横梁预应力钢束布置图(一)

预应力钢束的估算及其布置

目录 第一章、课程设计计算书 (1) 一、预应力钢束的估算及其布置 (1) 1.预应力钢束数量的估算 (1) 2.预应力钢束布置 (2) 二、计算主梁截面几何特性 (8) 1.截面面积及惯性矩计算 (8) 2.截面净距计算........................................ 错误!未定义书签。 3.截面几何特性总表.................................... 错误!未定义书签。 三、钢筋预应力损失计算 (12) 1.预应力钢束与管道壁间的摩擦损失 (12) 2.由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (13) 3.混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (14) 4.由钢束应力松弛引起的预应力损失 (15) 5.混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (15) 6.成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算 (17) 7.预应力损失汇总及预加力计算表 (17) 四、承载力极限状态计算 (20) 1.跨中界面正截面承载力计算 (20) 2.验算最小配筋率（跨中截面） (21) 3.斜截面抗剪承载力计算 (22) 附图 上部结构纵断面预应力钢筋结构图

上部结构横断面预应力钢筋结构图

辽宁工业大学 《桥梁工程》课程设计计算书 开课单位：土木建筑工程学院 2014年3月

一、预应力钢束的估算及其布置 1.预应力钢束数量的估算 对于预应力混凝土桥梁设计，应该满足结构在正常使用极限状态下的应力要求下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就以跨中截面在各种作用效应组合下,对主梁所需的钢束数进行估算。 （1）按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 按正常使用极限状态组合计算时，截面不允许出现拉应力。当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n 的估算公式 ) (p s pk p l k e k f A C M n +?= （） 式中 k M ——使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按任务书取用； l C ——与荷载有关的经验系数，对于公路—II 级，l C 取； p A ?）——一束715.2?钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是2cm ，故 p A ?=2cm ； s k ——大毛截面上核心距，设梁高为h ，s k 可按下式计算 ∑∑-= ) (s s y h A I k （） p e ——预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距，p s p p a y h a y e --=-=， p a 可 预先设定，h 为梁高，150h cm =； s y ——大毛截面形心到上缘的距离； ∑I ——大毛截面的抗弯惯性矩. 本梁采用的预应力钢绞线，公称直径为，公称面积2140mm ，标准强度为 Mpa f pk 1860=，设计强度为Mpa f pd 1260=，弹性模量Mpa E p 51095.1?=。 32397.022397.0210k M kN m N m =?=??

桥梁设计要点-钢筋和钢束布置

桥梁设计要点-钢筋和钢束布置 普通钢筋 1、普通钢筋：除螺旋筋、吊环外，Ф10及以上均采用HRB335级。 2、预应力箱梁纵向外侧点筋直径为16mm，内侧点筋直径为12mm，箍筋直径根据计算要求布置。 3、桥面混凝土铺装层钢筋采用直径不应小于8mm，间距不大于100mm的冷轧带肋钢筋网，钢筋距顶面的保护层厚度须根据环境类别，满足规范要求。 4、钢束架立钢筋按米布置一根Ф16来定位钢束。 5、普通钢筋的架立钢筋按每平方米布置一根Ф16定位钢筋设置。 6、除特殊要求外，防崩钢筋采用Ф20，间距100cm。 7、箱梁采用车辆荷载验算主梁顶板横向配筋。 8、钢筋混凝土T形截面梁或箱形截面梁的受力主钢筋，宜设于有效宽度内，有效宽度以外设置不小于超出部分截面面积%的构造钢筋。预应力混凝土T形或箱形截面梁的预应力钢筋，须设于有效宽度内。 9、预留孔洞构件需在两侧增加倍的孔洞部分配筋。 10、中支点底层两侧各倍的梁高范围内设置加强钢筋。 预应力筋

1、预应力钢束采用预埋成品塑料波纹套管成孔，优先采用5、7、9、12股钢束，12Ф钢束套管内径厘米，外径厘米；9Ф钢束套管内径厘米，外径厘米；7Ф钢束套管内径厘米，外径厘米；5Ф钢束套管内径厘米，外径厘米。 2、横向钢束张拉端锚具采用3孔扁形夹片锚具，固定端锚具采用3孔扁形挤压锚具，尺寸为，布置横向预应力的悬臂端厚度不小于20厘米。 3、顶底板需设置备用钢束。 4、预应力管道保护层不应小于钢束管道直径的1/2，且符合条的要求。 5、考虑到施工方便，连续高架桥除桥台处、特大跨径桥及工期能满足要求部分采用梁端张拉外，其他均采用梁顶、底面张拉。 6、预应力的张拉顺序为：张拉一半的横梁预应力束，然后依次张拉纵向预应力钢束、横向预应力钢束，最后张拉剩余的横梁预应力钢束。 7、钢筋纵横向若有冲突可对其进行调整，保证其位置的先后顺序为：纵向预应力筋；横向预应力筋；主梁普通钢筋；横梁普通钢筋。 8、腹板预应力钢束在锚固端应设置不小于1米的直线段；顶底板钢束的重叠长度不小于2H。 9、钢束张拉端应为张拉操作留出足够的空间。

预应力钢束的估算及其布置

2 预应力钢束的估算及其布置 2.1 跨中截面钢束的估算和确定 预应力混凝土梁的设计，应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求， 如承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力要求等。在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下使用性能要求和保证结构对达到承载能力极限状态具有一定的安全储备。对全预应力混凝土梁来说，钢筋数量估算的一般方法是，首先根据结构的使用性能要求，即正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，然后按构造要求配置一定数量的普通钢筋，以提高结构的延性。 首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力为： ? ?? ? ??+≥ W e A 185.0M N p S pe W 上式中：，查表2.2.7得=S M 5214.889m KN ?(S M －荷载短期效应弯矩组合设计值) S M =8697.916KN/m (S M －荷载基本效应弯矩组合设计值) W －毛截面对下缘的抵抗矩，30777.439198/cm y I W x == A －毛截面面积，26520cm A = p e －预应力钢筋重心对混凝土截面重心轴的偏心距，p x p a y e -=，假设 mm a p 150=，则mm e p 10901507602000=--= N 7.3292073107439198.077119010 6520185.0100777.439198105214.8891N 32 3 6 pe =??? ???+???≥ （短期） 拟采用钢绞线，mm d 2.15=，单根钢绞线的公称截面面积21139mm A P =，抗拉强度标准值 MPa f pk 1860=，张拉控制应力取 MPa f pk con 1395186075.075.0=?==σ，预应力损失按张拉控制应力的25%估算。则所需的预应力钢绞线的根数为：

预应力钢束的布置

预应力钢束的布置 1）跨中截面及锚固端截面的钢束位置 ①.对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本算例采用内径70mm ，外径77mm 的预留铁皮波纹管，根据《公预规》9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm 及管道直径1/2。根据《公预规》9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm 及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。根据以上规定，跨中截面的细部构造如图2-12所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： cm 0.182) 0.92(12.55.12=++= p a ②.对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，是截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，如图2-12所示。钢束群重心至梁底距离为： cm 593140 9550=++= p a 图2-12 钢束布置图（尺寸单位：cm ） a ） 预制梁端部； b ） 钢束在端部的锚固位置； c ） 跨中截面钢束位置 2）其它截面钢束位置及倾角计算 ①钢束弯起形状、弯起角及其弯曲半径 采用直线段中接圆弧线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起角05.7=θ；各钢束的弯起半径为：mm R N 800001=；mm R N 250002=；mm R N 250003=。由图2-12 a ）可得锚固点到支座中心的水平距离xi a 为： cm 2535)tan7-(50-72a x321==== x x a a ②钢束各控制点位置的确定 以N3号钢束为例，其起弯布置如图2-13所示。

预应力钢束布置要求

(1)悬臂预应力筋布置 悬臂施工的连续梁桥从墩顶开始向左右对称悬臂浇筑施工，为了能支承梁体自重和施工荷载，需在悬臂施工时分段张拉预应力。悬臂预应力束的长度随着悬臂施工的进展，不断加长。一般都是对称于箱梁断面中心线布置的，尽量靠腹板布置。预应力束数量较多时可分层布置，一般来说先锚固下层钢束，后锚固上层钢束。悬臂预应力筋可以从顶板下弯延伸布置，当预应力筋下弯伸到节块腹板中时，悬臂预应力筋产生的垂直预应力分力将抵消部分混凝土断面的剪应力。当外侧腹板为倾斜时，以腹板平面竖弯进入腹板内成为倾斜的预应力束，锚固在各个节段的腹板内。锚固在腹板内的预应力束，腹板应有足够厚度以承受集中锚固力。 (2)连续预应力筋布置 连续预应力筋主要考虑在悬臂浇筑合拢以后承受恒、活载产生的内力。即按照使用阶段的要求需补充设置的预应力筋，也分直筋(沿纵向按直线布置)和弯筋(伸入腹板承受主拉应力)两种。一般直筋布置在支点截面的顶部和跨中截面的底部，直接锚固在顶板或底板的齿形锚固块上。在边跨的现浇段，弯筋是通过底板束向上弯起后锚固于梁端或顶板顶面的槽形口内，其作用除了对支点、边跨跨中截面提高抗弯能力外，主要希望改善腹板的受力情况，解决近支点截面主拉应力较大的问题。 2．纵向预应力筋的布置原则

(1)应选择适当的预应力束筋的型式与锚具型式，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筋，以达到合理的布置型式。避免造成因预应力束筋与锚具型式选择不当，而使结构构造尺寸加大。 (2)预应力束筋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筋，而导致在结构中布置过多的锚具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，这样锚下应力区受力较复杂，因而必须在构造上加以 保证，为此常导致结构构造复杂，而使施工不便。 (3)注意钢束平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。钢束一般应尽量早地平弯，在锚固前竖弯。特别应注意竖弯段上下层钢束不要冲突，还应满足孔道净距的要求。钢束应尽量靠近腹板布置。这样可以使预应力以较短的传力路线分布在全截面上，有利于降低预应力传递过程中局部应力的不利影响；能减少钢柬的平弯长度；减小横向力；充分利用梗腋布束，有利于截面的轻型化。在边跨箱梁端部将腹板的箍筋适当加密，直径适当放大一些，对克服腹板的斜向裂缝是十分有效的。 (4)尽量以s型曲线锚固子设计位置，以消除锚固点产生的横向力。尽量加大曲线半径，以便于穿束和压浆。分层布束时，应使管道上下对齐，这样有利于混凝土浇筑与振捣，不可采用梅花形布置。

预应力钢束的估算及其布置讲课讲稿

预应力钢束的估算及 其布置

目录 第一章、课程设计计算书 (1) 一、预应力钢束的估算及其布置 (1) 1.预应力钢束数量的估算 (1) 2.预应力钢束布置 (2) 二、计算主梁截面几何特性 (8) 1.截面面积及惯性矩计算 (8) 2.截面净距计算...................................................................................... 错误!未定义书签。 3.截面几何特性总表.......................................................................... 错误!未定义书签。 三、钢筋预应力损失计算 (12) 1.预应力钢束与管道壁间的摩擦损失 (12) 2.由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (13) 3.混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (14) 4.由钢束应力松弛引起的预应力损失 (15) 5.混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (15) 6.成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算 (17) 7.预应力损失汇总及预加力计算表 (18) 四、承载力极限状态计算 (20) 1.跨中界面正截面承载力计算 (20) 2.验算最小配筋率（跨中截面） (21) 3.斜截面抗剪承载力计算 (23) 附图 上部结构纵断面预应力钢筋结构图 上部结构横断面预应力钢筋结构图

辽宁工业大学 《桥梁工程》课程设计计算书 开课单位：土木建筑工程学院 2014年3月

一、预应力钢束的估算及其布置 1.预应力钢束数量的估算 对于预应力混凝土桥梁设计，应该满足结构在正常使用极限状态下的应力要求下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就以跨中截面在各种作用效应组合下,对主梁所需的钢束数进行估算。 （1）按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 按正常使用极限状态组合计算时，截面不允许出现拉应力。当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n 的估算公式 ) (p s pk p l k e k f A C M n +?= （1.1） 式中 k M ——使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按任务书取用； l C ——与荷载有关的经验系数，对于公路—II 级，l C 取0.45； p A ?）——一束715.2?钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.42cm ，故 p A ?=9.82cm ； s k ——大毛截面上核心距，设梁高为h ，s k 可按下式计算 ∑∑-= ) (s s y h A I k （1.2） p e ——预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距，p s p p a y h a y e --=-=， p a 可 预先设定，h 为梁高，150h cm =； s y ——大毛截面形心到上缘的距离； ∑I ——大毛截面的抗弯惯性矩. 本梁采用的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm ，公称面积2140mm ，标准强度为 Mpa f pk 1860=，设计强度为Mpa f pd 1260=，弹性模量Mpa E p 51095.1?=。

快速布置钢束形状的方法详

关于如何快速布置钢束形状的说明 1、标准钢束0 2、钢束复制移动（重新分配单元法）：1 3、钢束复制移动（MCT文本输入法）：3 4、横桥向复制/移动顶板束9 5、沿主梁底缘布置底板束10 6、钢束的镜像功能11 7、柱构件钢束布置形状的定义11 北京迈达斯技术有限公司 2007年5月关于如何快速布置钢束形状的说明 1、标准钢束 进行结构初算时，可使用标准钢束功能。即将沿桥横向对称布置的多根预应力钢束简化为一根标准钢束来模拟。 命令：荷载/预应力荷载/钢束布置形状

图1 初步分析或对称结构使用标准钢束 程序在计算预应力荷载时按照标准钢束的n倍来计预应力荷载大小，计算截面特性时也会按n个孔道和n束钢束来计算换算截面特性。 标准钢束对于确定钢束形状是非常方便的，初步定义好桥梁中心线上的钢束后执行分析，根据分析结果判断钢束布置形状（主要是竖向形状）、钢束数量、预应力荷载是否满足结构的验算要求。如果基本满足验算要求再按准确的横向位置布置每根钢束。如果不满足验算要求通过调整标准钢束的形状再进行分析。 参考例题：模型\预应力钢束布置方法-标准钢束.mcb 2、钢束复制移动（重新分配单元法）： 对于顶板束，钢束的布置形状通常都是相似的，因此可通过钢束的复制移动功能实现。 命令：荷载/预应力荷载/钢束布置形状 1）定义源钢束——在钢束布置形状中，选择“添加”，钢束坐标轴选择“单元”，如下图 所示定义源钢束布置形状：

图2 钢束复制移动时源钢束的定义 2）复制生成钢束——在钢束布置形状中选择源钢束，然后选择“复制和移动”功能，如 下图所示—— 图3 选择源钢束后选择复制和移动功能