预应力混凝土空心板梁台座设计与验算

预应力混凝土空心板梁台座设计与验算

在桥梁施工中，预制安装广泛应用于现场，台座的设计和施工是预制安装的关键。目前，平台的形状可分为三种类型：桩型、槽型和换埋式。其组成部分结构可分为三种类型：钢结构结构、混凝土结构和混凝土混合结构。本文主要介绍了由钢梁、混凝土提升台和平台组成的平台的设计和体验。1空心板梁预制场某一号大桥和二号大桥上部构造为张法预应力钢筋混凝土空心板梁,两座桥共长300m、14跨、224片空心板梁,为确保合同工期,决定将预制场建在两桥之间的路基上,以便桥梁上部工程、下部工程、路基工程能够同步施工。2张拉工艺板定位板台座主要由张拉横梁(定位板)、混凝土台墩和台面三大部组成,平面布置见图1。张拉横梁(定位板)采用钢结构,由60mm厚的钢板焊制而成,见图2(单位:mm,以下同)。台墩采用钢筋混凝土结构,长200cm、宽80cm、高150cm,见图3,台面采用钢筋混凝土结构,抗渗8级,水磨石表面,见图4。3每根钢绞线力学性能由设计资料可知:每块空心板共有14根钢绞线,每根钢绞线控制力为196kN,总张拉力为:2744kN,超张拉力为:Fmax=1.05×2744=2881.2kN。3.1张拉梁力学测试(1)剪应力验证(2)压力梯度测试式中:τmax为最大剪应力;A为面积;σmax为最大压应力;Fmax为最大受力;fmax为最大挠度;E为弹性模量;I为惯性矩。3.2台湾的力学试验计算(1)抗倾覆稳定性M1=2P土h/3+G1L/2+1.75G2+1.75P1式中:M1为抗倾覆力矩,kN-m;P土为土压力,kN;G1、G2为台墩自重;P1为锚定力,kN。摩擦角mP土=1/2γh2bm2式中:γ为土容重,18000kN/m3;h为高度,1.1m;b为接触宽度,0.8m;m=tg(45°+Ø/2)=1.732;Ø为内摩擦角,30°。P土=1/2×18000×1.12×0.8×1.7322=26134kN2混凝土重量土壤沉降验倾覆稳定性P1=[(0.8+1.8)÷2×0.5+(0.5+1.5)÷2×0.5×2]×130=214.5kN抗倾覆力矩为:M1=2P土h/3+G1L/2+1.75G2+1.75P1=26.12×103×1.1/3+58.8×1.75+214.5×1.75=10061kN-m倾覆点设在台面下4cm处的倾覆力矩M=Fmax/2×0.195=2881.2/2×0.195=280.9kN-m抗倾覆安全系数为:K1=M1/M=10061/280.9=35.82>1.5(安全)(2)桥面的承载力抗滑移力来自于台面的水平力、侧壁土压力和底部磨擦力,而混凝土的弹性模量(Ec=2.6×104MPa)和土的压缩模量(Es=20MPa)相差极大,两者不可能共同工作,底部磨擦力又很小(约占5%),可略去不计,实际上台墩的水平推力几乎全部传给台面,因此,只验算台面的承载力即可。台面的承载力:P2=ΨAfc/K1K2=(1×200×3000×15)÷(1.25×1.5)=4800000N=4800kN>2881.2kN(安全)式中:P2为台面承接力,kN;Ψ为稳定系数;(3)混凝土应力以混凝土台墩与张拉横梁接触面作为受压控制面,其承受的最大压应力为:σmax=Fmax/A2=2811200÷(2×800×300)=6MPa可见,C20混凝土能够满足施工要求。经验算,配置12根Ø20mm构造钢筋能够满足施工规范要求。3.3地面地面设计为防止隔离剂的渗漏,确保放张后的梁板起到一定的预拱度,在梁板位置处的台面设计为抗渗8级,水磨石表面,隔离剂采用脱模剂搀和一定比例的滑石粉。由于放张时梁板与台面之间的磨擦力易导致台面拉裂,为此,该部分台面配置6根Ø12mm、间距30cm的分布钢筋。4梁板预拱度的评价目前,某一号大桥和二号大桥采用墩式台座已预制空心板梁120片,质量优良,台座无开裂现象,梁板预拱度能够满足设计要求,取得了良好的社会效益。τmax=Fmax/2A1=2811200÷[2×(