简易张拉台座的设计与施工

1、简易张拉台座的设计与施工徐增荣 中铁十一局集团四公司摘要本文提出一种尤其适合生产规模较小的预制场的简易张拉台座，具有造价低廉、制作简单、施工方便、安全可靠的特点。关键词简易 台座 设计 施工张拉台座是先张梁预制场最关键的大型临时设施。台座的设计是否安全可靠直接关系到预应力梁是否能制作成功、操作人员及设备是否安全，同时台座的设计是否合理也直接影响到预制梁的施工进度和质量。因此，工程技术人员在台座的设计与施工上都是相当慎重的，甚至于保守。1.传统台座的优缺点目前，绝大多数施工单位在先张梁施工中所使用的都是有压柱式张拉台座其中运用最广的又是槽式张拉台座。这种台座的最大特点就是安全可靠、稳定性好、便于

2、蒸汽养护。但这种台座造价较高，预制梁时绑钢筋、立模板、拆模板、模板搬运、砼浇注等工序都在槽中进行，空间狭小，操作较为困难。尤其是砼浇注，由于砼输送车不能充分靠近，砼不能直接入模，必须使用其它传输设备倒运（当然如果使用砼输送泵直接由拌合站输送入模那又另当别论了。但当前公路、铁路建设中一般砼圬工都较为分散，且每一工点需要砼数量也小，砼集中拌和较为普遍，因而砼输送车一般是必备设备。考虑设备充分利用，一般不再配备输送泵）。另外，需要配备大型龙门吊进行移梁和存梁作业，场地只能纵向布置。笔者经过多年的现场实践，总结了一套比较适合生产规模较小、工期较短、不需要投入大量大型机械设备、同时又比较安全可靠的简易张

3、拉台座的设计方案。2.台座设计本文介绍的张拉台座为墩式台座，其结构特点如图一所示。它主要由L形钢筋砼结构、干码片石平衡体、台面三部分组成。由于其充分利用了台座两端墩的重力、墩与土的磨擦力、土压力、台面抗力等自然力来平衡倾覆和滑移力，因而可节省工程量。本文以跨度为20 米梁的生产台为例说明台座的设计情况。台座两立柱之间距离B=1.5m，台座墩宽2m，墩用C40 砼,台面用C30 砼,台面厚度25cm，台面宽2 米。最大张拉力T=2929.5KN 来进行如座稳定性验算（倾覆稳定性，滑移稳定性）。300T台座正面图图一2.1 受力分析及力的计算台座受钢绞线的张拉力时，有墩上反压片石G1、墩底板重力G

4、2、墩立柱重力G3、墩正面被动土压力EP、墩侧面主动土压力产生的向下和向后的摩阻力F、墩底板与基底的摩阻力F、墩立柱正面受台面抗力N。控制张拉力：T=con*Ap*n=1860*0.75*106*15*140*10-6=2929.5KNG1=499KN,G2=100KN,G3=91KN，其对O 点作用距离分别为2.6M、2.5M、0.5M。取土与墩的磨擦系数为0.5，侧压力系数为0.3，土的容重为17KN/M3，则F=57.4KN(其对O 点的作用距力为3.37M，对于单个的台座F还应乘2，对于并列在一起的多个台座只能取57.4KN)。F=（G1+G2+G3）*0.5=345KN被动土压力计算

5、EP:ESP=*H*tan2(450+/2), =350, =17KN/m3,H=3.0mESP=188.2KN/m2EP=ESP*H*B/2=564.6KN(其对O 点的作用距为1M)台面抗力N 的计算：台面实际上是一偏心受压的细长杆，台面表面砼受到的压力较底面一侧大，但影响台面抗力主要是台面的稳定系数，所以近似计算仍然可以采用轴心受压杆计算N=AR（A 为台面横断面积取0.55M2，R 为台面砼抗压强度取30Mpa,为长细压杆稳定系数，以台座全长为100M 计，其长细比为400，根据试验资料得出的稳定系数小于0.19，但试验资料是在细杆没有侧向约束的情况下得出的，实际施工中因为台面是嵌入在

6、地面下，且每3M 设锚梁一道，这都大大地增强了台面的稳定性，这里取=0.28）则计算N=4620KN.2.2 倾覆稳定性对O 点取矩。倾覆力矩MQ=2929.5*3.1=9081.45（KN*M）抗倾覆力矩MK=499*2.6+100*2.5+910.5+57.43.37+5641+46202.8=15286.3（KN*M）倾覆稳定性系数KK=MK/MQ=15286.3/9081.45=1.68>1.52.3 滑移稳定性滑移力TH=2929.5KN抗滑力TK=F+F+EP+N=345+57.4+564+4620=5586.3(KN)滑移稳定性系数KH=TK/TH=5586.3/2929.

7、5=1.91>1.3对于墩立柱的抗剪、抗弯等力学性能的检算及配筋设计这里不再赘述3.台座的施工本文介绍的这种台座在预应力梁的施工中具有很多优点，其本身的施工也比较容易，但其施工质量却不能有半点马虎，尤其应重视以下几个方面：3.1 墩柱的施工台座立柱是台座直接承受张力的承力柱。施工中一定要保持左右两柱在安装横梁的一面处于同一条直线上，并垂直于台座轴线。以免立柱承受扭矩或与横梁接触处不平造成应力集中而破坏立柱。所以在安装模板时要保证模板位置尺寸准确、支撑牢固，灌注砼时要振捣密实，为了改善立柱与横梁接触面的受力状况，在浇筑立柱时可预埋2cm厚钢板，钢板平面尺寸视横梁支承板尺寸而定。3.2 台面

8、的施工台面是台座重要的受力部位，由于台面是一根细长的受压杆，随着台座的增长，其稳定性越来越小，施工时要使台面轴线保持在一条直线上。为了增强台面的稳定性，台面两侧要用土填平夯实。同时台面一般又作为预应力梁的底模，施工中应全面考虑。目前，通常有这样几种作法：1台面采用水磨石砼作为梁底模。但预应梁在放张时往往在台座上有小距离移动，容易造成底模破坏，给后续生产的梁外观质量带来不好的影响，这种方法现在一般不用。2在台面砼上镶铺高分子聚合板（作印刷电路用的塑料板），这样的底模生产的板梁底部光亮平整，但聚合板不易同底座固定，且造价不低、使用寿命也不长，同时还存在温度变形的缺点。3在砼底座上镶铺钢板作为底模。

9、这种方法具有使用周期长的优点，但钢板同样存在温度变形的问题。尤其是在盛夏烈日当空时变形更是显著。施工单位为了提高梁底的外观质量一般不愿在底模上设伸缩缝，那么要解决这一问题只有两种方法：一种使钢板和砼底座可以纵向相对运动，但处理较复杂且由于钢板与底座间的连接为活动连接，钢板与底座的连接栓存在间隙使得钢板大面并不平整，同时还给加固模板带来了不便； 另一种是在一定温度下将钢板强行锁定即将钢板焊接在砼底座中预埋的角钢上（如图二），这种方法比较简单也较有效，但只解决了钢板的纵向变形问题，钢板横向变形仍然存在。由于钢板横向长度（即底模宽度）较小，由于变形产生的隆起并不明显，对施工质量的影响在可以接受范围内

10、。图二3.3 台座墩的施工墩基础开挖应尽量避免超挖，超挖部分应用砂性土夯填密实，尤其是墩立柱前超挖部分应以片石夹砂填实，以增强墩与基坑壁土壤的磨擦力。墩底板上以干码片石堆填，并以中粗砂填缝，以增大平衡重力。3.4.台座的平面布置根据预制场投入的设备情况和场地的不同，台座与存梁场有横向布置（即存梁场在台座两端）和纵向布置（即存梁场在如座两侧）两种方式。如果预制场投入龙门吊和砼输送泵，场地较长则可纵向布置，如图三。如果场地较短且只配备吊车和输送车，则可采用横向布置方式，如图四。前者适合生产规模较大的预制场，后者适合生产规模较小的预制场。根据目前建筑市场单个合同段梁的生产规模一般不大，且吊车和砼输送

11、车都是必备设备，为了提高设备的综合利用率，横向布置更具灵活性。4.工程案例案例一：京包高速公路5标共有各种预应力梁144片，最长梁跨16M。预制场设张拉台座一道，长68M，可一次生产16M 梁4片或13M 梁5片或10M梁6片，台座与存梁场呈横向布局。预制场除一台300L 滚筒式拌和机和两台300L 翻斗车外没有投入任何大型设备，人工移梁，整个预制场役入资金不足5万元。生产高峰期，最短周期为4 天。工期四个月，无一例工伤事故，板梁质量为整个京包高速最优。案例二：国道110改建工程1标共有各型预应力梁210片，最大梁跨20M，设70M 台座1道 ，横向布局。除张拉设备外没有为预制场投入一套专用设

12、备，所用拌和站、吊车、砼输送车都为整个工地所共用，预制场专用设施投入不足7万元。生产高峰期，循环周期4 天。制梁工期五个月，无一例工伤事故，板梁质量优良。5.结束语经过实践证明，本文提出一种适合生产规模较小的预制场的简易张拉台座，具有造价低廉、制作简单、施工方便、安全可靠的特点。参考文献1 龚文惠. 土力学 M. 武汉：华中科技大学, 2007-032 廖元裳.钢筋混凝土桥 M.北京:中国铁道出版社,1997. 6563 黄棠.结构设计原理 M.北京: 高等教育出版社,1995.21664 姚玲森.桥梁工程 M.北京：人民交通出版社,1996. 25345 贾金青 陈凤山.桥梁工程设计计算过方

13、法及应用 M.北京：中国建筑工业出版社.2004. 23356 李廉昆等.结构力学 M.北京:高等教育出版社,2000. 21641、40mT梁预制台座如何配筋?如何检算?40mT梁预制台座只需在两端受力集中段基础配12的螺纹钢筋网片就可以了，一般T梁张拉前重力均匀分布，张拉后重力集中分布到两端，所以两端的基础要加强，此时可以把基础做成50cm厚，长与宽均为2m，台座两端各2米由基础直接承重，钢筋网片布设2层，间距20*20cm。检算方法：张拉前假如T梁重量为100吨，台座长40，等于每米承受重量2.5吨，每米台座受力面积为0.4平方米，此时验算0.4平方米台座能否承受2.5吨重力就可以了。张

14、拉后假如T梁重量为100吨，此时由于T梁由于张拉出现向上的拱度，T梁的重量基本上都集中于台座两端各2米位置，等于台座两端的2米承受T梁重量的一半为50吨，每米台座受力面积为0.4平方米，此时验算0.4平方米台座能否承受25吨重力就可以了。2、还有后张法中的正弯矩,负弯矩正负是怎么分的?为什么叫正,负?后张法的梁由于在跨中位置受到向下的荷载力，所以弯矩方向向下，此时又称正弯矩;两端位置受到的反力向上，此时的弯矩也向上，又称为负弯矩。具体参考力学书籍。配筋一般都要根据计算确定，要检算台座的强度是否满足、地基是否出现不均匀沉降以及梁的预拱度要求。对于正负弯矩的概念就是弯矩图在一个坐标系中位置的问题，

15、一般认为竖直向上为正。反之为负。其实台座基坑开挖后基底的处理更重要，我上个工地配筋也好，扩大基础的尺寸构造也好都设计的很好，在施工时忽略了基底承载力的问题，后面台座开裂，只得处理而耽误工期。所以最好开挖后验算一下基底承载力是否能否承上T梁+模板+施工荷载的承重。可自行计算。金城江五桥先张法预应力T梁钢台座施工方案 【摘 要】文章介绍了金城江五桥先张法预应力T梁钢台座的施工要点和预应力施加及放松的注意事项。【关键词】先张法；钢台座；施工先张法预应力梁是在专门的台座上张拉钢绞线，用锚具将张拉力临时固定在台座上，然后灌注混凝土。待其强度达到设计强度的80%后放松钢绞线。通过钢绞线与混凝土之间的粘结力

16、实现梁的预应力。但需要有专门的张拉台座。本文主要介绍采用钢台座进行先张法预应力T梁施工的一些要点。一、概 述金城江五桥拱上T梁为先张法预应力梁，L=12.4米，共计210片，每片梁的预应力筋为12根15.24mm钢绞线，分三层布置，总的张拉力达到250t。考虑到既有设备和现场制梁场地的土质较为松软，本桥采用钢台座进行施工。二、张拉台座的设计（一）钢台座的拼装台座采用英式钢塔进行拼装。拼装长度为56米以满足一次能够生产4片梁，宽度为3.1米以保证装拆模板的空间。钢塔分左右两组，每组分上下两层，两组钢塔之间在下层用钢横联进行连接，每根钢横联用2根T5连接组成。上下两层钢塔采用22拉杆对拉，中间夹垫

17、木的办法来进行联结，并在两端头处设一块钢板进行封端连结以增加其整体性。在钢塔每个接头底部均设置一块混凝土垫座，两端头各设一个混凝土工作平台。每端钢横梁采用4根I63a工字钢，每根长3.8米。分为2组，每组2根，每组的2根工字钢用钢板焊接来联结，两组间通过中间夹垫木两侧焊钢板进行联成整体。钢横梁采用砂箱作为放松装置。锚梁采用836c槽钢组成，锚板用=20mm钢板，钢板和锚梁焊接整体，按预应力钢筋的位置钻20的孔眼，定位准确后锚梁与钢横梁进行焊接。 （二）制梁台面在张拉台座内进行地面硬化，在硬化地面上浇注C15混凝土模板支墩，支墩面上铺设钢模板作为T梁底模。（三）钢台座的检算1结构总体稳定计算。计

18、算轴心受压构件后纵向弯曲系数：1=L0÷b=56000÷（304×2+280）=63<100可。查表得：1=0.8计算值N/Am=2500×103÷（100×4×102）=62.5Mpa>0.15×0.8×140=16.8Mpa取=1-n1N2÷(2EAm)m=1-1.7×2500×103×632÷(2×2.1×105×100×4×102)×1=0.797弯曲面与检算面相同,取2=1M

19、=2500×103×80=2×108N.mm=N/Am+1/(2)×M/Wm=2500×103÷(4×100×102)+0.8÷0.797×2×108÷(13296×104×4+4×100×102×2542)=62.5+1×2×108÷(31.1248×108)=62.561Mpa<0.9×140=126Mpa整体稳定满足要求。2同理进行单肢稳定检算也能满足要求。3钢横梁

20、计算：W需=M/f=19.375×106÷1700=11397cm3用4I63a工字钢W=2984.3×4=11937.2>11397可。剪力为V=1/2N=1/2×2500=1250KN钢梁剪应力：=V/F=1250×103÷(154.9×102×4)=20.15Mpa<fv钢梁的变形值:Wmax=PL3/48EI=2500×103×31003÷(48×2.1×105×94004×104×4)=1.965mm<L/4

21、00=3100/400=7.75mm可。4最后对锚梁及锚板的强度进行检算均能满足要求。 三、预应力筋张拉 (下转第141页)(上接第139页)本桥采用单根单向张拉整体放松工艺，张拉前检查张拉横梁及锚板与底模的相对位置是否正确；张拉设备，特别是锚具等，不得有暗伤，病疵；对千斤顶、油表进行定期标定；每根钢绞线是否与设计图钢绞线的编号相符，螺旋钢筋、塑料套管是否按设计图安置对位；张拉钢绞线安全防护设施及警戒人员是否到位。（一）总的张拉流程为0 0.1K立侧模0.8KK（持荷2min）锚固灌筑混凝土。张拉时采用分次循环张拉的方法从两侧向中间对角进行。（二）张拉应力的控制1应力损失测定试验。每条张拉线上的砂箱内直径、长度必须相同，砂筒灌进砂的体积及砂细度模数必须相同。张拉前测定砂筒活塞外露部分的长度（两砂筒活塞外露长度必须相同），当张拉钢绞线时，张拉横梁压缩砂筒活塞，活塞压缩砂筒内的砂，活塞运动停止即证明砂筒内的砂已被压实。先张拉两侧各一根钢绞线，至砂筒活塞停止运动时测定拉力数据，此数据不计入应力损失值