发布时间 : 星期日 文章预应力混凝土简支小箱梁桥设计 - 图文更新完毕开始阅读
第四章 预应力钢筋估束和布置
4.1 预应力钢束的估束
由于边梁的内力最大，所以预应力钢筋的布置一边梁为准，其他梁预应力布置与边梁相同。
对于预应力钢筋混凝土简支梁桥，控制结构设计的通常是抗裂性验算。因而，可按照抗裂性验算原则完成估束工作。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004的第6.3.1条(P58)规定：
全预应力混凝土构件，在作用(或荷载) 短期效应组合下 预制构件：
?st?0.85?pc?0 (4-1)
?pc
?st为作用(或荷载) 短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的拉应力，式中，
为
扣除全部预应力损失后预加力在构件抗裂验算边缘产生的预压应力。
本课程设计，抗裂验算边缘为截面下边缘。根据材料力学知识，作用(或荷载) 短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的拉应力?st按下式求得
?st?MstybI0 (4-2)
其中，Mst是弯矩短期效应组合值，I0是毛截面抗弯惯性矩，yb是下边缘距截面中性轴的距离。
预加力在构件抗裂验算边缘产生的预压应力的计算按如下方式计算。将预加力等效为作用在截面中性轴位置处的轴力和一外加弯矩，如图4-1所示。
NNeeN
图4-1 预加力等效
则，预加力在构件抗裂验算边缘产生的预压应
?pc??pc
按下式计算
NNe?ybA0I0 (4-3)
上式中，A0是毛截面面积，e是预应力钢绞线合力作用点距截面中性轴的距离，I0和
yb的定义与式(4-2)一致，N是预加力，按下式计算
N??effAp (4-4)
其中，
?eff和
Ap分别为预应力钢束的有效预应力和面积。将式(4-2)~(4-4)代入式(4-1)，
并将式(4-1)取等号，得到预应力钢束面积估算公式
MstybI0Ap???eff?effeyb?0.85??A?I??0?0? (4-5)
上式中，预应力钢束的有效预应力
?eff及预应力钢绞线合力作用点距截面中性轴的距
fpk?1860MPa离e需要预先假定。一般而言，对于
?con?0.75fpk?0.75?1860?1395MPa的预应力钢绞线的控制张拉应力取
，在估束阶段，根据经验，考虑25%的预应力损失，
。对于跨中截面，可假设
则有效预应力的估计值为
?eff?0.75?con?0.75?1395?1046MPa预应力钢绞线合力作用点距截面下边缘18cm进行试算。
Mst?10459.8kN.m
I0?0.552m2 yb?1.17m
e?0.99m
代入4-5得 选配12束5?15.2的钢束
Ap?8400mm2实际
图4-1 预应力钢束布置图
Ap?8365mm2
表4-1 钢束尺寸 钢束中心到梁底距离 钢束长度弯起角支座1/8截面1/4截面3/8截面跨中号 （cm） 半径（m） 度（°） 处 处 处 处 处 N1 1738.04 3000 2 12.5 9 9 9 9 N2 1739.98 3000 7 52 11.02 9 9 9 N3 1740.34 4500 7 74 29.32 20 20 20 N4 1740.69 6000 7 96 49.72 31.09 31 31 N5 1741.06 7500 7 118 70.41 45.07 42 42 N6 1741.42 9000 7 140 91.68 61.72 53 53
表4-2 截面特性 计算点 跨中 1/8跨 1/4跨 3/8跨 截面积（mm） 2截面重心至底面（mm） 截面重心至到钢束质心距离Wn(mm) 3An A0 yn 1188.6 1188.6 1188.2 1185.3 1105 y0 梁自重弯 I0（mm） 矩（kN.m） In44 （mm） （mm） en 5665.05 5.38*10^11 5.76*10^11 5310.8 5.38*10^11 5.76*10^11 4248.38 5.40*10^11 5.76*10^11 2479 5.46*10^11 5.72*10^11 0 6.21*10^11 6.17*10^11 915.6 915.6 895.2 750 284 e0 885.8 885.8 866.1 725.5 276.3 1372504.5 1418645.7 1372504.5 1418645.7 1372504.5 1418645.7 1372504.5 1418645.7 1158.8 4.526*10^8 1158.8 4.526*10^8 1159.1 4.545*10^8 1160.8 4.606*10^8 1097.3 5.620*10^8 支点 1599504.5 1645645.7