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1 预应力混凝土结构相关理论及计算

预应力的增加可以使预应力钢筋、混凝土和普通钢筋的共同受力体保持自平衡状态。但预应力的施加会使构件各阶段受力状态发生改变，截面应力状态分析难度也会因此而增加。等效荷载法的提出为预应力施工技术更好地应用于高速公路桥梁工程创造了有利条件。文章主要对预应力混凝土结构相关理论和计算方法进行介绍。

（1）直线形预应力筋的等效荷载。预应力钢绞线和混凝土截面形心轴保持平行状态，在张拉力施加后，直线预应力筋会在支座左右生成等效荷载，在荷载的作用下，构件的状态会发生转变，由平直变为纯弯。

（2）折线形预应力筋的等效荷载。如果采用折线布置方式进行预应力钢筋的布置，一个与混凝土形心相垂直的竖向集中荷载会在钢筋折点处产生，这个荷载的大小为

式中：Vp为预应力合力点至换算截面重心的距离；Np为预应力筋的合力；α为常数；β为常数。在数学公式中可以将其简化为Vp(α+β)。

（3）抛物线形预应力筋的等效荷载。在高速公路桥梁工程中，曲线布置的预应力钢筋，属于常用的预应力混凝土构件，曲线形状多以二次抛物线为主。此类钢筋的跨中矢高为e，可以用下式表示：

依据材料力学可知，弯矩和分布荷载的关系如下：

预加力作用可等效为外荷载，具体计算公式如下：

式中：M为预加力引起的截面弯矩；Np为预加力；a、b为弯矩的待定常数。……