先张法预应力混凝土预制梁台座设计施工技术-.doc

先张法预应力混凝土预制梁 台 座 设 计 施 工 技 术 一、 方案选择 某高速公路某合同段，共有20米先张法空心板梁384片，其中中梁324片，边梁60片，计划施工工期为 年6月1日至 年9月30日，计划工期为122天，计划每月按25个工作日计划，一个台座的生产梁的生产周期按4天计算，所以台座需设计为：每槽生产4片梁的台座4道，根据设计图纸具体尺寸，台座布置如下图1。 某高速公路某合同段位于内蒙古东北教来河冲积平原内，地表土由冲积粉细沙和薄层亚沙土组成。土的物理、力学性质较差，强度低，其土的承载力[σ0]为30～300Kpa之间。预制梁台座初步方案选择较为经济的桩柱式台座，但其地质条件很难满足力学要求，最终通过质量、安全、经济评估、以及力学验算确定为框架式台座。 3 台座的设计 3.1 台座尺寸设计 台座长度计算： L=l·n+(n-1)×0.5+2·K=20×4＋（4-1）×0.5＋2×3.7=88.9 m 式中 L—台座长度(m），l—构件长度(m）；n—一条生产线内生产的预制梁数（片）；1—两构件相邻端头间的距离(m）；K—台座横梁到第一根构件端头的距离，这里取3.7米。 根据场地条件、生产规模及预制梁尺寸，台座结构设计如图2。 3.2　稳定性验算 　　20米空心板梁钢绞线张拉力：单根钢绞线张拉力为１９６KN，共有１５根钢绞线，按超张拉力１０５%计算。 　　N=１９６KN×１５根×１.０５＝３０８７KN 3.2. 抗倾覆验算按下式计算 （图2）： K= Mr/ MOV= G1L1+ G2L2+ G3L3 N h1 1.5 式中 K—抗倾覆安全系数，一般不小于1.5；MOV—倾覆力矩，由预应力筋的张拉力产生；Mr—抗倾覆力矩，由自重力和土压力等产生；G1—台座外伸部分的重力；G2 、G3 、G4—台座部分的重力； Li—各部分重心至O点的水平距离；N—预应力筋的张拉力；h1—张拉力合力作用点至倾覆转动点O的垂直距离。 平衡力矩： Mr=G1L1+ G2L2+ G3L3 =2×1×2×24.5×9.7+1.7×1×3×24.5×8.35+(3×1+0.5×2)/2×1×24.5×7＋(2×0.5＋0.5×1)/2×6.5×24.5×3.25 =2725.1 KN·m 倾覆力矩：MOV=N h1=3087×0.3=926.1 KN·m 抗倾覆安全系数：K= Mr/ MOV=2725.1 /926.1=2.91.5 (安全) 3.2 抗滑移验算按下式计算：K= N1/N≥1.3 即 N1≥1.3 N=1.3×３０８７=4013.1 KN 此处忽略混凝土台座与土的摩阻力和土对台座的被动土压力作用。设作用于台座上的滑动力N全部作用于传力柱上，即 N1≥1.3 N=1.3×３０８７=4013.1 KN 3.3 牛腿设计 3.3.1 牛腿受拉钢筋配筋 已知：N=3087 KN h0=2700-50=2650 mm fg=300 MPa h1=300 mm0.3 h0 =0.3×2650=795 mm （设计规范规定：当h10.3 h0时，取h1=0.3 h0），故取h1=0.3 h0=795 mm Ag=(N h1) /(0.85 h0 fg)=(3087×795×103)/(0.85×2650×300) =3631.7 mm2 设计规范规定：承受竖向所需的水平纵向受拉钢筋的配筋率（按全断面计算）不应小于0.2%。现Ag小于规范规定，故取 Ag=0.002×A =0.002×2.75×106=5500 mm2=55.0 cm2 选用Ⅱ钢筋12Φ25mm钢筋（配筋构造图如图3所示）， Ag=12×4.909=58.908 cm255.0 cm2 满足要求 3.3.2 牛腿弯起钢筋 本台座 h1/ h0=300/2650=0.110.3，故应按构造要求配筋： Ag=0.0015×(2+0.75)×106=4125 mm2=41.25 cm2 选用Ⅱ钢筋12Φ25mm钢筋（配筋构造图如图3所示）， Ag=12×4.909=58.908 cm241.25 cm2 满足要求 3.3.3 牛腿采用水平箍筋Ⅰ钢筋φ10且双支箍，间距100 mm（配筋构造图如图3所示），满足规范要求（规范要求：在牛腿上部2/3 h0 3.3.4 N≤(βfTKbh0) / (0.5+ h1/ h0) 式中：β—裂缝控制系数。 取β=0.65，则有： N=(0.65×1.8×2.75×103)/(0.5+300/2650) =5247 KN N=3087 KN （安全） 3.3.5 牛腿支承面混凝土强度验算 N/A=3087/(0.5×1)=1.543 Mpa 0.7