【《某预应力混凝土连续梁桥预应力钢束和普通钢筋计算布置过程案例》4700字】

某预应力混凝土连续梁桥预应力钢束和普通钢筋计算布置过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u29304某预应力混凝土连续梁桥预应力钢束和普通钢筋计算布置过程案例 162841.1预应力钢束分析 1224861.1.1预应力钢束计算方法 1262051.1.2预应力钢束估算 6293811.1.3预应力钢束布置 1135841.2普通钢筋布置 161.1预应力钢束分析预应力混凝土全部构件在添加预应力期间和使用荷载阶段，混凝土截面上、下缘应力必须满足应力限值要求ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>徐岳，邹存俊，张丽芳，郑小燕</Author><Year>2012</Year><RecNum>175</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>175</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1651239030">175</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">徐岳，邹存俊，张丽芳，郑小燕</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">连续梁桥</style></title></titles><dates><year>2012</year></dates><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">人民交通出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>，邹存俊，张丽芳，郑小燕</Author><Year>2012</Year><RecNum>175</RecNum><record><rec-number>175</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1651239030">175</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">徐岳，邹存俊，张丽芳，郑小燕</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">连续梁桥</style></title></titles><dates><year>2012</year></dates><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">人民交通出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]。预应力筋分析主要包括钢束估算设计和布置方式两部分。1.1.1预应力钢束计算方法根据《公预规》规定，预应力梁应满足使用阶段的应力要求和承载能力极限状态的正截面强度要求ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>JTG3362-2018</Author><Year>2018</Year><RecNum>216</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[12]</style></DisplayText><record><rec-number>216</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1652203312">216</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="Standard">58</ref-type><contributors><authors><author>JTG3362-2018</author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范</style></title></titles><dates><year>2018</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">人民交通出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]。（1）按正常使用极限状态下的应力要求图1.1计算原理图示一般情况下，由于截面较高的梁，其受压面积较大，压应力不是控制因素，因方便计算，可只考虑拉应力这个限制条件ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>阿卜杜拉</Author><Year>2014</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1644820096">7</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">阿卜杜拉</style></author></authors><tertiary-authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">雷俊卿</style><styleface="normal"font="default"size="100%">,</style></author></tertiary-authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">预应力混凝土连续梁桥的力学特性与关键技术研究</style></title></titles><keywords><keyword>连续梁桥</keyword><keyword>设计</keyword><keyword>建立计算模型</keyword><keyword>力学性能</keyword><keyword>施工技术</keyword><keyword>工程质量</keyword></keywords><dates><year>2014</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京交通大学</style></publisher><work-type><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">硕士</style></work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[3]。以压应力为正，则计算式为：(1.1)(1.2)(1.3)(1.4)其中—混凝土截面上、下缘预应力;—混凝土截面上、下抗弯模量;—混凝土轴心抗压标准强度;Mmax、M为简便计算，可只考虑上缘和下缘的拉应力的这个限制条件(求得预应力筋束数的最小值)。公式(1.1)变为(1.5)公式(1.3)变为(1.6)根据截面受力情况，预应力配筋主要有三种形式：截面上，下缘均布置预应力束；仅在截面下缘配预应力束或仅在上缘配置预应力束。=1\*GB3①截面上，下缘均布置(1.7)(1.8)式中则各截面配束数最小值为:(1.9)(1.10)其中—混凝土截面上、下缘估算的预应力钢筋根数;—每股预应力筋的面积;—预应力钢筋的永存应力，估算预应力截面时可取0.7—0.8σcon;—混凝土截面上、下缘预应力钢筋重心至截面上的距离;—截面上、下核心距，按下式计算：(1.11)其中A—混凝土面积，可取毛截面进行计算。在实际配置预应力筋时，由于部分条件因素的限制不可能按照实际结果进行，往往需要进行调整。如果实际配束数比ns、nx多时，则需相应地多配ns'、(1.12)(1.13)另外，各截面的最大预应力钢束配束数为：(1.14)(1.15)=2\*GB3②仅在截面下缘布置上缘混凝土压应力不超限：(1.16)上缘混凝土不出现拉应力：(1.17)下缘混凝土不出现拉应力：(1.18)下缘混凝土压应力不超限：(1.19)=2\*GB3②仅在截面上缘布置上缘混凝土压应力不超限：(1.20)上缘混凝土不出现拉应力：(1.21)下缘混凝土不出现拉应力：(1.22)下缘混凝土压应力不超限：(1.23)（2）按承载能力极限计算时满足要求预应力梁到达受弯的极限状态时，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。=1\*GB3①仅承受单方向弯矩的单筋截面梁(1.24)(1.25)图1.2计算图示联立两式，解得受压区高度(1.26)预应力筋数(1.27)或(1.28)式中—截面上组合力矩;—混凝土抗压设计强度;—预应力筋抗拉设计强度;—单根预应力筋束截面积;b—截面宽度。=2\*GB3②承受双向弯矩的截面梁截面承受双向弯矩时，可按上述方法计算上、下缘所需钢束数。但此计算方法忽略实际上存在的双筋影响，从而导致计算结果偏大，但是允许作为预应力钢束数量的估算。（3）上、下缘配筋的判别条件预应力混凝土受弯构件的截面钢束实际配置数量不但考虑上、下缘内力，还需考虑截面自身特性的影响。因此，在截面配筋估算时，不应认为只有当截面承受正、负弯矩共同作用时才在上、下缘配筋。令，则在下缘布筋的条件为：(1.29)令，则在上缘布筋的条件为：(1.30)1.1.2预应力钢束估算（1）钢束特征值选取主梁纵向预应力钢束采用钢绞线。采用22根一束，每束钢绞线面积Ay=3080mm2；采用17根一束，每束钢绞线面积Ay=2380mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，张拉控制应力取σpk=0.75fpk，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。（2）钢束计算=1\*GB3①在上下缘均布预应力钢束以左边跨1/2截面为例进行计算。表1.1上下缘均布预应力钢束计算参数计算参数数值计算参数数值IyxexMmaxWxkx63.1394m42.294m2.094m40672.7kN•m27.5237m31.2254mAysesMminWsks22.4609m22.1036m1.9036m-171741kN•m30.0149m31.3363m由式(1.9)、(1.10)求得上、下缘配置钢束最小值：由式(1.14)、(1.15)求得上、下缘配置钢束最大值：由上述计算结果估算得：上缘配置钢束最少为19束，最多为49束；下缘配置钢束最少为21束，最多为42束。=2\*GB3②仅在上缘布预应力钢束以左边跨2号支点为例进行计算。表1.2仅在上缘布预应力钢束计算参数计算参数数值计算参数数值IyxexMmaxWxkx298.842m43.621m3.421m-1131409.27kN•m82.5302m31.9556mAysesMminWsks39.3941m23.879m3.679m-1328679.23kN•m77.0410m32.0950m上缘配置钢束最小值：上缘配置钢束最大值：由上述计算结果估算得：仅在上缘配置预应力钢束最少为72束，最多为215束。=3\*GB3③仅在下缘布预应力钢束以主跨1/2处截面为例进行计算。表1.3仅在下缘布预应力钢束计算参数计算参数数值计算参数数值IyxexMmaxWxkx31.1716m42.016m1.816m410843.65kN•m15.4621m31.3146mAysesMminWsks15.9784m21.484m1.284m316368.10kN•m21.0051m30.9677m下缘配置钢束最小值：下缘配置钢束最大值：由上述计算结果估算得：仅在上缘配置预应力钢束最少为45束，最多为190束。根据上述公式，利用EXCEL计算各个截面钢束配置束，具体结果见表1.4。表1.4各截面钢束配置数量截面位置正常使用极限状态承载能力极限状态实际钢束总数上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363700000000371915212733404653606772716458534742363024181272000000000004443492348739812214516818920921521819518316915413912110311290858074000261114161716151310120000000000000000000000691419519334245434345394142000000000000000000000070665869000000001271116163740444954596261534844393429231812602000000000002118151227501011011051121211321361351171089887776655443221870001310111618171515300000000000000000000000387711030303736281818104000000000000000000000051214195203037444140434649566574839210111612514315015015015015014313412511610710183837465565661续表1.4截面位置正常使用极限状态承载能力极限状态实际钢束总数上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大38394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374750000000000000000000571319243036424753586367676157545045000000000000000000046334269931161361551721882032162232242021961891801702327313437394045404039373532282419242970000000000000000009211213115316818019019019619218216815213411492898580440000000000000000000000000000000000000613510152127323641454959595250474543000000000000000000015131827385163728190981071271281131091041009612172817222836293338424035302521171513200000000000000000038569963801021351051181311371261048262463423148000000000000000000544759646974746765657075808085908683788130346170798897106115122122122122122122122115106续表1.4截面位置正常使用极限状态承载能力极限状态实际钢束总数上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大7677787980818283848586878889909192939495969798991001011021031041051061071081091101111121134137322723181384000000000000000003510141924283232262218159146131113937043145700000000000000000478294967849810610787756000000000471114171820212223232221191613106500000000000000000005662645607180889496959184756350331646000000000004037353230115139400000000000000003148121619212117141092888481833728151720000000000000000007152230394550514236290000000001115151515141413121110987666000000000000000000018151725313538414343423936312620147000000000000978885766758576768636262575252475546474539333542491540720395776969696969687续表1.4截面位置正常使用极限状态承载能力极限状态实际钢束总数上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大上缘最小上缘最大下缘最小下缘最大11411511611711811912012112212312414952000000042211071000000000002610141616151040010994193547524836146220000000022145107000000000001521191372003002242433420670666460565742352626121.1.3预应力钢束布置（1）钢束布置原则连续梁桥钢束布置主要考虑以下原则ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>JTG3362-2018</Author><Year>2018</Year><RecNum>216</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[12]</style></DisplayText><record><rec-number>216</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1652203312">216</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="Standard">58</ref-type><contributors><authors><author>JTG3362-2018</author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范</style></title></titles><dates><year>2018</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">人民交通出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王健</Author><Year>2019</Year><RecNum>217</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[13]</style></DisplayText><record><rec-number>217</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1652240197">217</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王健</author></authors></contributors><auth-address>中国铁路设计集团有限公司广东分公司;</auth-address><titles><title>预应力混凝土变宽连续梁纵向钢束方案研究</title><secondary-title>现代城市轨道交通</secondary-title></titles><periodical><full-title>现代城市轨道交通</full-title></periodical><pages>45-48</pages><number>02</number><keywords><keyword>城市轨道交通</keyword><keyword>桥梁</keyword><keyword>变宽连续梁</keyword><keyword>预应力钢束</keyword><keyword>优化设计</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>1672-7533</isbn><call-num>11-5183/U</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[13]ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>姜长宇</Author><Year>2018</Year><RecNum>223</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14]</style></DisplayText><record><rec-number>223</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="v0fe05xesvz55uesefqpatdu9sxrxdddx9e9"timestamp="1652431611">223</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">姜长宇</style></author></authors><tertiary-authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">黄侨</style><styleface="normal"font="default"size="100%">,</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">丁如珍</style><styleface="normal"font="default"size="100%">,</style></author></tertiary-authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">苏州星港异形人行景观天桥的结构设计研究</style></title></titles><keywords><keyword>景观</keyword><keyword>异形桥梁</keyword><keyword>结构设计</keyword><keyword>有限元分析</keyword><keyword>实体元模型</keyword></keywords><dates><year>2018</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">南京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">东南大学</style></publisher><work-type><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">硕士</style></work-type><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[14]：=1\*GB3①锚具形式选择和布置。预应力钢束在张拉过程尽量交替错开，避免出现应力集中现象；在锚固端的布置重心要靠近截面形心。=2\*GB3②施工的便利性和布置原则。预应力筋的布置应尽可能与受力情况一致，尽量减少反向曲率布置，避免在超静定结构引起过大的次内力作用和摩阻损失，造成预应力损失过多。=3\*GB3③选择预应力束应考虑材料的经济性和使用质量，要同时满足桥梁施工和运营阶段的受力需求。=4\*GB3④预应力束的布置，一方面考虑使用阶段结构变化的弹性需要，另一方面也要考虑到破坏阶段结构的变化需要。=5\*GB3⑤保护层厚度的选取：受力钢筋不小于30mm，箍筋不小于20mm(I类环境)。后张法混凝土预应力保护层厚度不小于45mm。c.预应力束与结构间保护层厚度，与结构顶面保护层厚度，且小于1倍管道直径。=6\*GB3⑥预应力钢束布置方式。钢束布置的中心线尽可能保证在束界范围内，锚头应尽量靠近压应力区。=7\*GB3⑦预应力束应在完全利用的点位后处弯起，弯起角。钢绞线束当直径时，弯起半径。=8\*GB3⑧预应力束曲线布置时，钢绞线直径时，曲率；钢筋直径时，曲率。。=9\*GB3⑨钢束在横断面中布置时，直束应尽量靠近顶板位置直接锚固于齿板上，弯束布置在腹板上便于下弯分散锚固。=10\*GB3⑩备用管道总数不超过1%。（2）具体布置腹板束采用φj15-17，顶板束和底板束采用φj15-12。具体布束方式见表1.5，布束位置如图1.3至图1.7所示表1.5具体布束方式钢束编号钢束特性钢束数量分配单元钢束编号钢束特性钢束数量分配单元2T2-172T2-183F1-03F1-13F1-23F1-33F1-43F1-53F1-63F1-73F1-83F1-93F1-103F1-113F1-123F1-133F1-143F2-143F2-153F2-163F2-173F2-18φj15-12φj15-12φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17223333333333333333333347-9346-9419-2418-2518-2617-2717-2816-2915-3015-3013-3212-3311-3411-3610-379-387-4051-8850-9048-9247-9346-943F1-153F1-163F1-173F1-183F2-13F2-23F2-33F2-43F2-53F2-63F2-73F2-83F2-93F2-103F2-113F2-123F2-134T3-24T3-34T3-44T3-54T3-6φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-1233333333333333333664447-415-424-443-4566-7365-7464-7563-7662-7761-7860-7959-8058-8156-8355-8454-8552-8797-120106-113103-114102-115101-116续表1.5钢束编号钢束特性钢束数量分配单元钢束编号钢束特性钢束数量分配单元3F3-13F3-23F3-33F3-43F3-53F3-63F3-73F3-83F3-93F3-103F3-113F3-124B1-14B1-24B1-34B1-44B1-54B4-54H1-24T-134T-154T-164T1-04T1-114T1-124T1-144T1-174T1-184T2-14T2-124T2-134T2-144T2-154T2-164T3-16T2-56T2-66T2-76T2-86T2-9φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-17φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-12φj15-123333333333334444444444444444222222644444106-112106-113104-114103-114102-115101-116100-11799-11898-11997-120105-12195-1211-91-81-71-61-5114-1241-69-387-415-4219-2411-3610-377-154-443-4566-7354-8552-8751-8850-9048-92106-11262-7761-7860-7959-8058-814T3-74T3-84T3-94T3-104T3-126B2-16B2-26B2-36B2-46B2-56B3-16B3-26B3-36B3-46B3-56B3-