图5-6 主力+特殊荷载作用下的弯矩包络图

第六章 预应力筋的估算与配筋

5.1纵向预应力布置

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。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。预应力混凝土梁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确定预应力钢筋的数量，然后再由构件的承载能力极限状态要求，确定普通钢筋数量。换句话说，预应力混凝土梁钢筋数量估算的基本原则是按结构使用性能要求确定预应力钢筋数量，极限承载力的不足部分由普通钢筋来补充。

这里采用1*7фj15.2钢绞线的公称截面面积为139mm2,张拉应力取

?con?0.75?1860?1395Mpa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。

配筋原则：全预应力混凝土构件，在主力+附加力效应组合下，应满足?st?0.8?pc?0的要求。?st为在主力+附加力效应组合Ms作用下，构件

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控制截面边缘的法向拉应力，?pc为混凝土的有效预压力，在初步设计时，

?st和?pc可按下列近似公式计算：

?st??pc?式中：

Ms (6-1) WNpeA?NpeePW （6-2)

A、W—构件截面面积和对截面受拉边缘的弹性抵抗矩，在设计时均可 采用混凝土毛截面计算；

eP—预应力钢筋重心对混凝土截面重心的偏心矩，eP?y?aP，aP值可预先假定。这里假定为50mm。

将?st、?pc的计算式代入或?st?0.8?pc?0求得满足全预应力混凝土

构件正截面抗裂性要求的有效预加力为：

MsWNpe??1e0.8??P?AW??? (6-3)

求得有效预加力Npe后，所需预应力钢筋截面面积按下式计算：

AP?式中：

Npe?con???l (6-4)

?con—预应力钢筋的张拉控制应力；

??l—预应力损失总值，估算时对先张拉法构件可取20%～30%的张 拉控制应力；对后张法构件可取25%～35%的张拉控制应力，采用低松弛

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钢筋时取低值。

按照上述配置原则，桥梁各控制截面的配筋情况如表6-1所示。

表6-1 各控制截面配筋情况

纵向所需配束面积 控制截面 截面上缘 （mm） 2布筋位置 截面上缘（根） / / 100 840 160 / 40 740 20 / / 截面下缘（根） 440 440 / / / 280 20 / 60 380 / 截面下缘 （mm） 217.5m 70m边跨 / / 54230 50487 / / / 35.0m 52.5m 70.0m 87.5m 105.0m 11966 102197 15975 / 5092 30882 2338 / 中跨 122.5m 140.0m 157.5m 57.5m边跨 92093 2512 / / 5922 42633 / 175.0m 197.5m 钢束设计采用20根的фj15.24mm钢绞线，对应的锚具采用OVM-20型锚具，对应波纹管采用ф100mm金属波纹管。钢束具体布置见钢束布置图。

布置原则：

（1）纵向预应力钢束为结构的主要受力钢筋，为便于设计与施工，将20根钢绞线绑扎成一束布置预应力筋，锚头布置尽量靠近压应力区，且预应力钢筋的布置，其重心线不得超出束界范围。

（2）钢束在横断面中布置时直束靠近顶板布置，弯束位于或靠近腹板，便于下弯锚固；预应力钢筋弯起的角度应与所承受的剪力变化规律相

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配合。

（3）本桥采用预埋金属波纹管，其水平净距不应小于40mm，且不宜小于管道直径的0.6倍，管道至构件顶面或侧面边缘的净距不应小于35mm；至构件底面的净距不小于50mm；管道的内径比预应力筋的外径至少大于10mm；后张预应力构件的曲线预应力钢筋的曲率半径钢绞线不应小于6m。

下面说明一下各控制截面配筋的数量为便于说明，将桥梁分成多个节段，从左至右共有103个划分截面，各截面的具体位置如表6-2所示。

表6-2 控制截面的位置

截面号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 位置 截面号 位置 截面号 位置 截面号 位置 截面号 0 22 41 43 82 64 122.5 85 2 4 6 8 10 12 14 16 17.5 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 45 47 49 51 52.5 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 84 86 87.5 89 91 93 95 97 99 101 103 105 107 109 111 113 115 117 119 121 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 157.5 159 161 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 位置 163 165 167 169 171 173 175 177 179 181 183 185 187 189 191 192.5 194 196 197.5 40