Mmax(K下?e上)?Mmin(K上?e上)(K上?K下)(e上?e下)1Ap?pen下?? (4-17)
式中 Ap—每束预应力筋的面积;
?pe—预应力筋的永存应力(可取0.5~0.75fpd估算); e—预应力力筋重心离开截面重心的距离; K—截面的核心距;
A—混凝土截面面积,取有效截面计算。 K下?WW上 K上?下
AA当截面只在下缘布置力筋Np下以抵抗正弯矩时 当由上缘不出现拉应力控制时: n下?Mmin1? (4-18)
e下?K下Ap?peMmax1? (4-19)
e下?K上Ap?pe 当由下缘不出现拉应力控制时: n下?当截面中只在上缘布置力筋N上 以抵抗负弯矩时: 当由上缘不出现拉应力控制时n上??Mmin1? (4-20)
e上?K下Ap?peMmax1? (4-21)
?e上?K下Ap?pe 当由下缘不出现拉应力控制时n上??当按上缘和下缘的压应力的限制条件计算时(求得预应力筋束数的最大值)。可由前面的式推导得:
n上??Mmax(e下?K上)?Mmin(K下?e下)?(W上?W下)e下(K上?K下)(e上?e下)Mmin(K下?e上)?Mmax(K上?e下)?(W上?W下)e上(K上?K下)(e上?e下)??fcdAp?pefcdAp?pe (4-22)
n下? (4-23)
'有时需调整束数,当截面承受负弯矩时,如果截面下部多配n下根束,则上'部束也要相应增配n上根,才能使上缘不出现拉应力,同理,当截面承受正弯矩''时,如果截面上部多配n上根束,则下部束也要相应增配n下根。其关系为:
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e下?K下k下?e上'?当承受Mmin时, n上'n下
'?当承受Mmax时, n下e上?K上'n
k上?e下上4.1.2 预应力钢束的估算
对于连续梁体系,或凡是预应力混凝土超静定结构,在初步计算预应力筋数量时,必须计及各项次内力的影响。然而,一些次内力项的计算恰与预应力筋的数量和布置有关。因此,在初步计算预应力时,只能以预估值来考虑,本设计用midas输出组合弯矩值来进行设计,此项估算是非常粗略的。 具体计算如下:
采用C50混凝土,抗压强度标准值fck?32.4MPa,采用?s15.2型预应力钢绞线,fpk?1860MPa ,Apl?140mm2,在预应力钢筋估算时,永存应力?pe取0.5 fpk
1)中支点截面
H?3.5m, yu?1.6383, yb?1.8617
wu?Ix35.6770??21.7768 yu1.6383Ix35.6770??19.1637 yb1.8617wb?A?9.59m2,
wu21.7768??2.2708 A9.59wb19.1637 kb???1.9983
A9.59核心距 ku?KN eu?yu?Hu/2?1.5633 Mmin??66628.5 ?mN eb?yb?Hb/2?1.7992 Mmax??51355 K?m配筋部位判别:
Mmax(eb?Kb)??51355?(1.7992?1.9983)?10224.8kN?m
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Mmin(eb?Ku)=-66628.5×(2.2708+1.7992)=-271177.9kN?m
Mmax(eb? Kb)﹤Mmin?Ku? eb?,故此截面只需在上缘布置预应力钢筋。
按截面上缘应力控制:
n上??Mmin1?=143(向上取整)
e上?K下Ap?peMmax1?=186(向下取整)
?e上?K下Ap?pen上??2) 跨中截面(60截面) H=2m, yu =0.7473, yb =1.2527
wu?Ix9.6214??12.8749 yu0.7473Ix9.6214??7.6805 yb1.2527wb?A=6.5499m2 核心距 ku?wu12.8749??1.9657 A6.5499wb7.6805 kb? ??1.1726A6.5499eu?yu?Hu/2?0.6723 Mmin?15431.4 kN?m
9?m kNeb?yb?Hb/2?1.1902 Mmax?25602.判别
Mmax (eb-kb)?25602.9?(1.1902-1.1726)?450.6kN?m Mmin (ku-e?b) 154?31.4(?1.9567?1.1k7N2) 48428?6m满足只在下缘部
nb?Mmax25602.9??62.3
(eb?ku)Apl?pe(1.1902?1.9657)?140?9300.5fcrWb?Mmin0.5?32.4?7.68?106?15431.4nb???340
(eb?ku)Apl?pe(1.1902?1.9657)?140?93025
3)20号截面
yu?1.0033, yb?1.4967
wu?Ix16.5912??16.5366 yu1.0033Ix16.5912??11.0852 yb1.4967wb?A=7.55m2
wu16.5366??2.1903 A7.55wb11.0852 kb???1.4682
A7.55核心距 ku?3?m kNeu?yu?Hu/2?0.9283 Mmin??1591.5?m kNeb?yb?Hb/2?1.4342 Mmax?15227.判别
错误!未找到引用源。 kN?m 错误!未找到引用源。)=2008.2 kN?m
不满足只在上缘布置钢筋。 Mmax (eb-kb)?-517. 7 错误!未找到引用源。
不满足只在下缘布置钢筋,故需在上下缘均布置钢筋。
n上?Mmax(e下?K下)?Mmin(K上?e下)(K上?K下)(e上?e下)Mmax(K下?e上)?Mmin(K上?e上)(K上?K下)(e上?e下)?1Ap?pe1Ap?pe=4.6
n下??=30.6
fcdAp?pefcdAp?pen上??Mmax(e下?K上)?Mmin(K下?e下)?(W上?W下)e下(K上?K下)(e上?e下)Mmin(K下?e上)?Mmax(K上?e下)?(W上?W下)e上(K上?K下)(e上?e下)26
? =570.3
n下??=183
纵向钢束采用1860MPa钢绞线,布置方式见下表:
表4-1 钢束布置情况
钢束布置位置 采用钢束型号 根数(束) 张拉控制应力(MPa) 顶板钢束 12-15.2 47 1395 中跨底板钢束 15-15.2 18 1395 边跨底板钢束 15-15.2 8 1395 4.2 预应力钢束的布置(具体布置图见图纸)
连续梁预应力钢束的配置不仅要满足《桥规》(TB10002.3—99)构造要求,还应考虑以下原则:
1)应选择适当的预应力束的型式与锚具型式,对不同跨径的梁桥结构,要选用预加力大小恰当的预应力束,以达到合理的布置型式。
2)应力束的布置要考虑施工的方便,也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束,而导致在结构中布置过多的锚具。
3)预应力束的布置,既要符合结构受力的要求,又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。
4)预应力束的布置,应考虑材料经济指标的先进性,这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。
5)预应力束应避免合用多次反向曲率的连续束,因为这会引起很大的摩阻损失,降低预应力束的效益。
6)预应力束的布置,不但要考虑结构在使用阶段的弹性力状态的需要,而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。 7)预应力筋应尽量对称布置
8)应留有一定数量的备用管道,一般占总数的1%。 9) 锚距的最小间距的要求。
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