预应力混凝土梁的原理
桥梁工程课程设计--预应力混凝土简支梁桥
桥梁工程课程设计――预应力混凝土简支梁桥设计计算书目录第1章设计依据 (2)1.1 设计规范 (4)1.2 方案简介及上部结构主要尺寸 (4)1.3 基本参数 (5)1.3.1 设计荷载： (5)1.3.2 跨径及桥宽 (5)1.3.3 主要材料 (5)1.3.4 材料参数 (5)1.4 计算模式及主梁内力计算采用的方法 (6)1.4.1 计算模式 (6)1.4.2 计算手段 (6)1.5 计算截面几何特征................................................................ 错误!未定义书签。
第2章荷载横向分布系数计算 (8)2.1 梁端的荷载横向分布系数计算 (9)2.2 主梁跨中的荷载横向分布系数计算 (10)2.3 计算成果汇总........................................................................ 错误!未定义书签。
第3章边梁内力计算.. (14)3.1 计算模型................................................................................ 错误!未定义书签。
3.2恒载作用效应计算................................................................ 错误!未定义书签。
3.2.1 恒载作用集度.............................................................. 错误!未定义书签。
3.2.2 恒载作用效应.............................................................. 错误!未定义书签。
3.3活载作用效应 (15)3.3.1 冲击系数和车道折减系数 (16)3.3.2 车道荷载及车辆荷载取值 (17)3.3.3 活载内力计算 (17)3.4活载作用效应 (20)3.4.1 承载能力极限状态下荷载效应组合（考虑冲击作用） (20)3.4.2 正常使用极限状态下荷载短期效应组合（不计冲击作用） (20)3.4.3 正常使用极限状态下荷载长期效应组合（不计冲击作用） (20)3.4.4 持久状况应力计算时的荷载效应组合（考虑冲击作用） (20)3.4.5 短暂状况应力计算的荷载效应组合 (21)3.4 本章小结................................................................................ 错误!未定义书签。
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
MIDAS软件是一款功能强大的有限元 分析软件，可以对预应力混凝土连续 箱梁进行精确的建模和分析，为桥梁 设计提供可靠的技术支持。
预应力混凝土连续箱梁的设计和施工 需要综合考虑多种因素，包括结构形 式、材料特性、施工方法等，以确保 桥梁的安全性和经济性。
展望
随着科技的不断进步和工程实 践的积累，预应力混凝土连续 箱梁的设计和施工将不断得到
预应力体系
通过在混凝土浇筑前施加 预压应力，改善了结构的 受力性能，提高了梁的承 载能力和稳定性。
横向联系
连续箱梁采用横隔板和横 梁等横向联系构件，确保 了结构的整体稳定性。
预应力混凝土连续箱梁的设计原理
力学分析
根据结构力学原理，对连 续箱梁进行受力分析，确 定各截面的弯矩、剪力和 扭矩等。
预应力设计
特殊情况处理
针对模型中可能出现的特殊情况， 如施工阶段、预应力张拉等，说明 处理方法。
计算结果分析
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02
03
04
变形分析
分析模型在受力后的变形情况 ，包括挠度、转角等。
应力分析
分析模型中的应力分布和大小 ，包括正应力和剪应力。
预应力张拉分析
针对预应力张拉的情况，分析 张拉后的应力分布和损失。
结果对比
优化和完善。
未来可以进一步研究新型材料 和结构形式在预应力混凝土连 续箱梁中的应用，以提高桥梁
的性能和耐久性。
有限元分析软件的功能和精度 将不断提升，为预应力混凝土 连续箱梁的分析和设计提供更 加可靠的技术支持。
未来可以通过加强科研合作和 技术交流，推动预应力混凝土 连续箱梁领域的创新和发展， 为我国桥梁事业的发展做出更 大的贡献。
05 参考文献
CHAPTER
建筑结构 05 第四章 混凝土结构02-打印版
4.2.2 轴压构件承载力
柱的计算长度L0取值:
注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度； 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
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2．计算方法 （1）截面设计 已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值N，构 件的计算长度L0，材料强度等级fc fy’ 。 求：纵向钢筋截面面积As’ 计算步骤如图4.2.5。
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（2）计算稳定系数 l0/b=5000/300=16.7 =0.869 （3）计算钢筋截面面积As′ =1677mm2 （4）验算配筋率 =1.86% ＞ =0.6%，且＜3% ，满足最小配筋率要求，且勿 300 300 4 25 纵筋选用4 如图。 Φ8@300 25（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，
受压构件复合井字箍筋
筋箍筋。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外。
柱钢筋图
电渣压力焊
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4.2.2 轴心受压构件承载力计算
配置纵筋和普通箍筋的柱， 称为普通箍筋柱； 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱， 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。
普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。
（2）验算配筋率
（3）确定柱截面承载力
（1）确定稳定系数 l0/b=4500/300=15 =0.911
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN＞N=800kN 此柱截面安全。
4.2.2 轴压构件承载力
思 考 题：
5.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么？什么情况下需设置复合箍筋? 5.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么？为什么轴心受压长柱的 受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？
混凝土梁的剪切破坏原理
混凝土梁的剪切破坏原理混凝土梁是建筑中常用的结构元素之一，具有抗弯和抗剪双重性能。
其中，抗剪性能是保证混凝土梁整体稳定性的关键因素之一。
本文将就混凝土梁的剪切破坏原理进行详细的介绍。
一、混凝土梁的剪切破坏模式混凝土梁的剪切破坏模式主要有两种：剪切破坏和压剪破坏。
1. 剪切破坏在混凝土梁受到外力作用时，梁中会出现剪力作用，如果剪力作用过大，混凝土梁就会发生剪切破坏。
剪切破坏是混凝土梁最常见的破坏形式。
在剪切破坏中，混凝土梁中会形成一条45度角的剪切裂缝，从而导致混凝土梁的破坏。
2. 压剪破坏压剪破坏是混凝土梁在受到垂直于梁轴向的荷载作用时发生的一种破坏形式。
在压剪破坏中，混凝土梁中会同时出现剪切裂缝和压缩裂缝，从而导致混凝土梁的破坏。
压剪破坏是混凝土梁中较为复杂的一种破坏形式。
二、混凝土梁剪切破坏的主要原因混凝土梁剪切破坏的主要原因是剪力作用过大，导致混凝土梁中的剪切应力超过了混凝土的极限剪应力。
剪切破坏的发生与混凝土的强度、配筋、受力形式、截面尺寸、跨径等因素有关。
1. 混凝土的强度混凝土的强度是影响混凝土梁剪切破坏的重要因素之一。
混凝土的强度越高，梁的抗剪能力就越强。
因此，在混凝土梁的设计中，需要选择合适的混凝土等级，以确保混凝土梁具有足够的强度。
2. 配筋配筋是混凝土梁中的重要构造部分，它可以增强混凝土梁的抗剪能力。
在混凝土梁的设计中，需要根据不同的受力状态和跨度大小，选择合适的配筋形式和数量。
合理的配筋可以有效地提高混凝土梁的抗剪能力，减少其剪切破坏的发生。
3. 受力形式混凝土梁的受力形式也是影响其剪切破坏的重要因素之一。
梁的受力形式不同，其受力状态也会有所不同，从而影响混凝土梁的抗剪能力。
在混凝土梁的设计中，需要根据不同的受力形式，选择合适的截面形状和配筋形式，以提高混凝土梁的抗剪能力。
4. 截面尺寸和跨径混凝土梁的截面尺寸和跨径也是影响其剪切破坏的重要因素之一。
梁的截面尺寸和跨径越大，其抗剪能力也会越弱。
预应力混凝土箱梁主要构造
预应力混凝土箱梁主要构造预应力混凝土箱梁由于其良好的力学性能和经济性，在桥梁工程中得到了广泛的应用。
要深入理解预应力混凝土箱梁，就需要对其主要构造有清晰的认识。
预应力混凝土箱梁通常由顶板、底板、腹板、横隔板等部分组成。
顶板是箱梁上部的水平板，其主要作用是承受车辆和行人的荷载，并将荷载传递给腹板和箱梁的其他部分。
顶板的厚度需要根据箱梁的跨度、荷载大小以及施工工艺等因素来确定。
一般来说，在跨度较小的箱梁中，顶板厚度相对较薄；而在大跨度箱梁中，为了保证其承载能力，顶板厚度会相应增加。
底板位于箱梁的下部，与顶板相对应。
底板同样承担着将荷载传递给下部结构的重要任务。
底板的厚度也会受到箱梁跨度、荷载以及施工条件等因素的影响。
在一些设计中，为了提高箱梁的抗裂性能，底板可能会设置一定的预应力筋。
腹板是连接顶板和底板的竖向板件。
腹板的主要作用是承受剪力，并将顶板和底板传来的荷载传递到支座。
腹板的厚度通常根据剪力的大小来确定。
在箱梁的支点附近，由于剪力较大，腹板会加厚；而在跨中部分，腹板厚度相对较薄。
此外，为了减轻箱梁的自重，腹板有时会设计成变厚度的形式。
横隔板是箱梁内部垂直于箱梁轴线的隔板。
横隔板的设置可以增强箱梁的横向刚度，保证箱梁在受力时的稳定性。
横隔板的数量和间距会根据箱梁的跨度和结构要求进行合理布置。
一般来说，在箱梁的支点处和跨中位置会设置较厚的横隔板，以提高箱梁的整体性能。
在预应力混凝土箱梁中，预应力筋是至关重要的组成部分。
预应力筋通常采用高强度钢丝或钢绞线。
通过对预应力筋施加预拉应力，可以有效地提高箱梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
预应力筋的布置方式有多种，常见的有直线布置、曲线布置和折线布置等。
在设计时，需要根据箱梁的受力特点和使用要求，选择合适的预应力筋布置方式。
在箱梁的施工过程中，预留孔道也是一个重要的构造。
预留孔道用于穿设预应力筋，并在预应力筋张拉后进行压浆，以保证预应力筋与混凝土之间的粘结力和共同工作性能。
现浇梁支架预压方案
现浇梁支架预压方案一、引言现浇梁是混凝土施工中常见的一种结构形式，在施工过程中需要进行预压处理，以确保梁体的强度和稳定性。
本文档旨在介绍现浇梁支架预压方案，包括预压的原理、步骤和注意事项。
二、预压原理预压是指在混凝土浇筑后，通过施加压力使梁体产生预应力，以提高其强度和稳定性。
预压的原理可以总结为以下几点：1.预压可以使混凝土梁体的应力在减小的状况下达到最大，从而提高梁体的整体强度。
2.预压可以有效地解决混凝土龄期收缩问题，减小梁体的变形和裂缝。
3.预压可以提高混凝土梁体的抗震性能。
三、预压步骤下面介绍一般的现浇梁支架预压步骤，具体步骤可根据不同的施工情况进行调整。
步骤1：安装预应力器具在混凝土浇筑前，需要先安装好预应力器具，包括预应力钢筋、预应力锚具等。
预应力器具的安装应符合相关规范要求，并进行验收。
步骤2：混凝土浇筑在预应力器具安装完毕后，可开始进行混凝土的浇筑工作。
混凝土的配合比应符合设计要求，浇筑应均匀连续，避免出现孔洞和松散。
步骤3：预压操作混凝土浇筑完成后，需等待一定的养护时间后进行预压操作。
预压操作时，应根据设计要求和预应力图纸确定预压的力度和方式。
1.首先，清理混凝土表面的灰浆和污物，将浇筑好的梁体表面整理平整。
2.然后，根据预应力图纸确定预应力钢筋的张拉位置和张拉力度。
张拉时要注意避免梁体的变形和裂缝。
3.最后，进行预应力钢筋的张拉工作，并在张拉后进行锚固。
张拉时要逐次均匀施力，避免突然施加过大的力。
步骤4：预应力保护预应力钢筋张拉完毕后，应对梁体进行预应力保护，以防止预应力钢筋腐蚀和断裂。
保护措施包括防水、加盖保护层和避免外力的损害等。
四、注意事项在进行现浇梁支架预压时，需要注意以下几点：1.预压操作前，应对预应力器具进行验收和检测，确保其质量和安全性。
2.浇筑混凝土时，应确保浇筑质量和施工速度，避免出现质量问题。
3.预压操作时，应按照设计要求和预应力图纸进行施工，避免错误操作和失误。
混凝土梁的预应力设计原则和施工要点
混凝土梁的预应力设计原则和施工要点混凝土梁是建筑工程中常用的结构构件，其承受着重要的荷载，因此必须进行预应力设计，以保证梁的安全可靠性。
本文将从预应力设计原则和施工要点两个方面，详细介绍混凝土梁的预应力设计。
一、预应力设计原则1. 满足强度和刚度要求混凝土梁在使用过程中必须满足强度和刚度要求。
因此，在预应力设计中，必须满足强度和刚度方面的设计要求，在确定预应力时应根据梁的跨度、荷载等参数来计算出所需的预应力值，以满足梁的强度和刚度要求。
2. 控制预应力损失预应力梁的预应力损失是预应力设计中的一个重要问题。
预应力损失包括初始损失、长期损失和瞬时损失。
在预应力设计中，必须控制预应力损失，以保证梁的预应力水平和预应力轴线位置的准确性。
3. 保证各部位受力均匀混凝土梁在使用过程中各部位受力应均匀。
在预应力设计中，必须保证各部位受力均匀，避免出现局部破坏等问题。
为此，在预应力设计中，必须合理确定预应力筋的布置和数量，并根据实际情况进行调整，以保证各部位受力均匀。
4. 控制应力和变形混凝土梁在使用过程中，应力和变形必须得到控制，避免出现过度应力和变形等问题。
在预应力设计中，必须控制应力和变形，以保证梁的安全可靠性和使用寿命。
二、施工要点1. 预应力筋的安装在混凝土梁的预应力设计中，预应力筋的安装是关键步骤之一。
在安装预应力筋时，必须按照设计要求进行，保证预应力筋的布置和数量的准确性。
在安装预应力筋时，还必须注意预应力筋的直线度和张力的均匀性，避免出现预应力筋偏斜或张力不均匀等问题。
2. 预应力张拉预应力张拉是混凝土梁预应力设计的重要工序之一。
在预应力张拉时，必须严格按照设计要求进行，保证预应力筋的预应力值和预应力轴线位置的准确性。
在预应力张拉时，还必须注意预应力张拉的速度和张力的均匀性，避免出现预应力损失不均匀等问题。
3. 混凝土的浇筑混凝土的浇筑是混凝土梁预应力设计的关键环节之一。
在混凝土的浇筑过程中，必须注意混凝土的配合比、浇筑顺序和浇筑厚度等问题，以保证混凝土的质量和均匀性。
预应力混凝土结构设计
预应力筋的线形主要与荷载作用下的弯矩图有关， 一般框架梁中采用四段抛物线形。 边支座处的预应力筋矢高根据弯矩大小可适当降低。
定义总信息
定义预应力线形
完成线形布置
等效荷载简图
步骤3：框架内力计算
执行菜单2，3，进入 SATWE进行计算
计算单位预应力等效 荷载作用下的综合内 力，并根据修改后的 预应力筋用量求得综 合内力及次内力
框架设计中的几个问题：
2）柱的第三弯矩有多大？ 对于大跨度预应力框架结构，通常预加应力在 柱内产生的附加弯矩和竖向荷载产生的弯矩方 向相反，且其值不大，若不考虑这一附加弯矩 通常是偏安全的。
框架设计中的几个问题：
3）预应力梁张拉端采用梁侧加腋时预应力损失 的计算？
现行工程实践中往往忽略，未作精确计算，导 致偏于不安全。
三、常用材料
1.混凝土： 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作为预应 力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 实际工程中： 预应力混凝土框架构件的混凝土强度等级不 宜低于C40；平板及其它构件不应低于C30。
三、常用材料
2.预应力钢筋： 在后张法预应力构件或结构中宜采用高强度 低松弛钢绞线。对无粘结预应力构件宜选用 无粘结预应力钢绞线。
ct
( M sk M p ) yt I
N pe A
以中支座梁顶为例： ct
4.32 5.0MPa
新规范不再采取名义应力法，而直接计算裂缝宽度：
பைடு நூலகம்ax
d eq sk cr (1.9c 0.08 ) Es te
三级— — 允许出现裂缝的构件 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的 最大裂缝宽度应符合下列规定：
简支梁桥施工—预应力砼简支梁设计与构造
1 马蹄中的闭合箍筋
2 非预应力纵向马蹄中的闭合箍筋、非预 应力纵向受力钢筋、锚固区的加强钢筋的构造形 式。
预应力混凝土简支梁纵向预应力筋的布置
1 纵向预应力筋的布置形式 2 纵向预应力筋的布置要求 3 纵向预应力筋的锚固
1 纵向预应力筋的布置形式
3 纵向预应力筋的锚固要求
1、先张法 2、后张法
课程总结
本次内容我们学习了预应力混凝土简支梁桥 的纵筋布置形式、要求以及锚固要求，重点的布 置的要求，要理解其原理。
同时也应注意，马蹄部分不宜过高、过大，否则会降低 截面形心，减小偏距，并导致降低抵消自重的能力。
课程总结
本次内容我们学习了应用预应力混凝土简支 梁桥的设计与构造，主要有主梁间距、梁肋尺寸、 横隔梁布置、马蹄尺寸等内容。
预应力混凝土简支梁的其他钢筋
1 马蹄中的闭合箍筋 2 非预应力纵向受力钢筋 3 锚固区的加强钢筋
沿纵向的横隔梁布置，基本上与钢筋混凝土梁桥的横隔 梁布置相同。但在主梁跨径大、梁较高的情况下，为了减轻 重量而往往在横隔梁的中部挖孔。
3 马蹄尺寸要求
马蹄面积不宜小于全截面的20％以外，建议具体尺寸如下 （1）马蹄宽度为肋宽的2～4倍，并注意马蹄部分（特别是 斜坡区）的管道保护层不宜小于6cm （2）马蹄全宽部分高度加1／2斜坡区高度为（0．15～0． 20），斜坡宜陡于45°。
共同特点：主筋在跨中均 靠近梁的下缘布置，以对 混凝土施加的压力来抵消 荷载引起的拉应力。 曲线形状：圆弧形、抛物 线、悬链线
纵向预应力筋布置图示
2 纵向预应力筋的布置要求
纵向预应力钢筋，尽可能采用后张法 曲线布置，对抵抗弯距、剪力有利； 考虑预应力损失弯起角不能太大； 在跨中截面，尽可能使预应力重心靠 下，满足构造要求下，各束预应力筋 互相靠近，减小马蹄尺寸； 一般锚固在梁端腹板，特殊情况顶板 可布置； 力筋弯起的目的是什么？
连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法(2)
连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法一、前言连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法是一种在大型桥梁工程中广泛应用的工法。
它通过将箱梁分段施工，结合预应力技术，有效地提高了施工效率，并能够保证施工质量和桥梁结构的安全稳定。
二、工法特点1. 箱梁分段施工：采用箱梁分段施工的方式，可以方便地进行现场组装，减少了运输和吊装的难度。
2. 连续预应力技术：通过在施工过程中施加预应力，可以改善混凝土的受力性能，提高结构的承载能力和抗震性能。
3. 现浇混凝土工艺：采用现浇混凝土工艺，可以保证桥梁结构的整体性和连续性，避免出现接缝弱点，减少桥梁维护和修复的工作量。
三、适应范围连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法适用于大型桥梁工程，尤其是跨越较长的河流、山谷或高速公路等场合。
对于需要迅速完成施工、保证施工质量和提高桥梁耐久性的项目，该工法具有显著的优势。
四、工艺原理连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法的工艺原理是通过将施工分为多个阶段进行，每个阶段都有相应的工序和施工要求。
在每个阶段中，采取相应的技术措施，如预应力张拉、钢筋连接等，以实现施工工法与实际工程之间的联系。
五、施工工艺施工工法分为预制段制作、现场组装、浇筑混凝土、预应力张拉等多个阶段。
在预制段制作阶段，通过模板施工、预应力钢筋布置等，制作出箱梁的各个分段。
然后在现场组装阶段，将各个分段通过预埋件等方式连接起来。
接着进行混凝土的浇筑和养护，最后进行预应力张拉和锚固。
每个阶段都要严格控制施工过程中的各项参数，确保施工质量和结构的稳定性。
六、劳动组织在连续预应力现浇混凝土箱梁分段施工工法中，需要组织一支专业的施工队伍，包括工程师、技术人员、施工人员等。
他们需要具备相关的专业知识和丰富的施工经验，以确保施工过程的顺利进行和施工质量的保证。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括模板支架、吊车、预应力张拉设备、混凝土搅拌机等。
这些机具设备需要具备安全可靠、操作简便、效率高等特点，以适应现场施工的要求。
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预应力混凝土梁的原理
预应力混凝土梁是一种经过预先施加拉力的混凝土结构元素。
其原理是通过在梁内部植入预应力钢筋，在混凝土硬化前施加拉力，使钢筋受压、混凝土受拉，从而使整个梁在工作时产生预应力。
预应力可以抵消荷载引起的梁的变形，提高梁的刚度和承载能力，减小混凝土受力裂缝的宽度和数量，提高梁的使用性能和耐久性。
预应力混凝土梁的原理可以分为以下几个方面：
1. 梁的变形控制：预应力混凝土梁通过预先施加的拉力，使梁的受拉区域受到压应力，从而抵消荷载引起的梁的变形。
这种压应力能够有效降低梁的弯曲和挠度，提高梁的刚度和承载能力，使其具有更好的抗弯能力。
2. 混凝土的受力状态：预应力混凝土梁中的混凝土主要工作在受压状态下，而不是传统梁中的受拉状态。
在施加预应力之后，混凝土受压的情况下可以充分发挥其抗压性能，更有效地利用了混凝土的材料性能。
3. 钢筋的受力状态：预应力混凝土梁中植入的预应力钢筋受到拉力的作用，使钢筋始终保持在应力状态下，提高了钢筋的工作能力。
与传统梁相比，预应力混凝土梁中的钢筋受力有一定的预压，并且在工作过程中会受到相对较小的应力变化，减小了钢筋的应力变形，提高了钢筋的抗震性能。
4. 受力的平衡：预应力混凝土梁通过施加预应力，使梁的荷载和应力得到平衡。
在梁的预应力设置过程中，根据桥梁或大跨度构筑物的荷载分析结果，结合设计要求，在合适位置设置预应力，并通过调整预应力的大小和位置，使梁的内外力平衡。
从而提高了梁的抗震、承载能力和使用寿命。
综上所述，预应力混凝土梁通过植入预应力钢筋，施加预先拉力，使梁的受力方式由受拉状态转变为受压状态，从而利用混凝土的抗压性能，提高梁的刚度和承载能力，控制梁的变形，减小混凝土受力裂缝的宽度和数量。
预应力混凝土梁具有很高的工程应用价值，在大跨度桥梁、高层建筑等领域得到了广泛应用。