【文章內(nèi)容簡介】 失先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，當(dāng)采用加熱方法養(yǎng)護，為了減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失，采用分階段養(yǎng)護措施，設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺座之間的最大溫差，則： —張拉鋼筋時，制造場地的溫度（） —混凝土加熱養(yǎng)護時，受拉鋼筋的最高溫度（）㈢ 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，放松鋼筋時由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值 ——在計算截面鋼筋中心處，由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，其值為： 其中——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時的全部預(yù)應(yīng)力損失值，由《公預(yù)規(guī)》條，先張法構(gòu)件傳力錨固時的損失為，其中取值由下面計算取值。㈣ 預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失式中：——張拉系數(shù)，一次張拉時，——鋼筋松弛系數(shù)，低松弛——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強度標(biāo)準值，——傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力由《公預(yù)規(guī)》條，對先張法構(gòu)件：則由前面計算空心板換算截面面積，。則㈤ 混凝土收縮，徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 式中：——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋的含筋率 —— ——構(gòu)件截面受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心的距離 —構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑 ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心處，由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，其值為——傳力錨固時，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力，其值為：————構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心至截面重心的距離，由前面計算?！A(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期，計算齡期為時的混凝土收縮應(yīng)變——加載齡期為，計算考慮的齡期為時的徐變系數(shù)。 考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時間較長，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用彎矩由表16查得 ，在全部鋼筋重心處由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：跨中截面：截面：支點截面： 則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為：跨中:截面：支點截面：《公預(yù)規(guī)》，不得不大于傳力錨固時混凝土立方體抗壓強度的倍，設(shè)傳力錨固時，混凝土達到 C30，則,，設(shè)跨中、截面、支點截面全部鋼筋重心處的壓應(yīng)力、均小于,滿足要求。設(shè)傳力錨固齡期為，計算齡期為混凝土終極值，設(shè)橋梁所處環(huán)境的大氣相對濕度為。由前面計算，空心板毛截面面積，空心板與大氣接觸的周邊長度為，理論厚度：查《公預(yù)規(guī)》表直線內(nèi)插得到：把各項數(shù)值代入計算式中，得：跨中：截面：支點截面：㈥ 預(yù)應(yīng)力損失組合傳力錨固時第一批損失傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和跨中截面：截面：支點截面：各截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面：截面：支點截面：八、正常使用極限狀態(tài)計算㈠ 正截面抗裂性驗算正截面抗裂性計算是對構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進行計算，并滿足《公預(yù)規(guī)》，對于本橋預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，應(yīng)滿足兩個要求：第一，在作用短期效應(yīng)組合下，；第二，在荷載長期效應(yīng)組合下，即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。式中：——在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，構(gòu)件抗裂驗算邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力。按作用短期效應(yīng)組合計算的彎矩值，空心板跨中截面彎矩，由前面計算換算換算截面下緣彈性抵抗距，代入得：。 ——扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力，在構(gòu)件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力，其值為： 、空心板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為 ——在荷載的長期效應(yīng)組合下，構(gòu)件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，由表16，跨中截面同樣，代入公式，則得：由此得：符合《公預(yù)規(guī)》對A類構(gòu)件的規(guī)定。溫差應(yīng)力計算，按《公預(yù)規(guī)》附錄B計算。本橋面鋪裝厚度為,由《公預(yù)規(guī)》。豎向溫度梯度見圖112，由空心板高為，大于，取。圖112對于簡支板橋，溫差應(yīng)力：正溫差應(yīng)力：式中：——混凝土線膨脹系數(shù)，；——混凝土彈性模量，；——截面內(nèi)的單位面積；——單位面積內(nèi)溫差梯度平均值，均以正值代入；——計算應(yīng)力點至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負值；——換算截面面積和慣性；——單位面積重心至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，重心軸以下取負值。列表計算，，計算見下表，計算結(jié)果見表18。 正溫差應(yīng)力：梁頂： 梁底：預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處： 普通鋼筋重心處： 預(yù)應(yīng)力鋼筋溫差應(yīng)力：普通鋼筋溫差應(yīng)力：反溫差應(yīng)力：按《公預(yù)規(guī)》，反溫差為正溫差乘以，則得反溫差應(yīng)力梁頂：梁底：預(yù)應(yīng)力鋼絞線反溫差應(yīng)力：普通鋼筋反溫差應(yīng)力：以上正值表示壓應(yīng)力，負值表示拉應(yīng)力，則考慮溫差應(yīng)力，在作用短期效應(yīng)組合下，梁底總拉應(yīng)力為：則滿足預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件條件。在長期效應(yīng)組合下，梁底的總拉應(yīng)力為： 則，符合A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件條件。上述計算結(jié)果表明，本橋在短期效應(yīng)組合及長期效應(yīng)組合下，并考慮溫差應(yīng)力，正截面抗裂性均滿足要求。㈡ 斜截面抗裂性驗算部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性驗算是以拉應(yīng)力控制，采用作用的短期效應(yīng)組合，并考慮溫差作用，溫差作用效應(yīng)可利用正截面抗裂計算中溫差應(yīng)力計算及前表1圖112，并選用支點截面，分別計算支點截面纖維（空洞頂面），纖維（空心板換算截面重心軸），纖維（空洞底面）處主拉應(yīng)力，對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件應(yīng)滿足：式中：——混凝土的抗拉強度標(biāo)準值，C40，；——由作用短期效應(yīng)組合預(yù)加力引起的混凝土主拉應(yīng)力，并考慮溫度作用先計算溫差應(yīng)力，由表18和圖112。纖維：纖維：纖維：正溫差應(yīng)力乘以。纖維 纖維 纖維 正值表示壓應(yīng)力，負值表示拉應(yīng)力。⑴ 纖維（空洞頂面） 式中：——支點截面短期組合效應(yīng)剪力設(shè)計值，由表16查——計算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬。??；——計算主拉應(yīng)力截面抗彎慣距。 ；——空心板纖維以上截面對空心板換算截面重心軸的靜矩。則： 式中： [——纖維至截面重心軸的距離，]（計入正溫差效應(yīng)）式中：——豎向荷載產(chǎn)生的彎矩，在支點；——溫差頻遇系數(shù)，取。計入反溫差效應(yīng)則：主拉應(yīng)力：（計入正溫差應(yīng)力）計入反溫差應(yīng)力： 負值表示拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，在短期效應(yīng)組合下，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)符合，現(xiàn)纖維處（計入正溫差影響），（計入反溫差影響），都符合要求。⑵ 纖維（空心板換算截面重心處）參照圖112。式中：——纖維以上截面對重心軸的靜矩。 （鉸縫未扣除）（——纖維至重心軸距離，）同樣，,。 （計入正溫差應(yīng)力）（計入反溫差應(yīng)力）纖維處，（計入正溫差應(yīng)力），（計入反溫差應(yīng)力），負值為拉應(yīng)力，均小于，符合《公預(yù)規(guī)》對部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。㈢ 纖維（空洞底面）式中：——纖維以上截面對重心軸的靜矩。 [—纖維至重心軸距離，](計入正溫差應(yīng)力)（計入反溫差應(yīng)力）負值為拉應(yīng)力。纖維處的主拉應(yīng)力：（不計正溫差應(yīng)力）；（計入反溫差應(yīng)力) 。上述計算結(jié)果表明，本橋空心板滿足《公預(yù)規(guī)》對部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。九、變形計算㈠ 正常使用階段的撓度計算使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合計算，并考慮撓度長期增長系數(shù)，對于C40混凝土，=，對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，使用階段的 撓度計算時，:短期荷載組合作用下的撓度值，可簡化為按等效均布荷載作用情況計算：自重產(chǎn)生的撓度值按等效均布荷載作用情況計算：值由表16可得。消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮長期影響系數(shù)后，正常使用階段的撓度值為：計算結(jié)果表明，使用階段的撓度值滿足《公預(yù)規(guī)》要求。㈡ 預(yù)加力引起的反拱度計算及預(yù)拱度的設(shè)置空心板當(dāng)放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時跨中產(chǎn)生反拱度，設(shè)這時空心板混凝土強度達到C30,預(yù)加產(chǎn)生的反拱度計算按跨中截面尺寸及配筋計算，并考慮反拱長期增長系數(shù)=。先計算此時的抗彎剛度：放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時，設(shè)空心板混凝土強度達到C30,這時，則： 換算截面面積：所有鋼筋換算面積對毛截面重心的靜距為：換算截面重心至毛截面重心的距離為：（向下移）則換算截面重心至空心板下緣的距離：換算截面重心至空心板上緣的距離。預(yù)應(yīng)力鋼絞線至換算截面重心的距離： 普通鋼絞線至換算截面重心的 距離：換算截面慣矩: 換算截面的彈性抵抗矩：下緣：上緣：空心板換算截面幾何特性匯總于表19。由前九、㈠計算得扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力：則由預(yù)加力產(chǎn)生的 跨中反拱度，并乘以長期增長系數(shù)后得：由《公預(yù)規(guī)》，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度時應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱度值之差采用。，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度?？缰蓄A(yù)拱度，支點，預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。十、持久狀態(tài)應(yīng)力驗算持久狀態(tài)應(yīng)力驗算應(yīng)計算使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)及斜截面的主壓應(yīng)力。計算時作用取標(biāo)準值，不計分項系數(shù)，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)并考慮溫差應(yīng)力。㈠ 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算。跨中截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面的有效預(yù)加力：由表16得標(biāo)準值效應(yīng)組合則： ㈡ 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉應(yīng)力驗算式中：——按荷載效應(yīng)標(biāo)準值計算的預(yù)應(yīng)力鋼絞線重心處混凝土法向應(yīng)力。有效預(yù)應(yīng)力： 考慮溫差應(yīng)力，則預(yù)應(yīng)力鋼絞線中的拉應(yīng)力為：㈢ 斜截面主應(yīng)力驗算斜截面主應(yīng)力計算選取支點截面的AA纖維（空洞頂面）、BB纖維（空心板重心軸）、CC纖維（空洞底面）在標(biāo)準值效應(yīng)組合和預(yù)加力作用下產(chǎn)生的主壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力計算，并滿足的要求。主要公式：（空洞頂面）式中：——支點截面標(biāo)準值效應(yīng)組合設(shè)計值；——腹板寬度,；——換算截面抗彎慣矩，；——纖維以上截面對空心板重心軸的靜距，見九、㈡計算。式中：——預(yù)加力產(chǎn)生在纖維處的正應(yīng)力，見九、㈡計算，；——豎向荷載產(chǎn)生的截面彎矩，支點截面；——纖維處的正溫差應(yīng)力，見九、㈡計算，反溫差應(yīng)力。則纖維處的主應(yīng)力（計入正溫差應(yīng)力）：計入反溫差應(yīng)力時：則：C40混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。式中：——纖維以上截面對空心板重心軸的靜距，見九、㈡計算。由前面九、㈡計算得，（計入正溫差），（計入反溫差）。則：（計入正溫差應(yīng)力）（計入負溫差應(yīng)力）則纖維處的主應(yīng)力為（計入正溫差應(yīng)力）：計入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。式中：——纖維以上截面對空心板重心軸的靜距，見九、㈡計算，；由九、㈡計算得，（計入正溫差），（計入反溫差）。則：（計入正溫差應(yīng)力）（計入負溫差應(yīng)力）則纖維處的主應(yīng)力為（計入正溫差應(yīng)力）：計入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。計算結(jié)果表明使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力和斜截面主壓應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。以上主拉應(yīng)力最大值發(fā)生在纖維處為，按《公預(yù)規(guī)》，在區(qū)段，箍筋可按構(gòu)造設(shè)置。在區(qū)段，箍筋間距按下列公式計算：式中:——箍筋抗拉強度標(biāo)準值，由前箍筋采用HRB335，其；——同一截面內(nèi)箍筋的總截面面積，由前箍筋為雙肢；——腹板寬度。則箍筋間距計算如下：采用。此時配筋率：按《公預(yù)規(guī)》，對于HRB335，%，滿足要求。支點附近箍筋間距10cm，其它截面適當(dāng)加大，需按計算決定，箍筋布置見圖111，即滿足斜截面抗彎要求，也滿足主拉應(yīng)力計算要求，箍筋間距也滿足不大于板高的一半即，以及不大于400mm的構(gòu)造要求。十一、短暫狀態(tài)應(yīng)力計算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀態(tài)計算時，應(yīng)計算構(gòu)件在制造、運輸及安裝等施工階段，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失），構(gòu)件自重及其他施工載荷引起的截面應(yīng)力，并滿足《公預(yù)規(guī)》要求。為此對本設(shè)計應(yīng)設(shè)計在放松預(yù)應(yīng)力鋼鉸線時預(yù)制空心板的板底壓應(yīng)力和板頂拉應(yīng)力。設(shè)預(yù)制空心板當(dāng)混凝土強度達到C30時，放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線，這時，空心板處于初始預(yù)加力及空心板自重共同作用下，計算空心板板頂（上緣）、板底（下緣）法向應(yīng)力。C30混凝土，，， =， ，由此計算空心板截面的幾何特性，見表19。放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時，空心板截面法向力計算取胯中，l/4，支點三個截面，計算如下。㈠ 跨中截面(由《公預(yù)規(guī)》)；=