公路预应力混凝土简支梁设计

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1、Ch７公路预应力砼简支梁设计计算要点2021/9/91§7.1概述与铁路梁设计的主要区别：１、设计方法与规范不同铁路：铁路桥规——破坏阶段法公路：公路桥规——极限状态法（承载能力、正常使用）2、设计荷载及组合不同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：（1）基本组合。（2）偶然组合。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。（2）作用长期效应组合。铁路荷载组合：主力、主+附、主+特殊荷载3、设计计算不同之处：板

2、的有效工作宽度、梁的荷载横向分布系数；2021/9/92§7.2公路预应力混凝土简支梁设计计算§7.2.1结构尺寸拟定§7.2.2预应力筋估算及布置§7.2.3预应力损失计算§7.2.4持久状况承载能力极限状态计算§7.2.5持久状况正常使用极限状态计算§7.2.6持久状况和短暂状况构件的应力计算2021/9/93§7.2.1结构尺寸的拟定截面形式及分块方式：T型梁高：考虑经济、运输施工、使用等条件（经济梁高跨度比1/15~1/25）腹板厚度：受力要求、构造要求、布置锚具（＞1/15梁高）梁肋间距：

3、横向刚度，稳定性、桥面板受力，墩台顶尺寸上翼缘：作桥面板用下翼缘：布置预应力钢筋，使其获得最大的偏心距横隔板：间距≤30倍腹板b或6m。2021/9/94§7.2.2预应力筋的估算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定，在选定预应力钢筋的数量时，应满足以下三方面要求：1、按承载能力极限状态计算时，满足正截面强度的要求。2、按正常使用极限状态计算时，块件横向用砂浆或混凝土接缝处由预加力引起的预压应力不小于由使用荷载引起的拉应力1.10倍。3、在施工阶段，在预加应力及构件重力作用下，预拉区

4、边缘拉应力不大于制造阶段混凝土抗拉标准强度的0.7倍。2021/9/951、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求：预应力梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。2021/9/962、按正常使用状态计算时，拉应力满足要求估算下限；压应力满足要求估算上限。公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004的5.2.21和5.2.22条）规定，截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力，预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力（0.5Rba）。或为

5、在任意阶段，全截面承压，截面上不出现拉应力，同时截面上最大压应力小于允许压应力。2021/9/97当截面只在下缘布置力筋Ny下以抵抗正弯矩时当由上缘不出现拉应力控制时：当由下缘不出现拉应力控制时：2021/9/98§7.2.3预应力损失的计算（一）预应力损失分类：1.瞬时损失钢筋与管边摩阻损失：σI1锚具变形，钢筋回缩引起的损失：σl2加温养护时温差引起的预应力损失σl3（后张法无此项）混凝土弹性压缩引起的损失：σl42.长期损失混凝土徐变、收缩引起的损失:σl6钢筋松弛引起的损失:σl52021/

6、9/99（二）预应力损失计算1、σl1——力筋与管边的摩阻损失。σl1来自于两个原因：①曲线型钢筋张拉时对管边壁施以正压力而引起的摩擦，其值随钢筋弯起角的总和而增加；②由于管边对其设计位置的偏差，致使接触面增加，从而引起摩阻力。（张拉端应力最多，间跨中逐渐减小）。计算式：（σcon——力筋锚下控制应力）θ——从张拉端至计算截面长度上，力筋弯起角之和，以弧度计算。χ——从张拉端至计算截面的管边长度，一般可取在纵轴上的投影，以m计。μ——管边壁摩擦系数，按表6.2.2采用。κ——管道每米局部偏差对摩擦的

7、影响系数，按表6.2.2采用。2021/9/9102、σl2——锚头变形、钢丝回缩和接缝压缩引起的损失。L—预应力筋的有效长度；ΔL—锚具变形、钢丝回缩和接缝压缩值，统一取6mm。Ep——预应力钢筋的弹性模量。2021/9/9113、σl4——混凝土弹性压缩损失若全部力筋同时一次张拉，此时混凝土已被压扁，故不产生弹性压缩引起的预应力损失；若分批张拉，第二批张拉时混凝土发生的弹性压缩会使第一批张拉的力筋产生应力损失。近似处理：1/4跨截面代表平均截面，力筋都位于其合力作用点。N——被张拉钢筋的根数，或

8、分批张拉的批数。σpc——在预应力钢筋重心处，由全部预加应力产生的混凝土法向应力。2021/9/9124、σl5——钢筋松弛损失Ψ——张拉系数，一次张拉：取1.0；超张拉：取0.9。ζ——钢筋松弛系数，Ⅰ级松弛取1.0；Ⅱ级松弛取0.3；σpe——传力锚固时预应力筋中的应力=σcon-σl1-σl2-σl4（1）预应力钢丝、钢绞线（2）精轧螺纹钢筋2021/9/9135、σl6——混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。——预应力钢筋传力锚固龄期t0，计算考虑龄期t时的混凝