先张法施工空心板台座验算

先张法台座结构验算我项目部共预制20米板梁1041片，16米板梁624片，10米板梁432片，并全部为先张板梁。

现以20米板梁的应力状态对先张台座及压杆进行验算。

预应力张拉台座要承受预应力筋的巨大回缩力，设计制作必须保证台座具有足够的强度和稳定性。

按结构可分为墩式和槽式两种。

根据空心板梁的特点，从“安全、实用”的角度决定采用墩式台座，台座结构见附图。

一、台座的抗倾覆性验算根据规范要求，台座的抗倾覆系数K0=M1/M≥1.5式中：M——由张拉里产生的倾覆力矩M1——抗倾覆力矩，若不考虑土压力，则为台座自重对O点的力矩。

台墩倾覆点的设置，对与台面共同工作的台墩，按理论计算倾覆点该在混凝土台面的表面处；但考虑到台墩的倾覆趋势使得台面端部顶点出现局部应力集中和混凝土抹面层的施工质量，因此倾覆点的位置取在混凝土台面往下5cm处。

每个牛腿的受力按2500KN考虑。

N=2500×2=5000KN牛腿受力作用中心点距台面距离e=0.07mM=T(e+0.05)=5000×(0.07+0.05)=600000 N·M忽略牛腿自重，计算由台墩如图所示部分自重，混凝土比重取2.4×103kg/m3,台墩宽度取2.4M,故G=2.4×2×3.1×2.4×104=357120NL=3.55MM1=357120×3.55=1267776 N·MK0=M1/M=1257776/600000≈2.1≥1.5故抗倾覆性符合规范要求。

二、台墩抗滑移验算K c=N1/N≥1.3K c——抗滑移系数，按照规范要求，应不小于1.3N1——抗滑移的力，对于独立的台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生。

对于与台面共同工作的台墩，以往在抗滑验算中考虑台面、承力墙的水平力，侧壁土压力和底部摩阻力共同工作。

通过分析认为混凝土的弹性模量和土的压缩模量相差极大，两者不可能共同工作；而底部摩阻力也较小，可忽略不计；实际上台墩的水平推力几乎全部传给台面和承力墙，不存在滑移问题。

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，抗滑移系数应不小于。

横梁须有足够的刚度，受力后挠度应不小于2mm0在台座上铺放预应力筋时，应采取措施防止沾污预应力筋。

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，压杆按素碇设计，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NjW a AR j a r mNj—纵向力；a—纵向力偏心系数；A—构件截而而积aXb；RL-材料抗压强度；心-材料安全系数。

设等式右边为R,当NjWR时强度满足要求；NpR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NjW 4)a AR J a/r m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，一端较接计算。

求出长细比S/h,查出4)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。

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，确定台座的设计荷载。

P = n o An—钢绞线根数；o —张拉控制应力；A—钢绞线截而积；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。

计算时超张拉系数考虑，每根张拉力为205KN,则台座的设计荷载P=23x205=4715 (KN)。

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。

长线式台座先张法预制20、25米空心板梁综合施工技术桥梁预制场概况:第一预制梁厂设在k510+800线路的左侧, 距离线路中心线50米, 主要负责20米空心板梁的生产任务。

第一桥梁预制场, 长度350米, 宽度60米, 占地31亩, 设计生产能力4-6片/天, 存梁设计100片, 主要预制20米空心板梁512片, 预制厂内设置JS750拌合楼和400Kw的变压器, 同时又配备了一台75Kw的发电机以备紧急情况下使用。

每个预制梁场设有载重60的龙门吊两台, 负责场内空心板梁的移动及存放。

空心板梁240片, 16米空心板梁12片, 13米空心板梁48片, 空心板梁的生产任务。

第一桥梁预制场平面图见下图（１－１）第二桥梁预制场设在k515+800线路的左侧, 距离线路中心线800米, 主要负责25米桥梁预制场, 设计总长300米, 宽50米, 总占地22.5亩, 设计生产能力2-3片/天, 存梁90片。

预制场内设置JS750拌合楼和400Kw的变压器, 同时又配备了一台75Kw的发电机以备紧急情况下使用。

每个预制梁场设有载重60的龙门吊两台, 负责场内空心板梁的移动及存放。

第二桥梁预制场平面布置图见下图（１－２）空心板梁全部采用预应力1860Mp 低松弛钢绞线, 控制张拉应力为1395Mp。

空心板的底宽均149㎝, 梁高分别有125㎝、90㎝、75㎝、60㎝四种, 空心板内钢绞线的布置分别有20根、18根、16根、15根、14根五种。

编制依据《桥梁施工规范》, 《XX路基工程质量监督手册》, 《投标文件》, 《设计图纸》先张法预应力空心板预制方案⑴施工工艺流程制作张拉台座制作板梁平台钢绞线下料、布置位置张拉绑扎钢筋立模浇筑混凝土养护拆模整体放张移梁。

⑵台座设计本工程设计为长线式台座, 根据施工要求, 现场设计采用六槽长线式台座, 台座总宽度第一预制厂台座长度设计70米, 每槽可同时生产3片20米空心板梁；第二预制厂的台座设计长度54米, 可同时生产2片25米空心板梁。

先张法预应力空心板梁长线台座设计与施工l 概述xx至xx（xx界）高速公路LJ-11标段的先张法预应力空心板梁采用了先简支、后连续的预制梁结构体系,板梁跨径为16m，梁体采用C5O 混凝土，其横断面尺寸见图1（以中跨中梁为例），梁内钢绞线单根分开布置，最多达12根（中跨中梁为11根），板梁最大自重荷载为221.5KN（中跨中梁为184KN）。

预应力刚束采用1×7标准型GB/T5224—2003钢绞线，预应力设计采用一端张拉，单根钢绞线公称直径l5.24㎜，钢绞线截面A=140mm2，标准强度f pk=1860MPa，钢绞线锚下控制应力为0.72f pk =1339.2MPa，弹性模量Ep=1. 95×105MPa。

图1 16m先张预应力空心板梁横断面（单位：cm）2 空心板梁长线槽式台座设计构造2．1设计依据及原理本文以一次性生产4片16m先张法空心板梁的张拉力作为台座的受力设计,中板设计为11根预应力钢绞线,边板设计为12根预应力钢绞线,施工时采用先采用小千斤顶逐根张拉至初始应力,然后再采用大型千斤顶一次同时逐级张拉,并达到设计控制应力。

采用槽式台座,其设计原理是把长线受压纵向传力柱作为一个两端受压杆件,这样可以大大增强台座的稳定性,以达到多次重复利用(大批量生产)的目的。

2．2 设计结构构造空心板梁长线槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成，端柱和传力柱为钢筋混凝土结构，是承受张拉力的构件，需要具有足够的稳定性和强度。

为增强传立柱的稳定性，两道传立柱之间每隔5m 左右设一道钢筋混凝土横梁，其中第一道横梁距端柱不超过2m，且传力柱有30cm埋置于土中。

台面采用10cm厚C20混凝土，台面混凝土表面铺5mm厚钢板，两边利用∠50×50×5角钢贴边，每隔1m横向连接一根Ф12钢筋，角钢与预埋钢筋进行焊接。

台面的宽度主要取决于预制构件的宽度，本台面宽度为99cm,在台座张拉端留出2m 宽空地，作为张拉操作空间和通道。

先张法张拉台的设计及计算一、先张法张拉槽台的构造设计1、先张法空心板预制槽台采用长线槽形台座，张拉台座主要由传力柱、联系梁、张拉钢横梁和空心板预制台五部分组成，均采用C30钢筋混凝土结构。

本设计先张法台座采用传力柱轴心受力，传力柱截面为60×40cm，面筋和底筋各配Φ16钢筋3根，腰筋每侧各配Φ16钢筋1根，箍筋为φ8钢筋。

传力柱两端1.5m处加密箍。

为防止地基产生不均匀下沉，传力柱和台座基底采用25T振动压路机夯实，并且台座基础采用20cm钢筋混凝土结构，与传力柱形成一个整体。

另外防止放张后空心板起拱，梁头集中受力导致基础下沉，在预制台座之间设100×25cm和50×25cm联系梁，。

传力柱、联系梁、台座基础施工后，空心板预制台在台座基础上铺5cm厚钢板或作成平整光滑的水磨石表面，台座边角用50×50×5角钢镶边。

2、每槽台两端各设固定钢横梁，钢横梁在张拉力的作用下，最大挠度应按规范要求不大于2mm。

钢横梁的断面尺寸根据空心板的张拉力和台座跨度设计，并经验算符合要求后才可定做，钢横梁用钢板组焊而成。

二、先张空心板张拉台验算1、张拉横梁验算；本工程跨径最大的空心板为16 m，底板宽度1.0m。

因此验算按16m空心板边梁的最大钢绞线束13束为验算基准。

张拉横梁材料用A3钢板，根据JTJ025-086《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，弯曲应力[σ]=145Mpa ，弹性模量E=2.1×105Mpa 。

张拉横梁截面图如下：440A3（图中长度单位为mm ）由上图得：截面惯性矩I=∑ab3/12=（0.44×0.443）/12=31.23×10-4m4抗弯系数W=I/（b/2）=31.23×10-4/（0.44/2）=14.2×10-3m3其中a、b分别为钢横梁的宽度和厚度（受力方向），式中数据如图所示。

先张预应力空心板张拉台座设计计算预制板台座采用一般墩式台座形式，下面对其主要受力部位进行受力计算：一、 尺寸拟定说明1、墩式台座有钢筋砼加强墩，台面及钢横梁组成（尺寸如图所示），加强墩与台面共同受力。

加强墩采用C30钢筋混凝土浇筑，其端部采用45cm ×60cm ×2cm 加强钢板来分散压力，台面下部为10cm 厚的C30混凝土，台面上部为10cm 厚C50混凝土。

台座验算附后。

2、钢横梁钢横梁采用56C 号工字钢，两根重叠，工字钢上下用2cm 厚钢板焊接加固，以增加横梁的钢性。

正面亦用2cm 钢板加固，并在钢板上按设计尺寸预留钢绞线的位置。

钢梁要求位置准确，保证钢绞线的中心与压柱中心位于同一直线上。

钢横梁的验算附后。

二、台座验算1、台墩抗倾覆能力验算。

如上图所示，可按下式验算（忽略土地13090070的侧压力影响）：K0=M’/M=(G1L1+G2L2)/Te式中: K0--台墩的抗倾覆安全系数;M—张拉力T产生的倾覆力矩(KN〃m);T—张拉力(KN); 以10m预制边板超张拉5%计算得:T=δ控×A×β=1395×106×140×10-6×1.05×15=3076KNe—张拉力T的作用点至倾覆转动点的力臂(m),该点位置台面下5cm处,e=0.7-0.45+0.05=0.3mM’—台墩的抗倾覆力矩(KN〃m);G1—台墩主体部分的自重力(KN);砼的单位体积重量取25 KN/m3G1=（1.3×2.7×1.5+0.7×0.5×1.5+0.5×0.5×1.5）×25 =154.13 KNL1--台墩主体部分的重心至倾覆转动点距离(m);L1=9-1.5/2=8.25mG2—台墩外伸部分的自重力(KN);G2=（7.5×0.7×0.7+0.35×0.35/2×2.7）×25=96KNL2--台墩外伸部分的重心至倾覆转动点距离(m)。

先张法台座结构验算我项目部共预制16米先张法预制箱梁30片，20米先张法预制箱梁175片，25米先张法预制空心梁板16片的预制，并全部为先张板梁。

现以25米板梁的应力状态对先张台座及压杆进行验算。

预应力张拉台座要承受预应力筋的巨大回缩力，设计制作必须保证台座具有足够的强度和稳定性。

按结构可分为墩式和槽式两种。

根据空心板梁的特点，从“安全、实用”的角度决定采用墩式台座，台座结构见附图。

板预制考虑传力柱受力，即按照25m边梁设计梁座。

设计图规定，跨径25m预制板采用φsj15.2mm钢铰线，每根钢铰线张拉力为193.9KN。

张拉控制应力δK：R0y ＝1860 Mpa，松弛率为Ⅱ级。

δK = 0.75R0y = 1395 Mpa一、台座的抗倾覆性验算根据规范要求，台座的抗倾覆系数K0=M1/M≥1.5式中：M——由张拉里产生的倾覆力矩M1——抗倾覆力矩，若不考虑土压力，则为台座自重对O点的力矩。

台墩倾覆点的设置，对与台面共同工作的台墩，按理论计算倾覆点该在混凝土台面的表面处；但考虑到台墩的倾覆趋势使得台面端部顶点出现局部应力集中和混凝土抹面层的施工质量，因此倾覆点的位置取在混凝土台面往下5cm处。

每个牛腿的受力按2500KN考虑。

N=2500×2=5000KN牛腿受力作用中心点距台面距离e=0.07mM=T(e+0.05)=5000×(0.07+0.05)=600000 N·M忽略牛腿自重，计算由台墩如图所示部分自重，混凝土比重取2.4×103kg/m3,台墩宽度取2.4M,故G=2.4×2×3.1×2.4×104=357120NL=3.55MM1=357120×3.55=1267776 N·MK0=M1/M=1257776/600000≈2.1≥1.5故抗倾覆性符合规范要求。

二、台墩抗滑移验算K c=N1/N≥1.3K c——抗滑移系数，按照规范要求，应不小于1.3N1——抗滑移的力，对于独立的台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生。