空心板计算书

1、空心板计算书一、台座结构形式确定1、确定台座形式台座形式选择考虑的因素有：生产数量和设施期限,平安适用,经济合理,质量有保证,操作简便,可控性好,便于支拆模板方便.槽式台座受力简单,施工方便,由于是槽型结构,便于覆盖养生,便于支、拆模板和养生.而且槽式台座传力柱作为平放在张拉台面上的水平梁,在横梁的作用下,成为轴心受压构件,能够承受较大的张拉应力,传力柱的长度一般都在100m左右,符合本次工程要求.结合本次设计的工程概况条件,最终通过质量、平安、以及力学验算,根据该桥场地和工期及梁的数量,确定采用槽式张拉台座进行空心板的预制.2、确定台座内部净宽台座内部净宽即传立柱之间净距,计算用公式为b=b

2、l+2b2,式中：b台座内部净宽；bi空心板底模宽度；b2传立柱内侧面与底模间的距离.那么台座内部净宽=(梁宽)1.24m+(工作空位)0.5mX2=2.24m；取2.3m底板两侧各留50cm的宽度,完全可以满足支、拆模板的要求.3、确定台座长度台座长度L确实定根据下面几个方面：(1)空心板长度Li(2)一座台座同时预制空心板个数n(3)空心板端头与张拉横梁之间的距离L2(4)空心板端头之间距离L3其中空心板长度L1为最大斜交空心板两端头的距离,张拉台座由中间标准段和两端楔形块段组成,同时考虑到所生产空心板最大夹角,10m板为40.,13板为45.,16m板为30.,示意图见下,由此取：10m

3、板台座长度7.12m+2X2.1m=11.32m13m板台座长度9.92m+2X2.3m=14.52m16m板台座长度13.44m+2X1.8m=17.04m台座长计算公式：L=nL1+2L2+(n-1)L310m板：台座长L=9x11.32m+2x1m+8X1m=111.88m13m板：台座长L=7x14.52m+2x1m+6<1m=109.64m16m板：台座长L=6x17.04m+2x1m+5<1m=109.24m台座长度一般为100m左右,台座过长,穿束时很不方便,且预应力筋下垂挠度大,对预应力有一定影响.同时为满足工期需要,考虑到经济性,根据以上分析,拟采用110m长台座

4、.4、确定台座宽度台座宽度主要取决于构件外形尺寸的大小,生产操作的方便程度以及用料经济情况等方面.台座宽度太窄,会影响模板的安装与拆卸,太宽那么需用较大的横梁,用钢量及占地就增多.台座宽度确实定要根据以下两方面：台座内部净宽b和传立柱宽度b1o本预制场设9槽张拉台座.台座宽B=nb+b1=9X2.3m+10X0.7=27.7m因传力梁与固定与固定横梁相接触位置做成扩大的喇叭形,端头固定横梁长度定为28mo5、台座布置共设9个张拉台座槽,10m板共4槽,每槽设8个张拉台座；13m板共3槽,每槽设6个张拉台座；16m板共2槽,每槽设5个张拉台座.每个张拉槽长度均为110m,南北两端各有一个重力墩横

5、梁.二、台座结构设计和验算1、设计要求张拉台座是先张法施加预应力的主要设备之一,它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力.因此,张拉台座必须在受力后不倾覆、不移动、不变形.槽式张拉台座由传立柱、横向连系梁、端部重力墩、底板及端部横梁构成.具体要求如下：(1)张拉台座要有足够的强度、刚度和稳定性,要能承受需要的最大张拉限制应力.(2)在要求工期内完成全部板梁的预制工作.(3)空心板梁每根钢绞线的张拉限制应力为bcon=1302Mpa(4)承力台座必须具有足够的强度和刚度,其抗倾覆平安系数应不小于1.5,抗滑移系数应不小于1.3.5横梁须有足够的刚度,受力后挠度应不小于2mm2、传立柱的设计2.1

6、传立柱尺寸和标号考虑到受力合理和模板的制作方便,轴心受压构件的截面形式做成边长接近的矩形,先确定传立柱截面尺寸为：70cm宽x65cm高.受压构件正截面承载力受混凝土的强度影响比拟大,为了充分利用混凝土承压,节约钢材,减小构件截面尺寸,受压构件采用较强的混凝土,一般设计中常用的混凝土强度等级为C20040,本传立柱混凝土强度选用C30.2.2 设计数据预应力钢绞线采用标准的270级.15.2的低松弛高强度钢绞线,标准强度：Kby=1860Mpa公称截面积：Ai=140mn2张拉限制应力：Tk=0.7Kby=1302Mpa表4.1张拉限制应力表中/边板根数限制力KN10m板中91640.52边1

7、22187.3613m板中122187.36边132369.6416m板中142551.92边173098.762.3台座验算考虑因素传力柱在钢绞线受拉状态下为受压构件,因此构件尺寸需满足受压承载力的要求,但同时传立柱比地面高出的距离不宜太大.虽然太高对台座受力较有利因能减少压杆长细比和偏心距,但太高会对钢筋安放、支模和浇筑混凝土等带来不便.根据以往经验,传立柱高度拟设为截面为矩形的构件.高度为65cm,宽度为70cm同时在靠近固定端横梁部位,将传立柱的高度由65cm增加到90cm,以增大该处的截面尺寸,优化受力状态.本张拉台座为槽式台座,同时为平安考虑,端头固定横梁为类似重力墩结构.同时横向

8、上每隔7m设置一道横向连系梁,增大台座整体稳定性.(1)在钢绞线处于绷紧状态下,传立柱与固定横梁共同参与受力,以反抗张拉力带来的倾覆弯矩.(2)传立柱到达承载力最大值并受压损坏以固定横梁倾覆为前提.(3)固定横梁倾覆以传立柱受压损坏为前提.在验算时,根据固定横梁在受拉状态下到达倾覆平衡点时的张拉力值进行分析,判断张拉台座在最不利工况下的反抗倾覆、传立柱受压的水平.然后根据抗倾覆水平及抗压强度对台座张拉工况进行合理安排.2.4 传立柱配筋钢筋混凝土受压构件中纵向受力钢筋的作用是与混凝土共同承当外荷载引起的内力,预防构件忽然的脆性破坏,减小混凝土不均匀质性的影响.传立柱内设置4.16钢筋.主筋保护

9、层厚度取50mm箍筋采用.10钢筋,在传立柱中部,箍筋间距采用30cm,在靠近横梁处的传力柱端部,加密箍筋为20cm间距.2.5 传立柱轴向承载力700图4.1传立柱断面及配筋示意图钢绞线中央与空心板底距离为57mm根据施工图纸及台座设计,纵向力作用在偏离传立柱形心向上165mm处,属偏心受压.根据?混凝土结构设计标准?(GB50010-2021)中对矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的规定对传立柱进行受力计算.2.5.1 计算参数_一,、一一一一,一.一,1,、一一'.范度bx图度h=700X650mm受拉区、受压区纵向普通钢肋的保护层厚度as=as=50mm;采用C30混凝土,抗

10、压强度设计值fc=14.3N/mm2钢筋选用HRB400级,fy=fy=360N/mm2主筋选用4根16mm钢筋,截面面积A=As=804mm2构件的计算长度l0=7m2.5.2 求ei、n>e(1)耳=e0+冬其中ei.初始偏心距eo轴向压力对截面重心的偏心距,取eo=165mmea附加偏心距偏心受压构件的正截面承载力计算时,应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值.h65030=0=21.7mm>20mm,因止匕取21.7mm求得euqea=165+21.7=186.7mm(2)偏心距增大系数刈l07000因5

11、V-0=10.77<30,需考虑纵向弯曲对偏心距的影响.矩形截面偏心h650受压构件的偏心距增大系数可按以下公式计算：:111400包ho式中10构件的计算长度,按标准表5.3.1注取用或按工程经验确定,本计算可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离1°=7m；ei轴向力对截面重心轴的偏心矩；h0截面有效高度；h截面tWj度；,1荷载偏心率对截面曲率的影响系数,取01=1.0二2构件长细比对截面曲率的影响系数.取二2=1.2那么=1170001.01.01400186.7650600=1.266>1.0(3)偏心距ee轴向压力作用点至纵向受拉普通钢筋和受拉预应

12、力筋的合力点的距离e=eh2-a=1.266186.76502-50=511.4mm2.5.3 判别大小偏压判断条件：假设叫弓<0.3hc按小偏压情况计算；假设“0>0.3hc按大偏压情况计算；考虑附加偏心距及偏心距增大系数后的轴向力对截面重心的偏心距为“3e=1.266186.7=236.4mm0.3h0=0.3X600=180mM236.4mm且界限偏心率：“一苴二SZC二力A0.5M1.0M14.3M700Mo.533M600x650-0.533父600+0.5父360父804父2父650-1.014.37000.533600=215mrKe.其中b=一十1Es,cub一一相

13、对界限受压区高度;冏一一系数,当混凝土弓II度等级不超过C50时,电取0.80;Es钢筋的弹性模量,2X105;非均匀受压时的混凝土极限压应变,根据以下公式计算:；cu=0.0033一fck-5010-fck为C30混凝土的轴线抗压强度标准值20.1MPa；由以上公式得：b=0.533所以该传立柱为大偏心.2.5.4 求轴心承载力设计值N0矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应符合以下规定''N.三：ifcbxfyA-fyA=：ifcbxN°e其中：i混凝土强度调整系数；fc抗压强度设计值,fc=14.3N/mm2x等效矩形应力图形的混凝土受压区高度；'fy钢

14、筋抗拉强度设计值；As钢筋截面面积；as受拉区、受压区纵向普通钢筋的保护层厚度No=1.0X14.3X700*x=10010x一一x、.N0e=1.0x14.3x700*x*600-+360父804乂60050I2J整理得5005x2-886886x-159192000=0求得x=288mm代入得N0=2882880N=2883KN即单个传立柱所能承受的偏心轴向承载力最大为2883KN.2.6最大允许张拉力P'ri8-,<*>°上Z'T如；丁八0占154%图4.2固定横梁受力示意图利用标准法计算固定横梁所受的主动土压力E=?'ah-ka肌一一主动土

15、压力增大系数,取1.0；-填土白重度kPa,取18kPa;h挡土的Z构高度m,取1.5m；Ka主动土压力系数,根据标准附录L选取,此处取0.4.填土与横梁混凝土面之间的内摩擦角取30.E=1.0X18X1.52X0.4-2=8.1KN/m那么：抗倾覆力矩M1=GL1+10NL2+E-L3=5.25X28X25X1.54+10X2883X1.93+.1X28X0.6Xtan40°=61415.58KN-m倾覆力矩M=Px4=2.1XP那么取大允许张拉力P=29245.5KN3、抗倾覆验算1计算公式Ko=Mi/M>1.50式中：K0抗倾覆平安系数；M抗倾覆力矩,由台座自重和土压力等

16、产生；M-倾覆力矩,由预应力筋的张拉力产生；2平安系数计算P.当9个张拉槽同时生产并到达张拉限制力时,对台座最为不利此时钢绞线张拉力为根据每一种空心板各有一槽生产边板,共109束,张拉槽钢绞线分配为：3个10m中板+1个10m边板+2个13m中板+1个13m边板+1个16m中板+1个16m边板钢绞线根数为：3X9+1X12+2X12+1X13+1X14+1X17=107单根钢绞线张拉限制力为1302X140+1000=182.28KNP=107<182.28=19503.96KN那么抗倾覆平安系数K)=M1/M=P/P=29245.5/19503.96=1.5最多张拉根数：29245.5

17、+182.28=160根实际情况下,传立柱与周边的硬化层连为一个整体,加之固定横梁与地基的摩擦作用,同时在传立柱下的地基及多条横向联系梁的约束下,受力条件更有改善,施工中注意对张拉数量及张拉槽分配的限制,平安性是有保证的.三、龙门吊根底受力计算本预制场空心板吊装、移运采用一台30T龙门吊,行走轨道采用起重机厂家设计要求的50重型起重钢轨.根底设计中不考虑轨道与根底共同受力作用,不计钢轨的承载水平.计算时根据重量最大的16m空心板边板进行受力计算,只考虑一条龙门轨道根底.1、根本参数16m边板重量：G1=8mx26KNm3=208KN型钢吊具重量：G2=30KN30T龙门吊自重：288KN取1.

18、1平安系数,重量取317KN,跨径30nl龙门采用50型号的导轨,底面宽度为起重吊装时,考虑1.3倍的动力系数.根据地勘资料,取地基承载力容许值：2、单轮受力由一台30吨龙门吊进行移梁、存放、装车.一台龙门吊承受空心板重量为：P=208KNX1.3+30KN=300KN当龙门吊移动空心板至如右图所示的位置时,门支腿受力最大,经计算为：R1=P*27/30=300*0.9=270KN132mmfa=350KPa近侧龙JFI一R2T27考虑龙门自重,那么该支腿下轨道受力为：R'=270+317/2=429KN每个支腿由两组钢轮支撑,那么每组钢轮间距及扩散长度按1.0m计受力为:R=429/

19、2=215KN50钢轨底面宽13.2cm,那么一组钢轮下的钢轨底面压力为:P1=215/(0.132X1.0)=1629KPa=1.63MPa故C25混凝土能满足要求.轨道下设0.3m高X1m宽的混凝土根底,混凝土根底的扩散角45.计,那么混凝土基础底面宽为：B1=0.132+2X0.3Xtg45°=0.732mo该根底底面的压力为:P2=215/(0.732X1.0)=294KPa<fa=350KPa在浇筑根底混凝土时,根底内加设钢筋网片.附件2:空心板方钢组合内模受力验算1、混凝土压力计算1新浇筑碎对模板的侧压力标准值P=krh,分项系数取为1.2其中：k为外加剂影响系数,取为1.0r为混凝土重度,取为24KN/OBh为有效压头高度,根据?桥梁施工工程师手册?,当v/T<0.035时,h=0.22+24.9v/T;当v/T>0.035时,h=1.53+3.8v/T