【文章內(nèi)容簡介】 矩（KN/m)22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]40I[40]41I[41]42I[42]43I[43]44I[44]45I[45]46I[46]47I[47]48I[48]單元位置剪力（KN）彎矩（KN/m)49I[49]50I[50]圖35 活載彎矩包絡(luò)圖（單位：kNm）圖36 活載剪力包絡(luò)圖（單位：kNm） 恒活載內(nèi)力短期效應(yīng)組合將恒載和活載按正常使用極限狀態(tài)短期組合后，得到如下數(shù)據(jù)表34 恒、活載內(nèi)力短期組合結(jié)果(一半) 位置信息正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合 單元 位置 剪力組合值 彎矩組合值Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()1I[1]002I[2]3I[3]4I[4]5I[5]6I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]7316513I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]單元 位置Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()21I[21]22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]40I[40]41I[41]42I[42]43I[43]44I[44]45I[45]510646I[46]47I[47]2759單元 位置Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()48I[48]49I[49]50I[50] 第4章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 預(yù)應(yīng)力筋的估算原理根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D602004》規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力的要求和承載能力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度的要求。根據(jù)這些要求可以利用彎矩包絡(luò)圖推算各截面所需預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目。因?yàn)楣朗鴷r(shí)可用的彎矩包絡(luò)圖沒有包括預(yù)應(yīng)力作用，所以估束時(shí)要適當(dāng)調(diào)整彎矩包絡(luò)圖，待估束完成后，再進(jìn)行與預(yù)應(yīng)力有關(guān)的內(nèi)力分析，并得到最終的內(nèi)力包絡(luò)圖用于結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。 預(yù)應(yīng)力筋的估算方法 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。然后再設(shè)置一定的安全系數(shù)。1) 對于僅受單側(cè)方向彎矩的單筋截面梁，預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算：計(jì)算圖：圖41 單側(cè)受彎截面預(yù)應(yīng)力筋估算計(jì)算圖， (41)， (42)聯(lián)合求解(41)和(42)，可得受壓區(qū)高度：進(jìn)而求得所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量： (43)進(jìn)而求的所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量 (44)式中：Mp ——截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值（，）；——混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；——預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；Ap——單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；b ——截面寬度。對于箱形截面，其計(jì)算分為兩種，一種是中性軸在頂板范圍內(nèi)，另一種是在腹板范圍內(nèi)。其計(jì)算的區(qū)別在于(41)式中bx含義及計(jì)算公式不同，這一點(diǎn)是相對容易理解的，此處不作贅述。 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》要求，截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)不小于荷載引起的拉應(yīng)力，同時(shí)，預(yù)壓應(yīng)力與何在引起的壓應(yīng)力之和不大于混凝土的允許壓應(yīng)力( f ck )。即：在任何階段，都必須保證截面混凝土全部受壓，截面上不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時(shí)截面壓應(yīng)力不能超過過允許壓應(yīng)力。即如下圖所示圖42 正常使用狀態(tài)估束計(jì)算圖示設(shè)由預(yù)加力在截面上、下緣混凝土引起的應(yīng)力，分別記為σhys和σhyx。那么： (45) (46)在最大彎矩Mmax作用下，截面上下翼緣混凝土應(yīng)力應(yīng)滿足： (47) (48)式中： 分別指由預(yù)加力引起混凝土上下翼緣應(yīng)力?！孛婷娣e——截面上下翼緣抗彎模量——截面上下核心半徑——截面上下翼緣預(yù)加力合力——上下翼緣預(yù)加力合力偏心距R為混凝土允許壓應(yīng)力，對于公路橋，在預(yù)估時(shí)可采用[R]/，其中[R]是指混凝土標(biāo)號。例如，對于C50級混凝土R=50/=22MPa在最小彎矩Mmin作用下，截面上下翼緣混凝土應(yīng)力應(yīng)滿足： (49) (410)聯(lián)立(47)和(49)并綜合(45)、(46)可以得到： （1）下緣最大配筋： (411) （2）上緣最大配筋： (412)聯(lián)立(48)和(410)并綜合(45)、(46)可得： （3）下翼緣最小配筋： (413)（3）下翼緣最小配筋： (414)又有截面上下翼緣預(yù)加力可近似為式中：n—預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量—預(yù)應(yīng)力鋼束截面面積—有效預(yù)應(yīng)力，近似為對于已經(jīng)估算出預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量卻不滿足應(yīng)力條件而需要進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需按下面原則調(diào)整：當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，若截面下部多配nx根鋼束，則為了防止上部出現(xiàn)拉應(yīng)力，上部同樣需要增配ns根鋼束；同理，當(dāng)截面承受正彎矩時(shí)，若截面上部多配ns根鋼束，則其下部同樣需要增配nx根鋼束。 按正常使用狀態(tài)抗裂性要求進(jìn)行配束根據(jù)《公預(yù)規(guī)》JTG D622004 條(P58)規(guī)定：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用(或荷載) 短期效應(yīng)組合下對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)： (415)經(jīng)推導(dǎo)得： (416)式中：M st——正常使用階段荷載短期組合值；y ——所求上、下緣到中性軸的距離；——有效預(yù)應(yīng)力。根據(jù)《公路預(yù)應(yīng)力橋涵規(guī)范》 條規(guī)定，鋼絲、 ，即1395MPa。考慮各種損失近25% ，故用于配束估算的鋼束有效預(yù)應(yīng)力按下式取值： 預(yù)應(yīng)力筋的估算本設(shè)計(jì)利用恒載（一期和二期恒載）加活載產(chǎn)生的最大彎矩和最小彎矩來估算預(yù)應(yīng)力鋼筋。最終確定各截面配置的縱向預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)，如表41 所示。說明：截面號從整個(gè)結(jié)構(gòu)的一端開始計(jì)起。（下同）表41 配束表（半結(jié)構(gòu)，另一半對稱布置）位置信息頂板束底板束合龍束單元位置坐標(biāo)1I[1]04402I[2]34403I[3]64404I[4]94405I[5]104406I[6]114407I[7]158408I[8]1912409I[9]23162010I[10]27202011I[11]31240012I[12]35280013I[13]39320014I[14]43360015I[15]47380016I[16]50420017I[17]53460018I[18]56500019I[19]595200單元位置坐標(biāo)20I[20]62540021I[21]65560022I[22]68580023I[23]71600024I[24]74620025I[25]75640026I[26]640027I[27]78640028I[28]80640029I[29]82640030I[30]640031I[31]85640032I[32]86620033I[33]89600034I[34]92580035I[35]95560036I[36]98540037I[37]101520038I[38]104500039I[39]107460040I[40]110420041I[41]113380042I[42]117360043I[43]121320044I[44]125280045I[45]1292400單元位置坐標(biāo)46I[46]133200047I[47]137160248I[48]141120449I[49]14580450I[50]14940451I[51]150404 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的布置一般來說，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)盡量與吻合術(shù)靠近，這樣預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次彎矩就沒有了。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置需要滿足《公預(yù)規(guī)》(JTG D622004)第9章構(gòu)造要求，即：1) 直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm， 倍；對于預(yù)埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可以將兩管道疊置；2) 管道至構(gòu)件頂面或側(cè)面的凈距不應(yīng)小于 45mm，至構(gòu)件底面的不應(yīng)小于50mm；3) 曲線鋼絞線的彎曲半徑不宜小于 4m，彎起角不宜大于30 度。此外，還應(yīng)考慮以下原則：1) 預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，同時(shí)要避免在超靜定結(jié)構(gòu)體系中引起過大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。2) 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的先進(jìn)性，這通常與橋梁體系、構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有著密切關(guān)系。3) 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束的效益。4) 預(yù)應(yīng)力束的布置，不僅需要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性階段的需求，而且還要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí)的要求。5) 縱向預(yù)應(yīng)力索為結(jié)構(gòu)主要受力鋼筋,為了設(shè)計(jì)和施工方便,進(jìn)