4.2 配筋
4.2.1 无粘结预应力钢绞线的有效预应力应按下式计算:
式中:σpe——无粘结预应力钢绞线的有效预应力(MPa);
σcon——无粘结预应力钢绞线张拉控制应力(MPa);
σLn——第n项预应力损失值(MPa)。
4.2.2 预应力损失值取值应包括下列项目:
σL1:张拉端锚具变形和无粘结预应力钢绞线内缩;σL2:无粘结预应力钢绞线的摩擦;σL3:无粘结预应力钢绞线的应力松弛;σL4:混凝土的收缩和徐变;σL5:采用分批张拉时,张拉后批无粘结预应力钢绞线所产生的混凝土弹性压缩损失。
4.2.3 无粘结预应力钢绞线的预应力损失值估算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。无粘结预应力钢绞线的摩擦系数取值应符合现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的有关规定,并应按表4.2.3取值。
4.2.4 在一般气候环境下的预应力混凝土路面,预应力总损失也可按无粘结预应力钢绞线张拉控制应力的20%确定,且预应力总损失值不应小于80MPa。
4.2.5 混凝土路面中有效预应力引起的平均压应力在扣除板底摩阻力后不应小于0.7MPa,且平均压应力不应大于4.0MPa。
4.2.6 无粘结预应力钢绞线应配置在路面面板板厚1/2下10mm~30mm范围内;无粘结预应力钢绞线的配筋率及构造要求应符合现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的有关规定。
4.2.7 横向钢筋的间距及构造应符合现行行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40或《城镇道路路面设计规范》CJJ 169的有关规定。横向钢筋最小配筋率不应小于无粘结预应力钢绞线配筋率的1/8,横向钢筋的配筋率可按下式计算:
式中:β——配筋率(%);
fyk——普通钢筋的强度标准值(MPa);
Es——非预应力钢筋弹性模量(MPa);
μr——板底摩擦系数,宜现场实测。
4.2.1~4.2.4 对预应力混凝土路面的无粘结预应力钢绞线,其预应力损失值的计算原则和公式按现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的有关规定执行。无粘结预应力钢绞线与塑料外包层之间的摩擦系数μ及考虑塑料外包层每米长度局部偏差对摩擦影响的系数κ,是根据中国建筑科学研究院结构所和北京市建筑工程研究院等单位的试验结果及工程实测数据,并参考了国外的试验数据确定的。
4.2.5 平均预压应力指扣除全部预应力损失后,在混凝土总截面面积上建立的平均预压应力。
4.2.6 无粘结预应力钢绞线配置在混凝土路面面板板厚1/2下10mm~30mm范围内,正好与面板在荷载作用下的板内拉应力进行抵消,从而减少板的竖向翘曲位移,有利于增强面板的承载能力;从应力的角度看,作用于板中部偏下的位置能增大板底的压应力,充分利用预应力。
对预应力混凝土路面无粘结预应力钢绞线在板中的作用位置进行有限元分析:
如图5所示,在只考虑重力的情况下,对于作用于板中部偏下处的预应力可减少板的竖向翘曲位移,从而有利于面板承载力的增强。
板中无粘结预应力钢绞线沿路面纵向布设,一般采用等间距布置;钢筋的间距除满足构造要求外,还需根据实际情况布设。
4.2.7 横向钢筋釆用普通钢筋,一般釆用等间距布置。通过分析横向配筋率对板内应力值的影响关系表明(图6):随着横向配筋率的增大,板内最大主应力也随着增大,但幅度不大。因此,配置横向钢筋并非能减小板内应力,主要是用于支撑纵向无粘结预应力钢绞线,防止路面的纵向开裂,增强路面的整体性。选择适当的配筋率在设计中应加以考虑。