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1、城市道桥与防洪第1期2002年3月预应力混凝土连续梁布跨和布束探讨龚建峰(上海市政工程设计研究院)摘要:本文通过对一般中小跨径预应力混凝土连续梁的布束讨论分析,提出预应力混凝土连续梁一种与习惯布跨和布束更合理的设计方法。关键词:预应力混凝土连续梁布跨布束长束短束径联长100m左右的预应力混凝土连续梁,由于1前言施工时大多采用支架施工,结构在施工中不出现我国自二十世纪五十年代中期开始修建预应体系转换的问题,不需要布置施工束,此类预应力力混凝土梁桥,至今已有四十多年的历史。特别是混凝土连续梁布束时,“长束为主、短束为辅”的布近二十年
2、来,预应力混凝土梁桥的设计、结构分束方法明显优于“短束为主、长束为辅”的布束方析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺法。其方法是,首先根据连续梁弯矩包络图形状在等各个方面发展相当迅速。预应力混凝土连续梁梁体腹板内布足通长钢束,然后在正负弯矩较大桥作为预应力混凝土梁桥的一种,具有整体性能处由于预应力不足而增加短钢束。本文从以下几好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁种因素来阐述这一观点的依据所在。变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝小,行车平顺舒适,2.1预应力损失养护简易等优点。又由于现浇混凝土施工,整个工在传统观念中,一般
3、认为长束的预应力损失程混凝土色差一致,且连续梁桥的墩柱无需设置远大于短束,这是因为束形布置尚欠合理,在具体盖梁,桥下通透宽敞,总体感觉美观。上述各种优设计时完全可以通过合理的束形使得长束的损失点使得中小跨径的预应力混凝土连续梁在城市立接近于短束的损失。后张法预应力损失分为摩阻交桥和高架桥工程中得到了广泛应用。损失s1、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失s2、在连续梁桥的设计中,不论是普通钢筋混凝分批张拉损失s4、钢筋松弛损失s5、混凝土收缩土连续梁还是预应力混凝土连续梁,设计者往往和徐变损失s6等。对于长钢束和短钢束而言
4、,预都采用同一种布跨方式。例如边跨跨径一般采用应力损失主要区别在于摩阻损失s1和变形回缩中跨跨径的0.75倍左右,这对普通钢筋混凝土连损失s2,而其它三项损失两者之间相差不大。续梁而言确实是非常合理的分跨,因为采用这种根据规范,摩阻损失s1的计算公式为:-(+kx)分跨方式,使得连续梁边跨和中跨的正弯矩接近s1=k[1-e]相等,便于受力主钢筋的布置。而对于预应力混凝式中:k——张拉钢束时锚下的控制应力土连续梁,由于各种因素,采用这种分跨方式未必——预应力钢束与管道壁的摩擦系数显得合理。——从张拉端至计算截面
5、曲线管道部分切本文结合具体工程设计,综合各种因素,对一线的夹角之和般中小跨径预应力混凝土连续梁的合理布跨和布k——管道每m局部偏差对摩擦的影响系束进行分析探讨。数x——从张拉端至计算截面的管道长度2预应力混凝土连续梁合理布跨和布束从中可以看出,由于通长钢束的转角和、长分析度x均比短钢束大,因此通长钢束摩阻损失s1也预应力混凝土连续梁的布跨方式与预应力钢较大。由于管道每m局部偏差对摩擦的影响系数束的布置方式有很大的关系,合理的布束方式前k一般很小(约0.002),故钢束长度对摩阻损失的提必须要求有合理的布跨方式。对于一般中小跨
6、影响相对较小,而预应力钢束与管道壁的摩擦系—31—城市道桥与防洪第1期2002年3月数较大(约0.25),故钢束转角和对摩阻损失的在不同位置处的预应力损失。影响较大。但由于通长钢束的转角除两端张拉角表2某连续梁长束不同位置处预应力损失(MPa)稍大外(若在梁顶张拉,由于张拉设备的限制,张位置坐标x=2m12m30m45m拉角稍大,一般在15°左右;但若在梁端张拉,张预应力总损失s145216383448拉角也可减小),其余因在腹板内转向,故转角宜永存预应力y0.672Rby0.634Rby0.544Rby0.509Rby尽
7、可能减小以减少摩阻损失;另外,为减少转角数2.2总预矩量,连续梁宜分为三跨,而不是四跨。预应力混凝土连续梁的预应力总预矩包括初根据规范,变形回缩损失s2的计算公式为:预矩和二次矩。仍以2.1节中某高架工程的连续s2=(l/l)Ey梁为例,图4、图5是30m+30m+30m跨径布式中:l——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值置的预应力混凝土连续梁钢束9j15.24的长束l——预应力钢束的有效长度与短束不同布置方式下的总预矩图。从两图中可Ey——预应力钢束的弹性模量以看出,同样条件下,长束由于中跨跨中的预应力从中可以看出,由
8、于短钢束的长度l比通长损失稍大于短束,除中跨跨中处的总预矩稍小于钢束小很多,而两者l取值相同,因此短钢束变短束外,其他部位基本相同,且边跨的总预矩长束形回缩损失s2明显大于长钢束。还略大于短束。这是因为在2.1节中已分析过,长图1是某高架工程桥面宽度8.5m
