【文章內(nèi)容簡介】 第二跨L/8L/43L/8L/2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計與布置根據(jù)包絡(luò)圖可知，支座處的彎矩絕對值最大，由此按支座處的彎矩估算預(yù)應(yīng)力筋的面積，通長配置。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范規(guī)定，按構(gòu)件正截面裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，預(yù)應(yīng)力筋面積估算公式為： （公式編號） 其中：——正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合計算的彎矩值 ——使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永存應(yīng)力的合力——預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離，假設(shè)——構(gòu)件混凝土全截面面積—構(gòu)件全截面對抗裂驗算邊緣彈性抵抗矩擬定采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積為 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線根數(shù)為： 根（取300根）則總共所需鋼絞線 ：取120根，擬定共12個預(yù)埋金屬波紋管管道，則每個管道有鋼絞線為10根，則。采用夾片式錨具（有頂壓），金屬波紋管成孔，預(yù)留孔道直徑為60mm，管間距為30mm，通長配筋12束。第二跨支座處彎矩為由公式 得mm600mm（底板厚度）截面抗彎承載能力按下式驗算：由公式 得＞即滿足設(shè)計要求。在支座處通長配筋左右開始以10m的半徑下彎，具體如預(yù)應(yīng)力筋縱向布置圖。第一跨支點處預(yù)應(yīng)力筋布置，其中彎矩，設(shè)受壓區(qū)高度。則： 此時，2號預(yù)應(yīng)力筋高度1255mm,，1號預(yù)應(yīng)力筋高度1345mm，滿足設(shè)計要求， （單位：cm）分析第二跨中截面：此時預(yù)應(yīng)力筋以半徑20m的圓弧半徑過度，此時1號預(yù)應(yīng)力筋高度245mm，2號預(yù)應(yīng)力筋高度為125mm，預(yù)應(yīng)力筋的重心至底板高度為200mm，有效高度，：mm200mm（底板厚度）：＞滿足設(shè)計要求，其預(yù)應(yīng)力筋布置如圖 （單位：cm）分析第一跨跨中截面處預(yù)應(yīng)力筋的布置，其中：M=，此刻3號預(yù)應(yīng)力筋高度200mm，2號預(yù)應(yīng)力筋高度為360mm，1號預(yù)應(yīng)力筋高度為520mm，滿足設(shè)計要求，其預(yù)應(yīng)力筋布置如下圖表示 （單位：cm） 非預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計與布置 概述由于預(yù)應(yīng)力鋼筋可以完全承擔(dān)荷載產(chǎn)生的彎矩，所以非預(yù)應(yīng)力筋的布置可按照構(gòu)造要求布置，根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范規(guī)范，為了保證構(gòu)件的安全和延性，宜采用較小直徑及較密間距，按最小配筋率布置，同時變化段鋼筋的直徑不易小于10mm，其間距不易大于300mm，%，按構(gòu)造要求，取用Φ22螺紋鋼筋，As’=178。，箍筋采用10mm光圓鋼筋，估算鋼筋面積：As=（根）取20根。 首先分析頂板及翼緣的自重及上部作用下的力。（1）頂板及翼緣自重,取寬的板帶作為分析對象已知頂板厚取，翼緣厚取，具體尺寸見下圖： 頂板受力簡化圖（圖形大小字體統(tǒng)一）（2）上部作用下的力一列車作用為，其作用面積為，則在板上作用荷載大小為：二期荷載縱向上，則在橫向板上力大小為：（3）當(dāng)這些力共同作用時，求出其最大彎矩，根據(jù)最大彎矩配設(shè)橫向鋼筋，滿足頂板的橫向要求。支座反力： 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可以求出彎矩，彎矩圖如下： 其中： 取，則 = 5mm由公式 得根據(jù)鋼筋表選用，則，滿足要求。： (1) 連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足《橋規(guī)》(—99)構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原則： 應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu)，要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束，以達(dá)到合理的布置型式。 應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。 預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，這往往與橋梁體系、構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有密切關(guān)系。 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合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(yù)應(yīng)力束的效益。 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時的需要。 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對稱布置 應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。 錨距的最小間距的要求[3]。 (2)預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點的確定 預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起點應(yīng)從兼顧剪力與彎矩兩方面的受力要求來考慮。 從受剪考慮，理論上應(yīng)從的截面開始起彎，以提供一部分的預(yù)剪力來抵抗作用產(chǎn)生的剪力。但實際上，受彎構(gòu)件跨中部分的梁腹混凝土已足夠承受荷載作用的剪力，因此一般是根據(jù)經(jīng)驗，在跨徑的三分點到四分點之間開始彎起。 從受彎考慮，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后，其中心線將往上移，使偏心距ep變小，即預(yù)應(yīng)力彎矩Mp將變小。因此，應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后的正截面的抗彎承載力的要求。 預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起點尚應(yīng)考慮滿足斜截面的抗彎承載力的要求，即保證預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后斜截面上的抗彎承載力不低于斜截面頂端所在的正截面的抗彎承載力。 (3)預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起的角度 從減小曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)拉時摩阻應(yīng)力的損失處罰，彎起角度不宜大于20o，一般在梁端錨固時都不會達(dá)到此值，而對于彎出梁頂錨固的鋼筋，則往往超過20o彎起角度常在25o∽30o之間。彎起角度較大的預(yù)應(yīng)力鋼筋，應(yīng)注意采取減少摩擦系數(shù)值的措施，以減少由此而引起的摩擦應(yīng)力損失。 從理論上講，預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起的最佳設(shè)計是考慮預(yù)剪力作用后，只有恒載作用和橫活載共同作用的合成剪力絕對值相等。即｜VG1+VG2–Npdsinp｜=｜VG1+VG2+VQ–Npdsinp｜.但對于跨徑較大的梁，按此確定的p顯然過大。為此，在條件許可的情況下選擇較大的p，值，對于臨近支點的梁段，則可在滿足抗彎承載力要求的條件下，預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起的數(shù)量應(yīng)盡可能的多些。遵循以上原則，結(jié)合本例的施工特點，鋼束布置結(jié)果如圖所示。由確定導(dǎo)線點距錨固點的水平距離，由確定彎起點至導(dǎo)線點的水平距離，所以彎起點至錨固點的水平距離為則彎起點至跨中截面的水平距離為根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的距離與彎起點至導(dǎo)線點的水平距離相等，所以彎止點至導(dǎo)線點的水平距離為故彎止點至跨中截面的水平距離為鋼號束升高值彎起角彎起半徑（mm）支點至錨固點的水平距離d(mm)彎起點至跨中截面水平距離彎止點至跨中截面水平距離1100200001659393723 鋼束號起彎高度y(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)R(cm)(rad)N15415008N24730008N34030008N446003N546003 計算鋼束上任意一點i離梁底距離，及該點處鋼束的傾角，式中a為鋼束彎起前其重心至梁底的距離a=200mm, 為i點所在計算截面處鋼束位置的升高值。計算時，首先應(yīng)判斷出i點所在處的區(qū)段，然后計算及，即當(dāng)，i點位于直線段還未彎起，故當(dāng) ，i點位于圓弧彎曲段，按下式計算當(dāng) ，i點位于靠近錨固端的直線段，此時按下式計算即各截面鋼束位置及其傾角 計算值詳見下表 () 及其傾角（）計算表計算截面鋼束編號（mm）(mm)(。)（mm）(mm)邊跨跨中9392784為負(fù)值，鋼束尚未彎起00155邊跨左支點93927849061810771232中跨跨中54392784為負(fù)值，鋼束尚未彎起00155中跨左支點543927849061810771232．4主梁截面幾何性質(zhì)計算主梁預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的面積換算公式如下： As= 主梁截面慣性矩計算公式為：預(yù)應(yīng)力筋的面積矩：根據(jù)推導(dǎo)公式得，主梁截面特性如表所示。 A （）毛面積管道面積0凈面積 A （）鋼束換算面積