预制场台座计算

1、先张法预应力空心板梁台座的设计与施工1预制场的总体布置由于需要生产的空心板梁数量较大，同时工期也较紧，为确保在合同规定的工期内保质保量地完成施工任务，考虑到空心板梁安装及当地实际地形的情况，项目部决定在冷坑互通A匝道区征300米长56米宽场地设置空心板梁预制场，该块场地处于当地的水田内，表层为耕植土。预制场分为预制区、存梁区、搅拌站、仓库、钢筋制作区及生活区。预制区又分为1块张拉台座，设10条张拉底板，每条张拉底板可同时生产空心板梁6片。整个预制场理论上满负荷可同时生产空心板梁 60片。2先张法预应力台座的设计2.1空心板梁的断面型式先张法空心板梁预应力筋为15.2 （ 7$ 5 ）的高强低松

2、驰钢铰线，16m先张法板梁中板 14根钢绞线、边板17根钢绞线，20m先张法板梁中板18根钢绞线、边板 21根钢绞线，布置在底 板呈直线分布，断面型式见附图1。部分预应力有效长度范围以外部分采用硬塑料管套住，进行失效处理，以减少端部局部承压 力。预应力钢铰线标准强度Ry=1860MPa,张拉控制应力为 0.7fpk=1302Mpa。采用自锚式千斤顶张拉钢铰线。钢铰线张拉顺序为：0t初始应力t 103%b k（锚固）。预应力混凝土设计标号为C502.2台座的设计先张法台座采用传力柱、系梁连接的框架箱式结构布置，使整个张拉台座形成一个整体。台座张拉端与锚固端端头均采用加大加深的型式，以防止张拉台座

3、在10条底板均完成钢铰线张拉时（即台座的最不利受力时）倾覆与滑移，传力柱尺寸为bx h=600mmx 800mm台座的各混凝土部分均采用C30混凝土。一块台座纵向总长度组成为124m，台座的布置及各部位具体尺寸见附图2。台座的设计计算主要包括： 台座的抗倾覆验算， 抗滑移验算，传力柱的配筋计算，钢横梁的选取验算，砂箱的设计。台座的抗倾覆验算首先建立台座的受力计算模型，当同一个台座中10条底板全部张拉完成时，即为台座抗倾覆的最不利受力情况，受力模型见附图3取整块张拉台座作为受力分析对象，所需各基础数据为：台座各部分混凝土部分均采用C3032混凝土现浇，单位重为24kN/m，钢铰线张拉控制应力为1

4、302MPa，其公称截面积为 139.98mm。取台座绕0点的力矩，不考虑 20cm厚传力柱间混凝土调平层及5cm水磨石底板的作用，并忽略土压力的作用。最不利荷载：N=1302 X 139.98 X 21 X 10=38274KN, G1=28.56 X 2 X 2.5 X 2400 X 10=3427.2KN， G2=0.6 X 0.80 X 8X 11 X 2400 X 10=1013.8KN，h1=1.2-0.80=0.40m，L1=9.25m，L2=4m,则：平衡力矩： M=G1X L1+G2X L2=3427.2 X 9.25+1013.8 X 4=35756.8KN m倾覆力矩：M

5、Dv=NX h1=38274 X 0.40=15309.6KN m抗倾覆安全系数：«=平衡力矩/倾覆力矩=35756.8/15309.6=2.34>1.5（安全）传力柱的设计张拉台座张拉端采用砂箱作为活动钢横梁的支撑，锚固端使用固定长钢横梁横向通长布置，焊接于预埋在传力柱的钢板上。砂箱受力后及锚固端固定钢横梁的轴心在传力柱的横断面位置均应与传力柱的中性轴位置重合，使传力柱基本上处于轴心受压的受力状态传力柱的计算长度 L0根据两端固定及现场实际情况整体考虑进行取值，取L0=20，则计算长细比入=L°/b=20/0.6=33.33，通过查表得纵向弯曲系数=0.46。当同一

6、个台座10条底板钢绞线全部张拉完成时，即为传力柱的最不利受力情况，每条传力柱的最不利荷载 =(1302 X 139.98 X21 X 10) /11=3480KN，计算时取Nj =3500KN,轴心受压构件正截面承载力计算式为：11Nj 乞 Nu = ： b ( RaA R'gA'g)bR ' gs,'1b =0.95 ;c =1.25 ;s=1.25¥cYs式中：b 结构工作条件系数，c混凝土安全系数，S 钢筋安全系数，Ra 混凝土轴心抗压设计强度，Ra =17.5MPa;R'g 钢筋的抗压设计强度，R'g =340 MPa;)/(0

7、.46X(0.95X1.25)X340)则可得：A' g= ( 3500-0.46X (0.95/1.25)X17.5X0.482=2942mm、 . 2 、 .主筋选用10根$ 20的H级钢筋，则A'g =3140 mm,箍筋选用$ 8的I级钢筋，纵向间距25cm。 传力柱的配筋图见附图4钢横梁的选取张拉端及锚固端均设有钢横梁，所不同的是，在张拉端的钢横梁是活动的，锚固端的钢横梁是整体通常焊接在传力梁上固定的，它们均可以近似地认为是承受钢铰线作用的均布荷载，取最不利受力情况， 即张拉端活动钢横梁进行分析，这样就可以建立钢横梁的受力模 型见附图5:规范要求，钢横梁要有足够的强度

8、和刚度，在受力后产生的挠度要小于2mm均布荷载：q= (1302X139.98X21 ) X1.5=2470KN/m22最大弯矩：M=1/8ql =2470X1.5 /8=695KN/m 则 W=M/F=695X10/315=2207X103mm 选用16Mn钢，2根I 45a，则W=1432.9X1O3X2=2866X10mm>22O7X1O3V=ql/2=2470X1.5/2=1852.5KN3剪应力为：T=V/F=1852.5X10 /(10240X2)=90.5Mpa<F v=185Mpa钢横梁的变形：44543 max=5ql /384EI < 3 =L/400=5

9、X2470X1500 /(384X2X10 X22780X10X2) =1.79=1.8mm<2mm<L/400=3.75mm式中：Wx 工字钢截面抗惯性矩；F 工字钢截面面积。3先张法预应力台座的施工40cm，使台座的基础比四周的原地面3.1预制场基础的处理预制场在台座开始施工前，在台座范围内用砾石回填 稍高，用压路机碾压密实，并在纵向距台座 0.5m 的地方挖好排水沟，这样就能使在雨天及养生 用水可以顺利地排出台座，不至于积聚于台座周围，影响施工作业。3.2 台座的施工台座两端的施工 台座的张拉端及锚固端的混凝土因其体积较大，可采用片石混凝土。需 要注意的是， 在张拉端台座与砂箱接触的位置， 应预埋厚 2cm 的钢板，钢板上应焊接钢筋伸入张 拉端台座内部， 使砂箱所受的张拉力能均匀地传到台座上， 使该部位不会因局部压力过大而产生 混凝土破坏。 锚固端则应在台座上预埋焊接固定钢横梁的钢板， 所有预埋钢板的位置均应预埋准 确。传力柱的施工 因混凝土传力柱为细长受力构件，施工顺直度的好坏，将会影响到台座的 受力性能。 因此， 在混凝土传力柱施工时， 应使用经纬仪观测传力柱模板的顺直度。传力柱内的 钢筋可分节段制作，再运至开挖好的基础内进行焊接连接，以保证钢筋顺直。系梁的施工 传力柱间横向设置 4道混凝土系梁，尺寸为 bx