钢筋混凝土预应力梁设计论文
预应力混凝土结构论文
预应力混凝土结构论文大跨度预应力混凝土结构施工技术探析摘要：文章简要从施工准备、模板工程、混凝土工程及预应力工程施工等方面介绍了大跨度预应力混凝土结构施工技术。
关键词：大跨度；预应力；混凝土结构随着工业及民用的需要，当前的建筑结构朝向大跨度、大空间的方向发展，而大跨度建筑又多采用预应力结构。
一直以来，大跨度预应力混凝土施工是建筑施工的重点和难点，因为如果施工质量控制不当，大跨度预应力混凝土结构施工中容易出现模架垮塌、大体积混凝土裂缝以及预应力损失等诸多问题，为工程留下质量隐患，危害建筑结构的安全。
一、预应力混凝土结构的特点1.预应力结构的优点（1）改变了结构的受力性能，提高了构件的刚度、抗裂度。
由于在构件的受拉区预加压应力，便会减小此处的拉应力，较小构件的实际挠度，提高了结构的抗裂度，推迟了裂缝的出现和限制了裂缝的宽度，增强了结构抗侵蚀和抗渗能力，延长了构件的寿命。
（2）减小混凝土梁的剪力和主拉应力。
预应力凝土梁在支座附近承受的剪力会因梁的曲线筋而减小，混凝土截面上预压应力也会减小荷载作用下的主拉应力，从而有利于减小混凝土梁腹的厚度。
（3）节约材料，降低工程造价。
预应力结构可充分发挥钢筋的作用，尤其是大跨度结构，可用预应力混凝土结构代替钢结构，节省钢材用量，降低了造价。
（4）有助于构件工厂化生产。
预应力可以作为构件拼装手段，许多大中型构件可在工厂分件预制，现场拼装，从而提高施工效率。
2.预应力结构的缺点。
需要张拉机具、灌浆设备等专门的设备；工艺复杂，质量要求高，对施工队伍的专业素质要求高；不易控制预应力反拱，可能影响结构使用效果。
二、模板工程施工大跨度预应力结构施工应控制模板工程的质量，防止模板垮塌。
1.脚手架搭设。
在预应力结构施工前，搭设满堂脚手架前，将要设置钢管立杆的部位土方打夯结实，并将30mm厚的通长脚手板铺设在立杆的下面。
支柱上面垫100*100mm方木，并在支柱离地500mm 处加一道剪力撑和水平拉杆，然后以上每隔1.8m设一道，以保证脚手架的整体稳定性。
50+70+50m预应力混凝土连续梁桥设计说明书本科毕业论文
1.2选题的意义
本次设计计算仅进行引桥的设计计算，跨径布置为50+70+50m的预应力混凝土连续箱型梁桥，桥宽26m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。主梁采用单箱双室型截面，为了提高跨越能力、减轻结构自重、线性优美等原则采用变截面形式。连续梁桥由于是超静定结构，计算量大，且准确性难以保证，所以采用有限元分析软件--桥梁博士3.03进行，这样不仅提高了效率，而且准确性也得到了保证。
第四系全新统近代河流冲击层（ ）
粉砂：浅黄灰色，成份以石英、长石为主，及其它深色矿物次之，次棱角状。结构不均，夹薄层状的低液限粉土，局含少量卵砾石。松散，饱和，透水性好。主要分布于高河漫滩上部，厚1～6m不等。卵石质土：褐黄色，石质成份主要以石英岩、砂岩为主，灰岩、花岗岩、等次之，次圆～圆状，一般粒组组成 约5%，200～60mm约20%，60～20mm约20%，20～2mm约45%，余为砂及少量粉粘粒。全层结构不均，局部砂、砾石分别富集或含较多的漂石，松散～稍密，饱和，透水性好。分布于河床以及左岸高河漫滩粉砂层之下，该层在左岸可大于45m，沿桥轴往南岸则逐渐变薄，至南岸地段该层已尖灭称为基岩河床。
桥位地形系由侵蚀作用形成低山河谷 ，桥区附近河段顺直，河流呈N50°E方向。河段呈“U”型河谷，大桥北岸Ⅰ级阶地几乎被人工破坏殆尽，边滩、漫滩发育，南岸为基座阶地，漫滩后部基岩裸露。经钻探及地调测绘，桥址区出露及揭露地层为第四系及侏罗系中统沙溪庙组。现分述如下：
第四系全新统人工填筑层（ ）
人工填筑土：杂色，填筑物主要为建筑垃圾和少量生活垃圾以及砾、卵石、碎、块石土、低液限粉土。稍湿，松散。分布于左岸公路沿线及房屋周围，厚度变化在0.5～10.00m之间。
预应力钢筋混凝土论文(1)
预应力钢筋混凝土论文论文摘要：预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，作为现代公路的主要结构形式，预应力混凝土连续梁桥结构在现今的公路工程中得到了广泛应用。
文章总结了预应力混凝土连续梁桥的特点与基本设计理论，介绍了几种主要的施工方法。
随着现代化步伐的加快，我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开，同时质量问题越来越成为人们关注的焦点。
预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。
上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
在连续梁桥的施工方法中，常用的有满堂支架法、悬臂法、顶推法、先简支后连续等施工方法，笔者根据自身的经验，就近几年施工的预应力混凝土连续梁桥结构优化设计与施工的几个关键因素进行探讨。
．预应力混凝土的优点及适用性预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。
与普通混凝土相比，在同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省( 可节约钢材40%~50% 、混凝土20%~40%) ，并能扩大预制装配化程度。
虽然，预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺比较复杂，操作要求较高，但在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好。
此外，在一定范围内，以预应力混凝土结构代替钢结构，可节约钢材、降低成本、并免去维修工作。
近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应力混凝土的应用范围愈来愈广。
除在传统工业与民用建筑的屋架、吊车梁、托架梁、空心楼板、大型屋面板、檩条、挂瓦板等单个构件上广泛应用外，还成功地把预应力技术运用到多层工业厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站安全壳、电视塔、大跨度薄壳结构、筒仓、水池、大口径管道、基础岩土工程、海洋工程等技术难度较高的大型整体或特种结构上。
当前，预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。
预应力混凝土箱梁底板开裂机理与抗裂设计研究[论文]
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预应力混凝土箱梁底板开裂机理与抗裂设计研究【摘要】通过对预应力混凝土连续箱梁桥施工过程中底板的开裂形态和机理方面的研究,发现预应力混凝土箱梁桥各预应力孔道对底板截面的削弱及受力钢筋在配置上的不合理,直接导致的预应力箱梁底板混凝土横向抗剪不足,是其开裂的根本原因,同时,在考虑施工过程和其它工况作用时箱梁横向效应的前提下,提出了相应的简化抗裂设计方法,以供桥梁设计、施工参考。
【关键词】预应力混凝土箱梁开裂机理抗裂设计研究近十多年来,预应力混凝土连续箱梁桥凭借在跨度大、受力上有较大的竖向抗弯和横向抗扭刚度、以及在构造上具有无伸缩缝、行车平顺等优点而被大量采用。
但这一结构形式的各预应力孔道特别是合龙束孔道使箱梁底板截面受力受到严重削弱,这使箱梁底板横桥向的竖向抗剪性能不足,将导致箱梁在施工阶段即出现纵向开裂、预应力束局部崩出、孔道间混凝土竖向拉裂及横桥向的剪切裂缝等病害,严重影响结构安全。
本文首先就预应力混凝土连续箱梁桥施工过程常见的裂缝形态进行了机理分析,发现预应力混凝土箱梁底板开裂的根本原因,并提出了相应的箱梁底板的抗裂简化设计方法,以供桥梁设计、施工参考。
1 施工过程中箱梁底板开裂破坏形态及破坏机理基于对已有实例资料的调查和分析,箱梁底板的开裂形态主要分为四种基本类型,即箱梁合龙段底板横向弯曲引起的纵向开裂、底板预应力束孔道保护层混凝土强度不足引起的合龙束局部崩出、底板孔道间混凝土强度不足引起的竖向拉裂和底板横向的剪切裂缝。
1.1 底板纵向开裂多数研究认为,箱梁在温度恒载等因素作用下,底板横向扰曲产生纵向开裂,但通过分析计算表明,合龙束钢绞线张拉施工引起的横向应力是恒载作用效应的几倍,因此,实际过程中预应力合龙束张拉施工引起的底板纵向开裂显得更为常见。
1.2 合龙束局部崩出预应力混凝土连续箱梁在预应力束局部径向力的作用下,由于孔道混凝土保护层厚度较小、合龙束管道局部折弯、底板的竖向钢筋的配置不合理或浇筑的混凝土质量存在缺陷时,易出现底板预应力束的崩出破坏,这种破坏属于局部破坏,带有冲切破坏的特征,采用理想的刚塑性破坏模型、不考虑底板横向普通钢筋的贡献来研究,该平面拉应力达到混凝土抗拉强度时,保护层混凝土即发生崩裂,达到极限状态时的径向力为:式1为混凝土抗拉强度设计值,c为箱梁底板预应力孔道保护层的厚度,d为预应力孔道直径。
预应力型钢混凝土梁结构设计与研究
预应力型钢混凝土梁结构设计与研究摘要：预应力型钢混凝土梁结构是在普通型钢混凝土梁基础上采用预应力技术的一种新型组合结构。
与型钢混凝土梁相比具有如下优点：较好的抗裂性能；同等外荷载条件下，最大裂缝宽度较小，裂缝闭合性能更好，挠度较小，且变形恢复性能更好；同等截面条件下，可以发挥更高的正截面承载力。
因此，预应力型钢混凝土结构更便于实现大跨、重载结构，有着广泛的工程应用前景。
本文分析了预应力型钢混凝土梁结构设计。
关键词：预应力型钢混凝土梁；结构设计；近年来，预应力技术已广泛应用于混凝土结构、钢结构等工程领域，一方面提升了这类结构的科技含量，另一方面也使结构受力更为复杂。
随着跨度的增加或荷载的加大（如重载结构），正常使用极限状态的限制（如裂缝控制条件）条件往往会影响上述优越性的发挥。
预应力技术可以实现对构件拉应力区的应力控制，从而显著改善构件在正常使用阶段的工作性能。
为此，将预应力技术和型钢混凝土梁结合起来，形成了预应力型钢混凝土构件。
一、实例分析某工程总用地面积 86670m2，总建筑面积 456343 m2。
建筑高度215m，结构型式为钢筋混凝土框架－核心筒结构，部分楼层柱采用型钢混凝土组合结构。
二、设计方法1.预应力深化。
根据设计给定的预应力曲线方程y= ax2（a=2h÷0． 5L2）计算预应力束定位筋的高度，绘制预应力曲线图（图1）。
2.型钢梁深化。
根据现场塔吊吊重，本工程轴上钢梁分为 3 段，现场拼装，在梁腹板设置两排Φ24的丝杆孔，间距500mm×500mm。
3.综合节点深化。
一是型钢配置及钢筋配置。
根据所绘制的曲线图可知：轴上两个方向的钢绞线在同一标高。
经与设计协商同意，调高轴钢绞线 50 mm，钢梁腹板提前在工厂开洞Φ110，保证波纹管正常埋设。
二是次梁底部钢筋与预应力筋位置交叉。
根据非预应力筋要避让预应力筋的原则，与设计协商调整尺寸为550mm ×1100 mm。
预应力混凝土连续梁桥设计论文2
预应力混凝土连续梁桥设计本次设计旨在让设计者熟悉现行规范，即《JTG D62-2004》及《JTG D60-2004》，以及桥梁设计的一般步骤及方法。
通过设计，设计者能够对大学期间所学的知识加深理解，并能够系统地运用起来。
除此以外，设计者在解决设计中所遇到的难题的过程中，查阅资料的能力得到提高，并且学到了不少新的没有接触过的知识。
本次设计的主体是一座采用挂篮悬臂现浇施工的变截面预应力连续箱梁桥。
连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强等优点。
本次设计的桥梁为变截面布置，因为大跨桥梁在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律。
同时，大跨连续梁桥宜选用悬臂法施工，而变截面梁又与施工的内力状态相吻合。
在20世纪50年代以前，预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下。
这主要是因为采用满堂支架施工，费工费时，限制了它的发展。
50年代后，预应力混凝土桥梁应用悬臂施工方法后，加速了它的发展步伐。
本设计中采用的挂篮悬臂现浇施工方法首先由联邦德国迪维达克公司创造和使用，它使用少量施工机具设备，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥梁，而且施工不受跨度限制，跨度大，其经济效益高，所以大跨连续梁桥常采用挂篮悬浇施工。
由于施工的主要作业都是在挂篮中进行，挂篮设有外棚，不受外界气候影响，便于养护；操作重复，有利于高效率工作和保证施工质量，同时还便于在施工中不断调整节段误差，提高施工精度。
本设计主要是设计该变截面预应力连续箱梁桥的上部结构的预应力筋的配置。
一、跨径比一般情况下，为使边跨正弯矩和中支点负弯矩大致接近的原则，以使布束更趋合理，构造简单，故L1/L2=0.539～0.692是常见的边、主跨的跨径比范围，当L1/L2≤0.419时，边跨则需压重，应属于非常规的特殊处理；大都L1/L2=0.54～0.58则较合理，这将有可能在边跨悬臂端用导梁支承于端墩上合拢边跨，取消落地支架。
预应力混凝土桥梁工程论文-桥梁工程论文-工程论文
预应力混凝土桥梁工程论文-桥梁工程论文-工程论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——1预应力混凝土的特点1.1优点①抗裂性好，刚度大。
②节省材料，减小自重。
③提高构件的抗剪能力。
由斜截面抗剪承载力验算公式0dcssbpbVVVV可知控制截面弯起的预应力钢筋对斜截面抗剪承载力有贡献。
④提高构件的耐疲劳性能。
预应力混凝土桥梁具有强大预应力的钢筋，在运营阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故可提高抗疲劳性能。
⑤降低构件在正常使用状态下的挠度。
在相同受力条件下，构件的挠度与刚度成反比，由于预应力混凝土构件较钢筋混凝土构件刚度大，所以在相同条件下，预应力混凝土可以减少受弯构件的挠度。
1.2缺点①工艺较复杂，对质量要求高，需要配备一支技术较熟练的专业队伍。
②需要有专门的施工设备，如千斤顶、张拉台座、灌浆设备等；此外先张法施工时需要专门的预制场。
2预应力混凝土的分类（1）根据预应力混凝土中预加应力的程度分为全预应力混凝土（预应力混凝土构件在全部使用荷载的作用下不产生弯曲拉应力）、A类部分预应力混凝土（预应力混凝土结构物的拉应力不超过规定的允许值，即“拉而不裂”）和B类部分预应力混凝土（结构在自重作用下不产生拉应力，而在荷载短期效应组合下容许开裂，即“裂而有限”）。
全预应力混凝土可使构件的控制截面在受拉区边缘不产生拉应力，对结构的承载力和耐久性等均较有利，但全预应力混凝土构件也有自己的不足：①主梁反拱度过大，以至于桥面铺装实际的施工厚度变化较大，可能造成局部铺装厚度较薄，易破损，影响行车顺畅；②施加预应力较大，锚下混凝土应力较大，出现沿预应力钢筋方向不能恢复的裂缝；③由于全预应力混凝土需要施加较大的与压力，所以所用的预应力钢筋较多。
部分预应力构件在实际工程中应用较为普遍，设计人员可以根据结构使用要求来选择预应力度；（2）根据给预应力筋实施张拉是在预应力混凝土构件形成之前或之后分为先张法和后张法两种。
混凝土梁的预应力设计及应用研究
混凝土梁的预应力设计及应用研究一、前言混凝土是一种常用的建筑材料，其优点在于强度高、耐久性强、施工方便等。
在建筑工程中，混凝土梁作为一种主要的结构构件，其预应力设计是非常重要的一环。
本文将从混凝土梁的预应力设计及应用研究方面进行详细阐述。
二、混凝土梁的预应力设计原理混凝土梁的预应力设计主要是为了增强梁的承载能力和抗震性能。
预应力设计的原理是利用钢丝或钢棒等材料，在混凝土梁的内部施加拉应力，使混凝土梁在承受荷载时具有更好的抗弯承载能力和抗震性能。
预应力设计的过程主要包括预应力计算、预应力布置和预应力张拉等步骤。
1.预应力计算预应力计算是预应力设计的核心，其目的是确定预应力的大小和位置，以达到最优的预应力效果。
预应力计算需要考虑混凝土梁所承受的荷载、混凝土的强度、预应力钢筋的强度和预应力钢筋的数量等因素。
通过预应力计算，可以确定预应力的大小和位置，以达到最优的预应力效果。
2.预应力布置预应力布置是预应力设计的重要步骤之一。
预应力布置需要考虑混凝土梁的几何形状和要求的预应力效果。
预应力布置需要满足以下条件：（1）预应力布置应尽可能靠近中性轴线，以增强混凝土梁的抗弯承载能力；（2）预应力布置应合理，不能出现过于密集或过于稀疏的情况；（3）预应力布置应避免预应力钢筋之间的交叉，以免影响预应力效果。
3.预应力张拉预应力张拉是预应力设计的最后一步。
预应力张拉需要使用专业的预应力张拉设备进行操作。
预应力张拉需要根据预应力计算的结果，按照预定的预应力布置方案进行操作。
预应力张拉需要满足以下条件：（1）预应力张拉的力度应控制在规定范围内，以免对混凝土梁造成过度损伤；（2）预应力张拉的过程需要严格控制，以保证预应力钢筋的位置和张力达到预定要求。
三、混凝土梁的预应力应用研究混凝土梁的预应力应用研究主要包括预应力混凝土梁的力学性能研究、预应力混凝土梁的结构设计研究和预应力混凝土梁的施工工艺研究等方面。
1.预应力混凝土梁的力学性能研究预应力混凝土梁的力学性能研究是预应力设计的重要组成部分。
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浅析钢筋混凝土预应力梁设计
摘要：文章结合某一办公楼屋面预应力钢筋混凝土梁的设计，介绍了预应力梁的工作机理，进行了该梁的截面和材料的选取及配筋计算，采用ansys 有限元软件进行了预应力钢筋混凝土梁的挠度验算，最后验算了简支梁的裂缝，可为设计人员的设计提供参考和借鉴。
关键词：预应力混凝土；整体式；ansys；张拉方法
中图分类号：tu528.571文献标识码： a 文章编号：
1 工程概况
某一砖混结构的办公楼，因多年的风吹日晒，加长期的漏雨，局部屋顶混凝土楼盖结构被腐蚀的很严重，板中钢筋裸露，为预止造成人员伤亡和不必要的经济损失，经办公楼主管部门的决定，拆除原有损失严重部位的屋顶，重新浇筑，并把楼盖下原来的办公室改变为会议室。
该砖混房屋横向承重，跨度为7.2m，由于是早期建设的房屋，层高仅为3m，改变使用功能后，若采用钢筋混凝土梁，梁高最少为750mm，净高仅为2.25m，作为会议室感觉很压抑，于是为扩大净高决定采用预应力混凝土梁，梁高可取为跨度的
1/18~1/20[1]，这里可取450mm，这样不但使梁的刚度和承载力满足要求，而且净高也由原来的2.25m 变为2.55m，达到了令人满意的室内净高。
本文介绍了预应力的工作机理、施加的方法和设计的过程，为设计人员提供参考和借鉴。
2 预应力混凝土梁的工作机理
对于普通结构的钢筋混凝土构件，混凝土结构设计规范[2]规定裂缝宽度不得大于0.3mm，致使钢筋的应力得不到充分的发挥，经计算此时钢筋的应力仅为几十mpa，所以由于裂缝的控制，钢筋的应力得不到提高。
由于裂缝的存在，使构件的刚度会进一步降低，造成构件的挠度又不满足要求，如何减小和延缓裂缝的出现，成为人们关注的问题，为解决这一矛盾，人们设想在混凝土构件中预先施加预应力，对在荷载作用下的构件受拉区混凝土施加一定的压应力，使其能够部分或全部抵消有荷载产生的拉应力，这样就可实现裂缝和变形的控制。
3 材料选择与设计
3.1 材料选择
该预应力混凝土梁矩形截面尺寸为250mm×450mm，混凝土采用
c40，弹性模量为3.2×104mpa，泊松比取为0.2；预应力筋采用低松弛钢绞线[3]，抗拉强度标准值fptk取为1860mpa，张拉控制应力为0.75fptk，锚具采用三孔夹片锚，纵筋采用hrb335 级钢筋，箍筋采用hpb235级钢筋，预应力筋采用直线的布置方式。
3.2 预应力梁设计
经计算采用双排，每排3 根直径为15.2的钢绞线，如图1 所示。
纵筋梁底筋为4ф25，梁顶筋为支座4ф25+1ф20，跨中为4ф25，加密区箍筋间距为ф8@100，其他箍筋间距为ф8@200。
4 预应力的施加
在实际工程中可用先张法和后张法两种方式对混凝土构件施加
预应力。
先张法一般先张拉预应力筋，然后浇注混凝土，待混凝土达到设计强度的75%后，放张预应力钢筋，预应力筋回缩，通过预应力筋与混凝土之间的粘结传力，从而建立预应力。
先张法一般在工厂预制，所以不符合本工程的应用。
后张法是先浇筑构件混凝土，待混凝土达到设计强度75%后，张拉钢筋束至控制拉力后，用多空夹片锚具将钢筋束锚固在混凝土端部，从而建立预应力。
后张法在现场张拉，适合本工程的应用，因此，本文采用后张法施加预应力，形成后张预应力混凝土结构。
5 变形验算
采用ansys 仿真方法[4]计算梁在外荷载作用下的变形和预应力反拱值。
在ansys 中对预应力钢筋混凝土的建模有两种，即分离式和整体式。
分离式就是将混凝土和预应力束的作用分别考虑，用加等效荷载的形式取代预应力束；等效载荷法没有考虑预应力钢束对混凝土的作用分布和方向，预应力钢束对混凝土的作用显然在各处是不同的，而等效载荷法考虑不了这种情况；整体式则是将混凝土和预应力二者的作用综合考虑，典型的方法有降温法和初始变量法。
本文采用整体降温法模拟。
用link8单元模拟预应力筋，用solid65单元模拟混凝土，打开非线性选项和几何大变形。
建立实体模型，在进行网格划分，加约束求解，经计算变形为19mm，反拱值为5mm，梁的整体变形为
f=19mm-5mm=14mm小于挠度限值[2][7200/300=24mm]，满足要求。
6 裂缝验算
裂缝计算按照混凝土结构设计规范中给出的公式计算，经计算裂缝宽度为0.12mm 小于规范规定的限值[2][w]=0.2mm。
7 结论
结合某一办公楼屋面预应力钢筋混凝土梁的设计，介绍了预应力梁的工作机理，进行了该梁的截面和材料的选取及配筋计算，采用ansys有限元软件进行了预应力钢筋混凝土梁的挠度验算，最后验算了简支梁的裂缝，可为初级设计人员的设计提供参考和借鉴。
参考文献：
[1]薛伟辰.现代预应力结构设计[m].北京：中国建筑工业出版社，2003.
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[3]郝文化.ansys 土木工程应用实例[m].北京：中国水利水电出版社，2005.
[4]包陈，王呼佳.ansys 工程分析进阶实例[m].北京：中国水利水电出版社，2006.。