3.22表3.22四分点截面混凝土收缩和徐变引起的预引力损失计算数据11059.769940754.2451072.61277699593.8310653.73541.3881950005.65计算应力损失值1.03810.50051.53861.652（1）14.360967293.17880.000221.2349（2）42.90.00459930.9[(1)+(2)]51.5351.085195计算数据=2.6成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算表3.23成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算表计算数据12112.3359.878091272.3584.0425.65钢束号锚固后预加纵向力/0.1kN预加弯矩锚固后钢束应力N41017.9129975.5371.009975.5379975.53758.67585264.756585264.756N11025.675410051.6190.9823709874.40919849.94677.6851542043.05521273078.11N31005.09959849.9751.009849.97529699.92158.0096571393.10982698700.921N21040.58510197.7330.99721610169.34339869.26467.847689959.4153388660.336其中：表3.24四分点钢束预应力损失总表钢束号预加应力阶段正常使用阶段锚固时预应力损失锚固时钢束应力锚固后预应力损失钢束有效应力N171.672138.99911.2891080.040454.36547.4891200.146N210.205141.37822.7441105.804365.2121189.291N397.234142.21316.8711045.682540.5831213.928N491.467143.61301066.920549.008591205.502表3.25钢束号预加应力阶段正常使用阶段锚固时预应力损失锚固时钢束应力锚固后预应力损失钢束有效应力N168.258582.90442.6451108.79266.24850.6781185.074N268.269683.39293.7641056.57540.8661206.456N368.0928187.17968.8431077.88553.4771197.845N4257.098487.50001157.41188.3021163.02表3.24钢束号预加应力阶段正常使用阶段锚固时预应力损失锚固时钢束应力锚固后预应力损失钢束有效应力N40.3248159.492712.7621129.42175.56176.3451150.094N30.4596161.97012.7621129.42175.5611153.4155N20.5672161.98417.6421121.92872.2401153.768N10.5324159.34901142.11981.2761144.379施工阶段传力锚固应力计算表及其产生的预加力可按如下方法计算传力锚固时：由产生的预加力：纵向力：弯矩：剪力：式中——钢束弯起后与梁轴线的夹角，——单根钢束的面积，=6.909cm²。表3.25（a）预加力作用效应计算表截面钢束号预加力阶段由预应力钢束产生的预加力作用效应四分点N10.1869480.9823703173.3733117.426593.256295.841N20.0745650.9972162803.1312795.327209.0155237.773N3012785.8232785.8230209.561N4012303.7792303.7790174.82011002.355802.721917.995跨中N1013045.1893045.1890288.9854N2013039.4993439.4990292.5672N3013217.04323217.04160241.9989N4012778.9782778.9780210.879912480.70900103404314支点N10.139626340.9823703179.9583123.8952444.00588296.4545N20.139626340.9823703220.8343164.0504449.713269.1373N30.139626340.9823703225.2173168.3567450.325238.3365N40.139626340.9823703111.