1、先張法預(yù)應(yīng)力重力式張拉臺(tái)座設(shè)計(jì)一、概 況由我公司施工的S318-4合同段共有五座大橋,一座中橋,20米先張法預(yù)應(yīng)力空心板232片,集中預(yù)制,本文就先張法重力式臺(tái)座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)例計(jì)算等介紹如下:二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、重力式臺(tái)座由端部重力墩,牛腿,臺(tái)面加厚部分和臺(tái)面組成(見(jiàn)后附圖一)。重力式臺(tái)座的計(jì)算穩(wěn)定性包括:抗傾覆能力,抗傾覆能力以臺(tái)座的抗傾覆安全系數(shù)K表示(K1.5)水平抗滑移能力,抗滑移能力以臺(tái)座水平抗滑移安全系數(shù)R表示(R1.3)2、計(jì)算過(guò)程臺(tái)座穩(wěn)定性驗(yàn)算分四步:.抗傾覆驗(yàn)算考慮到混凝土臺(tái)墩和臺(tái)面相互作用的頂點(diǎn)角部會(huì)出現(xiàn)因應(yīng)力集中而出現(xiàn)的局部破損現(xiàn)象,所以抗傾覆點(diǎn)O設(shè)在臺(tái)面加厚部分端部下4

2、5cm處:K=M1/M1.5其中M張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩 M=T*e式中:T最大張拉力合力,即設(shè)計(jì)中剛絞線(xiàn)拉力的合力 e 張拉力合力T的作用點(diǎn)到傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O的力臂M1抗傾覆力矩M1=G1L1+G2L2 ，(土壓力產(chǎn)生的抗傾覆力矩很小忽略不計(jì)) 式中:G1傳力墩自重L1傳力墩重心至傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O的力臂G2傳力墩外伸臺(tái)面加厚部分的自重L2傳力墩外伸臺(tái)面加厚部分至傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O的力臂.抗滑移驗(yàn)算R=T1/T1.3其中:T張拉力的合力T1抗滑移力,T1=N+Ep+F 式中:N臺(tái)面反力Ep土壓力的合力F摩阻力.傳力墩牛腿配筋計(jì)算(按鋼筋混凝土牛腿配筋計(jì)算)和裂縫開(kāi)裂驗(yàn)算.臺(tái)面加厚部分配筋計(jì)算(按鋼筋混凝土偏心

3、受壓構(gòu)件計(jì)算).張拉橫梁計(jì)算（受力后橫梁撓度2mm）采用混凝土橫梁:按鋼筋混凝土深受彎構(gòu)件中的短柱計(jì)算采用金屬橫梁:結(jié)構(gòu)力學(xué)撓度演算三、計(jì)算實(shí)例技術(shù)參數(shù):我標(biāo)段施工的20米空心板中，中板14根剛絞線(xiàn),邊板15根鋼絞線(xiàn),空心板底寬99cm,剛絞線(xiàn)采用j15.24,ASTM A416-92標(biāo)準(zhǔn)270級(jí),標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為Ryb=1860MPa張拉控制應(yīng)力con=0.75Ryb=1395MPa,鋼絞線(xiàn)面積140mm2,單根張拉力為195.3KN,則最大張拉力合力為T(mén)=15*195.3KN=2929.5KN,根據(jù)初算選定臺(tái)座幾何尺寸（后附圖二、圖三）。2.抗傾覆驗(yàn)算M1=G1L1+G2L2=1.8m*2.5m

4、*1.79m*25KN/m3*3.25m+1.79m*2m*0.3m*25KN/m3*1m=681.3KNm （注:牛腿重量產(chǎn)生的力矩忽略不計(jì)）M= T*e=2929.5KN*0.12m=351.54KNm則 K= M1/M=681.3/351.54=1.941.5滿(mǎn)足抗傾覆要求注：本計(jì)算中絞線(xiàn)保護(hù)層0.045m,細(xì)石混凝土臺(tái)面厚0.025m,傾覆點(diǎn)O取臺(tái)面底部下0.05m處,所以e=0.045m+0.025m+0.05m=0.12m3.抗滑移驗(yàn)算張拉力合力T=2929.5KN抗滑移力 T1=N+Ep+F臺(tái)面未加厚部分尺寸取:B*H=1.79m*0.2m,C30混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fc=15

5、0N/mm2則臺(tái)面反力N=fc*B*H=15*1.79m*0.2m*106=5370KN土壓力Ep按朗肯被動(dòng)土壓力計(jì)算可按如下公式計(jì)算:Ep=1/2(HKp+2cKp)*H,因很小在次不再計(jì)算.摩阻力F亦很小,忽略不計(jì)則 T1=N=5370KN R=T1/T=1.831.3,滿(mǎn)足抗滑移要求4.傳力墩牛腿配筋計(jì)算(牛腿選定尺寸見(jiàn)后附圖四)尺寸確定開(kāi)裂驗(yàn)算Fvs(1-0.5Fhs/Fvs)ftkbh0/(0.5+a/h0)其中:Fvs作用于牛腿頂部的水平力，即絞線(xiàn)拉力的合力的一半取0.5T=1464.75KNFhs作用于牛腿頂部的豎向力,本文為零裂縫控制系數(shù),靜載取=0.8ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度

6、標(biāo)準(zhǔn)值,C30取2N/ mm2a合力作用點(diǎn)距臺(tái)面底部距離,取a=0.07mb牛腿寬度取0.4mh0牛腿長(zhǎng)度的有效值,既牛腿高度減去鋼筋保護(hù)層厚度h0=1.4-0.05=1.35m則 Fvs=1464.75KN8所以需考慮縱向彎曲的影響求偏心距修正系數(shù)：偏心距e0=220mmH/30=13mm 故偏心距取實(shí)際值偏心距修正系數(shù)公式:=1+1*2(L0/H)2/(1400e0/H0)其中: 1=0.5fcA/dF 2=1.15-0.01(L0/H)式中:e0張拉力對(duì)截面重心的偏心距 L0構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度 H0加厚部分扣除保護(hù)層的厚度,本文保護(hù)層厚度取5cm 1截面應(yīng)變對(duì)截面曲率的影響系數(shù),當(dāng)11時(shí),取1

7、=1 2考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的影響系數(shù),當(dāng)L0/H15時(shí),取2=1所以 1=0.5fcA/dF=0.5*15*400*1790/1.2/29295000=1.5271，取1=1 因 L0/H=3.4/0.4=8.50.3H0=67.5所以按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算 計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度=dF/fcBH0=1.2*2929500/15*1790*350=0.3742a=100 mmas=*(1-0.5)=0.374*(1-0.5*0.374)=0.304按對(duì)稱(chēng)配筋計(jì)算As及Ase=eo+h/2-a=1.052*220+200-50=381.44 mmAs=As=(dFe- fcasBH02)/fy/(ho-a)=(1.2*2929500*381.44-15*0.304*1790*3502)/310/300=3666.88 mm2受拉受壓面分別選用628（As=As=3695 mm2）,箍筋選用82005張拉橫梁設(shè)計(jì)（撓度）混凝土橫梁 可按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中的深受彎構(gòu)件中的短柱計(jì)算，但受拉面必須設(shè)置抗剪彎起鋼筋且受拉面必須埋置厚度不少于2cm的鋼板。工字鋼衡梁 可選用不小于40號(hào)的工字鋼，但必須中間加肋片且受拉面必須加錨固鋼板編后語(yǔ)：本設(shè)計(jì)的重力式臺(tái)座經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明比起槽式臺(tái)座等其他先張發(fā)預(yù)應(yīng)力臺(tái)座具有造價(jià)低，立模快速簡(jiǎn)便，張拉方便，施工效率高的特點(diǎn)，并且臺(tái)座施工不受地質(zhì)條