先张法台座设计及施工1

先张法台座设计及施工

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。此先张法台座按构造形式为槽墩结合式。

工程概况：共有45片13米先张空心板梁，全部采用预应力1860MPa低松驰钢绞线，单根钢绞线张拉控制应力1302MPa，空心板梁设计规格普遍为13m(长)×1.24m(宽)×

0.7m(高)，单块板梁配置12根（边梁13根）钢绞线。

1 设计依据及设计要求

1.1 设计依据

(1)技术资料。该桥梁工程设计图纸及工程有关文件。

(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1302MPa。

2 台座设计

2.1 台座形式

工程选用墩槽式台座，根据施工及进度要求，台座设计纵向两排台座，台座设计长度为48.2m，每排采用3线长线台座，宽度为3.2m。每线可同时生产3片空心板梁，台座需承受2400t的张拉力。先张法台座见附图。

2.2 台座结构设计及验算

2.2.1 结构设计

台座设置2根通长纵梁（传力柱），台座两侧2根纵梁规格为600mm（宽）×500mm （高），中间1根纵梁规格为1200mm（宽）×500mm（高），配8根Φ16螺纹钢筋和φ10＠200箍筋。两头设立端承台，规格1600mm（宽）×1500mm（高）。台面下每7m设置一道600mm（宽）×500mm（高）横向联系梁，共四道，横系梁主筋为8根Φ16mm

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I50b字钢和5cm钢板焊接而成。

2.2.2 结构验算

(1)张拉力计算

轴心力N`=1302Mpa*140mm2*13根=2369.64KN

(2)抗倾覆验算

取台座绕O点的力矩，并忽略土压力的作用，则

平衡力矩：M r=G1L1+G2L2=(4.1*6.49+1.34*3.33)*3.2*24=2386KN*m

倾覆力矩：M DV=N*h1=2369*0.35=829KN*m

抗倾覆安全系数：K=M r /M DV=2386/829=2.87>1.5(安全)

(3)抗滑移验算

N'=300*3.2=960KN

F=μ(G1+G2)=0.35*(4.1+1.34)*3.2*24=146KN

台座底部被动土压力：

P CP=γH[tg2(45°+φ/2)-tg2(45°-φ/2)]=18*1.7*(tg260°-tg230°)=81.6KN/m2

P'=H*P CP/H=0.19*81.6/1.7=9.23

E'P=(P CP+P')(H-h)B/2=(81.6+9.23)(1.7-0.19)*3.2/2=219

抗滑安全系数：K=(N'+F+E'P)/P=(960+146+219)/2369=0.56

需将台座纵梁改为压杆传力柱式结构，此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，1=10=7.0m，选取中纵梁计算。纵梁设4根Ф16主筋。

由于10/b=700/50=14，得轴心抗压稳定系数Ф=0.92

现浇C30砼，f c=15Mpa，A c=500*600=300000mm2

8Ф16钢筋面积：A g=1608mm2，f g=310Mpa

N＝Ф*(f g* A g+ f c* A c)=0.92*(310*804+15*300000)=4369KN>N`=2369KN 单独传力柱式结构就能满足轴心受压要求。

牛腿配筋计算：

H0=1600-40=1560mm

AG=Nh1/0.85h0f g=2369/2*350*103/(0.85*1560*210)=1489mm2

采用1级钢筋最小配筋率不小于按规范不小于0.2%,则钢筋截面面积为

Ag=0.002*600*1560=1872mm2

选用6根22钢筋Ag=380*6=2280

2)端横梁验算。

①钢梁端均布荷载q=(1302*140*13)/1.24=1911KN/m ，且l=1.24m, f=210Mpa

M max=ql2/8=1911*1.242/8=367.3KN·m

钢梁需要截面抵抗矩为：W= M max/f=367.3*106/210＝1749*103 mm3

设计中采用2根I50B工字钢，Wx=1942.2*103*2=3884.4*103>1749*103 mm3

②钢梁剪力：V=0.5ql=0.5*1911*1.24=1184 KN

钢梁剪应力：τ=V/A=1184*103/(129.25*102*2)=46.3Mpa

③钢梁变形值为：f max=ql4/(384EI)=2369*14004/(384*2.1*105*48560*104*2)

=0.09mm<2mm

故钢梁满足要求。

3 台座施工

3.1 台座横系梁、传力柱及端承台

梁场地用推土机推平，人工配合平地机进行整平，18~21T重型压路机辗压密实。对于地坪标高以下的混凝土横梁及端承台则先行开挖出沟槽。横系梁、传力柱、端承台均按图纸施工，横系梁、端承台与传力柱和台座接触面加足够数量的预埋筋。

3.2台座底板

大面积台座底板则直接在现场地坪上施工，只需进行场地压实平整即可。沿台座两