三跨变截面连续梁桥预应力钢束估算及配置分析综述
预应力钢筋的估算
得到荷载作用组合值便可以进行预应力钢束的估算,根据《桥规》中的相关规定,在配置好预应力钢束之后要满足正截面抗裂要求、正截面压应力和及承载能力极限状态下的正截面强度的要求[6]。
采用φ15.24的钢束,单根面积为Ay=139mm2,fpk=1860MPa,张拉控制应力取σon=0.7fpk=1395MPa,预应力损失为张拉控制应力的20%计算,即取。
下表为各半桥节点相关数据:
表5-1预应力估算所需数据
节点号
A(m2)
Ws(m3)
Wx(m3)
ks(m)
kx(m)
es(m)
ex(m)
1
18.24
11.11
8.68
0.48
0.61
0.73
0.97
2
18.24
11.11
8.68
0.48
0.61
0.73
0.97
3
18.24
11.11
8.68
0.48
0.61
0.73
0.97
4
18.32
11.24
8.79
0.48
0.61
0.73
0.98
5
18.53
11.65
9.14
0.49
0.63
0.75
1.00
6
18.87
12.34
9.73
0.52
0.65
0.79
1.04
7
19.34
13.33
10.57
0.55
0.69
0.84
1.09
8
19.94
14.63
11.71
0.59
0.73
0.90
1.16
9
20.66
16.28
13.16
0.64
0.79
0.98
1.24
10
21.52
18.30
14.98
0.70
0.85
1.07
1.34
11
22.51
20.74
17.20
0.76
0.92
1.17
1.45
12
23.62
23.62
19.89
0.84
1.00
1.30
1.57
13
24.88
27.01
23.11
0.93
1.09
1.43
1.70
14
26.26
30.96
26.92
1.03
1.18
1.59
1.85
15
27.46
34.55
30.45
1.11
1.26
1.72
1.98
16
27.46
34.55
30.45
1.11
1.26
1.72
1.98
17
27.46
34.55
30.45
1.11
1.26
1.72
1.98
18
26.01
30.23
26.22
1.01
1.16
1.56
1.82
19
24.37
25.63
21.79
0.89
1.05
1.38
1.65
20
22.93
21.81
18.20
0.79
0.95
1.22
1.49
21
21.69
18.70
15.34
0.71
0.86
1.08
1.36
22
20.63
16.21
13.10
0.63
0.79
0.97
1.24
23
19.77
14.27
11.39
0.58
0.72
0.88
1.14
24
19.10
12.83
10.14
0.53
0.67
0.81
1.07
25
18.63
11.84
9.30
0.50
0.64
0.76
1.01
26
18.34
11.27
8.82
0.48
0.61
0.74
0.98
27
18.24
11.11
8.68
0.48
0.61
0.73
0.97
28
18.24
11.11
8.68
0.48
0.61
0.73
0.97
Msmax、Msmin——短期效应组合弯矩的最大值、最小值
Nys、Nyx——截面形心轴上侧和下侧预应力筋的永存预应力
es、ex——截面形心轴到上侧和下侧配置的预应力束的距离
Ws、Wx——截面上缘、下缘的抗弯模量
ks、kx——截面上、下核心距
以下为半桥主要截面计算结果。
正截面抗裂要求
(1)只在截面上缘布置预应力筋
将数据代入以下公式计算
nys=≥
nys
Ay
σcon
α——取0.8
表5-2按抗裂验算要求配筋计算表(上缘)
截面(节点)
Mmax(kN·m)
Mmin(kN·m)
Nmax
Nmin
选用配筋(根)
1
0.00
0.00
0.00
0.00
0
2
-110.02
-872.80
27.76
0.66
0
3
14213.12
8353.88
-265.75
-85.11
0
4
26782.2