同济大学混凝土桥预应力钢束设计

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1、预应力钢束设计混凝土桥(III)课程设计内容介绍准备知识预应力钢束面积估算预应力钢束布置束界校核第一部份预应力钢束设计零.准备知识第一部份预应力钢束设计第一部份预应力钢束设计本设计采用的规范（2004年10月1日起实施）：《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（本课程中简称《桥规》）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（本课程中简称《公预规》）1.设计规范已废止的规范（2004年10月1日起废止）：《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）第一部

2、份预应力钢束设计2.两类极限状态(桥规1.0.7条）承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。控制截面达到极限承载力或极限变形刚体稳定性结构转变为机动体系结构或构件丧失稳定性重复荷载作用下的疲劳正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。裂缝、变形、振动第一部份预应力钢束设计3.三种设计状况（桥规1.0.8条）持久状况：一般指桥梁的使用阶段。桥涵建成后承受自重、汽车荷载等持续时间很长的状况，应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。短暂状况：一般指桥梁的施工阶段。桥涵施

3、工过程中承受临时性作用的状况，仅作承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。偶然状况：桥梁可能遇到的罕遇状况，如地震等。在桥涵使用过程中可能偶然出现的状况，仅作承载能力极限状态设计。第一部份预应力钢束设计4.承载能力极限状态计算（公预规5.1.5条）第一部份预应力钢束设计5.设计安全等级安全等级(桥规1.0.9条)：按持久状况承载能力极限状态设计时，公路桥涵结构的设计安全等级，应根据结构破坏可能产生的严重程度划分为三个设计等级（特大桥、重要大桥；大桥、中桥、重要小桥；小桥、涵洞）。二级桥涵分类(桥规1.0.11条)一.预应力钢束面积估算第一部份预应

4、力钢束设计按最不利构件设计装配式桥梁：一般是边梁或次边梁第一部份预应力钢束设计按最不利截面，最大组合弯矩值简支梁:跨中截面按控制计算的要求简支梁:正截面承载力，抗裂性及应力要求1.按正截面承载力要求估算属承载能力极限状态第一部份预应力钢束设计基本假定：（公预规5.1.4条）在极限状态：受压砼应力图简化为矩形，达到抗压强度设计值受拉砼强度不予考虑，钢筋达到抗拉强度设计值基本方程（公预规5.2.2条）：第一部份预应力钢束设计——砼受压区面积式中——结构重要性系数——砼受压区面积形心至上缘距离由解出截面受压区高度，再由解得预应力钢束设计方法：第一部份预应力钢束设计精

5、确方法近似方法由得式中力臂可由经验值估算:对于带下马蹄T梁一根7股钢丝的钢绞线,公称直径假定一束钢束有6根钢绞线钢束“根数”与“束数”的确定：第一部份预应力钢束设计由6股直径钢丝和一股直径稍大于的钢丝为中心螺旋绞合而成面积则面积由求束数2.按正截面抗裂性要求估算属正常使用极限状态：弹性受力阶段，平截面假定第一部份预应力钢束设计对于全预应砼构件，正截面砼法向应力规定：（公预规6.3.1条）式中——短期荷载效应组合下砼边缘应力——扣除全部预应力损失后的预加力在砼边缘产生预压应力受拉为正第一部份预应力钢束设计－+－+－计算公式：第一部份预应力钢束设计——使用阶段预应

6、力钢筋永存应力的合力式中——短期荷载下弯矩组合值——预应力钢筋合力作用点至截面形心距离——砼毛截面面积——砼毛截面对计算边缘弹性抵抗矩由前述公式可得,应用方法：第一部份预应力钢束设计又式中永存预应力张拉控制应力预应力损失按张拉控制应力20%计故式中第一部份预应力钢束设计——毛截面对其形心的惯性矩——毛截面形心至下缘距离——预应力钢筋合力作用点至下缘距离,可设在马蹄中心位置最终，取两种极限状态计算的最大或束数为设计值二.预应力钢束布置第一部份预应力钢束设计跨中-梁端-过渡段1.跨中截面钢束布置原则：第一部份预应力钢束设计尽可能降低钢束群重心，以产生较大的预应力抵

7、抗力矩单数列对称布置，以便顺利弯起满足构造要求为前提预应力钢束管道构造：第一部份预应力钢束设计本设计管道采用OVM型预应力张拉锚固体系配套预埋铁皮波纹管公预规9.4.9：管道内径的截面面积不应小于两倍预应力钢筋截面面积面积为840mm2，管道面积>1680mm2内径>46mm。选用内径为70mm（外径77mm）外径内径+10mm第一部份预应力钢束设计管道距离要求：第一部份预应力钢束设计预应力钢筋管道净距及保护层要求净距直线管道不小于40mm且不宜小于管道直径0.6倍对于预埋管在竖直方向可将管道重叠最小保护层厚度直线管道不小于30mm且不小于管道直径0.5倍曲线

8、管道由于会产生径向压力，混凝土有崩裂危