先张法空心板梁台座设计.ppt

先张法空心板梁台座设计,*,*大桥项目部,年 月,介绍先张法空心板梁台座的设计形式，对各种台座形式进行比较，并详细的介绍了*大桥空心板梁台座的设计计算。,空心板梁 先张法 台座 施工设计,1.工程概况,*大桥位于*市*大桥下游约1km，为连接东岸*、西岸*的重要工程。大桥亦是规划外环线的重要结点，按双向四车道城市主干道标准建设。大桥全长795m，其中桥梁范围为487m，分为主桥、东引桥和西引桥，桥面总宽度为29m。 *大桥主桥结构形式为三跨连续单索面独塔无背索竖琴式斜拉桥，塔梁均采用全钢结构，主跨跨径为120m，两边边跨跨径为45.29m，总长210.58m。 东、西岸引桥分别为9孔、3孔22米先张法预应力砼空心板梁，左右幅完全分离。左右幅基础均采用21200mm钻孔灌注桩，桩端嵌入微分化泥质砂岩2米；桥台形式采用埋置式；盖梁为普通钢筋砼结构，单幅盖梁下设2根1100mm圆柱式墩柱，即左右幅盖梁和墩柱组成双型结构。上部结构采用22米先张法预应力砼空心板梁，单幅每跨为12片梁式，全桥共计空心板梁288片，其中中梁216片，其余为边梁。,摘 要,关 键 词,二、台座形式选择, 重力式台座,重力式台座为先张法预应力构件应用最为广泛的一种台座形式，由重力式台墩、传力牛腿、台面和张拉横梁等组成，其构造多采用传力墩、台座板、台面共同受力形式，并依靠重力式台墩的自重平衡张拉力。这种台座适用于张拉力较大（可达100200吨）的构件，但要求台墩尺寸大，砼用量多，否则难以平衡张拉力而发生倾覆。 重力式台座的设计计算内容包括稳定性验算（抗倾覆和抗滑移）、截面计算（台墩外伸部分和牛腿配筋计算及截面验算）、张拉梁计算等项目。,重力式台座一般形式见图一：, 预应力构架式台座,预应力构架式台座多采用装配式的，由多个1m宽的三角形块体组成，这种台座的优点是可多次倒用，并可根据需要的张拉力设置一定数量的块体组成，适用于张拉力不大（100吨以下）的构件。 预应力构架式台座的计算内容包括稳定性验算（抗倾覆和抗滑移）、构架内力与截面计算、张拉梁计算、另外还应验算地基强度。,预应力构架式台座形式见图二：,预应力换埋式台座,预应力换埋式台座由钢立柱、横梁、预制砼挡板和砂床组成，这种台座的优点是：用砂床埋住挡板、立柱，以代替现浇砼台墩，拆装方便，可多次周转使用，适用于张拉力不大（100吨以下）的构件。 换埋式台座的计算内容包括稳定性验算、砂床宽度和深度计算、横梁立柱验算等。,换埋式台座形式见图三：, 框架式台座,框架式台座由张拉横梁和传力柱组成，横梁和传力柱均为钢筋砼结构，形成主受力框架。在框架式台座结构中，横梁实为一个受弯构件，只需按受弯构件的要求进行横梁截面设计。对于传力柱而言，仅受到张拉梁传来的一对大小相等的内力，所以传力柱实际为偏心受压构件，需按偏心受压构件对传力柱进行截面验算。这种台座的优点是：受力简单明确，适用于张拉力很大（200吨以上）的预制构件。另外由于两端预应力筋的张拉力相互平衡，没有倾覆力矩，不需进行稳定性验算，也就不需要强大的台墩来平衡张拉力产生的倾覆力矩。 *大桥引桥共有22m先张法空心板梁288片，其中中梁216片，边梁72片，中梁预应力筋采用18j15.24钢绞线，单片张拉力为351.54吨；边梁预应力筋采用21j15.24钢绞线，单片张拉力为410.13吨。根据张拉力要求，空心板梁预制采用框架式台座，受工地现场条件限制，台座布置成三槽，中梁两槽，边梁一槽（如不受场地限制，按中边梁比例应分别为三槽和一槽），每槽布置两个空心板梁预制台面。边梁预制完成后，再将边梁台面改为中梁台面。,*大桥框架式台座形式见图四：, 台座总体布置,台座长度应根据场地条件、生产规模和构件尺寸而定，可按下式计算：,0.7为两根构件相邻端头间的距离，*大桥空心板梁内模采用气囊，考虑到气囊伸出模板的需要，两空心板梁相邻端头间的距离最少需0.7m，空心板梁单片长22m，一条线上生产两片，横梁到第一根构件端头的距离为1.7m，所以台座总长为48.1m。 台座宽度根据空心板梁规格尺寸，考虑到浇注砼和在传力柱上将钢筋绑扎成型需要的操作空间，台座净宽2.4m，总宽10.4m。,三、框架式台座设计, 台座总体布置,采用Btools软件对横梁截面进行抗弯抗剪配筋计算，对传力柱按极限法偏心受压进行配筋计算，计算结果如下：, 横梁,矩形构件尺寸： bh=0.61.2 混凝土： 30#，Ra= 17500 保护层厚度： ag=0.05 二级钢筋： Rg=340000(= 22) 弯矩： 标准值M=2520KNM 设计值Mj=3150KNM L/h2, 配筋按一般受弯计算。 矩形截面受弯单筋配筋计算： 二级钢筋:jg = 0.55: Eg = 2.0e8: rg = 3.400e+5 30#混凝土，Ra= 1.750e+4 最小配筋率min= .0015 受压区高度： x=h0-h02-2*Mj*rc/(Ra*b)0.5=3.934e-1jg*h0= 6.325e-1 受拉钢筋配筋Ag=Ra*b*x/Rg= 1.215e-2 取 3222, Ag=1.216e-2。裂缝宽度按 .2mm控制，进行裂缝验算： 构件承载弯矩：M=2520.000 主筋面积 ：Ag= 1.216e-2 螺纹钢筋 ：C1=1.0; 荷载作用系数：C2=1.500, 传力柱,截面尺寸： bxh=0.8x0.6 计算高度： l0=5.000e+0 轴 向 力： 标准值N=4200KN 设计值Nj=3150KN 弯 矩： 标准值M=420KNM 设计值Mj=525KNM 混 凝 土： 30# 受拉配筋： Ag=2412= 2.714e-3 受压配筋： Ag=2412= 2.714e-3 保 护 层： ag=0.038 ag=0.038 矩形截面偏心受压构件配筋验算： 30混凝土： Ra= 1.750e+4 c=1.25 二级钢筋： Eg= 2.000e+8 rg= 3.400e+5 rg= 3.400e+5 安全系数s=1.25 安全系数s=1.25 条件系数： b=0.95 a. 确定受弯截面刚度： 纵向钢筋配筋率：=(Ag+Ag)/(b*h0)= 1.207e-2 受压截面刚度：Ih= 1.440e-2 3%，Ih不必乘增大系数。,e=e0+h/2-ag= 3.746e-1 e=|e0-h/2+ag|= 1.494e-1 c. 混凝土矩形应力图换算中性轴的位置： x=(h0-e)+(h0-e)2+2(Rg*Ag*e-Rg*Ag*e)/(Ra*b)0.5= 4.420e-1 xjg*h0，重新确定x，x= 4.455e-1 g=0.003Eg(0.9/-1)=0.003Eg(0.9h0/x-1)= 8.116e+4 g=Rg= 3.400e+5 d. 截面承载力复核: NR=rbra*b*x/rc+g/rs*Ag-g/rs*Ag= 5.274e+3 NR 5.250e+3 配筋合适！ e. 复核垂直于弯矩作用平面的强度： l0/b= 6.250e+0 = 1.000e+0 NR=*rb*(Ra/rc*A+Rg/rs*Ag)= 7.787e+3 NR 5.250e+3 垂直于弯矩作用平面的强度符合要求！,b. 计算偏心距增大系数： e0=Mj/Nj= 1.000e-1 l0/h= 8.333e+08, 需考虑纵向挠曲对偏心距的影响. e0/h= 1.667e-11，e=0.143+0.1/(0.3+e0/h)= 3.573e-1,四、结语,*大桥采用框架式台座进行22m空心板梁预制是很成功的，同其它类型台座比较也是最适合和最经济的，为今后大吨位先张法预制构件的施工提供了一些宝贵经验。同时在施工过程中也发现了一些可以改进的地方：, 如不受施工场地限制，台座长度可以做得更长，一般一条生产线应预制34片。*大桥由于受施工场地限制，按一条线生产两片梁布置，制约了制梁速度，另外由于张拉横梁内钢绞线是不能利用的，浪费的钢绞线仅由两片梁承担是不经济的。, 根据实际受力，框架式台座最外侧两个传力柱