【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量 本設(shè)計(jì)按A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件考慮，根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得到跨中截面所需的有效預(yù)加力為： 式中： —正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算得彎矩值， KNm —混凝土C50抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， MPa A—構(gòu)件混凝土全截面面積，775000 mm178。 —預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為=100 mm ，則 W—構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩，所以有效預(yù)加力合力為: 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為。采用夾片式群錨，金屬波紋管成孔。 （1）跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合《公路橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計(jì)圖紙并按《公路橋規(guī)》中的構(gòu)造要求，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步設(shè)置（） 端部及跨中預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖 （2）其他截面鋼束位置及傾角計(jì)算 ①鋼束彎起形狀、彎起角θ及其彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲。為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，NNN3彎起角θ均取。各鋼束的彎曲半徑為、。②鋼束各控制點(diǎn)位置的確定以N3號(hào)鋼束為例，由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離 由確定彎起點(diǎn)距導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離 所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計(jì)算圖 則彎起點(diǎn)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(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離相等，所以彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為 故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為 同理可計(jì)算NN2的控制點(diǎn)的位置，各鋼束彎曲控制要素表鋼束號(hào)升高值（mm）彎起角（176。）彎起半徑R（mm）支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離d（mm）彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離Xk（mm）彎止點(diǎn)距跨中水平距離（mm）N117008450001436116874N2950830000249710311279N35008150003121141713505③各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算仍以N3號(hào)鋼束為例（），計(jì)算鋼束上任一點(diǎn)i離梁底距離及該點(diǎn)處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，為i點(diǎn)所在計(jì)算截面處鋼束位置的升高值。計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)判斷出i點(diǎn)所在的區(qū)段，然后計(jì)算及，即當(dāng)時(shí)，i點(diǎn)位于直線段還未彎起，故，當(dāng)時(shí)，i點(diǎn)位于圓弧彎曲段，及按下式計(jì)算，即 當(dāng)時(shí)，i位于靠近錨固端的直線段，此時(shí)，按下式計(jì)算，即各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算表 計(jì)算截面鋼束編號(hào)（mm）（mm）（mm）(176。)(mm)(mm)跨中截面N16116263為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100N271034176N3114172088L/4截面N161162638526626N2710341763103N3114172088為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100變化點(diǎn)截面N16116263810181118N271034176254354N3114172088為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100支點(diǎn)截面N16116263815801680N2710341768815915N31141720888356456 ④鋼束平彎段的位置及平彎角NNN3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上。為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，NN3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上。為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，NN3在梁中的平彎采用相同的形式。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為。 鋼束平彎示意圖按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。按《公路橋規(guī)》規(guī)定，T梁截面受壓翼緣有效寬度取下列三者中的最小值：（1）簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑的1/3。即10000mm。 (2)相鄰兩梁的平均間距。即2000mm。(3),式中b為梁腹板寬度200mm，為承托長(zhǎng)度0，為受壓翼緣懸出板厚度，取平均值為186mm。故。故取 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a=80mm,則有先假定為第一類T型截面，由公式計(jì)算受壓區(qū)高度x,即求得 則根據(jù)正截面承載力計(jì)算所需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為；采用7根直徑為20mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面積為As=2200（mm178。）在梁底布置成一排（），其間距為50mm，鋼筋重心到底邊的間距為 。 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。本設(shè)計(jì)的T梁從施工到運(yùn)營經(jīng)歷了如下三個(gè)階段。 （1）主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，所以其截面特性為計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面。該截面的截面特性計(jì)算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T梁翼板寬度為1500mm。 （2）灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆500mm濕接縫預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進(jìn)行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆500mm濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時(shí)的截面特性計(jì)算采用計(jì)入預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T梁翼板寬度仍為1500mm。 （3）橋面、防撞護(hù)欄施工和營運(yùn)階段橋面濕接縫結(jié)硬后主梁即為全截面參與工作，此時(shí)截面特性計(jì)算采用計(jì)入預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T梁翼板寬度為2000mm。截面幾何特性的計(jì)算以列表進(jìn)行。同理。第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算表 分塊名稱分塊面積重心至梁頂距離 對(duì)梁頂邊的面積距自身慣性矩截面慣性距混凝土全截面非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積預(yù)留管道面積3π70178。/4凈截面面積注： 各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表受力階段計(jì)算截面階段1孔道壓漿前跨中截面L/4截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面階段2管道結(jié)硬后至濕接縫結(jié)硬前跨中截面L/4截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面階段3濕接縫結(jié)硬后跨中截面L/4截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算 （1）求受壓區(qū)高度x先按第一類T型截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，由 得到 受壓區(qū)全部位于翼板內(nèi)，說明確實(shí)是第一類T型截面梁。 （2）正截面承載力計(jì)算跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離a為所以 截面抗彎承載力 跨中截面正截面承載力滿足要求。 （1）斜截面抗剪承載力計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁應(yīng)按規(guī)定需要驗(yàn)算的各個(gè)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，以下以變化點(diǎn)截面處的斜截面為例進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。首先，根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪計(jì)算的上下限復(fù)核，即式中：—驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值， —混凝土強(qiáng)度等級(jí)，為50MPa b—腹板厚度，為200mm —相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)（包括 預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋）至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)距截面下緣的距離為所以 —預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，代入上式得 計(jì)算表明，截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力按公式 計(jì)算。 斜截面內(nèi)混凝土和箍筋共同的抗剪承載力設(shè)計(jì)值與斜截面相交的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋抗剪承載力設(shè)計(jì)值 式中：—異號(hào)彎矩影響系數(shù)， —預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)， —受壓翼緣影響系數(shù)， 箍筋選用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，間距，則。故 采用全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即 。 所以 =（KN） 變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲(chǔ)備，未予考慮。 （2）斜截面抗彎承載力由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長(zhǎng)方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不另行驗(yàn)算。（錨下）控制應(yīng)力按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用 （1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失對(duì)于跨中截面：；d為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離（）；、k分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時(shí)，由表查得 ，k=；為從張拉端到跨中截面間，管道轉(zhuǎn)過的角度，這里N1只有豎彎，其角度為，N2和N3不僅有豎彎還有平彎（），其角度應(yīng)為管道轉(zhuǎn)過的空間角度，其中豎彎角度為，平彎角度為，所以空間轉(zhuǎn)角為。同理可算出其他控制截面處的值?？缰薪孛婺Σ翍?yīng)力損失計(jì)算鋼束編號(hào)θx(m)kx(MPa)（176。）（rad）N181395N21395N31395平均值各控制截面平均值截面跨中L/4變化點(diǎn)支點(diǎn)平均值（MPa） （2）錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩擦的影響。首先根據(jù)公式計(jì)算反摩擦影響長(zhǎng)度，即式中的為張拉端錨具變形值，由表查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；為單位長(zhǎng)度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，；為張拉端錨下張拉控制應(yīng)力，為扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力，；為張拉端至錨固端的距離，這里的錨固端為跨中截面。反摩擦影響長(zhǎng)度計(jì)算表鋼束編號(hào)（MPa）（MPa）（MPa）（mm）(MPa/mm)(mm)N113951514312296N213951524910800N313951531210815求得后可知三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線均滿足 ，所以距張拉端為x處的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩擦后的預(yù)應(yīng)力損失可按下式計(jì)算，即式中的為張拉端由錨具變形引起的考慮反摩擦后的預(yù)應(yīng)力損失。若則表示該截面不受反摩擦的影響。錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表截面鋼束編號(hào)x（mm）