橋梁預應力混凝土結構設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 260管道或鋼束求和翼板1凈軸以上換算面積對換軸靜距3750三角承托2500肋部3求和翼板1換軸以上換算面積對換軸靜距3750三角承托2500肋部3求和 表16 四分點截面對重心軸靜距計算分塊名稱及序號已知： =180cm，=，h=170cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/cm對凈軸靜距翼板1翼緣部分對凈軸靜距2700三角承托2500肋部3200求和下三角4馬蹄部分對凈軸靜距169馬蹄51150肋部6260管道或鋼束求和翼板1凈軸以上凈面積對凈軸靜距2700三角承托2500肋部3求和翼板1換軸以上凈面積對凈軸靜距2700三角承托2500肋部3求和分塊名稱及序號已知： =180cm，=，h=170cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/cm對凈軸靜距翼板1翼緣部分對換軸靜距3750三角承托2500肋部3200求和下三角4馬蹄部分對換軸靜距169馬蹄51150肋部6260管道或鋼束求和翼板1凈軸以上換算面積對換軸靜距3750三角承托2500肋部3求和翼板1換軸以上換算面積對換軸靜距3750三角承托2500肋部3求和表17 支點截面對重心軸靜距計算分塊名稱及序號已知： =180cm，=，h=170cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/cm對凈軸靜距翼板1翼緣部分對凈軸靜距2700三角承托2肋部3求和翼板1凈軸以上凈面積對凈軸靜距2700三角承托2肋部3求和翼板1換軸以上凈面積對凈軸靜距2700三角承托2肋部3求和分塊名稱及序號已知： =180cm，=，h=170cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/cm對凈軸靜距翼板1翼緣部分對換軸靜距3750三角承托2500肋部3200求和翼板1凈軸以上換算面積對換軸靜距5000三角承托2500肋部3求和翼板1換軸以上換算面積對換軸靜距3750三角承托2500肋部3求和 截面幾何特性匯總表將計算結果進行匯總，見表18表18 截面集合特性計算總表名稱符號單位截面跨中四分點支點混凝土截面凈面積凈慣性矩凈軸到截面上緣距離cm凈軸到截面下緣距離cm截面抵抗距上緣下緣對凈軸靜距翼緣部分面積凈軸以上面積換軸以上面積馬蹄部分面積——鋼束群重心到凈軸距離cm換算面積換算慣性矩換軸到截面上緣距離cm換軸到截面下緣距離cm截面抵抗距上緣下緣對換軸靜距翼緣部分面積凈軸以上面積換軸以上面積馬蹄部分面積——鋼束群重心到換軸距離cm鋼束群重心到截面下緣距離cm19當計算主梁截面應力和確定鋼束的控制應力時，應計算預應力損失值。后張法梁的預應力損失值包括前期預應力損失（鋼束與管道壁的摩擦損失，錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預應力損失（鋼絞線應力松弛、混凝土收縮和徐變引起的損失），而梁內鋼束的錨固應力和有效應力分別等于張拉應力扣除相應階段的預應力損失值。預應力損失值因梁截面位置不同而有差異，本設計以四分點截面為例計算其各項預應力損失，其他截面皆采用同樣的方法進行計算，計算結果見表19~表26。 預應力鋼束與管道壁間的摩擦損失預應力鋼束與管道壁間的摩擦損失計算式為式中 ——預應力鋼筋錨下的張拉控制應力，==1860Mpa=1302Mpa； ——預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數，根據表10，對于預埋鋼波紋管，=； ——從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）； k——管道每米局部偏差對摩擦的影響因數，根據表10，取k=； x——從張拉端至計算截面的管道長度（m），近似取其在縱軸上的投影長度，四分點為計算截面時，x=a+l/4 (a值見圖18，l為計算半徑)。表19 四分點截面管道摩擦損失值計算表鋼束號xradmMPa10023745 錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失對曲線預應力筋，在計算錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失時，應考慮錨固后反向摩擦的影響。計算的方法如下。反向摩擦影響長度l=式中——錨具變形、鋼筋回縮值（mm），=6mm；——單位長度由管道摩擦引起的預應力損失，按下式計算=式中 ——張拉端錨下控制力，本例為1302MPa； ——預應力鋼筋扣除沿途摩擦損失后的錨固端應力，即跨中截面扣除的鋼筋應力；l——張拉端至錨固端的距離（mm）,即表11中計算所得的鋼束的有效長度。張拉端錨下預應力損失：=2在反向摩擦影響長度內，距張拉端x處的錨具變形、鋼束回縮損失為=2在反向摩擦影響長度外，錨具變形、鋼束的回縮損失為=0以上計算結果見表20。表20 四分點、支點及跨中截面計算表四分點截面支點截面跨中截面鋼束號影響線長度錨固端距張拉端距離x距張拉端距離x距張拉端距離xMPammMPammMPammMPammMPa123030050432934 混凝土彈性壓縮引起的預應力損失后張法梁當采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉厚批鋼束產生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失，可按式計算=式中 ——在計算截面先張拉的鋼筋重心出，由后張拉各批鋼筋產生的混凝土法向應力（MPa），可按下式計算式中 ——分別為鋼束錨固時預加的縱向力和彎矩；　　　　——計算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，＝－，和可分別查表1表10。本設計采用逐根張拉鋼束，張拉時按鋼束２－３－１－４的順序，計算時應從最后張拉的鋼束逐步向前推進，計算結果見表21。表21 四分點截面計算表計算數據aEp5065鋼束號錨固時預加縱向力預加彎矩= aEp 錨固時鋼束應力cosa（見表1010）合計4132 由預應力鋼筋應力松弛引起的預應力損失鋼絞線由松弛引起的應力損失的終極值，按式計算式中 ——張拉系數，本設計采用一次張拉，取=；——鋼筋松弛系數，對低松弛鋼絞線，取=；——傳力錨固時的鋼筋應力，對后張法構件，=。計算得四分點截面鋼絞線由松弛引起的應力損失見表22。表22 四分點截面計算表鋼束號111860234 混凝土的收縮和徐變引起的預應力損失由混凝土收縮和徐變引起的預應力損失可按式計算式中 ——受拉區全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮和徐變引起的預應力損失；——鋼束錨固時，全部鋼束重心處由預加應力（扣除相應階段的應力損失）產生的混凝土法向壓應力，并根據張拉受力情況，考慮主梁重力的影響；——配筋率， ；A——本設計為鋼束錨固時相應的凈截面面積A,可查表18；e——本設計即為鋼束群重心至截面凈軸的距離e可查表18；i——截面回轉半徑，i=，其中，可查表18；——加載齡期為t0,計算齡期為t時的混凝土徐變系數；——加載齡期為t0，計算齡期為t時收縮應變。h=式中 A——主梁混凝土截面面積； u——構件與大氣接觸的截面周邊長度。本例考慮混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成，A和u均采用預制梁的數據，對于混凝土毛截面，四分點與跨中截面上述數據完全相同，即A=7119cm2u=[180+2（15+30++107++25）+46]cm =故h===由于混凝土收縮和徐變在相對濕度為80%條件下完成，受荷時混凝土齡期為28d。據上述條件，查表13得=，=10由于表13所給表中數值是按強度等級C40混凝土計算所得，而本例中主梁為C50混凝土，所以查表所得數值應乘以，為混凝土軸心抗壓強度標準值，對C50混凝土，=，則=，故=，=10 計算混凝土收縮和徐變應起的預應力損失的計算結果見表23表23 四分點截面混凝土收縮和徐變應起的預應力損失計算表計算數據195000計算應力損失值（1）(2)1+15計算數據=計算方法與預加應力階段混凝土彈性壓縮引起的預應力損失計算方法相同，其計算結果見表24.表24 成橋后四分點截面由張拉鋼束產生的預應力作用效應計算表計算數據aEp5365鋼束號錨固時預加縱向力預加彎矩錨固時鋼束應力cosa（見表1010）4132 預應力損失匯總及預加力計算根據以上計算過程，可得到各截面鋼束的預應力損失，匯總結果見表25.表25 鋼束預應力損失總表截面鋼束號預加應力階段正常使用階段錨固時預應力損失錨固時鋼束應力錨固后預應力損失鋼束有效MPaMPa四分點12340跨中12340支點12340施工階段傳力錨固應力及其產生的預加力可按如下方法計算=－傳力錨固時，=++由產生的預加力；縱向力 N=cosa彎矩 M= Ne剪力 V=sina式中 a——鋼束彎起后與梁軸線的夾角，cosa和sina的值可查表10；——單根鋼束的面積，=可用上述同樣的方法計算出使用階段由張拉鋼束產生的預加力N、V、M，此時為有效預應力，=++++。下面將計算結果一并列入表26.表26（Ⅰ）預加力作用效應計算表截面鋼束號預加力階段由預應力鋼束產生的預加力作用效應（四分點截面計算結果見表1021）sinacosakNkNkNm四分點12301 04010跨中10102010301040100支點1234表26 （Ⅱ）預加力作用效應計算表截面鋼束號預加力階段