先张法台座设计及施工

先张法台座设计及检算

张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。同时固定横梁与活动横梁必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。先张法是在台座上张拉预应力钢材，然后浇筑水泥混凝土以形成预应力构件的施工方法。先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式，施工中以框架式台座应用最广。

我项目部共预制先张空心板梁314片，其中20米空心板梁72片、18.2米空心板梁42片、13米空心板梁120片、10米空心板梁80片。现以20米空心板梁的应力状态对先张台座进行验算。20米先张空心板梁，预应力筋采用1860Mpa低松弛钢绞线，单根钢绞线张拉控制应力1395Mpa，空心板梁设计规格普遍为19.96m（长）*1.49m（宽）*0.9m（高），单块中梁配置18根钢绞线、边梁配置20根钢绞线。经方案选择采用框架式台座。

1、设计依据及设计要求

1.1设计依据

（1）技术资料。该桥工程设计图纸及有关文件。

（2）规范、标准

《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89

《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

1.2设计要求

要求空心板梁预应力钢绞线强度标准值达到1860Mpa，张拉控制应力1395Mpa。

2.台座设计

2.1台座形式

采用框架式台座，根据施工及进度要求，并排设7槽长线台座，台座设计长度为90m，宽度为18.76m。每线可同时生产4片空心板梁，台座需承受391t 的张拉力。先张法框架式台座见附图。

2.2台座结构设计及验算

2.2.1结构设计

台座设置6根通长纵梁（传力柱），台座纵梁规格均为400mm（宽）*800mm （高），配8根Φ25螺纹钢筋和φ10@200箍筋。两头设立端承台，规格5000mm （宽）*1500mm（高）。每4.5m设置一道300mm（宽）*500mm（高）横向连

系梁，共十九道，横系梁主筋为6根Φ14mm 螺纹钢，箍筋为φ8@200.混凝土强度均为C30。张拉端采用钢梁，由2根55#工字钢和钢板焊接而成。

2.2.2结构验算

（1）先张梁台座验算

此台座纵梁为压杆传力柱式结构，主要验算纵梁是否满足受压要求。 将混凝土纵梁设为轴心受压状态，l=l 0=4.5m ，选取中纵梁计算。纵梁设8根Φ25主筋。

轴心力N 、=1395Mpa*140mm 2*20根=3906000N=3906KN

由于λ=l 0/b=4500/400=11.25，查表得纵向稳定系数Φ=0.994

现浇C30砼，f c =15Mpa ，A c =400*800=360000mm 2

8Φ25钢筋面积：A g =3927mm 2，f g =310Mpa

N u =Φ*( f g * A g + f c * A c )=0.994*(310*3927+15*360000)=6577665N=6578KN ＞N 、=3906KN 满足轴心受压要求。

（2）端横梁验算

①钢梁端均布荷载q=(1395*140*20)/2.10=1860KN/m ，且l=2.10m ，f=310Mpa

M max =ql 2/24=1860*2.102/24=341.8KN.m

钢梁需要截面低抗矩为： W= M max /f=341.8*106/310=1103*103mm 3 设计中采用2根55#工字钢，W X =2005.45*103*2=4010.9*103＞1103*103mm 3

②钢梁剪力：V=0.5ql=0.5*1860*2.10=1860KN

钢梁剪力：τ=V/A=1860*103/(114*102*2)=81.6Mpa ＜f c =120 Mpa

③钢梁变形值为：f max =ql 4/(384EI)

=1860*21004/(384*2.1*105*55150*104*2)=0.41mm ＜2mm

故钢梁满足要求

受力简图：

186012( 1 )2.10