先张法预应力重力式张拉台座设计

先张法预应力空心板施工1制梁台座、台面及底座设置先张空心板张拉台座采用钢筋混凝土重力墩台式台座。

台座采用C25混凝土，台面混凝土为C25，厚度20cm。

先张梁横梁采用40×50×260cm组焊钢梁。

先张梁台座面上采用5mm厚钢板焊铺于混凝土台面上。

台座宽度与梁体底宽相同，设置长度已考虑斜交梁的预制。

为防止施工时台座出现沉降及位移，在台座施工前对张拉端及固定端台座地基进行加固，并在牛腿两侧及台面上每片梁中间布设水准点，初期每天观测一次，若连续三天出现大于1mm的不均匀沉降时，采取必要的措施对台座进行加固；若初期无沉降或出现均匀沉降，可适当延长观测时间。

沉降趋于稳定后定期观测，发现异常，及时解决。

2模板制作及安装梁体的外模均采用厂制大块定型钢模板，面板采用6mm厚冷轧板，后背∠56×50角钢及[12槽钢。

模板每节长5m，模板的周转期按1d计算。

安装前和拆除后除锈并涂刷脱模剂。

内模采用定型活动式组合型钢模板。

梁体的外模板安装均用边包底办法：下口用钢支架支撑或木楔加撑牢靠，上口用螺杆拉接，用斜撑将模板调整顺直。

内模采用特殊加工的定型活动式组合钢模板，分1.5m和1m长两种规格。

模板位置靠定位钢筋控制，内部支撑用钢筋定型架支牢。

为保证顶板厚度，内模上用特制的垫块与顶板钢筋支撑牢固，在施工中由专人负责检查加固定位。

为保证内模的顺利拆除，内模每次使用前必须清理并刷脱模剂；外模板安装及拆除均用25t龙门吊起吊。

3钢筋加工钢筋加工在加工棚内集中加工，小平板运至现场绑扎制作成型。

在钢筋加工棚内，加工成型的钢筋必须分类堆放，并做好标识，内容包括规格、型号、用途等，堆放时下垫枕木。

进场钢筋应按《规范》要求分批验收及复检，每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同炉号、同厂家生产的60t为一批)内任选三根钢筋，各截取一组试样用于拉力、冷弯及焊接试验。

对于检查合格的产品妥善地放置于钢筋堆放场内，保证不锈蚀，不腐蚀。

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。

＝
Ｇ１ １＋ Ｇ２ ２
（ ）滑动稳定性 按下式验算 ： ２ 作用在台座 上 的拉 应 力和抗 滑动力 （ 台面支 撑力、摩 擦力、土压 力）之 比。
Ｍ
＝
２ ３ ６ ０ ２ ｘ３ ＋４ 、 ． ４ ｘ ． ｘ ． ４ ／ ｘ ｘ ． ｘ ． （２ ． ＋０ ｘ ． ６ ０ ２ ｘ ． ８ ４ ／ ５ ３ ５ ８ ４ ５ ２
１ 抗 滑动 验算 － ３
（）台面反 力 ： １
Ｊ ｖ０ ６８ ． ０Ｘ２８ １ ４． ９０ ０ｋＮ
（） ２ 台座 与土体 间的摩擦力 ：
Ｆ ＝Ｆ ＋Ｆ Ｉ ２：（ １ Ｇ ） ｘ Ｇ ＋ ２ ｆ
２ １ ５ 建设机械技术与管理 １ ７ ０ ２０ ０
抗 滑动安 全 系数 ；
Ａ ＝ｋＮｅ ０．５ ｌＲ ／ ８ ｏ
＝
（ ） 滑动力 ： ４抗
Ｎｊ ｏ Ｆ＋印 ：１０ ．＋ ４９ ：Ｎ ＋ ９４ ０ ７． ８＋８８ ＝３０．ｋ １． ２２ Ｎ ４ ２
１４０Ｘ１ ３ ２× １ ３ ／ ． ５Ｘ２ ４０ ． ２ ． ０ ５ ０ ８ ０６Ｘ３ ０
ｌ ｌ Ｉ ｌ
Ｌ产７５００
口 ，：
ｒＬ．．、。引 。 Ｌ ．．．．。 ．Ｌ ．．．． 。
：
图１ 计算数据及简图
『二 （ ：１ｌｌ） Ｌ Ｈ 一 ［３ ８ ／ （＿ ＿２ ２＋ ５
Ｘ（ ２— ０ ）］ ６８ Ｉ × ．０＝８８ Ｎ ３ １． ｋ ４
Ｒ 一 钢筋 的设 计受拉 强度 。
填 ３ ０ ｍ厚碎石）； ｃ 台面抵抗力 ：＝ ８ ／ 按有关资料 ／ ２０ Ｎ ｍ（ ａ ｋ 的经验数据 ： 台面厚 ６ ｍｍ时为 １０～２０ｋ ／ ； ０ ５ ０ Ｎ ｍ 台面 １０ ０ 时为 ２０～３０ Ｎ ｍ） 台座混凝 土采用 Ｃ ５ ｍｍ ５ ０ｋ ／ ； ２。

中 图 分 类 号 ： ４ ． Ｕ４ ３２
文 献 标 志 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ０ ０ ３ ２ １ ）３ ０ ９ ０ １ ０ — ３ Ｘ（ ０ ０ ０ —０ ６ — ２
０ 引 言
台 座 是 先 张 法 施 加 预 应 力 的 主 要 设 备 ， 它 承 受 着 构 件 制 作 时 的 全 部 张 拉 力 ， 拉 台座 必 须 受 力 后 不 倾 覆 、 张 不
ＳｈａａｎｘｉＲｏａ ＆ Ｂ ｄｇｅ ｒ ｄ ｒ ｉ Ｇ ｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔ ，Ｘｉ ｄ． ’ ７１００６４，Ｓｈａａｎｘｉ ａｎ ห้องสมุดไป่ตู้Ｃｈｉ ａ ｎ
【摘
要 】 合 杭 州 湾 跨 海 大 桥 南 接 线 工 程 ， 软 基 础 上 采 用 重 力 式 和 框 架 式 台 座 结 合 的 方 案 ， 行 先 张 法 台 座 设 结 在 进
Ｄｅ ｉ ｎ ｆＳ ｒ ｔ ｈｉ ｄ ｔ Ｐｒ ｔ ｎｓ ０ｎｉ ｅ ｈｏ ｓ ｇ ｏ ｔ ｅ ｃ ｎｇ Ｂｅ ｗｉｈ ｅ ｅ ｉ ｎｇ Ｍ ｔ ｄ
窦增 锡 ． 刘伟锋
ＤＯ Ｕ Ｚｅｎｇ— ，ＬＩ Ｗ ｅｉｆ ｘｉ Ｕ —ｅｎｇ
陕 西 路 桥 集 团 有 限 公 司 ． 西 西 安 ７１ ０ ４ 陕 ０６
上 ， 张 拉 台布设 增 加 了新 的课 题 ， 纯地 采 用 常规 的重 为 单 力 式 或 框 架 式 都 难 以满 足 施 工 要 求 ，从 力 学 验 算 上 也 无 法 满 足 。 作 者 通 过 翻 阅 大 量 的 资 料 ， 复 总 结 ， 取 重 力 反 吸 式 和 框 架 式 常 规 台 座 的 优 点 ’总 结 出 一 套 在 软 基 础 上 ，
２ 张 拉 台 设 计 方 案

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*M㈡、重力矩：1、G１=3.57*3.8*1.5*23=468.027KNM1=G1*L1=468.027*3.785=1771.482KN*M2、G2=1.25*0.75*0.58*2*23=25.0125KNM2=G2*L2=25.0125*2.625=65.6578KN*M3、G3=0.5*0.5*0.75*23=4.3125KNM3=G3*L3=4.3125*1.83=7.8918KN*M4、G4=(0.35*0.75*1.5*23)+(0.5*0.35*23)=18.31KNM4=G4*L4=18.31*1=18.31KN*M5、摩擦桩：①重力： G5=π*0.52*5*2*23=180.64KNM5=G5*L5=180.6415776*2.7=487.73KN*MG6=π*0.52*5*23=90.32KNM6=90.32*4.87=439.86KN*M②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=471KNM P1=[P1]*L7=471*2.7=1271.7KN*M[P2]= 1/2*Ulτp=1/2 ×15.7×30=235.5KNM P2=［P2］*L8=235.5*4.87=1147.4667176、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=3001、因为台面厚30cm，所以取台面抵抗力 N＇=300KN/M则 N=300*0.75=225KN2、土压力 P ep=15*1.5(tan260-tan230)=60KN/M2P’=h*P ep/H=0.35*60/1.5=14KN/M2E p ＇=(P eo+P’)(H-h)B/2=(60+14)(1.5-0.35)*3.8/2=161.693、摩阻力:Fµ=µ（G１+G2+G3+G4）=0.25(468.027+25.0125+4.3125+18.31)=128.913KN4、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F=nπR12fv+πR2fv’=25*π*0.01252*110*106*3+π*0.52*0.08*106 *3 =4049709.28+188495.55=4238.2KN抗滑系数 K=(N+E p’+Fµ+F)/3320.1=(225+161.69+128.913+4238.2)/3320.1=1.432>1.3 （安全）三、截面设计1、牛腿配筋计算:因为h0=1750-30=1720mm所以A S=Nh1/0.85 h0f g=3320.1*76/0.85*1720*210=821.9mm2又因A S/bh=821.9/(2*750*1720)=0.0003<0.002要满足A S/bh>0.002, 则A S>5160 mm2选用24根Ф18钢筋A S=6107 mm22、弯起钢筋：h/h0=76/1720=0.044<0.3所以A S=0.0015* b*h=0.0015*750*1720*2=3870 mm2选用24根Ф18钢筋A S=6107 mm23、牛腿箍筋采用水平双肢闭合箍筋φ8间距10cm。

０ 寸
卜一
０ 寸
牛腿
音 面加 卑 郝分 重力 墩
２ 结构 设 计 、
重 力 式 台 座 由 端部 重 力墩 ， 牛腿 ， 面加 厚 部 分 和 台面 组 成 。 台 结构设计包括 ： 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≥ １５ ． ） 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
４ １１ ） ７ ０ ３
摘 要 ： 力 式 台座 的设 计 考 虑 的 因素 较 多 ， 很 复 杂 ， 台座 设 计 带 来 一 系列 困难 。 针 对 ￥ １ 重 也 给 ３ ８五 座 大桥 先 张 法预 应 力 空 心 板 的 集 中预 制 探 讨其 结 构设 计 的计 算 设 计 方 法 ， 以获 得 经 济 合 理 的 重 力 台座 。
（ ： 腿 重 量 产 生 的 力矩 忽 略不 计 ） 注 牛
Ｍ＝ ｅ ９ ９ ５ ０ １ ＝ ５１５ ＫＮ・ ｌ Ｔ￣ ＝２ ２ ． ｘ 、 ２ ３ ． ４ ｎ
ｅ 张 拉 力 合 力 Ｔ 的作 用 点 到倾 覆 转 动 点 ０ 的 力 臂 一
Ｍ１ 抗 倾 覆 力 矩 Ｍｌ Ｇ１ １ Ｇ Ｌ ，土 压 力 产 生 的 抗 倾 覆 力 矩 很 一 ： Ｌ ＋ ２ ２ｆ 小 忽 略 不 计１ 式 中 ： 一 传力 墩 自重 Ｇ１ Ｌ一 传 力 墩 重 心 至倾 覆转 动 点 ０ 的力 臂 ｌ
则 Ｋ＝ ／ ６ １ ／５ ．４ １ ４ １５满 足 抗 倾 覆 要 求 Ｍ１Ｍ＝ ８ ． ３ １ ＝ ． ＞ ． ３ ５ ９ 注 ： 计 算 中 绞 线 保 护 层 ４５ ｍ， 本 ．ｃ 细石 混 凝 土 台 面 厚 ２５ ｍ， 覆 点 ． 倾 ｃ
Ｏ 取 台 面 底 部 下 ５ｍ 处 ， 以 ｅ ４５ ２５ ５ １ｃ ｃ 所 ＝ ．＋ ．＋ ＝ ２ ｍ ３３抗 滑移 验 算 ．． 张拉 力 合 力 Ｔ ２ ２ ．Ｋ ＝ ９ ９５ Ｎ 抗 滑移 力 Ｔ ＝ ＋ ｐ Ｆ ＩＮ Ｅ ＋ 台 面 未 加 厚 部 分 尺 寸 取 ： ｘ ＝Ｉ ９ ０２．３ Ｂ Ｈ ． ￣ ． Ｃ ０混 凝 土 抗 压 强度 设 ７ 计 值 为 ｆ＝ ５ Ｎ ｍ ｃ １０ ／ ｍ 则 台 面反 力 Ｎ ｆｘ ｘ １ｘ ． ￣ ．× ｏ ＝ ３ ０ ＝ｃ Ｂ Ｈ＝ ５ １ ９ ０２ １ ６ ５ ７ ＫＮ ７ 土 压 力 Ｅ ， 算 结 果 较 小 ， 阻 力 Ｆ亦 很 小 忽 略 不 计 。 ｐ计 摩

及使用情况 。 先 张预应力梁主要优点是 生产周 期短 ， 适用 于工 期 紧、 数量多、 工厂化生产 。因其 设施 费用 一次性 投资较 多 ， 提 为
整体放张法 ， 放张 时 ， ３号 活 动横 梁重 新归位 、 紧其螺 将 锁 母， 千斤顶适度超张拉 ， 松开 １ 号横梁上的锚定螺母 ， 千斤顶 缓慢 回油 ， 达到整体放 张。这 种方法 的优点是操作 方便、 迅
式中 ： 为抗倾覆稳定系数 ； 为抗倾 覆力矩 ； 为倾覆力
矩。
其跨度为 ３ ０ｍ。内设 １ ２线框架式制梁 台座 ， 每线预制 ５片
空心板 ， 一个循环可预制 ２ ０Ｉ ｎ空心板 ６ 。 ０片
验算式应按 ６条生产线同时受 载的最不利情况考虑 ， 并
台座由纵梁 （ 传力柱 ）横梁 、 、 活动 钢横梁 、 横系梁 、 底板
凝土连续空 心板 １３ ８８片 ， 梁板 预 制 工期 为 ２ ０ ０ ６年 ９月 到 ２０ ０７年 ｌ ， ２月 施工时间约为 １ 个月 ， ３ 这样 ， 按生产数量和工 期 要 求 ， 建 立一 个 月 生 产 能 力 为 １０片 以 上 的 预 制 场 。 本 需 ５ 文结合张拉 台座设计与施工的实践 ， 介绍该台座的设计要 点
关键词 ： 先张法 ； 台座 ； 设计及分析
中图分类号：４２ Ｕ４
文献标识码： ｃ
文章编号： ０ — ３３２１ ）７ ０２ — ２ １ ８ ３８ （００ ０ — １２ ０ ０
工具锚将钢铰线 直接 固定在 ３号横梁 上 ， 但钢 铰线浪 费较
在先张法预应力空心板施工 中， 张拉 台座 的设计对梁板
防护墙（ ， 板） 以保证预应力施工时的安全。
１ 张拉 方 法
根据台座实际几何尺寸有关数据确定验算截面和倾覆点 （ 力矩中心）分别计算 和 ， 人公 式验算。 ， 代

要求不小于 1.3遥
N '= 2.6 伊 2 000 = 3 900 kN .
渊6冤
F = 滋渊G 1+ G 2冤=0.4 伊 渊486 + 219.95冤 = 282 kN . 渊7冤
式中院 滋 为摩擦系数袁 对于沙土取 0.4遥
台座底部的被动土压力
蓘 蓸 蔀 蓸 蔀 蓡 Pcp= 酌H K a= 酌H
借自重及土压力产生的摩阻力平衡张拉力产生的水 台座板及传立柱配筋尧 张拉组合钢横梁等方面系统
平滑动袁 因此墩式台座的台墩体积结构庞大尧 埋设 介绍组合张拉台座的设计计算遥
深度大尧 投资较大曰 槽式台座采用端柱及传立柱组 2 组合张拉台座构造
成的框架体系承受张拉力袁 适应张拉力吨位较大的 大型构件[2]遥
渊2冤
3.2 抗倾覆验算
抗倾覆力矩
M 1 = G 1L1+ G 2L2= 19 786.5 kN窑m .
渊3冤
. A式ll中R院 iGg1h为ts锚台Re重s量er曰vLe1d为.锚台重心到倾覆点距
离曰 G 2 为传立柱重量曰 L2 为传力柱重心到倾覆点
距离遥
每槽生产线张拉控制力以 3 906 kN 验算袁 最不
SC I-T E C H IN N O V A T IO N & P R O D U C T IV IT Y
110
晕燥援4 A pr.圆园17袁栽 燥贼葬造 晕燥援279
图 2 组合台座锚固端构造施工图
3 组合张拉台座抗倾覆及抗滑移性计算
3.1 张拉力计算
组合台座设计要同时满足张拉 20 m 与 16 m 跨
1 研究背景与目的
梁需求袁 又能满足台座自身强度尧 刚度及稳定性要

先张法预应力空心板张拉台座结构设计张稳柱 宋殿国 耿小义(辽宁省路桥建设一公司,沈阳　110141)　(辽宁省交通勘测设计院,沈阳　110005)　(辽宁省路桥建设一公司,沈阳　110141) 摘　要　主要介绍先张法预应力空心板张拉台座结构设计的方法。

关键词　先张法　张拉台座　结构设计1　前言近几年来随着经济的增长,高速公路发展越来越快,在高速公路建设中,跨径大于10m的中小桥梁上部结构基本采用先张法预应力空心板。

先张法预应力空心板在预制场中一般集中进行预制,预制场中先张法张拉台座的设计及布设是重要的一环。

2　先张法台座结构的基本要求(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。

(2)横梁须有足够的刚度,受力后挠度应不小于2mm。

(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。

(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。

3　压杆式台座的设计3.1　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L的确定根据下面几个方面:(1)空心板长度L1;(2)一座台座同时预制空心板个数n;(3)空心板端头与张拉横梁之间的距离L2(取决于胶囊端头长度);(4)空心板端头之间距离L3。

L=nL1+2L2+(n-1)L33.2　台座宽度的确定台座宽度主要取决于构件外形尺寸的大小,生产操作的方便程度以及用料经济情况等方面。

台座宽度太窄,会影响模板的安装与拆卸;太宽则需用较大的横梁,用钢量及占地就增多。

式中:B=b1+2b2B———台座内部净宽;b1———空心板底模宽度;b2———压杆内侧面与底模间的距离。

3.3　台座高度的确定压杆式台座一般在地表以上,台座突出地面的高度不宜太大。

先张法预制梁板张拉细化方案一、预应力筋张拉1、锚具安装先将钢铰线放置于底座上，两端用线杆联接器与精轧螺纹钢筋联结。

精轧螺纹钢筋穿过钢横梁，固定端外侧用固定螺栓拧紧，张拉端先将接长螺杆穿过固定横梁，拧上固定螺栓后，再用螺杆联接器与张拉精轧螺纹钢筋接长穿过活动横梁，外侧用螺栓拧紧。

安装时由专人操作。

2、预应力张拉分别采用2台2000KN千斤顶同步张拉，锚具及钢绞线回缩值共为6mm计算。

2个千斤顶同步张拉各分担50%的张拉力。

张拉时严格按照规范执行，采用张拉应力及伸长值双控制选用YM15、YM13夹片式联结器作为联结装置，采用精轧螺纹钢专用螺栓作为固定锚具。

锚具使用前进行全面检查，并具有产品合格证。

张拉程序：0→10%初始张拉控制应力→20%张拉控制应力→100%张拉控制（持荷2分钟）→锚固。

初张拉拉至10%σk时，以此作为初应力，用粉笔在张拉端联结螺杆上作上标记，用钢尺量取初始伸长值L0，接着张拉至20%σk时持荷，量测伸长值L1，再张拉至100%σk，持荷2min后量取终止伸长量L。

则实际伸长量=( L1－L0)＋(L－ L0)=( L＋L1－2L0)。

对比张拉后钢绞线的实际伸长量与理论计算值，两者之间不应超过±6%，张拉过程中，注意保持千斤顶的行程稳定,保证台座受力均衡。

张拉前，接通油管并检查油路是否正常，检查安全设施，保证人员安全，油泵司机控制好油泵，缓慢张拉到100%σk时，持荷2分钟，用钢尺量测伸长值。

二、张拉计算钢绞线伸长值计算：预应力筋的计算伸长值△L=Fp•L/Ap•Ek。

Fp：预应力筋的平均张拉力（KN），直线筋取张拉端的拉力；Ap：预应力筋的截面面积（mm2）；L：预应力筋的长度（mm）；Ek：预应力筋的弹性模量（KN/mm2）。

按上述公式，结合我合同段现场预制台座长度及配置精轧螺纹钢情况，钢绞线经检测(检测报告编号SXGSJC/BG-HNT2009-372-4)符合设计及规范要求，检测结果附后。

苗犀 Ｉ ｌ
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， ） 空 心板 张拉 台座 的设计
， ） Ｉ １ 预 制 场 的 设 置
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图 １ 张拉台座 压柱 及横系梁布置示意图
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年来 ， 我 国关 于路 桥 设计 中疲 劳损 伤 的研究 正在 逐步 发展 ， 取得
路桥设计 中的安全性 和耐久性 是一项 系统工程 ， 作为路 桥建 了一定 的成效 。由于混凝 土技术 的发 展 ， 路 桥设计 中的疲劳 损伤 设工程 中的工作人 员 ， 应该 全面 考虑工 程 的各个 方面 ， 使路 桥工 问题得 到 了很好 的控制 ， 但是 由于钢筋 混凝土结 构 的构件在 使用 程真正达到合理规 范 、 经济 、 安 全 和耐久 。随着我 国社 会和 经济 的过程 中受到腐蚀 和人 为的影响 ， 其动 态性能 和疲劳性 研究 的难 的迅速发展 ， 路 桥建设 的数 量和 规模 都在迅 猛 的扩大 ， 路桥 设计
题造成 路桥 内部不 能恢 复的损伤 ， 使得路 桥在正 常承 载下 的工作
状态 发生变化 ， 由此可能危 害路 桥的安全性和耐久性 。
・
［ ３ ］ 杨先义． 浅析路桥设 计 中的安全 性和耐 久性 ［ Ｊ ］ ． 科技 创新
与应用 ， ２ ０ １ ３ （ １ ） ： ５ ６ － ５ ７ ．
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４
・１ ７ ５・

先张法预应力施工标准[先张法施工工艺]先张法施工工艺台座是先张法施加悬臂的主要设备之一，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。

后张拉台座必须在受力后不殒命、不移动、不变形。

张拉台座类型：按构造形式分为框架式、槽式和墩式；按受力形式分轴心压柱式、偏心压柱式和无压柱式；按使用分可拆装配式和固定式；按材料分钢筋混凝土式、钢筋混凝土和型钢组合式及钢管混凝土式等。

墩式和槽式张拉台座的形式与构造见图13-111。

台座的长度和宽度根据厚度施工现场的实展毛情况和生产板梁的数量决定，长度一般为50m～120m。

台座主要由底板、承力架(支承架)、梁、定位盖板和固端装置装置几部分组成，见图13-111。

：1．地板有混凝土台面或装配式台面两种，作为预制构件的底模。

其宽度由制作预应力构件的宽度决定。

’2．承力架或支承架台座的主要就受力结构，是台座的支承架。

它要求承受全部张拉力，在制造时，要保证承力架变形小、经济、安全、便于操作等。

其形式很多，如框架式、墩式、槽式等。

3．横梁将预应力筋的张拉力传给承力架的横向构件，常用型钢摄制或混凝土混凝土制作。

其断面尺寸由横梁的跨径，张拉力的大小决定，并且应保证刚度和平衡的要求。

4．定位板用来固定预应力搓的位置，一般是用钢板制成，连接在横梁上，它必须可以保证承受张拉力后，具有足够的强度和刚度。

孔的位置按照粱体预应力筋的位置设置，孔径比力筋大2mm～ 4mm，以便于穿筋。

5．固定端装置用于力筋位置并在梁预制完成后放松力筋，它设在非张拉端，仅用于一端配线的先张台座。

现将较多采用的几种张拉台座简述如下。

(一)框架式台座此类台座由纵梁(压柱)、横梁、横系梁组成框架，承受张拉力。

一般是改用钢筋混凝土在现场整体浇筑。

其中横梁也可采用装配式型钢组合梁，现场只浇筑混凝土纵梁和系梁。

底板应挑选在硬地基上，若有间歇性软土需软土进行地基处理，压实整平地基后铺设砾石(碎石)层，浇筑混凝土底板。

侧板标高要严格控制，要求底板平整、光滑，可直接作底模板。

先张法张拉台座计算书一、尺寸拟定：见下图其中：l1——G1点至O点的水平距离；l2——G2点至O点的水平距离；l3——G3点至O点的水平距离；l4——G4点至O点的水平距离；N——预应力钢绞线的张拉力；h1——N作用点至O点的垂直距离；N′——台面的抵抗力；F——砼台座与土的摩擦力；E p′——台座底部和座面上土压力的合力；P cp——台座后面的最大土压力；γ——土的容重，取γ=18 KN/m3；φ——土的内摩擦角；H——台座的埋设深度；h——台座板厚度；h0——截面的有效高度；e0——轴向力对截面重心的偏心距；e a——附加偏心距，当e0≥0.3h0时，取e a =0。

二、基本设定：1．生产台座最大张力为：187.46KN/根×16根=2999.36KN≈3000KN。

2．在制作台座时，8线台座是整体浇筑，为计算方便，偏安全计，每个台座均为单独受力而不传递到相邻台座。

3．考虑到台座受力后的倾覆趋势，取倾覆转点在悬伸臂自由端砼面下5cm处。

4．台座配筋计算，假定拉区砼退出工作，拉区钢筋应力达到钢筋抗拉强度，压区砼应力用等效矩形应力图代替，达到砼弯曲抗压强度设计值。

三、抗倾覆验算：G1=25×3.0×1.0×2.0=150KNG2=25×0.5×(1.4+1.0)×0.4×2.0=24KNG3=25×0.5×(1.4+1.0)×0.4×0.5×2=12KNG4=25×2.6×1.0×2.0=130KNl1=3.5m，l2≈2.8m，l3≈3.5m，l4=1.3m平衡力矩：M r=G1l1＋G2l2＋G3l3＋G4l4=150×3.5＋24×2.8＋12×3.5＋130×1.3=803.2KN·m倾覆力矩：M DV=N·h1=3000×0.10=300KN·m抗倾覆安全系数：K=M r/M DV=803.2/300=2.68>1.5——安全四、抗滑移验算：Nˊ=φf c A/(K1·K2)=（1×10×2.0×0.4×103）/（1.55×1.5）=3441KNφ——轴心受压纵向弯曲系数，取φ=1；f c——砼轴心抗压设计强度，取f c =10.0Mpa；A——垫层截面积，取A=2.0×0.4=0.8m2；K1——砼轴心受压基本安全系数，取K1=1.55；K2——考虑垫层截面不均匀等因素的附加安全系数，取K2=1.5；μ——摩擦系数，砂土取μ=0.4F=μ·（G1＋G2＋G3＋G4）=0.4(150＋24＋12＋130)=126.4KN台座底部的被动土压力：γ=18KN/m3，φ=30°p cp=γH[tg2(45°＋φ/2)－tg2(45°－φ/2)]=18×3×[tg2(45°＋15°)－tg2(45°－15°)]=18×3×(3－1/3) =144KN/m2pˊ=hp cp/H=（1.0×144）/3.0=48KN/m2E pˊ=[(p cp＋pˊ)·(H－h)·B]/2=[(144＋48)×(3－1)×2]/2=384KN抗滑安全系数：K=（Nˊ＋F＋E pˊ）/N=（3441＋126.4＋384）/3000=1.32>1.3——安全五、截面设计1．牛腿配筋计算h0=3000－40=2960mmA g=Nh1/0.85h0f g=（3000×100×103）/（0.85×2960×210）=568mm2最小配筋率（A g/bh0）不应小于0.2%故A g=0.002×1000×2960=5920mm2取16根φ22 ：A g=380.1×16=6082mm22．弯起钢筋A g计算本台座h1/h0=100/2960=0.03<0.3，应按规范要求配筋：A g=0.0015bh0=0.0015×1000×2960=4440mm2选用12φ22钢筋A g=12×380.1=4561 mm 2牛腿采用水平箍筋φ10且双肢箍，间距100 mm，满足规范要求。

张拉 台座 是施 加 预应 力 的重 要 组成 部 分 ，需 要有 足 够 的强度 、刚度 和稳 定 性 ，湟 西 Ｂ标用 ２根 ｂ０的 ４ 工 字 钢 和厚 １ｒ 的钢 板 焊接 组 成 钢横 梁 ，然 后 再 焊 ｍ ６ ａ （ 弯起 钢 筋 纵 向受 拉 钢筋 的截 面 面
弯起 钢 筋计 算 ： 通 过计 算 ，
式 （ ） ，尼：砼 的强 度 ；Ａ：截 面 积 ；０ ４中 ：稳 定 系 数 ，
２ 台及墩 的抗倾覆验算
先张法 预 应 力空心 板 粱 张拉 台座 的设 计示 意 图 见
图 １
ｌ ２０ 。 １ ． 。 ５０ 一 ３０ Ｊ０ 一１
经 计算 ，Ｎ ２ ８ｋ 。 ：１４０ Ｎ （） 台座 与 土体 问 的摩擦力 ： ２
Ｆ Ｇｌ － ＋Ｇ２ ＋Ｇ３ ＋Ｇ４ ＋Ｇ５ （） ５
式 （ ） ，Ｇ 、Ｇ 、Ｇ 、Ｇ 、Ｇ ：台座部 分 的重力 。 ５中 经 计算 ，Ｆ＝４ １ ｋ 。 ２． Ｎ ２
（） 台座底 部 的被 动土 压力 ： ３
Ｐ ，Ｖ ［ ２ ４ 。 ＋Ｑ ２ 一ｔ２ ４ 。 一Ｑ ２ ］ ￣ Ｈｔ （ ５ ＝ ｇ ／ ） ｇ （５ ／） （） ６
压强 度 Ｆ＝ＩＭＰ ；混 凝 土 台座 采 用 Ｃ ５混 凝 土 ，钢 Ｏ ａ ２
筋混 凝土 比重 ｒ ５ ０ ｇ１～ ＝２ ０ ｋ ・Ｉ、摩擦 系 数 ＝０４ Ｔ ． 、地 基
土 壤 为 砂 砾 土 （ 则 须 进 行 换 填 ）、 内摩 擦 角 Ｑ ： 否
２ 。 ，锚 板 采 用 １ｒｍ钢 板 加工 而 成 ，钢 横 梁 采用 ０ ６ ａ ２根 ｂ ０－ 字钢 和钢 板加 而成 。 ４ １ Ｉ 二
积 ） ８４ ｍ。 ＝８ １ｒ ａ

12*500
650
Φ12 ①
690
Φ12 ③
30
Φ12 ②
289 229 30
φ8 ④
140 5
30
30
张拉台座底系梁配筋表
编号 规格 1 Φ12
13、16m 桥板张拉台座底系梁钢筋表 长度(cm) 根数 总长(m) 共重
690
2*13
2 Φ12
4*13
②
3 Φ12
289
2*13
4 φ8
130
18*13
高淄路高青至新城段改建工程
13、16m 桥板张拉台座
张拉台座一般构造图
设 计:
复 核:
纵断图
横断图
④
·· ·· · · ··· · ·· · · ·· ··
··
··
··
··
①
·· ③ ··
·· ②
··
·· ··
Φ16@20 ①
765 455
310
④
⑤④
Φ16@10 ②
620 310
310
Φ8@20 ④
Φ16 ④ 385
Φ16 ⑤ 405
Φ16 ⑥ 425
160 65
120
40
170 65
130
40
180 65
140
40
Φ16 ⑦
480 40
150 100
150
40
Φ8 ⑧
320 5
100
55
Φ8 ⑨ 平均 230
5 95～20
55
高淄路高青至新城段改建工程
13、16m 桥板张拉台座
Φ16 ⑦ 425
13、16m 桥板张拉台座支撑梁钢筋表 长度(cm) 根数 总长(m) 共重