表4.3
管道类型 橡胶管抽芯成型的管道 铁皮套管 金属波纹管 0.0030 0.0020~0.0030 0.35 0.20~0.26 K 0.0015 μ 0.55 4.3.2. 锚具变形损失
锚具变形,钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩损失δs2,在计算接缝压缩引起的应力损失时,认为接缝在第一批钢束锚固后既完成全部变形量,以后锚固得各批钢束对该接缝不再产生压缩。可按下式计算:
?l2?l??ElP
?l——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值;统一取6mm. L——预应力钢筋的有效长度;
EP——预应力钢筋的弹性模量。取195GPa。 5.3.3. 混凝土的弹性压缩损失
后张法构件采用分批张拉时,先张拉是钢束由于张拉后批钢束所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失,可按下式计算:
?l4??EP???pc
???pc——在先张拉钢筋重心处,由后张拉各批钢筋而产生的混凝土法向应力;
?EP——预应力钢筋与混凝土弹性模量比。
若逐一计算???pc的值则甚为繁琐,可采用下列近似计算公式
N?1?PC 2NN——计算截面的分批张拉的钢束批数.
?l4??EP?钢束重心处混凝土法向应力:?PC式中M1为自重弯矩。
?NPNpen?M1???A?Iyn???Iyn
nn?n?注意此时计算Np时应考虑摩阻损失?l1、锚具变形及钢筋回缩?l2的影响。预应力损
失产生时,预应力孔道还没压浆,截面特性取静截面特性(即扣除孔道部他的影响)。
对悬臂拼装结构,作如下近似假设,可使先张拉钢束重心处由后张拉各批钢束产生的混凝土法向应力计算简化:
(1)每悬臂拼装一段,相应张拉一批力筋;假设每批张拉预应力都相同,且都作用在全部预应力重心处;
(2)在同一计算截面上,每一悬拼梁段自重所产生的自重弯矩都假设相等。
4.3.4 预应力筋的引力松弛损失
预应力筋的引力松弛损失指的是由钢绞线组成的预应力钢束,在采用
超张拉方法施工中,由钢绞线松弛引起的损失终极值。此项应力损失可根据〈〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTG D62—2004 表6.2.6 条的规定,按下列公式计算。
对于钢丝、钢绞线,本设计中采用:
?l5=ψ·ξ(0.52?pefpk?0.26)?pe(MPa)
式中:ψ——张拉系数,一次张拉时,ψ=1.0;超张拉时,ψ=0.9; ξ——钢筋松弛系数,I级松弛(普通松弛),ξ=1.0;II级松弛 (低松弛),ξ=0.3;
?pe——传力锚固时的钢筋应力,对后张法构件 ?pe=?con-?l1-?l2-?l4; 对先张法构件,?pe=?con-?l2。
4.3.5 收缩徐变损失
由混凝土收缩和徐变引起的预应力钢筋应力损失?l6,这种损失可由以下公式计算:
?l6(t)?0.9[Ep?cs(t,t0)??EP?pc?(t,t0)]1?15??ps (5.1.5-1)
?l6(t)?'0.9[Ep?cs(t,t0)??EP?'pc?(t,t0)]1?15??''' (5.1.5-2)
ps??Ap?AsAA'p?A's ?? (5.1.5-3)
A??1?e2psi2 ??1?,2e'psi2 (5.1.5-4)
式中:?l6(t)、?'l6(t)——构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失;
?pc、?'pc——构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由预习应力产生的混凝土法向应力;
i ——截面回转半径,i2?I/A,后张法采用净截面特性
2、e2 e'psps——构件受拉区、受压区纵向普通钢筋截面重心至构件截面重心的距离;
?cs(t,t0)——预应力钢筋传力锚固龄期为t0,计算考虑的龄期为t时的混凝土收缩、
徐变,其终极值可按〈〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTG D62—2004 中表6.2.7取用;
?(t,t0)——加载龄期为t0,计算考虑的龄期为t时的徐变系数,可按〈公路钢筋混
凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTG D62—2004 中表6.2.7取用.
5.4预应力计算
?pe??con?(?l1??l2??l4??l5??l6)(使用阶段扣除全部损失的有效预应力值) ?1??con?(?l1??l2??l4) (张拉锚固阶段的有效预应力) 第5章 桥梁内力组合 5.1 内力组合的原则
公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:
1 只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。
2 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。 3 施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。
4 多个偶然作用不同时参与组合。
5.2 承载能力极限状态下的效应组合
公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用以下两种作用效应组合:基本组合和偶然组合。
基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:
?0Sud??0(??GiSGik??Q1SQ1k??c??QjSQjk)
i?1j?2mn或 ?0Sud??0(?SGid?SQ1d??c?SQjd)
i?1j?2mn式中 Sud—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;
?0—结构重要性系数,按《通规》JTG D60-2004表1.0.9规定的结构设计安全等级采用,对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9;
?Gi—第i个永久作用效应的分项系数,应按《通规》JTG D60-2004表4.1.6的规定采用;
SGik、SGid—第i个永久作用效应的标准值和设计值;
?Q1—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取?Q1=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数应采用汽车荷载的分项系数;对专为承受某作用而设置的结构或装置,设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项系数也与汽车荷载取同值;
SQ1k、SQ1d—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值;
?Qj—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数,取?Qj=1.4,但风荷载的分项系数取
?Qj=1.1;
SQjk、SQjd—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其
他第j个可变作用效应的标准值和设计值;
?c—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作
用)组合时,人群荷载(或其他一种可变作用)的组合系数取?c=0.80;当除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时,其组合系数取
?c=0.70;尚有三种可变作用参与组合时,其组合系数取?c=0.60;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,取?c=0.50。
5.3 正常使用极限状态下的效应组合
公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合:
(1) 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合,其效应组合表达式为:
Ssd??SGik???1jSQjk
i?1j?1mn式中 Ssd—作用短期效应组合设计值;
?1j—第j个可变作用效应的频率值系数,汽车荷载(不计冲击力)?1=0.7,人群荷载?1=1.0,风荷载?1=0.75,温度梯度作用?1=0.8,其他作用?1=1.0;
?1jSQjk—第j个可变作用效应的频率值。
(2)作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为:
Sld??SGik???2jSQjk
i?1j?1mn第6章 主梁截面验算
预应力混凝土梁从预加力开始到承载破坏,需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个受力阶段,为保证主梁受力可靠并予以控制,应对控制截面进行各个阶段的验算。
6.1 正截面抗弯承载力验算
根据JTG—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中第5.1.5条进行成载能力验算。材料采用强度设计值,假设钢筋和混凝土同时屈服,同属于塑性状态。计算时考虑冲击系数和结构系数,计算表达式见式(1)
?0S?R (1)