梁体预应力的受力分析

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摘要：高强度低松驰预应力钢材，不仅运用在混凝土梁桥中，还广泛的运用于钢箱梁桥，斜拉桥、自锚式拱桥等结构体系，预应力钢束的受力分析有重要意义。

关键词：预应力；摩阻损失；弯起半径

中图分类号：TU394文献标识码： A

预应力技术是大跨度结构中应用最为广泛的技术之一，在公路桥梁、厂房、体育馆和水坝等结构中都有大量应用。通常以预应力索与高强混凝土结合使用，在预应力技术出现相当长时间里，人们都苦于对它的精确计算，直到上世纪80年代，林同炎先生著《预应力混凝土结构设计》，为预应力技术的发展点亮航灯。但近代工程师们并没停留于此，随着近代计算机技术的发展，预应力混凝土的精确计算已成为现实。本文通过对预应力的论述，从另外层面理解，希望能起到抛砖引玉的作用。

一、无摩阻预应力：无粘结预应力束、体外束及斜拉索均属于无摩阻预应力，以下通过

一实例来殚述他的特点

(图1)

(图2)

通过上面两种情形分析可得：

1.柔性预应力钢束只能在径向与切向受力，是力矢平衡体，且任意微段都是力矢平衡体。

2.假设在上图两端加入简支边界条件，可知图1与图2的支反力是一样，且与钢束内力大小无关，预应力的主要作用在于他对内力重新调整，使结构受力更均匀，充分发挥其它建筑材料的力学特性。

3.钢束的反作用力就是梁体所受力，对于小变形梁体来说预应力是可以看作外荷载的。

二、有摩阻预应力：实际工程中的预埋金属波纹管，抽芯成孔的后张法预应力梁都有

摩阻，但无摩阻的上面三点结论在有摩阻的条件下仍然成立。因为有了摩阻就让受力更复杂，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62--2004（以下简称《桥规》）第6.2.2条提到预应力钢筋与管壁摩阻力引起的预应力损失。

梁体内距张拉端X距离位置上微段钢束受力可以分成三部分

由《桥规》）第6.2.2条:可得

第一部分：钢束材料应力

第二部分：钢束摩阻力

第三部分：混凝土对钢束径向压力

其中第一、二部分为切向力，第三部分为径向力。

三、鉴于有摩阻预应力的复杂性，下面结合某公路桥梁30米T梁力学模型实例，通

过不同软件与手算结果进行比较。

下表为30米T中一束14根φ15.2钢铰线（弯起半径R=40米）计算结果

四、以上结合实例对梁体中预应力钢束的受力分析原理，同样适用于斜拉桥、悬索桥等刚柔并济的结构体系静力分析。当柔性钢束运用于百米大跨结构时,结构体稳定性与动力特性表现为另一研究领域，有待进一步学习研究。

参考文献

[1]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004

[2]《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011

[3]《预应力混凝土结构设计》林同炎著

[4]《桥梁设计与计算》邵旭东 程翔云 李立峰 著