第十二章 预应力混凝土简支梁设计

般为25～40m，标准跨径不宜大于50m。高跨比(h/l)-般为(1/25～1/15)， 上翼缘宽度一般为(1.6～2.4)m或更宽。在梁下缘的布筋区，为了布置钢 筋的需要，常将腹板厚度加厚而成为“马蹄”形。梁的两端长度各约等于 梁高的范围内，腹板加厚为与“马蹄”同宽，以满足布置锚具和局部承压 的要求。
一、常用的截面形式
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
1.预应力空心板 预应力空心板如图12-1a)所示，空心板的空心可以是圆形、端部
圆形、矩形、侧面和底面直线而顶部拱形等。简支预应力混凝土空心板桥 标准跨径不宜大于25m，连续板桥的标准跨径不宜大于30mm。
2.预应力混凝土T形截面梁和工字形截面梁 预应力混凝土T形梁和工字形梁如图12-lb）所示。标准设计跨径一
预应力混凝土梁的形式有很多种，本章仅对常用 的形式及钢筋布置作简要介绍。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
教学目标
※能说出预应力混凝土受弯构件常用的截面形式 ※能简述束界的概念 ※能简述预应力钢筋的布置原则、弯起点、弯起曲线、弯起角 和预应力钢筋间的距离及混凝土保护层的厚度
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
产生的剪力的预剪力Vp 。一般在跨径的三分点到四分点之间开
始弯起。 ②从受弯考虑，由于预应力钢筋弯起后，其重心线将
往上移，使偏心距ep 变小，即预加力弯矩Mp 将变小。因此，应
满足预应力钢筋弯起后的正截面的抗弯承载力要求。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
三、预应力钢筋间的距离及混凝土保护层的厚度 1.先张法构件 先张法构件中，预应力钢筋或锚具之间的净距与保护层厚度，应
(4)外形呈曲线形且布置有曲线预应力钢筋的构件。其曲线平面 内管道的最小混凝土保护层厚度，应根据施加预应力时曲线预应力钢筋 的张拉力，按下列公式计算：
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
①曲线平面内最小混凝土保护层厚度
Cin
Pd
0.266r
ds fc'u 2
(12-4)
r
l 2
1
4
②曲线平面外最小混凝土保护层厚度
(12-5)
Cout
Pd
0.266r
ds fc'u 2
(12-7)
以上公式中字母含义详见教材解释。 当按上述公式计算的保护层厚度小于表12-1的各类环境下直线管 道的保护层厚度时，应取相应环境条件下的直线管道保护层厚度。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
3.预应力钢筋束弯起角度θp不宜大于20º；对于弯出梁顶锚固的钢 束，θp值在20º～30º之间。
4.预应力钢筋弯起的曲线可采用圆弧线、抛物线或悬链线三种形 式。公路桥梁中多采用圆弧线。
《桥规》规定，先张法预应力混凝土构件的曲线形预应力钢筋，其 曲线半径应符合下列规定：
①钢丝束、钢绞线束的钢丝直径等于或小于5mm时，曲线半径不宜 小于4m；钢丝直径大于5mm时，曲线半径不宜小于6m；
②精轧螺纹钢筋的直径等于或小于25mm时，曲线半径不宜小于12m； 直径大于25mm时，曲线半径不宜小于15m。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
5.预应力钢筋弯起点的确定 ①从受剪考虑，应提供一部分抵抗外加作用（荷载）
根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定，并符合下列规定： ①预应力钢绞线之间的净距不应小于其直径的1.5倍，且对l×2
（二股）、l×3（三股）钢绞线不应小于20mm，对l×7（七股）钢绞线 不应小于25mm；预应力钢丝间净距不应小于15mm。
②先张法预应力混凝土构件中，对于单根预应力钢筋，其端部应 设置长度不小于150mm的螺旋筋；对于多根预应力钢筋，在构件端部10倍 预应力钢筋直径范围内，应设置3-5片钢筋网。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
2.后张法构件 应根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定，并符合
下列规定： (1)部分预应力钢筋，应在靠近端部支座区段横向对称弯起，尽
可能沿梁端面均匀布置，同时沿纵向可将梁腹板加宽。在梁端部附近， 设置间距较密的纵向钢筋和箍筋，并符合T形和箱形梁对纵向钢筋和箍筋 的要求。
(2)普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不应 小于钢筋公称直径和管道直径的1/2，且应符合表12-1的规定。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
(3)后张法预应力混凝土构件的端部锚固区，在锚具下面应设置厚度 不小于16mm 的垫板或采用具有喇叭管的锚具垫板。锚垫板下应设间接 钢筋，其体积配筋率ρv 不应小于0.5%。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
3.预应力混凝土箱形截面梁 预应力混凝土箱形截面梁如图12-lc）所
示。其抗扭刚度比一般开口截面大得多，梁上的 作用（荷载）分布比较均匀，箱壁一般做得较薄， 材料利用合理，自重较轻，跨越能力大，适用于 大跨径桥梁。
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
二、预应力钢筋的布置
一、物结流构集设聚计区原呈理快速发展趋势
单元十二 预应力混凝土简支梁的设计
目录
1
§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
2 §12-2预应力混凝土简支梁设计计算示例
§12-1
预应力混凝土 受弯构件的基本构造
预应力混凝土结构构件的构造，除应满足普通钢 筋混凝土结构的有关规定外，视其自身特点，并根据 预应力钢筋张拉工艺、锚固措施、 预应力钢筋种 类的不同而有所不同。
图中E1和E2分别称为束界的上限和下限。E1和E2两条曲线所围成 的限制预应力钢筋的布置范围称之为束界（或索界）。
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§12-1预应力混凝土受弯构件的基本构造
2.预应力钢筋的布置原则 （1）预应力钢筋布置，应使其重心线不超出束界范围。
（2）大部分预应力钢筋将在趋向支点时须逐步弯起。 优点是：（1）保证构件无论是在施工阶段，还是在使用阶段，其 任意截面上、下缘混凝土的法向应力都不致超过规定的限制值。（2） 构件端部范围逐步弯起的预应力钢筋将产生预剪力，对抵消支点附 近较大的剪力非常有利。（3）预应力钢筋束的弯起，可使锚固点分 散，使梁端部承受的集中力也相应分散，这对改善锚固区的局部承 压条件是有利的。