先张法台座结构验算

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=0.07m

M=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=357120N

L=3.55M

M1=357120×3.55=1267776 N·M

K0=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≥1.3

K c——抗滑移系数，按照规范要求，应不小于1.3

N1——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。因此台墩与台面共同工作时，可不做抗滑验算，而应验算台面和承力墙的承载力合力P。

P=P1+P2=ψA1f c/K1K2+ψA2f c/K1K2

ψ——轴心受压构件纵向弯曲系数，取ψ=1。

A1——台面截面面积A1=2123×300=636900mm2

A2——承力墙截面面积A2=500×500=250000mm2

K1——超载系数，取1.25

K2——考虑台面不均匀和其他影响因素的附加安全系数，K2=1.5

f c——混凝土轴心抗压强度设计值，C30混凝土取f c=14.3Mpa

P1——台面承载力

P2——承力墙承载力

P=1×636900×14.3/(1.25×1.5)+1×250000×14.3/(1.25×

1.5)=6764.1KN＞=5000KN(安全)

三、台墩混凝土抗压强度验算

牛腿部分为C50混凝土，轴心抗压强度设计值取23.1Mpa,压力按简支最不利状态5000KN考虑，牛腿的预埋钢板承力面按照800mm×600mm考虑，固定横梁后面混凝土受轴心压力为：5000×1000÷(800×600)=10.42Mpa＜23.1Mpa(安全)

四、钢横梁挠度计算

由于本预制场的空心板梁设计较为特殊，20M预应力空心板梁采用了22根钢绞线。由于板梁较宽，导致相应的钢横梁长度增加，使得同等条件下横梁跨中挠度加大，故对钢横梁的要求也相应提高。固定钢横梁取用56a工字钢焊接钢板加工制成，钢横梁的长度取2.65米(台座两边牛腿中心线之间的距离)，横梁的相应钢绞线位置及受力图示见附图，按简支梁考虑，其跨中最大挠度值按照挠度叠加进行计算，具体计算见“钢横梁受力计算表”。

叠加后挠度为1.567mm＜2mm

故满足规范要求。