精品预应力钢束布置要求.docx
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精品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。
(5)顶板束的布置还应遵循以下原则:
a、钢束尽量靠截面上缘布置,以极大发挥其力学效应;b、分层布束时应使长束布置在上层,短束布置在下层。
首先,因为先锚固短束,后锚固长束,只有这样布置才不会发生干扰;其次长束通过的梁段多,放在顶层能充分发挥其力学效应;再次,较长柬在施工中管道出现质量问题的几率较高,放在顶层处理比较容易些。
(6)预应力束筋的布置,既要符合结构受力的要求,又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。
(7)在采用直线置方案的同时,有必要在靠近箱粱支点附近的节段内,在腹板内布置部分下弯束,但吨位不宜太大。
由于这类预应力钢束通过腹板,使得预压应力容易均匀分布到全断面上,是克服剪应力最有效的合理的布柬形式,
并可达到提供预剪力的效果。
(8)预应力束筋应避免使用多次反向曲率的连续束,因
为这会引起很大的摩阻损失,降低预应力柬筋的效益。
(9)预应力储备:
由于理论计算模式和计算结果往往与工程实际情况存在差异,加上一些在设计时难以计入的因素,
因此在设计过程中,有必要考虑结构各个截面的应力要有一定的安全储备,即对使用荷载作用下截面的正应力和混凝土主拉应力,提供一定的应力储备,以便在设计上带来可靠保证。
四、预应力配束优化设计
传统的纵向预应力配柬方案是根据受弯梁的弯矩包络图
设计的,也可以说是根据不同应力状态下受弯梁的破坏形态
设计的,因此,这种传统的纵向预应力配束方案是符合受弯
梁受力规律的,并经历了实践的考验。
自20世纪80年代以来,越来越多的预应力连续梁桥采用了新型的配束方式,即:
在抗剪不控制的条件下,采用直线配束代替腹板下弯束。
此种配束方案的显著优点是:
腹板长度的90%内均无纵向预应力管道,从而给腹板混凝土的浇注带来极大的方便,深受施工部门的欢迎;由于钢铰线设置在结构的最大受力部位,充分发挥了钢绞线的作用,从而可节约纵向预应力钢材20%一30%,带来了显著的经济效益。
。
纵向预应力钢束布置与结构所采用的施工方式密切相关,整体浇注的结构,以通长束为主,也有的配少量局部加强短束。
分段施工的结构则需要布置一定数量的短钢束。
,本设计将所有钢束都锚固在梁端,对于锚固端截面,钢束布置通常考虑下述两个方面:
一是预应力钢束含力重心尽可能性靠近截面形心,使截面均匀受压;二是考虑锚头布置的可能性,以满足张拉操作方便等要求。
按照上述锚头布置的“均匀”“分散”等原则。
3.2.9在预期应力旗缎完毕厝,埋封于梁体内豹锚舆其周弱应设薰擒造钢筋与粱体连接,然后
浇筑混凝±封锚。
澍锚混凝土强威等级不成低于构件本身混凝土强度等级的800,且不低于C30。
3.2.10预威力混凝士连续梁在选用颓应力体系和布置预应力钢筋孵,应采取措施减少摩擦损失。
3.2.1l在逢续梁全妖上,颥应力钢筋不宣在菜个截面或莱个区段惫剧增加或减少。
梁的藏负
弯矩交替隧,可设鬣较长的预应力钢筋重叠搭接段,并宣分散布髓。
在连续梁串阕囊承娃,骏板及箕下方粪缘蠹艨设霉冁轿囱的骛遥镪簸。
3.2+12当预应力钢筋需在构件中间锚固时,其锚圈点宜设在截面照心轴附近或外荷载作用下豹受歪嚣。
努嚣镶滏茬戮弱粱截藤,应臻酱逶锶籍羚强。
当藉形截蟊粱豹臻,底板内静该应
力钢筋引出板外时,应在专设的齿板土锚固,此时,预威力钢筋盥采用较大弯曲半径,并上述筵5条设萋箍嫠。
为了使预应力能尽快的传递到箱梁全断面上,应将顶板、底板钢束尽可能地靠近箱梁腹板布置.同时可采用竖弯和平弯相结合的空间曲线,以减少预应力损失:
底板钢束靠近腹板布置还可以使其预应力径向分力的影响大部分传递至腹板.从而大大的减少对底板的影响;在边跨梁端应采用弯
起钢束以抵抗竖向反力;在预应力转角处应加大曲线半径.以减小平弯角度.方便施工;长钢束布置在上,短钢束布置在下,可有效的发挥预应力作用;波纹管
道布置时应上、下层竖向对齐。
这有利于混凝土浇筑密实。
预应力布置应考虑适当分散,对于大吨位钢束的使用要慎重.防止为了追求较大的应力储备而导致张拉过度,产生劈裂现象。
从近几年的工程实践来看.采用纵向直线钢束加竖向预应力设计的桥梁出现的问题较多.其中一个重要
的原因是施工中不可控制的因素影响较大。
比较稳妥的方法是不过分依赖竖向预应力.在大跨度连续梁设计中,对于墩顶位置采用纵向钢束下弯,对于近跨中的位置可采用直线束与竖向预应力相结合的原则.使预应力提供的抗剪能力沿纵桥向连续分布。
2.1.1配束原则
(1)尽量采用三向预应力体系,使箱梁混凝土均处于受压状态。
a.顶板束和底板束尽量不在腹板范围内布置,仅在锚固端适当下弯,以确保腹板混凝土的浇筑质量,同时使预应力束便于施工。
b.根据受力需要尽量提高顶、底板的预应力束的有效力矩。
以提高预应力束的效率,节省预应力钢材。
c.合理配置纵向预应力束和竖向预应力束,考虑施工因素用严格控制剪应力和主应力,边跨支点附近应适当保留部分纵向预应力束弯起,以保证箱梁整体受力,避免出现裂
缝。
(2)顶、底板纵向预应力束应尽量靠近腹板布置。
其优点是:
a.可使预应力尽快有效地传递到全截面,有利于降低预应力传递过程中局部应力的不利影响。
b.利用肋腋布束,减少平弯范围,降低摩阻损失。
c.由于底板通常采用抛物线,底板钢束对底板产生径向压力,若钢束靠近腹板布置,可减少径向压力对底板产生的横向跨中弯矩。
d.有利于减小锚固齿板或槽口的规模,并增加锚固齿板或槽口的局部承压能力与抗剪面积。
(3)采用大吨位预应力束。
尽量减少预应力束的规格。
采用大吨位预应力束所需的布束面积小,可以大大降低结构的横截面尺寸,有助于轻型化,且布置简单。
受力明确。
大吨位预应力束一般通过平、竖弯,最后锚固在肋腋或齿板部
位。
使顶、底板尺寸仅需要满足结构受力要求,而不是由配束构造控制。
2.1.2顶、底板预应力束设置
(1)顶板束的设置
a.分层布束时应使长束布置在上层,短束布置在下层。
b.分层布束时应使同一列钢束管道尽可能上下对齐,有利于保证混凝土浇筑质量。
c.钢束采用平、竖弯相结合的空间曲线,在钢柬平竖弯时尽量使弯曲半径大些,以降低摩阻损失。
并方便穿束或灌浆。
d.管道间距及混凝土保护层等均应满足构造和受力要求。
(2)底板束的设置
边跨底板束多数在梁端适当弯起锚固,钢柬中心应严格控制在断面的核心面积范围内,同时。
底板束在弯起时起弯点切勿集中在几个或少数断面,以防止过大的径向力,要配置足
够的构造钢筋,并使纵向钢柬在腹板内不致引起大的偏心。
对于梁端须特别注意锚下局部应力的分布,并有针对性地进行构造设计。
2.2横向预应力束
对于宽箱梁而言,由于顶板较薄,除需配置普通钢筋外,还需配置横向预应力柬,为了便于施工。
采用宜端张拉、宜端轧花固定的锚固方式。
横向预应力束采用扁锚体系,以减少顶板悬臂端部的尺寸。
对于底板较宽的箱梁可在底板内适量配置预应力束。
每个节段完成后,张拉纵向预应力束之前,先张拉横向预应力束。
张拉横向预应力柬时,最好分批张拉横向预应力钢柬,使横向预应力分布趋于均匀。
2.3竖向预应力束
配置适量竖向预应力束并合理布置纵向预应力束(通常采用粗钢筋),以控制箱梁的主应力。
特别是主拉应力要严格控制。
竖向预应力束布置时要尽可能地不要对腹板产生过大偏心,避免带来不必要的附加应力。
在运营阶段可以控制箱梁腹板裂缝,在极限状态下能承受一部分竖向力。
底板通常为抛物线型,将底板预应力束布置在腹板肋腋附近,可以减小由于预应力产生的径向压力对底板产生的横向弯矩,也有利于减小锚板的尺寸,增加齿板和齿槽的局部压力和抗剪面积