16M后张法预制T梁台座承载力验算
（一）、预制场设置
在主线XXX方向设置箱梁预制场，预制场总长68.0米，总宽31.0米，共设置台座XX个，每块台座可预制1片16米预应力T梁。（具体平面布置见附图）
(二)、台座设置
在压实度≥94%的麦田上浇筑砼台面。台面每槽宽0.4米，长16米/13米，在台面两端开挖2.5×1.0×0.5米的加厚基础，整个台座台面厚0.3米，台面、基础均采用C30砼浇筑。整个台面跨中断面向下按设计要求设XXcm的反拱，并与台座端头连成圆曲线。在台面两侧按反拱标高要求预埋钢筋和∠5×5角钢焊牢，上层再铺以6mm厚钢板，并和角钢焊住，钢板与钢板间用电焊满焊，再打磨平整。（三）、台座应力计算：
（1）、箱梁预制场设在主线成型路基上,压实度≥94%,地基承载力在100Kpa 以上,即每平方米可承载10吨作用力。预制T梁（以16米为例）对地基承载力要求为：P=7m3×2.5T/m3÷（16m×0.4m）=27Kpa＜100Kpa,可以满足整体承载力要求。
（2）、为满足T梁张拉后两端简支点支承要求，在台座两端浇筑2.5×1.0×0.5米的C30砼加厚基础，并内配Φ12、φ8@200钢筋网片（详见附图）。端部承载力在30MPa以上。预制T梁（以16米为例）梁体张拉后两端简支点受力要求为：加厚基础P=(7m3×2.5T/m3)/2
÷（2.5m×1m）=35Kpa＜30Mpa,可以满足端部承载力要求。
台座P=(7m3×2.5T/m3)/2÷（2.5m×0.4m）=88Kpa＜30Mpa,可以满足端部承载力要求。
先张法预应力台座设计及优化 陈勇 （长沙市天心城市建设投资有限责任公司） 摘要：本文以介绍江肇高速公路预制场预制空心板台座作为分析研究对象，介绍了先张法预应力台座设计思路、计算方法及方案优化。 关键词：先张法、台座、设计、优化 1工程概况 江肇高速公路预制Y1标位于广东江门市，原为小山丘，通过开挖土方，平整场地建成现预制场，因此预制场地土属超压土，固结情况较好。由现场情况看来，土属红粘土。该区属于亚热带海洋性气候，雨水充沛，年平均气温较高。该项目具有以下工程特点： ①工期较长，从正式生产至结束总共10个月。 ②规格及数量较多，Y1标预制板规格包括6m、10m、13m、16m和20m的板，其中6m空心板160片，10m空心板178片，13m空心板72片，16m空心板320片，20m空心板1386片，共计2116片。 ③受雨季和地基土质影响，因为雨季较长，降水量较大，对排水要求相对较高，土质属粘性土，为防止雨季渗水影响到张力台座正常工作和为使台座整体性更好，先在土基上铺垫15cm碎石垫层，并在垫层上现浇20cm厚槽式台座底板。 2先张法预应力台座设计及优化 2.1 先张法预制台座平面布置方案 根据现场工程情况，选用先张法张拉台座为整体框架式台座。考虑龙门吊跨径布置及提运方便，规划设计7个长条形张拉槽位。张拉槽总长131m，总宽20.8米，占地面积共计2724.8m2。预应力台座布置平面图如下：
2.2 台座设计及验算 该台座为整体框架式张拉台座，其传力柱横截面为60cm×60cm，传力柱之间用扁平矩形截面联系梁连接，传力柱和联系梁都是C40砼，底板为厚20cm的C30砼。端横梁设计可选用钢筋混凝土和钢结构结构两种方案，分别进行验算比选。 2.2.1采用钢筋混凝土端横梁方案 钢筋混凝土端横梁采用C40混凝土，主筋采用直径28的Ⅱ级钢，箍筋为直径12mm的Ⅱ级钢筋；传力柱主筋采用直径25mm的Ⅱ级钢筋，箍筋为直径8mm的Ⅰ级钢筋；联系梁主筋采用直径12mm的Ⅱ级钢筋，箍筋为直径8mm的Ⅰ级钢筋；底板采用的纵向筋为直径12mm的Ⅱ级钢筋和横向为8mm的Ⅰ级钢筋。为提高张拉端稳定性，在张拉端横梁下面浇筑厚1.5m基础C25混凝土。 1）墩台自重 墩台及牛腿部分总重：P=365.82kN，其作用点距牛腿与传力柱身结合处1.42m，计算可得，抗倾覆安全系数K＞1.5，抗滑移安全系数K＞1.3。 由于该张拉台座属于整体框架式台座，且张拉力与传力柱轴线重合，该轴心力对传力柱产生弯矩可以不用计算。 2）传力柱截面设计验算： 由于该传力柱为轴心受压，计算时取中间槽，同时张拉2条13米边板，旁边2槽同时张拉1条20米边板的最不利情况的传力柱，轴力即为张拉产生的合力：Nj=4491.9 kN 设计构件截面为正方形截面，边长a=600mm，由于有联系梁参与工作，因此最长杆节应取两联系梁之间的任一节10000mm，计算长细比λ=16.7，可查得弯曲系数φ=0.84；纵向钢筋配筋率为μ’=1.1%。 传力柱采用的是C40砼，砼的抗压设计强度Ra=23MPa,纵向钢筋的抗压设计强度
先张法预应力筋张拉台座设计计算书一、计算简图（如下图）： 二、张拉台座稳定性验算（包括倾覆稳定性和滑动稳定性验算） 1、计算公式 （1）、倾覆稳定性按下式验算：
K0= M1/M = M1/Ne ≥1.50 （2）、滑动稳定性按下式验算： K c= N1/N ≥1.30 式中：K0—抗倾覆安全系数； K C—抗滑动安全系数； M1—抗倾覆力矩，由台座自重和土压力等产生； M—倾覆力矩，由预应力筋的张拉力产生； N—预应力筋的张拉力； e —张拉力合力作用点到传力墩倾覆转动点O的力臂； N1—抗滑动的力，由台面承受的水平反力、土压力和摩擦力等组成。 2、有关计算数据 （1）、台座受力计算宽度：B=6.80m（见上图）； （2）、台座前土体的容重：γ=1.8t/m3; （3）、台座前土体的内摩擦角：φ=35?； （4）、台座与土体间的摩擦系数：f=0.40（台座地基经压实后再填30cm厚碎石）； （5）、台面抵抗力：μ=28t/m（按有关资料的经验数据：台面厚60mm时为15～20t/m；台面厚80mm时为20～25t/m； 台面厚100mm及大于100mm时为25～30t/m）； （6）、台座砼采用C25。 3、抗倾覆验算（对O点取矩）
（1）、抗倾覆力矩（忽略台座后面的土压力和牛腿自重）：M1 =G1L1＋G2L2 = 2×3×6.80×2.4×(3/2＋4.5)＋0.3×4.5×6.80×2.4×4.5/2 = 587.52＋49.57= 637.09 t （2）、倾覆力矩： M = Ne = 246.4×0.35= 86.24 t-m。 （3）、抗倾覆安全系数： K0 = M1 / M = 637.09 / 86.24 = 7.39 >1.50（安全）。 4、抗滑动验算 （1）、台面反力： N0 = Bμ = 6.80×28 = 190.40 t。 （2）、台座与土体间的摩擦力： F = F1＋F2 =（G1＋G2）×f =（2×3×6.80×2.4＋0.3×4.5×6.80×2.4）×0.4 =（97.92＋22.03）×0.4 = 47.98 t 。 （3）、台座后最大的土压力Ep：
花溪区洛平新城集中安置点建设项目一标段 悬挑脚手架作用下阳台梁承载力验算书 一、悬挑脚手架对其下结构梁的受力影响 1、悬挑脚手架的节点做法 悬挑脚手架悬挑钢梁的常规做法是利用型钢（一般是Ⅰ字型钢），一端从建筑物伸出，另一端伸入楼层内，在楼层内梁板上锚固。锚固点一般是在楼层外边梁一处，另一处在钢梁的尾端（见图1）。 （图1） 2、悬挑钢梁对结构梁的受力分析 根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）规定，悬挑钢梁按纯悬挑构件计算，钢丝绳不参与计算，其计算模型见图2： （图2） 从以上模型中可以很容易看出，A点处悬挑钢梁受到向上的支撑力，反之，结构边梁受到悬挑钢梁向下的压力，即一道悬挑钢梁对其支撑梁施加了一个向下的集中荷载。在实际施
工中，一跨边梁上往往会支撑三到四道钢梁，这些钢梁就相当于对结构梁施加了二到四个集中荷载，当这些集中荷载增加到一定程度后，显然会对支撑梁结构安全有一定影响，尤其是在实际施工中会将阳台的悬挑梁和阳台边梁作为悬挑架的支撑构件，其受到的影响较大。下面通过对各型号的标准层阳台梁受力的计算，来验算阳台梁结构是否受影响。 二、4-6、17-19栋阳台梁（11-17交A轴外挑梁）验算 一）悬挑钢梁放置在悬挑阳台边梁的计算、验算 2.1 建筑物建筑构件概况 4-6、17-19栋标准层住宅，阳台尺寸为3.5m×1.5m，阳台悬挑梁尺寸为200mm×400mm,阳台边梁为200mm×400mm，阳台板厚100，混凝土强度为C30，楼板及梁底面、侧面均不粉刷，直接刮腻子刷乳胶漆，楼地面做法为30mm厚干干硬性水泥砂浆上铺10厚地板砖。阳台边梁上带100高C20钢筋混凝土翻沿，翻沿上做900高栏杆。 2.2 脚手架搭设方案 本工程采用型钢悬挑钢管扣件式脚手架，悬挑钢梁选用I16工字钢,脚手架步距为1.8m，纵距为1.5m，横距为0.8m，内立杆距墙面0.3m，每层设拦腰杆，悬挑钢梁挑出长度为1.2m，楼层内锚固长度为1.8m，脚手架搭设高度按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》要求按19.6m（7层10.8步）计算，连墙件为每层三跨布置，竹脚手板满铺两层（首层和操作层），操作层按一层同时施工，安全网采用密目网在外侧全封闭。 2.3 脚手架内外立杆荷载计算（根据悬挑脚手架方案所得） 内外立杆总荷载分别为：P1=6.64KN;P1=6.64KN 2.4 悬挑钢梁的受力计算 将内外立杆荷载P1、P2代入以下悬挑钢梁计算简图： P1=6.64 KN; P2=6.64KN;q=0.246KN/m； 求得A点处支撑梁受到悬挑钢管的向下的集 中荷载为：N=18.45KN
先张法板梁预制场台座计算书 1）概述 因13米、16米这两种不同跨径空心板梁的角度、钢绞线位置及数量各不相同，张拉台座设计必须根据以上两种不同跨径的空心板梁总体施工计划进行设计，以满足施工进度的需要。按照总体施工工期及施工图纸的不同安排初步考虑先全部预制16米板，待16米板全部浇筑结束再行安排13米板的浇筑任务。预制场采用通长承压槽式台座结构，单个截面面为（60×80cm）的钢筋砼结构，全长70米（预制场整体布置图见后附图）。 2）台座结构形式与具体几何尺寸 张拉台座采用槽型结构，主要由底板、承压杆、横系梁和张拉横梁、定位板等组成。底板由20厘米厚C25砼铺设而成，台座面板右5cm厚C30混凝土浇筑而成，上铺8mm厚钢板作为梁板预制底模。承压杆按轴心受压构件计算，张拉端钢筋横梁按简支受弯构件计算。 具体几何尺寸初拟如下： 承压杆为钢筋砼构件，砼设计标号为C30，断面尺寸为： 40cm*60cm（宽*高）90cm*60cm 。承压杆配有4φ12螺纹钢，箍筋用φ8，间距为25厘米，两承压杆的间距为174cm。 张拉横梁用3.5厘米厚钢板采用特种焊接方法焊成如下图所示形状。图中阴影部分为钢材。张拉时，钢绞线位置与张拉横梁中心、中间支撑梁基本重合，误差控制在5mm内。
3）台座验算 I：承压杆强度验算 承压杆按轴心受压构件计算，计算长度L 取两联系梁之间的距离取10米。 杆件允许轴心荷载按下列公式计算。 N 允= ∮ r b (R a ·A/r C + K g ’·A g ’/r s ) 台座承压杆件断面：（40*60cm） N 允 =0.81*0.95(17.5*106*0.8*0.6/1.25+340*106*4.52*10-4/1.25) =5.27*103KN ∮——钢筋砼构件纵向弯曲系数，查表得0.81 r b ——构件工作条件系数，取r b =0.95 r c ——砼安全系数，取r c =1.25 R a ——砼抗压设计强度，查表R a =17.5MP? A——构件截面面积 r s ——钢筋安全系数取r s =1.25 K g ’——纵向钢筋抗压设计强度，查表R g ’=340 MP? A g ’——纵向钢筋截面面积，按4根φ12，A g ’=4.52cm2 N 允 ——计算纵向轴压力(已计入荷载安全系数)
10.主梁截面承载力与应力验算 预应力混凝土梁从预加力开始到是受荷破坏，需经受预加应力、使用荷载作用，裂缝出现和破坏等四个受力阶段，为保证主梁受力可靠并予以控制。应对控制截面进行各个阶段的验算。在以下内容中，先进行持久状态承载能力极限状态承载力验算，再分别验算持久状态抗裂验算和应力验算，最后进行短暂状态构件的截面应力验算。对于抗裂验算，《公预规》根据公路简支标准设计的经验，对于全预应力梁在使用阶段短期效应组合作用下，只要截面不出现拉应力就可满足。 10.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 在承载能力极限状态下，预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破坏，下面验算这两类截面的承载力。 10.1.1正截面承载力验算 （1）确定混凝土受压区高度 根据《公预规》5.2.3条规定，对于带承托翼缘板的T 形截面； 当' ' Pd P cd f f f A f b h ≤成立时，中性轴带翼缘板内，否则在腹板内。 左边=Pd P f A =1260×50.4×0.1=6350.4(kN) 右边=' 'cd f f f b h =22.4×220×15×0.1=7392(kN) ''Pd P cd f f f A f b h ≤成立，即中性轴在翼板内。 设中性轴到截面上缘距离为x ，则： x= 0'126050.4 12.89()0.4(200012.85)74.86()22.4220 pd p b cd f f A cm h cm f b ξ?= =<=?-=? 式中：ξb ——预应力受压区高度界限系数，按《公预规》表5.2.1采用，对于C50混凝土 和钢绞线，ξb =0.40； h 0——梁的有效高，0p h h a =-, 说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。 （2）验算正截面承载力： 由《公预规》5.2.5条，正截面承载力按下式计算： '000()2 cd f x M f b x h γ≤- 式中：γ0——桥梁结构的重要性系数，按《公预规》5.1.5条采用，本设计取1.0。 右边=30.1285 22.410 2.20.1289(20.1285)11478.732 kN m ????-- =? 08658.42(d M kN m >?=?跨中） 所以，主梁跨中正截面承载能力满足要求。 （3）验算最小配筋率 由《公预规》9.1.12条，预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条件： ud cr M 1.0M ≥
先张法台座设计及施工 张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。同时固定横梁与活动横梁必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。先张法是在台座上张拉预应力钢材，然后浇筑水泥混凝土以形成预应力构件的施工方法。先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式，施工中以框架式台座应用最广。 工程概况。阜朝高速公路22标20米先张空心板梁，全部采用预应力1860MPa低松驰钢绞线，单根钢绞线张拉控制应力1395MPa，空心板梁设计规格普遍为19.96m(长)×1.49m(宽)×0.9m(高)，单块板梁配置18根钢绞线，其中顺治沟大桥有14片边梁为20根钢绞线。经方案选择采用框架式台座。 1 设计依据及设计要求 1.1 设计依据 (1)技术资料。该桥梁工程设计图纸及工程有关会议纪要及有关文件。 (2)规范、标准。 《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021－89)； 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041－2000）。 1.2 设计要求 要求空心板梁预应力钢绞线强度标准值达到1860MPa，张拉控制应力1395MPa。 2 台座设计 2.1 台座形式 工程选用框架式台座，根据施工及进度要求，台座共设置10槽，设计纵向两排台座，台座设计长度为64.6m和62.2m，每排采用5线长线台座，宽度为14.65m。每线可同时生产3片空心板梁，台座需承受1800t的张拉力。先张法框架式台座见附图。
2.2 台座结构设计及验算 2.2.1 结构设计 台座设置6根通长纵梁（传力柱），台座两侧纵梁2根规格为400mm（宽）×500mm （高），中间4根纵梁规格为700mm（宽）×500mm（高），配8根Φ16螺纹钢筋和φ10＠200箍筋。两头设立端承台，规格1600mm（宽）×1500mm（高）。每4.5m设置一道500mm（宽）×1000mm（高）横向联系梁，共十三道，横系梁主筋为6根Φ12mm螺纹钢，箍筋为φ8@200。混凝土强度均为C30。张拉端采用钢梁，由2根56＃I字钢和钢板焊接而成。 2.2.2 结构验算 (1)先张梁台座验算。 此台座纵梁为压杆传力柱式结构，主要验算纵梁是否满足受压要求。 将混凝土纵梁设为轴心受压状态，1=10=4.5m，选取中纵梁计算。纵梁设8根Ф16主筋。轴心力N`=1395Mpa*140mm2*20根=3906000N=3906KN 由于10/b=4500/500=9，得Ф=0.99 现浇C30砼，f c=15Mpa，A c=500*700=350000mm2 8Ф16钢筋面积：A g=1608mm2，f g=310Mpa N＝Ф*(f g* A g+ f c* A c)=0.99*(310*1608+15*350000)=5690995N=5691KN>N`=3906KN 满足轴心受压要求。 (2)端横梁验算。 ①钢梁端均布荷载q=(1395*140*20)/2.19=1783.6KN/m ，且l=2.19m, f=310Mpa M max=ql2/24=1783.6*2.192/24=356.4KN·m 钢梁需要截面抵抗矩为：W= M max/f=356.4*106/310＝1150*103 mm3 设计中采用2根16Mn56工字钢，Wx=2416.68*103*2=4833.37*103>1150*103 mm3②钢梁剪力：V=0.5ql=0.5*1783.6*2.19=1953 KN 钢梁剪应力：τ=V/A=1953*103/(146.15*102*2)=66.8Mpa 保沧高速C6合同段崔尔庄互通立交 先张法张拉台座设计及施工方案 1台座形式 张拉台是先张法施以预应力的主要设备,它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。同时固定横钢梁(锚箱)与活动横钢梁(锚箱)必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。 工程选用框架式台座，根据施工要求，现场设计采用六线长线台座，台座设计长度为91.4m，宽度15m，每线可同时生产6片13m 空心板或5片16m空心板。平面布置图见附图。空心板全部采用公称直径φj15.24预应力1860MPa低松驰钢绞线，单根钢绞线控制应力1395Mpa。因同时有13米和16米板，所以在13米板及6米板两端底胎下设横梁，以防钢绞线放张后空心板起拱把板两端底胎压坏，同时横梁减小了纵梁的长细比，大大提高了纵梁的稳定性。横梁主筋为8根(及11根)16mm螺绞钢筋,箍筋为φ，底胎为10 cmC30砼上覆钢板。在本工程中，在中心纵梁内预留了养护用的水管，每10m设置一丁字接头伸出纵梁外，在空心板养护时直接在其上接软管，省时省力，同时在每两个较近横梁中间埋设了横向排水管道，将养护时的流水排到台座一侧流回台座旁的养护水池内。 2台座结构设计及验算 台座纵梁为轴心受压状态。采用C30混凝土，f c=15Mpa A c=350× 600=210000mm2;纵筋为616螺纹钢筋,箍筋为φ8@200，616钢筋面积A g=1206mm2,f g=310MPa.钢绞线公称直径为140mm2。 ①设计荷载计算: P=nδA=12×1395MPa×140mm2 =2343.6KN ②强度验算: N=f g×A g+f c×A c =232.5×1206+15×210000 =3430.395KN N/P=1.5>1.3 故其结构满足轴心受压要求。 ③抗倾覆验算(设O点为旋转中心): 传力柱每m自重： q1=0.6×0.3×25KN/m3=4.5KN/m 台座: q2=0.85×0.6×0.5×25KN/m3=6.375KN/m q3 q3=0.5×1.5×0.6×25KN/m3=11.25KN/m q4=2.8×0.8×0.5×25kN/m3=28KN/m 锚箱: m1=700Kg×9.8N/Kg/1000×17.8m=122.108KNm 钢筋砼横梁: m2=1.5m×1.2m×0.3m×25KN/m×16.9m=228.15KNm 平衡力矩： M= q1×16×8+q2×17.8+q3×17.2+q4×15.5+m1+m2=1667.233KNm 倾覆力矩： M2=3053.622KN×0.3m=916.087KNm 抗倾覆覆安全系数： 金茂紫庭1-5号楼阳台结构承载力验算 计 算 书 深圳市特辰科技有限公司 二○一○年五月二十日 阳台梁承载力验算 该工程阳台面梁、挑梁截面均为200×450，面梁配筋为2φ14、2φ16；挑梁配筋为4φ18、2φ14。根据升降架平面布置和阳台梁的跨度和配筋，可知5号楼中的4号机位处的阳台挑梁为最不利受力梁，其配筋为4φ18、2φ16；2号机位处的面梁为最不利受力面梁，其配筋为2φ14、2φ16。其计算如下： 一、计算依据 1、建筑施工安全技术标准 JGJ59-99 2、钢结构设计规范 GBJ17-88 3、企业标准《建筑升降脚手架》Q/STC001-1999 4、建筑结构荷载设计规范GBJ9-87 5、简明钢筋混凝土房屋结构设计手册 二、升降架荷载分析 由我公司升降架设计计算书可知，升降架在最大布置跨度7.2m，且最大跨度7.2m×架高小于110m2时的计算荷载合计如下： 取动力系数γb＝1.05 冲击系数γc＝1.5 恒载分项系数γa＝1.2 活载分项系数γq＝1.4 1、静载： P静＝1.2×（3825＋4016＋23655）＝37795N 2、活荷载：P活＝1.4×7.2×0.9×3×2000＝54432N 3、工作时：P＝γb×(P静＋P活)＝1.05(37795＋54432)＝96838 N 4、升降时：P升＝37795＋1.4×7.2×0.9×500＝42331 N （升降时，不允许人员停留在升降架上，也不允许架体上堆放杂物、垃圾和各种材料，故活荷载仅取一步架）。 从中可以分析，工作时荷载为96838N，由三个导向座（三点）共同承载，故每个导向座所受荷载约为 96838N／3＝32246N，升降时由一点受力，承受荷载42331 N，故取升降荷载为最不利荷载计算：P升＝42331 N（架体跨度为7.2m 时） 三、阳台面梁验算 根据导座式升降脚手架平面布置图可知，阳台面梁处升降架最大跨度为5.2米，本计算书取跨度为5.4米的升降架荷载来计算。则架体荷载为： P1= P升×5.4/7.2＝42331N×5.4/7.2=31800N 梁截面200×450，三级钢，面筋为2φ14，底筋为2φ16，As＝402mm2，砼强度为C30，为了保守计算，按简之梁和单筋矩形梁来计算，查《简明钢筋混凝土房屋结构设计手册》可得梁能承受的最大弯矩为： 先张法台座设计及检算 张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。同时固定横梁与活动横梁必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。先张法是在台座上张拉预应力钢材，然后浇筑水泥混凝土以形成预应力构件的施工方法。先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式，施工中以框架式台座应用最广。 我项目部共预制先张空心板梁314片，其中20米空心板梁72片、18.2米空心板梁42片、13米空心板梁120片、10米空心板梁80片。现以20米空心板梁的应力状态对先张台座进行验算。20米先张空心板梁，预应力筋采用1860Mpa低松弛钢绞线，单根钢绞线张拉控制应力1395Mpa，空心板梁设计规格普遍为19.96m（长）*1.49m（宽）*0.9m（高），单块中梁配置18根钢绞线、边梁配置20根钢绞线。经方案选择采用框架式台座。 1、设计依据及设计要求 1.1设计依据 （1）技术资料。该桥工程设计图纸及有关文件。 （2）规范、标准 《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 1.2设计要求 要求空心板梁预应力钢绞线强度标准值达到1860Mpa，张拉控制应力1395Mpa。 2.台座设计 2.1台座形式 采用框架式台座，根据施工及进度要求，并排设7槽长线台座，台座设计长度为90m，宽度为18.76m。每线可同时生产4片空心板梁，台座需承受391t 的张拉力。先张法框架式台座见附图。 2.2台座结构设计及验算 2.2.1结构设计 台座设置6根通长纵梁（传力柱），台座纵梁规格均为400mm（宽）*800mm （高），配8根Φ25螺纹钢筋和φ10@200箍筋。两头设立端承台，规格5000mm （宽）*1500mm（高）。每4.5m设置一道300mm（宽）*500mm（高）横向连 先张法台座设计及施工 郑新伟1，曹敏2 (1．浙江省水电建筑安装有限公司，浙江杭州 310051； 2．浙江省水利河口研究院，浙江杭州 310020) 摘要：张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，需承受预应力在构件制作时的全部张拉力，必须具有足够的强度和刚度。对先张拉台座的设计与施工主要技术作了介绍。 关键词：先张法；张拉台座；台座设计；台座施工 张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。同时固定横梁与活动横梁必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。先张法是在台座上张拉预应力钢材，然后浇筑水泥混凝土以形成预应力构件的施工方法。在经济效益上，先张法施工可节约后张法施工所消耗大量预应力锚具、波纹管等材料，经济论证先张法台座适合大型预制场，或大型桥梁板梁用先张法施工，可大大节省工程成本。先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式，施工中以框架式台座应用最广。 工程概况。宁波港北仑港四期集装箱码头公路桥，桥梁设计荷载为汽－20，集装箱牵引拖挂车。桥面宽50m，桥梁基础为1000mm口径钻孔灌注桩，上部结构为先张法预应力钢筋混凝土16m空心板梁结构。空心板梁全部采用预应力1860MPa低松驰钢绞线，单根钢绞线张拉控制应力1456MPa，空心板梁设计规格为15.57m(长)×0.98m(宽)×0.65m(高)，单块板梁配置14根钢绞线。空心板梁采用先张法施工。经方案选择采用框架式台座。 1 设计依据及设计要求 1.1 设计依据 (1)技术资料。该桥梁工程设计图纸及工程有关会议纪要及有关文件。 (2)规范、标准。 《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021－89)； 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041－2000）。 1.2 设计要求 (1)要求空心板梁预应力钢筋强度标准值达到1820MPa，张拉控制应力 1456MPa。 (2)要求在设计要求工期内完成全部板梁的预制工作。 2 台座设计 2 1 台座形式 工程选用框架式台座，根据施工要求，六线长线台座台座设计长度为68 2m，宽度为15m。每线可同时生产4 受六线1800t的张拉力。先张法框架式台座平面图见图1。 架梁吊车地基承载力验算 1、依据 计算依据规范为《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D632007 （以下 简称规范）。 2、工程概况 200T 吊车自重72t 、最大配重65t ; 300T 吊车自重79.68t 、最大 配重98.2t ;吊车支腿下垫钢板为 2.5m X 2.5m X 0.05m 。T 梁最重 85.8t 。 3、承载力计算 两台吊车吊梁过程匀速水平，每台吊车各自承受1/2T 梁重；承载 力计算考虑200T 吊车自重及最大配重，并且4个支腿受力均匀。 (4.2.24) 式中:P —基底平均压应力： .V —山本规范第1.68条规定的作用短期效应组合在基底产生的竖向力; A ——基础底面面积d N=1.2X( 72+65)X 10+1.4 x( 85.8 -2)x 10=2244.6KN A=4X 2.5 X 2.5=25 P= N/A=2244.6/25=89.784 KN/ m =89.784kpa 考虑到上跨铁路架梁施工，取1.2倍的安全系数，则地基承载力为 f a > 1.2 P =107.7408 kpa ?108 kpa 即现场碾压夯实后的地基承载力必须大于等于 4、沉降量计算 P0 = p -帀=89.784 - o = 89.784kpa 厚 5cm 钢板尺寸长 L=2.5m,宽 b=2.5m, L/b=1 Z 2=4.81m, Z 3=9m, Z 3/b=3.6, a ^ 0.463 , a ^ 0.276 以上《 n 根据l/b 及z/b 可查询《规范》附录M 桥涵平均附加系数a ［人］ 108 kpa ，取 120kpa. 第一层换填土: Z 0=0m , Z 1=0.5m ,乙/b ~ 0.2, a 0 7 a^0.987 第二层杂填土: Z 1=0.5m , Z 2=4.81m , Z 2/b ~ 1.9, a^ 0.987, a^0.463 第三层粉质粘土: 先张法预应力重力式张拉台座设计 一、概况 由我公司施工的S318-4合同段共有五座大桥,一座中桥,20米先张法预应力空心板232片,集中预制,本文就先张法重力式台座的结构设计,实例计算等介绍如下: 二、结构设计 1、重力式台座由端部重力墩,牛腿,台面加厚部分和台面组成(见后附图一)。重力式台座的计算稳定性包括: ①抗倾覆能力,抗倾覆能力以台座的抗倾覆安全系数K表示(K≥ 1.5) ②水平抗滑移能力,抗滑移能力以台座水平抗滑移安全系数R表示(R≥1.3) 2、计算过程 台座稳定性验算分四步: Ⅰ.抗倾覆验算 考虑到混凝土台墩和台面相互作用的顶点角部会出现因应力集中而出现的局部破损现象,所以抗倾覆点O设在台面加厚部分端部下4～5cm处: K=M1/M≥1.5 其中M—张拉力产生的倾覆力矩M=T*e 式中:T—最大张拉力合力,即设计中刚绞线拉力的合力 e—张拉力合力T的作用点到倾覆转动点O的力臂 M1—抗倾覆力矩M1=G1L1+G2L2 ，(土压力产生的抗倾覆力矩很小忽略不计) 式中:G1—传力墩自重 L1—传力墩重心至倾覆转动点O的力臂 G2—传力墩外伸台面加厚部分的自重 L2—传力墩外伸台面加厚部分至倾覆转动点O的力臂Ⅱ.抗滑移验算 R=T1/T≥1.3 其中:T—张拉力的合力 T1—抗滑移力,T1=N+E p+F 式中:N—台面反力 E p—土压力的合力 F—摩阻力 Ⅲ.传力墩牛腿配筋计算(按钢筋混凝土牛腿配筋计算)和裂缝开裂验算 Ⅳ.台面加厚部分配筋计算(按钢筋混凝土偏心受压构件计算) Ⅴ.张拉横梁计算（受力后横梁挠度δ≤2mm） ①采用混凝土横梁:按钢筋混凝土深受弯构件中的短柱计算 ②采用金属横梁:结构力学挠度演算 三、计算实例 ⒈技术参数:我标段施工的20米空心板中，中板14根刚绞线,边板15根钢绞线,空心板底宽99cm,刚绞线采用￠j15.24,ASTM A416-92标准270级,标准强度为Ryb=1860MPa 张拉控制应力δ 先张法预应力空心板张拉台座结构设计 1 先张法台座的基本要求 1.1 承力台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应不小于1.5，抗滑移系数应不小于1.3。 1.2 横梁须有足够的刚度，受力后挠度应不小于2㎜。 1.3 在台座上铺放预应力筋时，应采取措施防止沾污预应力筋。 1.4 张拉前，应对台座，横梁及各项张拉设备进行详细检查，符合要求后方可进行操作。 2 压杆式台座的设计 2.1 压杆式台座结构形式的选定 压杆式台座采用矩形截面。压杆式台座为双肢受压结构，主要算其截面强度，稳定性及变形。 2.1.1 压杆的受力分析及计算方法 由于钢绞线距底模距离一般设计为4.5cm，因此纵向力作用在偏离压杆形心0.5cm处,可近似认为压杆为中心受压构件，压杆按素砼设计，按构造进行配筋，单肢压杆承受力为P/2，按极限状态法计算。 （1）强度验算 N j≤αAR j a r m N j—纵向力； α—纵向力偏心系数1.0； A—构件截面面积a×b； R j a—材料抗压强度； r m—材料安全系数。 设等式右边为R，当N j≤R时强度满足要求；N j>R时强度不 满足要求，需重新设计压杆截面，重新验算。 （2）稳定性验算 N j≤υαAR j a/r m υ—受压构件纵向弯曲系数 首先因压杆中心设置系梁，限制压杆侧向位移，因此压杆按一端固结，一端铰接计算。求出长细比L0/h，查出υ值进行验算。 若有一条件式不满足要求时，就需重新设置压杆断面。 2.2 设计荷载的确定 由于端横梁的刚度大，无挠曲变形，因此每根钢绞线的张拉力取同一值。根据一片空心板中钢绞线的设计根数、张拉控制应力及超张拉系数1.05，确定台座的设计荷载。 P = nσA n—钢绞线根数； σ—张拉控制应力； A—钢绞线截面积； 已知一片空心板梁设计23根钢绞线，每根钢绞线张拉控制应力为1395Mpa，张拉力为195.3KN。计算时超张拉系数1.05考虑，每根张拉力为205KN，则台座的设计荷载P=23×205=4715（KN）。 2.3 台座长度的确定 采用长线台座既有经济上的考虑，也有力学性能方面的考虑。特别在力学方面有两个优点：可以减少张拉和锚固工作量及预应力筋端头损失；可以减少因预应力筋在锚具中滑移及横梁变形所造成的预应力损失。 台座长度一般为45米或76米、110米。台座过长，穿束时很不方便，且预应力筋下垂挠度大，对预应力有一定影响。采用ＹC-60型千斤顶张拉时，由于张拉行程的限制，台座长度宜控制在48米以 先张法台座设计（一） 一、台座设计计算： 原始资料：1、张拉控制应力=1395M Pa，钢绞线共17束; 2、台座采用C20钢筋砼，桩基采用C30钢筋砼， 砼容重采用23KN/M3; 3、安全系数：1.5; 一、抗倾覆： ㈠、倾覆力矩计算: 倾覆力矩： M PV=N*h =1395*140*17*0.16 =531.22KN*M ㈡、重力矩： 1、G１=3.57*3.8*1.5*23=468.027KN M1=G1*L1=468.027*3.785=1771.482KN*M 2、G2=1.25*0.75*0.58*2*23=25.0125KN M2=G2*L2=25.0125*2.625=65.6578KN*M 3、G3=0.5*0.5*0.75*23=4.3125KN M3=G3*L3=4.3125*1.83=7.8918KN*M 4、G4=(0.35*0.75*1.5*23)+(0.5*0.35*23)=18.31KN M4=G4*L4=18.31*1=18.31KN*M 5、摩擦桩： ①重力： G5=π*0.52*5*2*23=180.64KN M5=G5*L5=180.6415776*2.7=487.73KN*M G6=π*0.52*5*23=90.32KN M6=90.32*4.87=439.86KN*M ②摩擦力：台座以下5米桩长参加工作，土质按粘土 计算，取τp=30K PA ［P1］=1/2*Ulτp*2=1/2 *15.7*30*2=471KN M P1=[P1]*L7=471*2.7=1271.7KN*M [P2]= 1/2*Ulτp=1/2 ×15.7×30=235.5KN M P2=［P2］*L8=235.5*4.87=1147.466717 6、平衡力矩： Mr= M1+M2+M3+M4+M5+M6+M P1+M P2=5197.94KN*M ㈢、抗倾覆系数 K=(M1+M2+M3+M4+M5+M6+M p1+M p2)/M PV=9.78＞1.5 （安全）㈣、摩擦桩配筋：按受拉桩： 弯矩M’=531.22-1771.482-65.658-7.89-18.31-439.86<0 二、抗滑（台座）：土质按亚粘土计算：r=15KN/M3, φ=300 1、因为台面厚30cm，所以取台面抵抗力 N＇=300KN/M 则 N=300*0.75=225KN 2、土压力 P ep=15*1.5(tan260-tan230)=60KN/M2 P’=h*P ep/H=0.35*60/1.5=14KN/M2 E p ＇=(P eo+P’)(H-h)B/2 =(60+14)(1.5-0.35)*3.8/2=161.69 3、摩阻力:Fμ=μ（G１+G2+G3+G4） =0.25(468.027+25.0125+4.3125+18.31) =128.913KN 4、摩擦桩配筋：剪力控制 N=1.3*3320.1-225-161.69-128.913=3800.527KN 每根桩布25根筋,则:R=√(N-πR2fv’)/（n*π* fv） =0.0117m 选用25根Ф25钢筋 5、摩擦桩抗剪力 连续箱梁承载力验算 一、计算依据 1、箱梁混凝土浇注方法：分为两次浇注，第一次浇注至底板以上30cm处，第二次浇注腹板、顶板、翼板。 2、模板支架使用材料 （1）2cm胶合板 （2）方木断面8×8cm，跨长90cm （3）可调整高度的顶托 （4）φ50mm钢管，壁厚3mm，间距90×90cm （5）门式架 3、荷载取值 （1）钢筋混凝土自重18.9kN/m2； （2）胶合板自重0.08kN/m2； （3）活荷载取值：计算模板及上方木时取2.5kN/m2；计算下方木时取 1.5kN/m2；计算支架立杆时取 1.5kN/m2；混凝土振捣力1.0kN/m2；混凝土冲击荷载4.0kN/m2；荷载系数，静载系数取γG=1.2，活荷载系数取γQ=1.4。 二、受力计算 1、上方木及支架强度和刚度复核 胶合板方木计算，方木间距0.3m，跨度0.9m，截面8×8cm。 （1）方木受活荷载：Q=(2.5+1+4)×0.3=2.25kN/m （2）方木受静荷载：G=(18.9+0.08)×0.3=5.694kN/m （3）方木设计荷载：q=γG·G+γQ·G=1.2×5.694+1.4× 2.25=10kN/m （4）方木受线荷截后产生最大内力： M=1/10ql2=(1/10)×0.9×0.9=0.81kN·m （5）方木抗变截面模量及应力： W=1-6bh2=(1/6)×8×8×8=85.3cm3 σ=M/W=810000N·m/85300mm3=9.5N/ mm2 σ<[σ]=12 N/ mm2，符合要求。 （6）方木挠度计算 I=bh3/12=0.9×0.93/12=3.41×10-6 F=(1/128)×(q·l4)/E·I=(1/128)×(10×0.94)/9×106×3.41×10-6=1.67cm f/L=1.67/900=1/539<[f/L]=1/150，符合要求。 2、下层方木计算 下层方木距离90cm一排，每根长90cm （1）受静荷载：5.694 kN/m （2）受活荷载：Q=(1.5+1+4)×0.3=1.95 kN/m （3）下方木上设计值：q=γG·G+γQ·G=1.2×5.694+1.4×1.95=10.18 kN/m （4）下方木各支点最大反力为第二支点 M max=N2=(0.606+0.526)ql=1.132×10.18×0.9=10.37kN （5）由上方木传下来的集中力N2作用在下方木上，产生内部力分别为： 在跨中：M max=k1·N2·l=0.244×10.37×0.9=2.28 kN·m<[M]=9.49 先张法台座设计及预应力施工 扬州华建监理公司谢小锋 一、概述： 预应力先张法空心板简支梁具有结构轻巧、工艺简单、适合计划生产、成本较低等优点，在桥梁结构设计中被广泛采用，而张拉工艺则是保证先张法预应力空心板质量的关键环节。在宁杭高速公路宜兴段，YX1标全长8.7km，全线共有六座大中桥，桥梁上部构造均采用先张法混凝土空心板，三座大桥为20m，三座中桥为16m，板梁总为990片，预应力空心板梁16m采用40#混凝土，20m采用50#砼，预应力筋фj15.24高强、低松驰钢绞线，标准强度1860Mpa，16m长梁16根钢绞线，20m长梁每片14根钢绞线，单排布置，每根钢绞线控制张拉力为187.5KN。预应力台座采用先张法槽式台座进行设计，预应力施工中采用“整体张拉、整体放张”的方法。 二、工艺原理 先张法利用预应力台座的固定作用，将预应力筋张拉设计应力后浇筑砼，待砼达到设计要求的强度后对预应力筋进行放松，靠预应力筋与混凝土间粘结作用，由端部通过一定长度挤压砼建立预应力。 三、施工工艺 四、张拉台座的设计 制作先张法预应力空心板梁，必须先在固定在台座上进行预应力张拉，台座要承受预应力筋巨大回缩力设计时必须保证台座具有足够的强度和稳定性，台座按其构造型式主要有墩式和槽式两种形式。施工时可根据生产构件的类型，张拉及设备条件选用设计。宁杭一标根据空心板梁张拉力大的特点，从安全、经济、实用“的角度出发，采用槽式台座槽式台座长度为构件长度之和再加上一定的施工操作长度，宽度主要决定构件外形尺寸及生产操作需要，见下图。根据台座传力柱轴向受力位置的不同，台座设计分别按偏心构件和轴心受压构件进行设计。 设计步骤：A、确定截面型式及经设计强度。 B、截面配筋计算，并进行强复核。 20000 20000 Ι–ⅠⅡ–Ⅱ b） a）张拉台座侧面图 b）Ι–Ⅰ、Ⅱ–Ⅱ剖面图 计算书 惠环站钢结构工程安全专项施工方案 轨道梁承载力检算 二〇一四年七月 目录 一、概述······························ - 1 - 1.1工程概况·························- 1 - 1.2 轨道梁总体布置······················- 1 - 1.3轨道梁结构形式······················- 1 - 1.4钢架梁吊装方案······················- 1 - 二、复核计算···························· - 2 - 2.1复核计算的内容······················- 2 - 2.2 计算荷载及组合······················- 2 - 2.2.1 永久荷载······················- 2 - 2.2.2可变荷载·······················- 3 - 2.2.3荷载组合·······················- 3 - 2.3主要材料及力学特性····················- 3 - 2.3.1混凝土························- 3 - 2.3.2钢材·························- 3 - 2.3.3计算结果中的符号与单位规定··············- 3 - 2.4 20m连续梁预应力钢筋混凝土箱梁整体受力分析········- 4 - 2.4.1计算模型·······················- 4 - 2.4.2 预应力钢束应力验算·················- 4 - 2.4.3轨道梁压应力验算···················- 4 - 2.4.4轨道梁抗裂验算····················- 5 - 2.4.5轨道梁正截面抗弯承载力验算··············- 6 - 2.4.6轨道梁斜截面抗剪承载力验算··············- 17 - 2.4.7轨道梁抗扭承载力验算·················- 28 - 2.4.8轨道梁刚度验算····················- 34 - 2.5 15m跨钢筋混凝土简支箱梁整体受力分析···········- 34 - 2.5.1计算模型·······················- 34 - 2.5.2轨道梁正截面抗弯承载力验算··············- 35 - 2.5.3轨道梁斜截面抗剪承载力验算··············- 38 -张拉台座设计及施工方案
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