铁路预应力混凝土简支梁的设计
预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计
课程名称：《桥梁工程概论》设计题目：预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计院系：专业：学号：姓名：元芳指导教师：联系方式：西南交通大学峨眉校区2012年6 月 2 日课程设计任务书专业0 姓名学号开题日期：2012-5-15完成日期：2012-6-3题目：预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计一、设计的目的通过本次预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计，掌握并巩固课堂所学知识二、设计的内容及要求设计内容：1、计算桥面板内力（最大弯矩和剪力）；2、计算主梁内力（跨中弯矩和剪力及支座处最大剪力），进行强度检算；要求：1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求，形成电子文档，并打印成文本上交，同时电子文档也须上交。
2、本课程设计期末考试时必须交三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章设计资料 (4)1.1 设计资料 (4)第二章主要尺寸拟定 (4)2.1 尺寸拟定 (4)第三章行车道板的计算 (9)3.1 桥面板恒载计算 (9)3.2 铰接板的内力计算 (10)第四章主梁内力计算 (8)4.1 求横向分布系数 (8)4.2 主梁内力计算 (11)第五章荷载效应组合.............................................................. 错误！未定义书签。
5.1 承载力极限状态设作用效应组合................................ 错误！未定义书签。
5.2 正常使用极限状态设作用效应组合............................ 错误！未定义书签。
第六章截面验算 (23)6.1 持久状况承载能力极限状态计算 (23)6.2 持久状况正常使用极限状态计算 (23)6.3 挠度验算 (24)第七章设计小结 (23)325/kN m 12.14/kN m 324/kN m 323/kN m 26.1p L m=23.5/kN m 43.4510c E MPa=⨯一、设计资料1、计算跨径：2、设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载人行道重力：预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸：行车道宽度为 8.5m ，人行道宽度为 0.75m ，每片梁行车道板宽2.00m4、行车道板间连接形式：刚性连接3、铺装层及其各项指标：桥面铺装层外边缘处为2cm 的沥青表面处治（重力密度 ）和6cm 厚的混凝土三角垫层（重力密度 ），桥面横坡 1.5%4、其他数据：弹性模量5、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004）8、设计方法：承载能力极限状态法二、主要尺寸拟定① 主梁高度公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11～1/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/15～1/25，随跨度增大而取较小值,本课程设计采用1350mm 的主梁高度② 梁肋厚度常用的梁肋厚度为15cm - 18cm ，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。
铁路全预应力混凝土简支梁结构检算（容许应力法）
铁路全预应⼒混凝⼟简⽀梁结构检算（容许应⼒法）铁路全预应⼒混凝⼟简⽀梁结构检算依据《铁路桥涵钢筋混凝⼟和预应⼒混凝⼟结构设计规范》（TB10002.3-2005/J462-2005）⽬录预应⼒度 .............................................................................................................................................. 1 1、按破坏阶段检算截⾯抗弯强度 .................................................................................................... 1 2、按破坏阶段检算截⾯抗剪强度.................................................................................................... 2 3、预应⼒钢筋预应⼒损失计算根据规范6.3.4 ............................................................................. 2 4、按弹性阶段计算截⾯应⼒............................................................................................................ 3 5、按弹性阶段检算运营等阶段构件内的应⼒................................................................................ 3 6、按弹性阶段检算预加应⼒、运送、安装阶段构件内的应⼒.................................................... 4 7、按弹性阶段计算梁的变形（挠度和转⾓） .. (4)预应⼒度0.7cσλσ=≥ 根据规范6.1.3 1、按破坏阶段检算截⾯抗弯强度（1）对于矩形截⾯或翼缘位于受拉边的T 形截⾯受弯构件，根据规范6.2.2()()0002c pa p p s s s x KM f bx h A h a f A h a σ??''''''≤-+-+-()20.4p a x h '≤≤ 对于单筋截⾯梁，0.4p x h ≤即保证构件的破坏类型为塑性破坏；对于双筋截⾯梁，2x a '<时上述公式的计算假设条件已经变化，故公式不适⽤，因此采⽤新公式计算：()()0p p s s KM f A f A h a '≤+-（2）对于翼缘位于受压区的T 形截⾯受弯构件，根据规范6.2.3○1 当p p s s pa p s s c f f f A f A A f A f b h σ''''''+--≤时，应按宽度为f b '的矩形截⾯计算，fb '按本规范4.3.2计算；○2 当○1的条件不满⾜时，应按下式计算：()()()000022f c f fpa p p s s s h x KM f bx h b b h h A h a f A h a σ'??''''''''≤-+--+-+-?? ? ???????2、按破坏阶段检算截⾯抗剪强度（1）受弯构件斜截⾯的抗弯强度根据规范附录C 之C.0.1()()p p p pb pb s s s v v KM f A Z A Z f A Z A Z ≤∑+∑+∑+∑（2）受弯构件斜截⾯的抗剪强度根据规范附录C 之C.0.2cv b KV VV ≤+cv V bh =0100100 3.5p pb sA A A p bh µ++==?≤ vv v A s bµ=） 0.9sin b p pb V f A α=∑3、预应⼒钢筋预应⼒损失计算根据规范6.3.4（1）钢筋与管道之间的摩阻1L σ()11kx L con e µθσσ-+??=-??（2）锚头变形、钢筋回缩和分块拼装构件的接缝压缩2L σ2L p L E Lσ?=（3）台座与钢筋之间的温度差3L σ（仅先张法考虑）()3212L t t σ=-（4）混凝⼟的弹性压缩4L σ4L p c n Z σσ=（可按最⼤损失计算，即计算最先张拉的预应⼒钢筋的损失）（5）钢筋的应⼒松驰5L σ5L con σξσ=?（6）混凝⼟的收缩和徐变6L σ60.8112p co p L n An E σ?εσ?µρ∞∞∞+=++ ??p p s s n n A n A A µ+= 221AA e iρ=+（7）预应⼒钢筋与锚圈⼝的摩擦及喇叭⼝摩擦7L σ（试验测定）4、按弹性阶段计算截⾯应⼒（1）由预加应⼒产⽣的混凝⼟正应⼒计算（根据规范6.3.5）○1 未扣除混凝⼟收缩、徐变引起的损失时 0p p cN N e y Aσ=±○2 扣除除混凝⼟收缩、徐变引起的损失后 16c ci cL σσσ=-（2）由计算荷载在混凝⼟、预应⼒钢筋及⾮预应⼒钢筋中产⽣的应⼒（根据规范6.3.6）c N My A Iσ=± p p c o n σσ= s s c sn σσ= （3）梁斜截⾯的混凝⼟主拉应⼒和主压应⼒计算（根据规范6.3.7）2tp cx cy cp σσσσ+-=+ 1010f cx c K My I σσ=±pv pv pvcy pvn a bs σσ=1pb c f V s K bIττ?=-5、按弹性阶段检算运营阶段构件内的应⼒（1）对不允许出现拉应⼒的构件，其抗裂计算（根据规范6.3.9）○1 受弯构件正截⾯抗裂 f c c tK f σσγ≤+ 02S W γ= ○2 斜截⾯抗裂0.6tp ct cp c f f σσ≤≤ （2）运营荷载作⽤下正截⾯混凝⼟压应⼒（根据规范6.3.10）○1 主⼒组合时 0.5c cf σ≤ ○2 主⼒加附加⼒组合时 0.55c cf σ≤ （3）运营荷载作⽤下，正截⾯混凝⼟受拉区应⼒（根据规范6.3.11）0ct σ≤（4）运营荷载作⽤下预应⼒钢筋最⼤应⼒（根据规范6.3.13）0.6p pk f σ≤（5）承受疲劳荷载作⽤的构件应检算钢筋应⼒幅（根据规范6.3.14）11p pq s sq σασσασ?=?=（6）运营荷载作⽤下混凝⼟的最⼤剪应⼒（根据规范6.3.15）0.17c p c f τττ=-≤（7）箍筋设计与计算（根据规范6.3.16~17）2tp f K σ≤时仅构造配筋，否则箍筋数量按承受主拉应⼒的60%计算，箍筋间距计算确定：1 0.6s vv tp f A s bK σ=6、按弹性阶段检算预加应⼒、运送、安装阶段构件内的应⼒（1）预应⼒钢筋的锚下控制应⼒（根据规范6.4.1）10.75con p L pk f σσσ=+≤（2）传⼒锚固时预应⼒钢筋的应⼒（根据规范6.4.3）()1240.65p con L L L pk f σσσσσ=-++≤（3）传⼒锚固或存梁阶段计⼊构件⾃重作⽤后（根据规范6.4.4）○1 混凝⼟压应⼒ c c f σα'≤ ○2 混凝⼟拉应⼒ 0.7ct ctf σ'≤ （4）由于临时超张拉在混凝⼟中产⽣的压应⼒（根据规范6.4.5）0.8c c f σ'≤（5）锚下混凝⼟抗裂计算（根据规范6.2.8）cf c c c K N f A β≤……（余略去，见规范条款）7、按弹性阶段计算梁的变形（挠度和转⾓）计算预应⼒混凝⼟结构的变形时截⾯抗弯刚度B 的计算（根据规范6.3.19）10p c B E I ββ= 110.520.950.45p λλββλ+-==- λ－预应⼒度简⽀梁的相关挠度和转⾓由材料⼒学公式计算。
高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁
TB/T 3432-2016
其形状（宜为工字形或锥形）应有利于钢筋的定位的，不应使 用普通砂浆垫块和塑料垫块。宜采用细石混凝土垫块，其各项 性能不应低于梁体混凝土。 e）箱梁应采用泵送混凝土连续灌注、一次成型，灌注时间不 宜超过6h或不应超过混凝土的初凝时间。T梁灌注总时间不宜超 过3.5h。 f）泵送时输送管路的起始水平段长度不宜小于15m，除出口 外，输送管路其他部分不应采用软管或锥形管。输送管路应固 定牢固，且不应与模板或钢筋直接接触。泵送过程中，混凝土 拌和物应始终连续输送。高温或低温环境下输送管路应分别采 取湿帘或保温材料覆盖。其余技术要求应符合JGJ/T 10的规定。 g）预制梁混凝土入模前含气量应为2%-4%。 h）预制梁混凝土灌注时，模板及钢筋温度宜为5℃~35℃。 i）预制梁混凝土入模温度宜为5℃~30℃。
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GB/T 197 普通螺纹公差 GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 700 碳素结构钢 GB 1499.1 钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋 GB1499.2 钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋 GB/T 1596 用于水泥和混凝土中的钢绞线 GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线 GB/T5836.1 建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材 GB/T 5836.2 建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 20221 无压埋地排污、废水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材 GB/T 50081 普通混凝土力学性能试验方法标准
预应力混凝土简支梁的设计
1 第一节 预应力混凝土简支梁的构造 2 第二节 预应力混凝土受弯构件计算 3 第三节 预应力混凝土受弯构件的应力计算 4 第四节 预应力混凝土受弯构件抗裂性验算
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第一节 预应力混凝土简支梁的构造
一、预应力混凝土梁常用截面形式 （１）预应力混凝土空心板［图１１-１（ａ）］。其挖空部分采用圆形、
二、表演区 （一）什么是表演区 表演区以幼儿表演游戏为设计核心，通过道具吸引幼儿积极参加故事表演、 游戏等活动。 （二）表演区的环境布置与材料投放 表演区可以分为固定式和活动式表演区角两类。 固定式的表演区角是指在活动室内辟出一定区域，存放表演所需要的用具。 活动式的表演区角则是根据表演需要，临时在走廊、门厅、过道或室外等 地方设置表演场所，便于及时放置和收拢。
结构使用性能要求包括抗裂性、裂缝宽度、挠度和反拱等项限制。一般
情况下，以抗裂性及裂缝宽度限制控制设计。在截面尺寸已定的情况下，
结构的抗裂性及裂缝宽度主要与预加力的大小有关，而构件的承载力则 与预应力钢筋和普通钢筋的总量有关。
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第一节 预应力混凝土简支梁的构造
因此，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（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，然后再由构件的承载能力极限状态要求，确定普通 钢筋的数量。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
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第一节 预应力混凝土简支梁的构造
（２）预应力混凝土Ｔ形梁［图１１-１（ｂ）］。Ｔ形梁是我国应用最 广泛的预应力混凝土简支梁桥截面形式，为了布置钢丝束的要求，常将 下缘加宽成马蹄形。预应力混凝土简支Ｔ 梁桥的标准跨径为２５～５０ ｍ。Ｔ形梁的高跨比一般为h／L＝１／１５～１／２５。下缘加宽部分 的尺寸，根据布置钢筋束的构造要求确定，腹板一般取１６０～２００ ｍｍ。
土木建筑第4章预应力混凝土简支梁
行车道板（道床板）：横向预应力 主梁：纵向和竖向预应力 4 实例： 英国 52年 罗什尔汉桥 日本 70年代 第二丘里桥 跨度68M 北京 82年左右 京承线怀楼站附近 20M双线
京秦线通县西双桥编组站内 24M单线 5 优缺点及适用情况：
运营动力系数：标准荷载效应比频谱是设计基准期内可 能产生的荷载效应的综合，并不等于荷载效应的标准值， 因此，疲劳验算时，动力系数需作修改，一般简化取 1.15。
等效等幅应力：将按标准活载求得的应力换算为相应的 等效等幅应力。用等效等幅应力系数表示。
等效等幅应力系数：根据标准荷载效应比频谱，按铁路 不同年运量、不同跨度及材料的S-N曲线方程在200万次 时求算的。
16X7φ5；
第三节 其他型式预应力混凝土简支梁简介
一．部分预应力混凝土简支梁
1、“部分预应力混凝土”的含义：使用荷载下 可出现拉应力或开裂
2、全预应力混凝土梁缺点：徐变上拱度大，有 锚下裂纹和沿梁纵向裂纹。
3、部分预应力混凝土梁优点：减少徐变上拱度， 减少锚下裂纹和沿梁纵向裂纹。
第三节 其他型式预应力混凝土简支梁简介
第二节 先张法简支梁标准设计简介
一．铁路先张法简支梁标准设计简介
1 标准图简介 图号：叁标桥2017 ，叁标桥2020 2022。 以上三图90年 和91年改进为：专桥2080 ，专桥2081 ，专桥2082 90-94 还编制了一些 截面形式：板式和工形 普高梁： 工形， 横隔板连接。 低高梁： 8m跨实心板；10m空心板；12 ～16m工形, 无须横隔板。
第4章 预应力钢筋混凝土简支梁
第一节 后张法预应力混凝土简支梁标准设计及构造 第二节 先张法预应力混凝土简支梁标准设计简介 第三节 其他形式预应力混凝土简支梁简介 第四节 后张法预应力混凝土简支梁设计与计算 第五节 预应力混凝土简支梁的制造及架设
高速铁路预应力混凝土简支梁静载试验方法及检验评定标准(送审稿)[1].
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高速铁路预应力混凝土简支梁静载试验方法及检验评定标准(送审稿)[1].TB中华人民共和国铁道行业标准TB/T××××—2000高速铁路预应力混凝土简支梁静载试验方法及检验评定标准（送审稿）2000- - 发布2000- - 实施中华人民共和国铁道部发布- 1 -TB/T××××—2000目次1范围……………………………………………………………………………2引用标准………………………………………………………………………3高速梁静载试验检验项目及质量指标………………………………………4试验梁条件及龄期………………………………………………………………5试验设备及仪器………………………………………- 2 -…………………………6加载点间距及数量………………………………………………………………7加载方法及其控制方式…………………………………………………………8千斤顶配套标定及线性回归计算………………………………………………9梁体变形的测量方法及测量要求………………………………………………10裂缝分类及标记方法………………………………………- 3 -……………………11 支座及安装要求…………………………………………………………………12 检验类别及试验梁抽样办法……………………………………………………13 试验梁安装就位及试验前准备…………………………………………………14 静载试验计算单…………………………………………………………………15 加载程序及操作方法…………………………………………- 4 -16 受力裂缝的验证及判定…………………………………………………………17 试验结果分析及试验结论评定标准……………………………………………18 试验记录及试验报告……………………………………………………………19 不合格的加倍试验………………………………………………………………20 加倍试验不合格梁的处理…………………………………………- 5 -21 安全及防护措施………………………………………………………………附录 A 高速铁路预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲抗裂试验加载计算单附录B 静载弯曲抗裂试验表格附录C 等效荷载加载图示修正系数附录D 未完成的应力损失计算用表TB/T××××—2000前言高速（含准高速）铁路预应力混凝土简支梁静载弯曲抗裂试验是混凝土结构性能试验的主要内容，是检验桥梁使用性能这一关键项点、综合指- 6 -标的重要技术手段，而静载试验方法是试验所必须遵从的技术标准；检验评定标准是正确判定桥梁合格与否的唯一技术依据。
浅谈高速铁路48m预应力混凝土简支梁施工技术
浅谈高速铁路48m预应力混凝土简支梁施工技术高速铁路建设是近年来我国交通基础设施建设的重点之一，在其中，预应力混凝土简支梁施工技术的应用也日臻完善。
本文将就相关技术进行探讨。
一、 48m预应力混凝土简支梁的特点48m预应力混凝土简支梁有许多独特的特点，首先就是梁的跨度长度，它是相对较长的。
另外，它采用了预应力混凝土，增加了梁的承载能力。
因此，48m预应力混凝土简支梁在高速铁路建设中占有重要的地位。
二、施工技术流程预制工厂梁的生产是48m预应力混凝土简支梁的施工技术的关键所在。
首先，需要按照设计要求，在预制厂内制造梁。
在制造过程中，需要将预制的钢筋进行张拉，在混凝土灌注之前，预应力设备要进行调试和检测，以确保钢筋的预张拉量符合施工设计。
当预制梁经过一个周期的维护后，需要进行现场的运输，这是一个关键的步骤，需要保证运输过程中的振动和碰撞不会对梁造成损害。
运输中还需要注意梁的积水问题，以避免在梁的表面形成裂缝。
到达施工现场之后，需要将梁放置在普通带模台盘上进行安装。
在进行拱形安装模板的搭建和调节后，需要钢模板进行支承，以防止梁变形。
在梁的安装过程中，还需要使用模板偏心和后张拉技术进行梁的调整和保护，以确保梁的使用质量。
三、施工质量控制在48m预应力混凝土简支梁施工过程中，需要监控质量，以确保施工过程中不会出现失误和缺陷。
在施工前，需要进行验收和检查，判断梁是否符合设计要求。
在运输和安装过程中，也需要密切监视，并采取相应的措施。
在施工现场，测量设备的使用十分重要。
需要采用先进的测量仪器和技术，及时发现问题，确保施工效果。
此外，施工作业人员的素质和考核也至关重要。
四、总结48m预应力混凝土简支梁施工技术的应用越来越广泛，在行业内具有重要的地位。
随着技术的不断进步和完善，我们相信该技术将为交通基础设施建设作出更大的贡献。
高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁
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TB/T 3432-2016
3.2.6 减水剂及引气剂检验合格后方可使用。除减水剂的减水 率不小于30%外，其余技术要求应符合TB/T 3275的规定，减水剂 宜采用聚羧酸高性能减水剂。
3.2.7 混凝土矿物参合料应采用性能稳定的粉煤灰、磨细矿渣 粉，除磨细矿渣粉比表面积宜为400m²/kg~500m²/kg外，其余性能 指标应符合TB/T 3275的规定。
3.2.12 钢配件用的普通碳素钢，应符合GB/T 700的规定。 3.2.13 锚具、夹具和连接器应符合TB/T 2965并满足设计要求。 3.2.14 混凝土桥面的防水材料应符合TB/T 2965并满足设计要 求。 3.2.15 防水层的保护层应采用聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维网 C40细石混凝土，并符合TB/T 2965的规定。 3.2.16 预应力筋预留管道应采用全胶软管（抽拔橡胶管）或金 属螺旋管成孔。横向张拉预留管道宜采用钢管成孔。
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其形状（宜为工字形或锥形）应有利于钢筋的定位的，不应使 用普通砂浆垫块和塑料垫块。宜采用细石混凝土垫块，其各项 性能不应低于梁体混凝土。
e）箱梁应采用泵送混凝土连续灌注、一次成型，灌注时间不 宜超过6h或不应超过混凝土的初凝时间。T梁灌注总时间不宜超 过3.5h。
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2. 预应力钢筋
预应力钢筋常采用的型号：
高强钢丝束、钢绞线、粗钢筋。
（1）高强度钢丝束
单根钢丝直径在2.5~7.0mm，桥梁中采用多根钢 丝组成的钢丝束；如叁标桥2019、2018的拉丝式 体系预应力混凝土标准设计即采用24Φ5的高强钢 丝束，钢丝束有时多达50~60根一束。Φ5的高强 度钢丝抗拉极限强度为1600Mpa，弹性模量为2.0 ＊105Mpa。
6. 预应力方法更有利于装配式混凝土结构的推广，例如：预
应力钢筋串联梁、大跨度预应力混凝土桥梁的悬臂法和顶
推法施工等等。
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预应力混凝土的缺点是：
施工工艺复杂、质量和技术要求较高，并需 专门的设备等。
• 由于预应力混凝土具有许多优点，目前国内外应用 十分广泛。
• 预应力混凝土应用在桥梁上，不但形式多，而且跨 度大。
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下面以矩形截面说明预加应力的基本概念。
当钢筋上有Ny的张拉力时
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A、设上面矩形梁上的作用荷载为M，截面为。则在荷载和预 应力的作用下上、下缘应力为：
上
Ny bh
6M bh2
下
Ny bh
6M bh2
若设计不容许下边缘出现拉应力，即
则有 N y 6 M h
而此时有
上 12 M bh2
Ch6 铁路预应力砼简支梁设计
§ 6.1 预应力概念 § 6.2 预应力混凝土简支梁构造 § 6.3 后张法预应力砼简支梁设计计算
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§ 6.1 预应力概念
• 众所周知，混凝土的抗拉强度很低，只有抗压强度的： 1/10~1/15 。而且混凝土的收缩和温差等影响也要使 混凝土梁中产生拉应力，所以素混凝土梁在没有外载 的情况下，也可能发生断裂。混凝土抗拉强度的可靠 性很低，素混凝土梁破坏时抗压强度的利用率又很小， 它的最大纤维拉应力还不到抗压强度值的1/10，因而 在梁的受拉区混凝土中埋设钢筋来承受拉力，并控制 裂缝的开展。
7Φ5的钢绞线抗拉强度为1500Mp，弹性模量为1.9＊ 105Mpa 。
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（2）钢绞线
钢绞线是由多根平行的高强钢丝（Ф2.5~5.0mm）顺 同一方向捻制而成，常用的是7股钢绞线（7Φ5）。
钢绞线比较柔软，易于盘弯，运送操作方便，其螺旋 型的外形与混凝土粘结较好，长度不受限制，张拉锚 固可靠等优点。但钢绞线的弹模比单根钢丝低，应力 松弛损失较大，使用时先预拉，因而增加施工工序。
因此预应力混凝土梁的腹板可以做得很薄，梁的截面高度可以降
低，箍筋用量可以减少。
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综上所述，预应力混凝土主要有以下优点：
1. 预应力提高了构件的抗裂性能，在使用荷载作用下几乎没 有裂缝，保证了钢筋免受锈蚀，大大地增强了构件的耐久 性。
2. 预应力使高强材料得到合理使用，从而节约大量钢材，约 20%~40%，减轻了结构自重。
3. 预应力改善了构件在荷载下受拉区的工作状态，全截面受 力，提高了构件刚度。在梁高和容许应力相同条件下，预 应力混凝土梁的挠度约为普通混凝土梁的1/4。
4. 预应力可以使构件的裂缝重新闭合，故预应力混凝土构件 具有较高的超载能力。
5. 预应力使构件受拉钢筋在重量荷载作用下的应力变化范围 很小，提高了疲劳强度，故特别有利于承受动力荷载的铁 路桥梁。
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C、 钢筋混凝土梁中：
zl
max
Q bz
zl 1
常作为确定腹板厚度的条件。
预应力混凝土梁中，因梁全截面参加工作，由材力主拉应力计算
式得：
zl
2
2
2
2
预应力的作用不仅使梁在荷载作用下的受拉区有压应力σ，且弯 起的预应力筋产生反向剪力τ，又将使降低，因而大大减小了主 拉应力。
• 铁路上跨度在24~32M的桥，普遍采用预应力混凝 土简支梁，且正向40M的跨度发展，并且有逐步取 代钢筋混凝土及部分钢桥的趋势。
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§ 6.2 预应力混凝土简支梁的构造
§ 6.2.1 预应力混凝土材料 § 6.2.2 预加应力工艺 § 6.2.3 标准设计构造示例
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• 这就是钢筋混凝土结构。
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• 在钢筋混凝土梁中，钢筋和混凝土是粘结在一起的，在荷载 作用下，钢筋和邻近的混凝土具有同样的变形。而混凝土的
极限拉伸率很低（εhl=1.0~1.5*10-4），若要构件不出现裂 缝，则钢筋的拉应度就不能大于εht，此时钢筋中的拉应力
仅为21~31.5Mpa。
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• 为了改善混凝土的抗拉性能，可以对荷载作 用下的受拉区，预先给预压应力，以抵消随 后产生的拉应力，这就使混凝土抗拉性能低 的矛盾得到缓和。
• 在预应力混凝土构件中，钢筋由被动地替代 混凝土受拉，改变成为主动地给混凝土施加 地压应力，其作用有了质的变化，它是混凝 土结构发展中的飞跃。
§ 6.2.1预应力混凝土材料
1. 混凝土
《铁路桥规》规定混凝土强度不得低于C40。
这是因为：
• 无论在受载前或受载后，预应力筋或混凝土都处在高应力状态 下，故必须采用高强度材料；
• 为了满足锚固要求，必须使用高标号混凝土。先张结构件主要 靠粘结力锚固，高标号混凝土粘结力较高，可保证锚固牢固； 后张法构件锚头附近混凝土的局部应力很高，也需高强度混凝 土才能承受；
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第6页13:45来自B、若将预应力钢筋向下移至距梁底h/3处，此时由预应
力及M产生的上、下缘的应力为：
上
Ny bh
Ny
1 6
h
1 bh2
6M bh2
6
下
Ny bh
Ny
1 6
h
1 bh2
6M bh2
6
在同样不容许下缘出现拉应力的情况下
此时要求 N y 3M / h
而 上 6M bh2
因此可见，预应力钢筋偏心布置（e=h/3）比中心布置 可以提高梁的抗弯能力一倍。
• 因此片面地压低钢筋的应力来限制裂缝的出现是不合理的。 但也不能容许裂缝无限地扩大：裂缝开展过大，将使钢筋锈 蚀，影响结构耐久性，并降低刚度。限制裂缝开展宽度，也 就是限制了钢筋的使用应力，使得高强度的钢筋无法得到充 分的利用。由此可见，用钢筋代替混凝土受拉并没有彻底解 决混凝土抗拉性能很低的矛盾。