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。先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式,施工中以框架式台座应用最广。工程概况。阜朝高速公路 22 标 20 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 1395MPa,空心板梁设计规格普遍为 19.96m(长)1.49m(宽)
2、 0.9m(高),单块板梁配置 18 根钢绞线,其中顺治沟大桥有 14 片边梁为 20根钢绞线。经方案选择采用框架式台座。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会议纪要及有关文件。(2)规范、标准。公路桥涵设计通用规范(JTJ02189);公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000) 。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 1395MPa。2 台座设计2.1 台座形式工程选用框架式台座,根据施工及进度要求,台座共设置 10 槽,设计纵向两排台座,台座设计长度为 64.6m 和 62.2m,每排采用 5
3、线长线台座,宽度为 14.65m。每线可同时生产 3 片空心板梁,台座需承受 1800t 的张拉力。先张法框架式台座见附图。2.2 台座结构设计及验算2.2.1 结构设计台座设置 6 根通长纵梁(传力柱) ,台座两侧纵梁 2 根规格为 400mm(宽)500mm(高) ,中间 4 根纵梁规格为 700mm(宽)500mm(高) ,配 8 根 16 螺纹钢筋和 10200 箍筋。两头设立端承台,规格 1600mm(宽)1500mm(高) 。每4.5m 设置一道 500mm(宽)1000mm(高)横向联系梁,共十三道,横系梁主筋为 6根 12mm 螺纹钢,箍筋为 8200。混凝土强度均为 C30。
4、张拉端采用钢梁,由 2根 56I 字钢和钢板焊接而成。2.2.2 结构验算(1)先张梁台座验算。此台座纵梁为压杆传力柱式结构,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=1 0=4.5m,选取中纵梁计算。纵梁设 8 根 16 主筋。轴心力 N=1395Mpa*140mm2*20 根=3906000N=3906KN由于 10/b=4500/500=9,得 =0.99现浇 C30 砼,f c=15Mpa,A c=500*700=350000mm2816 钢筋面积:A g=1608mm2,f g=310MpaN*(f g* Ag+ fc* Ac)=0.99*(310*1608+1
5、5*350000)=5690995N=5691KNN=3906KN满足轴心受压要求。(2)端横梁验算。钢梁端均布荷载 q=(1395*140*20)/2.19=1783.6KN/m , 且 l=2.19m, f=310MpaM max=ql2/24=1783.6*2.192/24=356.4KNm钢梁需要截面抵抗矩为:W= M max/f=356.4*106/3101150*10 3 mm3设计中采用 2 根 16Mn56 工字钢,Wx=2416.68*10 3*2=4833.37*1031150*103 mm3钢梁剪力:V=0.5ql=0.5*1783.6*2.19=1953 KN钢梁剪应力
6、:=V/A=1953*10 3/(146.15*102*2)=66.8Mpafc=120 Mpa钢梁变形值为:f max=ql4/(384EI)=1783.6*21904/(384*2.1*105*63512.499*104*2)=0.4mm2mm q=1783.6kN/ml=2.19m钢梁荷载图故钢梁满足要求。3 台座施工3.1 台座横系梁、传力柱及端承台梁窑场地用推土机推平,人工配合平地机进行整平,1821T 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。沿台座两侧挖出深 15cm,宽 20cm 沟槽并浇注砼,下预埋短钢筋,其上焊接小角钢,然后施工台座及台面,严格控制台面标高,确保钢绞线与传力梁中心在同一轴线上。台座采用20cm 高 C30 砼,对于底模混凝土要求抹平,保证其平整度,台面铺 8mm 厚钢板,用预埋在台座砼中的角钢焊接固定,以保证空心板梁混凝土的预制效果。3.3 张拉及固定端台座张拉及固定端采用钢梁,钢梁由 2 根 56工字钢和钢板焊接而成。先把工字钢焊接在传力柱钢板上,工字钢底设置支垫支承其自重。钢板按设计图纸留有钢绞线位置,并准确对位。