預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置課件

預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)估算—計(jì)算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實(shí)受力未考慮預(yù)加力的影響未考慮預(yù)加力對(duì)徐變、收縮的影響③未考慮（鋼束）孔道的影響各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事先擬定預(yù)應(yīng)力束的調(diào)束預(yù)應(yīng)力束的布置預(yù)應(yīng)力束的估束預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)估算—計(jì)算中使用的組合結(jié)1預(yù)備知識(shí)（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋7-φj15.24表示：一束由7股φ15.24

的鋼絞線組成，每股鋼絞線由6根直徑5mm的鋼絲圍繞

一根直徑5.5mm的芯絲順一個(gè)方向扭結(jié)而成的7股鋼絞線，其理論重量1.101Kg/m。其參數(shù)如下所示：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk

=1860MPa張拉控制應(yīng)力：σcon≤0.75

fpk抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fpd

=1260MPa有效張拉力：σpe=σcon-

σl預(yù)備2預(yù)備知識(shí)預(yù)加力合力偏心距e上、e下的計(jì)算通過查詢Midas截面特性值來計(jì)算。通過AutoCad查詢截面特性值來計(jì)算；右擊“截面”（如右圖所示）單擊“表格”如圖4-1所示提取其中的面積、Iyy、Czp、Czm。其中：Iyy：對(duì)單元局部坐標(biāo)系y軸的慣性距；

Czp：沿單元局部坐標(biāo)系+z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。Czm：沿單元局部坐標(biāo)系-z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。預(yù)備3預(yù)備知識(shí)截面特性值表格思考題預(yù)加力合力偏心距e上、e下與Czp、Czm的關(guān)系？

圖4-1預(yù)備4預(yù)應(yīng)力束估算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD62-2004）規(guī)定在選定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量時(shí)，應(yīng)滿足以下三方面要求：(1)承載能力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度要求；(2)正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求；(重點(diǎn))(3)施工階段的應(yīng)力要求。預(yù)應(yīng)力估算依據(jù)

預(yù)應(yīng)力束估算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)在選5按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求

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)度承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的某一特定狀態(tài)，超過這一狀態(tài)界限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不再滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的某一功能要求。預(yù)應(yīng)力束估算按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到受壓區(qū)高度預(yù)應(yīng)力筋數(shù)或

（1）對(duì)于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁矩形截面判斷截面類型按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力束估算受壓區(qū)高度預(yù)應(yīng)力筋數(shù)或（1）對(duì)于僅承受一個(gè)方向的彎矩7（2）若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的梁可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有力筋）會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。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)力束估算思考題：為什么忽略實(shí)際上存在的雙筋影響會(huì)使計(jì)算結(jié)果會(huì)偏大？（2）若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的梁可據(jù)截面上正、負(fù)彎8按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求正常使用極限狀態(tài)預(yù)壓應(yīng)力

荷載引起的拉應(yīng)力

預(yù)壓應(yīng)力

荷載引起的壓應(yīng)力

混凝土的允許壓應(yīng)力

截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力截面上、下緣的混凝土均不被壓壞預(yù)應(yīng)力束估算按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求正常使用極限狀態(tài)預(yù)壓應(yīng)力荷9按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)壓應(yīng)力荷載引起的拉應(yīng)力預(yù)壓應(yīng)力荷載引起的壓應(yīng)力混凝土允許的壓應(yīng)力預(yù)應(yīng)力束估算按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)壓應(yīng)力荷載引起的拉應(yīng)力預(yù)壓10（1）由預(yù)加力引起截面上、下翼緣混凝土應(yīng)力按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)應(yīng)力束估算注意

對(duì)于公路橋，在使用階段配筋估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力σpe=（

0.6-0.65）fpk；在施工階段配筋估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力（1.0-1.15）σpe

。（1）由預(yù)加力引起截面上、下翼緣混凝土應(yīng)力按正常使用極限計(jì)算11上翼緣最大配筋為：上翼緣最小配筋為：下翼緣最大配筋為：下翼緣最小配筋為：按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求截面上核心距截面下核心距預(yù)應(yīng)力束估算上翼緣最大配筋為：上翼緣最小配筋為：下翼緣最大配筋為：12（2）截面只在下緣布置力筋以抵抗正彎矩按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)應(yīng)力束估算（2）截面只在下緣布置力筋以抵抗正彎矩按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿13（3）當(dāng)截面中只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)應(yīng)力束估算（3）當(dāng)截面中只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩按正常使用極限計(jì)算14按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求（4）上、下緣配筋的判別條件受彎構(gòu)件截面配筋數(shù)量截面承受的彎矩截面的幾何特性以截面上下緣均配有力筋抵抗正負(fù)彎矩的情況下所導(dǎo)出的公式為依據(jù)：配底板筋配頂板筋預(yù)應(yīng)力束估算按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求（4）上、下緣配筋的判別條件15按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求彎矩M取值說明注意：一次落架生成形成的內(nèi)力包絡(luò)圖與分階段依次落架生成的內(nèi)力包絡(luò)圖存在不小的差異。預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算三跨連續(xù)剛構(gòu)橋彎矩包絡(luò)圖按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求彎矩M取值說明注意：16考慮施工過程的彎矩變化體系轉(zhuǎn)換前的最大彎矩包絡(luò)圖預(yù)應(yīng)力束估算考慮施工過程的彎矩變化體系轉(zhuǎn)換前的最大彎矩包絡(luò)圖預(yù)應(yīng)力束估算17預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置（1）鋼束布置原則，應(yīng)使其重心線不超出束界范圍。（2）鋼束彎起角度，應(yīng)與所承受的剪力變化規(guī)律相配合。彎起角α不宜大于20°；對(duì)于彎出梁頂錨固的鋼束，α值往往超出此值，常常在20°～30°之間。（3）彎起鋼絲束的形式，原則上宜為拋物線，若為施

工方便則又宜采用懸鏈線，或采用圓弧彎起并以切線

伸出梁端或梁面。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的曲線形

預(yù)應(yīng)力鋼筋，其曲線半徑應(yīng)符合下列規(guī)定：鋼絲束、

鋼絞線束鋼絲直徑等于或小于5mm時(shí)，不宜小于4m；鋼絲直徑大于5mm時(shí)，不宜小于6m。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置（1）鋼束布置原則，應(yīng)使其重心線不18（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點(diǎn)的確定：a）從受剪考慮，應(yīng)提供一部分抵抗外荷載剪力的預(yù)剪力。但實(shí)際上，受彎構(gòu)件跨中部分的肋部混凝土已

足夠承受荷載剪力，因此一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在跨徑的

三分點(diǎn)到四分點(diǎn)之間開始彎起。b）從受彎考慮，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后，其重心線

將往上移，使偏心距變小。即預(yù)加力彎矩將變小。因

此，應(yīng)滿足預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后的正截面的抗彎承載力

要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋束的彎起點(diǎn)尚應(yīng)考慮斜截面抗彎承

載力要求。即保證鋼筋束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抗彎承載力。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點(diǎn)的確定：預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置19預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定（1）在靠近端支座區(qū)段橫向?qū)ΨQ彎起，盡可能沿梁端面均勻布置，同時(shí)沿縱向可將梁腹板加寬。在梁端部附近，設(shè)置間距較密的縱向鋼筋和箍筋。并符合T形和箱形梁對(duì)縱向鋼筋和箍筋的要求。（2）預(yù)應(yīng)力直線管道的混凝土保護(hù)層厚度，對(duì)構(gòu)件頂

面和側(cè)面，當(dāng)管道直徑大于55mm時(shí)，不應(yīng)小于45mm；

對(duì)構(gòu)件底面不應(yīng)小于50mm.當(dāng)橋梁處于受侵蝕的環(huán)境

時(shí)，上述保護(hù)層厚度應(yīng)增加10mm。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的端部錨固區(qū)，在錨具下面應(yīng)設(shè)置厚度不小

于16mm的墊板或采用具有喇叭管的錨具墊板。錨墊

板下應(yīng)設(shè)間接鋼筋，其體積配筋率不應(yīng)小于0.5%。后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定（1）在靠近端支座區(qū)段橫向20（3）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其預(yù)應(yīng)力管道的混凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)符合《公路橋規(guī)》的下列要求：直線形預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋公稱直徑，后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力直線形鋼筋不應(yīng)小于管道直徑的1/2且應(yīng)滿足下表規(guī)定：預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定（3）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其預(yù)應(yīng)力管道的混直線形預(yù)應(yīng)力鋼21對(duì)外形呈曲線形且布置有曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，其曲線平面內(nèi)和曲線外的管道的最小混凝土保護(hù)層厚度，也應(yīng)根據(jù)《公路橋規(guī)》給出公式計(jì)算得到。按上述公式計(jì)算的保護(hù)層厚度，如小于各類環(huán)境的直線管道的保護(hù)層厚度，應(yīng)取相應(yīng)環(huán)境條件的直線管道的保護(hù)層厚度。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定對(duì)外形呈曲線形且布置有曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，其按上述公式計(jì)算22預(yù)應(yīng)力束管道的構(gòu)造要求（1）直線管道之間的水平凈距不應(yīng)小于40mm，且不宜小于管道直徑的0.6倍；對(duì)于預(yù)埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可將兩管道疊加。后張法構(gòu)件（4）按計(jì)算需要設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，預(yù)留管道也應(yīng)同時(shí)起拱。

（3）管道內(nèi)徑的截面面積不應(yīng)小于預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積的兩倍。（2）曲線形預(yù)應(yīng)力鋼筋管道在曲線平面內(nèi)或曲線平面外相鄰管道間的最小距離可據(jù)《公路橋規(guī)》有關(guān)公式計(jì)算。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束管道的構(gòu)造要求（1）直線管道之間的水平凈距不應(yīng)小于23（1）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式（3）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。（4）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（5）預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束（6）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(shí)的需要。預(yù)應(yīng)力束布置（2）應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便預(yù)應(yīng)力束布置的注意事項(xiàng)（1）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式（3）預(yù)應(yīng)力束的24（7）預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對(duì)稱布置。（8）應(yīng)留有一定數(shù)量備用管道，一般占總數(shù)的1%。（9）預(yù)應(yīng)力筋布置不要太靠近翼緣兩側(cè)，在同一截面

上錨固需要適當(dāng)分散。備用管道分散、均勻、對(duì)稱原則預(yù)應(yīng)力束布置（7）預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對(duì)稱布置。（8