【文章內容簡介】 二次)+(收縮二次)+++35彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)+36彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)++37彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)++38彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)++39彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)++40彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)+++41彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)+++42彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)+++43彈性階段(恒荷載)+(鋼束一次)+(鋼束二次)+(徐變二次)+(收縮二次)+++44包絡承載能力包絡45包絡使用性能包絡46包絡彈性階段包絡第五章 預應力鋼束的估算與布置 根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D622004）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數(shù)量按下式計算：如圖：h0xNdfcd圖51， （51） ， （52）解上兩式得：受壓區(qū)高度 （53）預應力筋數(shù) （54a）或 （54b）式中： —截面上組合力矩?！炷量箟涸O計強度；—預應力筋抗拉設計強度；—單根預應力筋束截面積； b—截面寬度（主要依據(jù)）e上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++Np下Np上Mmax合成+Mmin合成圖 52規(guī)范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D622004）規(guī)定，截面上的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。寫成計算式為：對于截面上緣 （55） （56） 對于截面下緣 （57） （58）式中：—由預應力產(chǎn)生的應力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標準強度。Mmax、Mmin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數(shù)值取大小。 一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計算，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數(shù)的最小值)。公式（55）變?yōu)? （59）公式（57）變?yōu)? （510）由預應力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應力和截面下緣應力分為兩種情況討論：1） 合攏段截面上下緣均配有力筋和以抵抗正負彎矩，由力筋在截面上下緣產(chǎn)生的壓應力分別為： （511） （512）將式（59）、（510）分別代入式（511）、（512），解聯(lián)立方程后得到: （513） （514）令 代入式（513）、（514）中得到： （515） （516）式中： Ap—每束預應力筋的面積； —預應力筋的永存應力(～)；e—預應力力筋重心離開截面重心的距離；K—截面的核心距； A—混凝土截面面積，取有效截面計算。 以跨中合攏段為例，，，偏心距，面積，核心距，將以上各值分別代入式（515）、式（516）中，得2） 其他截面只在上緣布置力筋以抵抗負彎矩：當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （519） 當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （520）其他截面計算方法與中跨合攏段相同，不再贅述， .有時需調整束數(shù)，當截面承受負彎矩時，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應力，同理，當截面承受正彎矩時，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應增配根。其關系為： 當承受時， 當承受時， 表 預應力鋼束估算表單元位置頂/底Mg1 (N*mm)Msum (N*mm)Mj (N*mm)ey (mm)Ny (N)Ay (mm^2)最小預應力鋼束數(shù)量跨中截面I[3]底+09+09+09+03+069L/8截面I[10]底+09+10+10+03+0781L/4截面I[17]底+00+10+10+03+06563L/8截面I[25]底+00+10+09+03+0626墩頂截面I[32]底+00+10+10+03+0761跨中截面I[3]頂+08+09+09+02+052L/8截面I[10]頂+09+10+10+02+0619L/4截面I[17]頂+11+10+10+03+07313L/8截面I[25]頂+11+10+10+03+0731墩頂截面I[32]頂+10+10+10+03+0614 預應力束的布置，其公稱面積140mm2，標準強度?pk=1860MPa ，彈性模量Ep=105MPa，張拉控制應力σcon==1395MPa。預應力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。錨具采用群錨體系OVM錨。錨墊板等預埋鋼板采用低炭鋼。連續(xù)梁橋預應力鋼束的配置考慮以下原則：1)應選擇適當?shù)念A應力束的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結構，要選用預加力大小恰當?shù)念A應力束筋，以達到合理的布置型式。2)應力束筋的布置要考慮施工的方便，不能像在鋼筋混凝土結構中任意切斷鋼筋那樣去切斷預應力束筋，從而導致在結構中布置過多的錨具。3)預應力束筋的布置，既要符合結構受力的要求，又要注意在超靜定結構體系中避免引起過大的結構次內力。4)預應力束筋的布置，應考慮材料經(jīng)濟指標的先進性，這往往與橋梁體系、構造尺寸、施工方法的選擇都有著密切關系。5)預應力束應避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大的摩阻損失，降低預應力束的效益。6)預應力束的布置 ，不但要考慮結構在使用階段的彈性受力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結構在破壞階段時的需要。7)預應力筋應使其中心線不超出束界范圍，盡量對稱布置，錨頭應盡量靠近壓應力區(qū)。8)預應力束一般應在距跨中三分點到四分點處開始彎起，彎起角不宜大于20176。鋼絞線束當直徑大/于5mm時彎起半徑不宜小于6m。9)鋼束在橫斷面中布置時，直束應盡量靠近頂板位置直接錨固于齒板上，彎束布置在腹板上便于下彎分散錨固。10)應留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。11)本橋中使用預埋波紋管，其水平凈距不應小于40mm，在豎直方向可疊置。波紋管到梁側凈距不小于35mm，到梁底距離不小于50mm。遵循上述的原則再結和全橋施工特點布筋。根據(jù)配筋數(shù)量要求及以上布置原則現(xiàn)將初步鋼束具體布置繪圖如下： 圖 53 梁端鋼束布置斷面圖 圖 54 邊跨合攏段鋼束布置斷面圖 圖 55 邊跨合攏段鋼束布置斷面圖 圖 56 邊跨合攏段鋼束布置斷面圖 預應力損失計算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D622004）規(guī)定，預應力混凝土構件在正常使用極限狀態(tài)計算中，由于施工中預應力索的張拉采用后張法，應考慮由下列因素引起的預應力損失：預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦 σl1錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 σl2混凝土的彈性壓縮 σl4預應力鋼筋的應力松弛 σl5混凝土的收縮和徐變 σl6=60MPa，此項損失可在錨圈外增大張拉力來抵消，不計算在張拉控制內力內。 預應力與管道壁間摩擦引起的應力損失摩阻損失指的是預應力筋與管道間的摩察損失σl1,由規(guī)定，按以下公式計算： 式中：σcon—張拉鋼筋時錨下的控制應力（=）；μ—預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)；θ—從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計；k—管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，；x—從張拉端至計算截面的管道長度,以米計。表 系數(shù)k及μ的值管道成型方式Kμ鋼絞線精軋螺紋鋼筋抽心成型預埋鐵皮管預埋金屬波紋管～ 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失錨具變形，鋼筋回縮和拼裝構件的接縫壓縮損失σl2，在計算接縫壓縮引起的應力損失時，認為接縫在第一批鋼束錨固后既完成全部變形量，以后錨固得各批鋼束對該接縫不再產(chǎn)生壓縮?？砂聪率接嬎悖菏街校篋l—錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取6mm；L—預應力鋼筋的有效長度；EP—預應力鋼筋的彈性模量。105MPa。 混凝土的彈性壓縮引起的應力損失后張法構件一般采用分批張拉，張拉后批鋼束時所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮將使先批已張拉并錨固預應力鋼筋產(chǎn)生應力損失，按下式計算： 式中： —在計算截面上先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋所產(chǎn)生的混凝土法向應力之和；—預應力鋼筋與混凝土的彈性模量之比。若逐一計算的值則甚為繁瑣，可采用下列近似計算公式 式中： N—計算截面上分批張拉的鋼束批數(shù).鋼束重心處混凝土法向應力，可按下式計算： 式中：M1為自重彎矩。注意此時計算Np時應考慮摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮的影響。預應力損失產(chǎn)生時，預應力孔道還沒壓漿，截面特性取靜截面特性（即扣除孔道部他的影響）。對懸臂拼裝結構，作如下近似假設，可使先張拉鋼束重心處由后張拉各批鋼束產(chǎn)生的混凝土法向應力計算簡化：1）每懸臂拼裝一段，相應張拉一批力筋；假設每批張拉預應力都相同，且都作用在全部預應力重心處；2）在同一計算截面上，每一懸拼梁段自重所產(chǎn)生的自重彎矩都假設相等。 鋼筋松弛引起的應力損失如果鋼筋在一定拉應力值下，將其長度固定不變，則鋼筋中的應力將隨時間延長而降低，這種現(xiàn)象稱為鋼筋的應力松弛。此項應力損失可根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62—2004 條的規(guī)定，按下列公式計算。對于鋼絲、鋼絞線，本設計中采用：=ψξ 式中：ψ—張拉系數(shù)，一次張拉時，ψ=；超張拉時，ψ=；ξ—鋼筋松弛系數(shù)，Ⅰ級松弛（普通松弛），ξ=；Ⅱ級松弛（低松弛），ξ=；—傳力錨固時的鋼筋應力，對后張法構件 =； 收縮徐變損失 由混凝土收縮和徐變引起的預應力鋼筋應力損失，這種損失可由以下公式計算： 式中：—構件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失；—構件受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失；—構件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由預應力和結構自重產(chǎn)生的混凝土法向應力；—構件受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由預應力和結構自重產(chǎn)生的混凝土法向應力； —截面回轉半徑，后張法采用凈截面特性—構件受拉區(qū)預應力筋