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先张法台座设计

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第二绕城高速A2标段先张预制梁台座设计编制：审核：审批：目录一、结构设计二、台座稳定性验算1、抗倾覆验算2、抗滑动验算三、牛腿设计1、开裂验算2、配筋设计3、承载力验算四、传力柱设计1、受力类型判别2、配筋设计3、承载力验算五、钢横梁设计1、尺寸设计2、正应力强度验算3、剪应力强度验算4、刚度验算5、剪力校核六、施工台座的施工本合同段先张梁预应力筋采用φj15.24 高强低松弛钢绞线，R y=1860Mpa，设计张拉应力为0.75 R y（1395Mpa）。

φj15.2 钢绞线公称面积S=140mm2, 本工程先张梁设计单根钢绞线张拉力为 N=195.3KN，台座按照单片梁 17 根钢绞线的应力荷载设计，梁体单片最大张拉力为：Nj=195.3×17＝3320KN，按3500KN 荷载进行台座设计。

一、结构设计：牛腿采用C40、传力柱采用 C30 钢筋混凝土结构，断面尺寸 50cm×60cm，为防止传力柱失稳，传力柱每隔 8 米设一道联系地梁，中间共设 10道地梁，地梁断面尺寸为20cm×50cm，台座底板采取在碾压密实（密实度达到95%）的地基土上面整体浇筑15cm厚C30砼，再在其上浇筑一层10cm厚C30台面砼。

用槽钢架控制台面宽度及平整度。

台面上铺10mm厚钢板。

台座长度设计：L=l.n+(n-1)×0.5+2·K=20×4＋（4-1）×0.5＋2×8=97.5 m【L—台座长度(m)，l—构件长度(m)；n—一条生产线内生产的预制梁数（片）；1—两构件相邻端头间的距离(m)；K—台座横梁到第一根构件端头的距离。

计算简图cm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=14.0m（见平面布置图）；（2）、台座前土体的容重：γ=18KN/m3;（地基土物理力学强度指标）（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=0.30；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=2.5×3.7×14×24×6.25＋0.85×4.5×14×24×2.25==22316.7KM·m（2）、倾覆力矩：每条生产线张拉控制力：N=17×1395×140/1000=3320.1KN，按3500KN 验算。

最不利情况是四条线同时生产M=Ne=4×3500×0.35=4900KN.M。

（3）、抗倾覆安全系数：K0=M1/M=23246/4900= 4.74>1.50（安全，满足抗倾覆要求）。

注：本计算中绞线保护层0.05m,细石混凝土台座厚0.15+0.1m,倾覆点O取台面底部下0.05m处,所以e=0.05m+0.2m+0.05m=0.35m4、抗滑动验算抗滑移验算按（1）、台面反力：N0=Bμ= 1.5×4×300=1800KN。

（2）、台座与土体间的摩擦力：F=F1＋F2=（G1＋G2）×f=（2.5×3.7×14×24＋0.85×4.5×14×24）×0.4=（3108＋1285.2）×0.4=1757.3KN。

（3）、台座后最大的土压力Ep：p = γH [ tg 2（45º＋φ/2）－tg2（45º－φ/2）]=126.1KN/mEp=[（p＋p）/2×(H－h)]×B=2124.2KN下式计算：K= N1/N≥1.3后面传力柱配筋进行验算。

三、牛腿设计1、尺寸确定开裂验算F vs≤β(1-0.5F hs/F vs)f tk bl0/(0.5+a/l0)其中:F vs—作用于牛腿顶部的水平力，即钢绞线拉力的合力的一半取0.5N=2100KNF hs—作用于牛腿顶部的竖向力,此为零β—裂缝控制系数,静载取β=0.8f tk—混凝土轴心抗拉强度标准值,C30取2.01N/ mm2a—合力作用点距台面距离,取a=0.05mb—牛腿宽度取1mh0—牛腿长度的有效值,既牛腿高度减去钢筋保护层厚度h0=2.2-0.05=2.15m则 F vs=2100KN<βf tk bh0/(0.5+a/h0)=0.8* 2010*2.15*1/(0.5+0.05/2.15)=6610KN (安全，满足开裂控制要求）2、牛腿受拉配筋A s≥γd F v a/0.85f y h0式中: A s—牛腿受拉钢筋截面面积γd—钢筋混凝土结构系数,取1.2（承载极限状态计算）F v—作用在单个牛腿上的钢绞线拉力,取1750KNa=0.3h0=0.3(0.9-0.05)=0.255mh0—牛腿有效高度,即扣除保护层后的牛腿高度f y—Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值取310N/ mm2所以A s≥1.2*1750000*0.255/0.85*310*0.85=2390.9 mm2设计规范规定：承受竖向所需的水平纵向受拉钢筋的配筋率（按全断面计算）不应小于0.2%。

现A g小于规范规定，故取A g=0.002×A =0.002×900×2200=3960 mm2选用Ⅱ钢筋12Φ22mm，A g=12×380.1=4561mm2>3960 mm2满足要求3、牛腿采用水平箍筋Ⅰ钢筋Φ12且双支箍，间距150 mm，满足规范要求（规范要求：在牛腿上部2/3 h0的范围内水平箍筋总截面积不少于承受竖向力的受拉钢筋截面积的1/2）。

4、牛腿支承面混凝土强度验算（此采用C40砼）N/A=3500/(0.9×1)=3.889 Mpa<0.75f c=0.75×19.1=14.325Mpa(安全，满足承压强度要求）四、传力柱配筋设计1、计算ηe i 判断截面类型（张拉端部传力柱）C40,f cm=21.5N/mm2，f c=19.1N/mm2，a1=1.0，HRB335,f y=f y`=300N/mm2，ξb=0.550，a s=a s`=40mm，h o=560mm,b=500mm，ρmin=ρmin`=0.2%，T=3500KNl o/h=8000/600=13.3>5，所以需要考虑二阶弯矩的影响。

N=T－（N O+F+E P）=3500-(1800+1757.3+2124.2)/4=2079.6KNM max=N·a=2079.6×0.3=623.88KN·m (a取张拉应力作用在传力柱上时相对高度300mm)e0=M max/N=623.88×103/2079.6=300mme a=max{h/30,20}=20mme i =e 0+e a =300+20=320mmζ1=0.5f c bh/N=0.5×19.1×500×600/2052.6×103=1.4>1，ζ1=1 l o /h=8000/600=13.3<15,ζ2=1.0； η=1+(l o /h)2·ζ1ζ2/1400(e i /h o )=1.22 ηe i =1.22×320=390.4mm>0.3h o =168mm x=N / a 1f c b=215mm>2a s `=80mmξ=χ/h o =0.384<ξb =0.550（按大偏心公式计算。

）e=ηe i +(h/2-a s )=650.4mmAs=As`=[Ne-a 1f c b χ(h o -x/2)]/f y `(h o -a s `)=1251mm 2>ρmin bh o =560mm 2 配筋选用4Φ22+4Φ22既 8×380.1=3040mm 2>Ag=As+As`=2502mm 2 2、抗滑动复验算：传力柱断面为 A=b*h=50×60=3000cm，C40砼轴心抗压设计强度为Ra=20Mpa,压柱内纵向采用8φ22Ⅱ级钢筋，箍筋φ8，箍筋间距200mm以满足规范要求。

配筋如图所示。

Ag=3040mm 2,A=300000mm2 ,其配筋率为μ＝3040/300000＝1％＞0.5%(满足设计规范要求)。

二级钢筋抗 压设计强度Rg=300Mpa （配筋计算见下页偏心受压既配筋验算）长细比λ＝L 0/b=8000/500=16，查表得纵向钢筋弯曲系数⎫=0.97, 由公式 Nu=γb ⎫(ARa/γc+ RgAg/γs) γb 为工作条件系数取0.95，γc为砼安全系数取1.25，γs 为钢筋安全系数取1.25.’ ’’Nu'=0.95×0.97×(20×300000/1.25+300×3040/1.25)=5096KNNu=4Nu'=4×5096=20384KN(按4个传力柱计算，实际应为5个。

)≥1.3 N=1.3×3500×4=18200 KN（安全，满足抗滑动要求）五、钢横梁设计根据台座布置图以及预应力钢绞线的布置，横梁拟选用56a型工字钢焊接而成，横梁长2.5米，两端与传力柱端头钢板焊接成固结状态，其受力（N考虑安全系数取4200KN）如图所示。

钢横梁横断面钢板3钢板1Ⅰ45钢板2钢板2'b工字钢钢板3'43钢板1'(1)、求A、B处的支反力：根据静力平衡方程得RA=RB=QC=QD=ql/2=4200×1/2=2100KN(2)、跨中截面最大弯矩Mmax=2800×1.5×2.5(2-1.5/2.5)/8=1837.5(KN.m)作弯矩、剪力图（见附件）：(3)钢横梁组合截面的惯性矩计算1由材料型钢表查得：I56a工字钢惯性矩I a=65585.57cm42钢板1和钢板1’的惯性矩I1=b×h3/12=2×563/12=29269.33cm4其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和：I1.1=2×I1=2×29269.33=58538.66cm4(4)钢板2和钢板2’的惯性矩I2=b×h3/12=2×523/12=23434.67cm4其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和：4I2.2=2×I2=2×23434.67=46869.34cm(5)钢板3和钢板3’的惯性矩I3=b×h3/12=43×23/12=28.67cm4其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和：I3.3=2×(Ⅰ3+b×h×y2)=2×(28.67+43×2×292)=144709.34cm4=381288cm4(6)钢横梁组合截面的惯性矩Iz=(2×Ia)+I1.+I2.2+I3.(7)钢横梁正应力强度验算:钢横梁下边缘截面抵抗矩W z=Iz/Y=381288/（28+2）=12709.6cm3最大正应力（下边缘截面处）为：36σmax=M max/W z=1837.5×10/（12709.6×10）=144.6MPaσmax＜［σ］=210MPa满足正应力要求.2、钢横梁剪应力强度验算:由材料型钢表查得：I56a工字钢对重心轴静矩S z=1374.18cm3钢横梁组合截面重心轴静矩S zmax=1374.18×2+2×（28×2）×11+2×（26×2）×13+2×（43×2）×29=10656.36cm3钢横梁组合截面最大剪力：Q max=2100×1.3=2730KN最大剪应力τ =(Q ×S )/(Iz ×b)max max zmax3 6 -8= 2730×10656.36×10×10/（381288×10 ×0.43）3、 =17.7MPa<［τ］=100MPa 钢横梁刚度验算 4满足剪应力强度要求按公式 f=5ql/384EI454f Max =5×2800×2.5/（384×2×10×381288 ×10）=1.87mm<［f ］=l/400=2.5/400=6.25mm满足刚度要求故横梁采用2根 I56a型工字钢（16Mn钢）焊接而成，其各项指标符合 要求，结构安全。

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先张法、后张法doc 2

先张法、后张法doc 2

先张法、后张法工艺流程及其主要区别一、概况1、先张法是指在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。

2、后张法指的是先浇筑留有预应力筋孔道的梁体，待混凝土达到规定的强度后，再在预留孔道内穿入预应力筋进行张拉锚固，最后进行孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土。

二、先张法工艺流程1、台座台座由底板、承力架、横梁、定位板与固定端装置组成。

台座是先张法施工中的主要设备之一，要求有足够的强度与稳定性，以免台座变形、倾覆、滑移而引起预应力值的损失，台座按构造不同分为框架式台座、墩式台座和拼装式钢管混凝土台座。

2、张拉机具和夹具先张法构件生产中，常采用的预应力筋有钢丝或钢筋两种。

张拉预应力钢丝时，一般直接采用卷扬机或电动螺杆张拉机。

张拉预应力钢筋时，在槽式台座中常采用四横梁式成组张拉装置，用千斤顶张拉。

预应力筋用锚具、夹具和连接器应根据预应力筋品种、锚固要求和张拉工艺等配套选用，其性能应符合设计要求和相关标准的规定。

3、模板与预应力筋制作（一）、模板底板制作必须平整光滑、排水畅通。

梁位端部的底模应满足强度要求和重复使用的要求。

端模预应力筋孔的位置要准确。

考虑到预应力筋放松后梁体的压缩量，为保证梁体外形尺寸，侧模制作要增长1%。

（二）、预应力筋下料长度按计算长度、工作长度和原材料试验数据确定、长度不大于6m 的先张构件，当钢丝成组张拉时，同组钢丝下料长度的相对差值不得大于2mm。

先张法墩头锚的钢丝墩头强度不应低于钢丝标准抗拉强度的98%。

先张法预应力的粗钢筋，在冷拉或张拉时可采用墩头钢筋和开孔的垫板，代替锚具或夹具。

4、预应力筋张拉（一）预应力筋张拉应根据设计要求，采用合适的张拉方法、张拉顺序和张拉程序进行，并应有可靠的保证质量措施和安全技术措施。

预应力梁先张梁张拉台座设计与检算

预应力梁先张梁张拉台座设计与检算

预应力梁先张梁张拉台座设计与检算对于预应力先张梁、板需设计先张工作台座，张拉工作台座应按张拉工艺要求制作，根据施工现场具体情况下面介绍两种常见的预应力混凝土先张法台座设计及检算方法和台座设计及检算方法。

预应力混凝土先张法台座设计及检算1、预应力墩式台座设计及检算墩式台座由传力墩、台座墩、台面和端横梁等组成，其构造取台座O点的力矩（即台座板与台面结会点），并忽略土压力的作用，则平衡力矩：M r=G1l1+ G2l2倾覆力矩：M oV=Nh1抗倾覆力矩安全系数K应满足以下条件：K=M r/M DV=（G1l1+G2l2）/（Nh1）≥1.5其中：G1 台座外部分的重力（传力墩牛腿受力）l1 G1点O点的水平距离G2 台座部分的重力点O点的水平距离P cp= rHtg2(45。

+ф/2)－rHtg2(45。

－ф/2) P′=hPф/H式中：Nˊ台面的抵抗力、KN/m 当混凝土强度为10~15MP a时，台面厚d=60mm Nˊ=150~200KN/md=80mm Nˊ=200~250KN/md=100mm Nˊ=250~300KN/mF 混凝土台座与土的摩阻力μ磨擦系数，对黏性土μ=0.25~0.40，砂土μ=0.40，碎石μ=0.40~0.50E p′-------台座底和座面上土压力的合力r 土的容重ф土的内磨擦角,粉质黏性土ф=30°；细砂ф=20º~30º；中砂ф=30º~40ºH 台座的埋设深度h--------------台座板厚度B-----------台座宽度按偏心受力构件计算，如为大偏心，则按下式计算N≤f cm bx+f yˊA gˊ- f y A g式中：N 作用于外伸部分的轴力cmQ= qL /2ι= Q/A≤f V钢横梁应有足够的刚度，以减少张拉预应力钢绞线时预应力损失，钢横梁变形值按下式检算：W max=5qL4/（384EI）≤[W]=L/400如不能满足，应增强钢横梁刚度式中：M 钢横梁跨中最大弯矩q 承力钢板传给每根钢横梁的均布荷载q=N/VW 钢梁截面抵抗矩f 钢材的抗拉、抗弯强度Q 作用于钢梁端部的剪力ι作用于钢梁端部的剪应力f v 钢材的抗剪强度设计值A 钢横梁的截面积W max 钢梁的挠度E 钢材的弹性模量I 钢梁的惯性矩[W] 钢梁的允许挠度应小于L/400⑤台面水平力计算台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为6~10cm的混凝土而成，其水平承载力可按下式计算：p=(фAf v)/(K1K2)式中：ф轴心受压纵向弯曲系数，一般取1A 台面截面积f v混凝土轴心抗压强度设计值K1起载系数，取1.25K2 考虑台面截面不均匀和其它影响因素的附加安全系数，取1.52、预应力槽式台座设计检算槽式台座一般由锚固端柱、张拉端拉、传力柱及上、下横梁受力构件。

先张法台座设计及施工

先张法台座设计及施工

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》JTJ041-20001.2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）横向连系梁，共十九道，横系梁主筋为6根Φ14mm 螺纹钢，箍筋为φ8@200.混凝土强度均为C30。

长线式台座先张法预制2025米空心板梁综合施工技术

长线式台座先张法预制2025米空心板梁综合施工技术

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。