先張法預應力混凝土臺座設計-馬龍

1、先張法預應力混凝土臺座設計目錄先張法預應力混凝土臺座設計1一、引言3二、工程概況3三、設計的依據(jù)和要求43.1設計依據(jù)43.2設計要求4四、臺座方案的確定44.1常見的預應力混凝土臺座的簡介44.1.1臺座按構造形式分類54.1.2臺座按承受力的方式分類54.2臺座形式的確定74.3臺座內部凈寬的確定84.4臺座長度的確定84.5拉臺座寬度的確定9五、預制場的的設置及制作張拉臺座的前期工作95.1.預制場的設置95.1.1綜合考慮的因素95.1.2施工現(xiàn)場布置計劃95.1.3臺座的布置方式105.1.4具體的設置方式105.2.制作張拉臺座的前期工作11六、先張法張拉臺座的結構設計和驗算116

2、.1.壓桿的設計116.1.1壓桿尺寸和標號116.1.2設計數(shù)據(jù)126.1.3壓桿受力驗算126.2.端部橫梁的設計146.2.1端部橫梁受力計算146.2.2鋼橫梁截面強度驗算146.2.3橫梁撓度的計算156.2.4橫梁局部應力驗算156.3端部重力墩設計156.3.1尺寸確定156.3.2配筋設計156.3.3受力驗算166.4底板臺座和臺面的設計166.4.1臺座底板和臺面的尺寸及混凝土標號166.4.2臺座底板配筋166.4.3臺面承載力驗算166.5.橫向聯(lián)系梁的設計176.5.1橫向聯(lián)系梁的尺寸和標號176.5.2橫向聯(lián)系梁的配筋176.6座整體傾覆及滑動驗算176.6.1抗傾

3、覆驗算176.6.2抗滑移驗算18七、臺座所需的材料用量187.1需要的材料的種類187.2材料用量187.3各種材料總用量21八、張拉臺座的制作218.1地基處理218.2壓桿的施工228.3橫梁加工、制作與安裝228.4臺面的施工228.5臺座墩的施工228.6張拉臺座施工控制23九、張拉工藝239.1張拉前的準備239.1.1張拉設備的選擇239.1.2理論伸長值的計算239.2張拉過程249.2.1張拉程序249.2.2下料249.2.3鋼絞線及張拉設備就位249.2.4連接拉桿249.2.5收緊鋼絞線及初張259.2.6整體張拉259.2.7放張259.3張拉注意事項26十、預應力張

4、拉臺座的前景與展望26參考文獻：27附錄：28致 謝51先張法預應力混凝土臺座設計學生：馬龍 指導老師：佈仁烏力吉摘 要：先張法預應力空心板梁在預制場中一般采取集中預制，因此先張法張拉臺座的結構設計是重要的一環(huán)。本文結合具體的工程實例，依據(jù)先張法空心梁施工原理，對張拉臺座進行了結構設計，通過張拉臺座受力驗算，優(yōu)化結構尺寸，盡可能的降低了建設成本。張拉臺座的型式有多種，本文采用的“槽式張拉臺座設計”只是其中一種，槽式張拉臺座的主要受力構件為壓桿，設計的過程中使鋼絞線處于壓桿的中間位置，這樣壓桿就可按軸心受壓構件計算，鋼橫梁簡支于壓桿上，可作為簡支梁計算，所以鋼橫梁主要承受彎矩和剪力。由于具體的設

5、計與計算牽涉諸多因素，且計算過程繁冗，不再贅述，文中著重論述了總體設計構思和主要驗算項目的計算方法，為類似工程的設計和計算提供參考。關鍵詞：先張法; 預應力混凝土; 受力驗算; 臺座設計A Design of Pretensioning Prestressed Concrete PedestalStudent: Ma Long Teacher: Bu ren wu li jiAbstract： Generally speaking, the pretensioned prestressed hollow plate girder adopt the form of centralized pr

6、efabrication in prefabrication field, which determines that the structural design of pretensioning stretching pedestal is the most important part in this area. This paper has taken some specific project cases for instance, and has introduced structure design of pretensioning stretching pedestal on t

7、he basis of construction principle of pretensioning voided slab. According to the checking computations of pretensioning stretching pedestals stress, this paper also provided some ways related to size and structural optimization, which can reduce the construction cost as much as possible.There are s

8、o many types of pretensioning stretching pedestal nowadays, and this paper mainly talked about pretensioned grooved stretching bed. The main force component of pretensioned grooved stretching bed is the bar.In the process of the design make the steel strand in the middle of the bar,so the bar can be

9、 calculated by axial compression members.Steel beams simply supported at the bar, it can be calculated as a simple beam, so the steel beams mainly bear bending moment and shear. Owing to there are too many factors should take into consideration in the process of designing and calculation, so it unne

10、cessary gives more details here.This paper focuses on the overall designing conception and main calculation method, which provide some useful information and references for similar projects.Key words: pre-tensioned; prestressed concrete; Checking The force ; Pedestal Design 一、引言隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路交通運量迅猛增

11、長，量大面廣的中小跨徑橋梁及一般大跨徑的橋梁日益增多，其中先張法預應力空心板梁占有很大的比例。目前中小跨徑橋梁及一般大跨徑的橋梁經(jīng)常采用8M25M 先張法預應力空心板，其中跨徑10M以上20M以下尤為常見。由于結構材料尤其是高強度鋼絞線的普遍應用，為先張法預應力空心板創(chuàng)造了前提條件，而且隨著橋梁標準化的提高，先張法預應力空心板有著極為廣闊的應用發(fā)展前景。施工中對梁體內配置的鋼絞線在張拉臺座上張拉是生產(chǎn)預應力空心板梁的關鍵。鋼絞線的拉力是否符合設計要求直接影響到預應力空心板梁的質量，拉力過大對結構帶來很大的安全隱患，拉力不足將降低預應效果，可能再荷載作用下梁體下部過早出現(xiàn)裂縫，縮短梁板的使用價值

12、。因此施工人員必須有足夠的預應力理論知識和實踐經(jīng)驗。另外，在公路橋梁施工中，會遇到大量的公路先張法預應力混凝土梁施工，據(jù)所知，公路施工中，先張法預應力混凝土梁尚無固定的廠家生產(chǎn)，一般都在工地預制場直接預制，隨著公路市場的拓寬，在更多的公路施工中，將會遇到更多的現(xiàn)場施工先張法預應力混凝土梁。先張法預應力混凝土張拉臺座是先張法預應力混凝土梁生產(chǎn)工藝的主要設備，先張梁體積大，張拉噸位大，工藝復雜，掌握先張法臺座的設計是很有必要的，也是至關重要的。二、工程概況某大橋長171.6米，橋寬25米，雙向四車道，兩邊設計3米慢車道和2.5米人行道，全橋10跨，其上部結構為跨徑16米的先章法預應力混凝土空心板梁

13、，梁寬為1.0m，全橋共24*10=240片空心梁板，計劃施工工期為80天。該大橋路基的地質條件由地表土由沖積粉細沙和薄層亞沙土組成。土的物理、力學性質較差，強度低。梁配置的預應力鋼絞線采用符合ASTM A-416-87a ，標準的270 級15.24的鋼絞線，一根鋼絞線的面積A=139.9mm2,其標準強度：Rby=1 860MPa,控制張拉應力k =1395MPa?！?】空心板中板為13 根、邊板14根鋼絞線,如圖1所示。三、設計的依據(jù)和要求3.1. 設計依據(jù)(1)技術資料。該橋梁工程設計圖紙及工程有關會議紀要及有關文件。(2)規(guī)范、標準。公路橋涵設計通用規(guī)范(JTJ02189)；公路橋涵

14、施工技術規(guī)范(JTJ0412000）。鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）3.2. 設計要求(1)張拉臺座要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，要能承受需要的最大張拉控制力。(2)要求在設計要求工期內完成全部板梁的預制工作。(3) 空心板梁每根鋼絞線的張拉控制應力為k=0.75Kby=1395Mpa?！?】(4) 承力臺座必須具有足夠的強度和剛度，其抗傾覆安全系數(shù)應不小于15，抗滑移系數(shù)應不小于1.3。(5) 橫梁須有足夠的剛度，受力后撓度應不小于2mm。四、臺座方案的確定4.1常見的預應力混凝土臺座的簡介臺座是先張法生產(chǎn)的主要設備，是預應力筋的臨時

15、固定支座，承受預應力筋的全部張拉力，故臺座應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以避免臺座破壞或變形導致的預應力筋張拉失敗或預應力損失。4.1.1臺座按構造形式分類臺座按構造形式的不同可分為鐓式臺座、槽式臺座、鋼模臺座鐓式臺座鐓式臺座一般用于生產(chǎn)中小型構件，如屋架、空心板、平板等。其長度一般為100M150M，這樣既可以利用鋼絲長的特點，張拉一次可生產(chǎn)多個構件，減少張拉及臨時固定工作，又可減少因鋼絲滑動或臺座變形引起的預應力損失。鐓式臺座基本形式有重力式和構架式倆種。重力式臺座主要靠臺座自重平衡張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩;構架式主要靠土壓力來平衡張拉力所產(chǎn)生的傾覆力矩。槽式臺座生產(chǎn)吊車梁、屋架箱梁時，由于

16、張拉力和傾覆力矩都很大，一般采用槽式臺座。由于它具有通長的鋼筋混凝土壓桿，因此可承受較大的張拉力和傾覆力矩。壓桿上加砌磚墻，加蓋后可進行養(yǎng)護，為方便混凝土運輸和蒸汽養(yǎng)護，槽式臺座一般低于地面。鋼模臺座鋼模臺座是將構件制作的鋼模板做成具有相當剛度的結構，作為預應力筋的錨固支座，將預應力筋直接放在模板上進行張拉。【3】4.1.2臺座按承受力的方式分類臺座按承受力的方式不同：墩臺式臺座、基樁式臺座、壓桿式臺座這三種臺座其他構造如橫梁和臺面基本一致，橫梁主要是固定預應力筋，并將張拉力傳給臺座，主要承受彎矩，按簡支梁計算。其斷面采用箱型結構，一般用型鋼或鋼板焊接而成，內設隔板作為加勁肋，用以承擔強大的壓

17、力。臺面大多是用混凝土澆筑而成。臺面一般做成水平的(若考慮反拱設置，由反拱值作為控制指標。)墩臺式臺座墩臺式臺座構造墩式臺座主要是由臺墩，臺面和橫梁等組成。臺墩主要是用于承受預應力筋的拉力，一般是用鋼筋混凝土整澆而成。墩臺式臺座設計要點：a.傾覆穩(wěn)定性驗算臺座的傾覆穩(wěn)定系數(shù)K必須滿足下式要求：K=M1/M21.5式中：M1一抗傾覆力矩M2一傾覆力矩b.(2)滑移穩(wěn)定性驗算K/=T1/T21.3式中：T1一抵抗滑移的力T2一滑移力c.強度驗算臺墩可按一般鋼筋混凝土結構計算方法進行；鋼橫梁可按一般鋼結構計算方法進行。基樁式臺座基樁式臺座主要是由基樁、橫梁和臺面等組成。主要是用樁的抗水平承載力來抵抗

18、拉力，一般由鋼筋混凝土集成?；鶚妒脚_座設計要點:根據(jù)荷載的性質與大小，地質資料，施工條件等情況，初步擬定出樁的直徑、臺墩的尺寸、樁的根數(shù)及排列等，然后進行如下的計算：a.計算各樁樁頂所承受的荷載Qi、Mi；b.確定樁的入土深度(樁的長度)，一般情況可根據(jù)持力層位置、荷載大小、旎工條件等初步確定，通過驗算再予以修改；在地基較單一，樁底端位置不易根據(jù)土質判斷時，也可根據(jù)已知條件用單樁容許承載力公式計算樁長；c.確定樁的計算寬度b。；d.計算樁的變形系數(shù)a值；e.計算地面處樁截面的作用力Qo，Mo，求算樁身各截面的內力；f.變矩M2，根據(jù)M。大小、位置及Mz分布圖驗算截面強度并進行樁身配筋；g.樁頂

19、位移的驗算。置于非巖石地基(或樁底嵌固于巖基)中的樁，且設樁露出地面段(傳力墩)樁頂點為自由端，其頂端位移Xl=Xo-olo+XQ十Xm?！?】壓桿式臺座壓桿式臺座主要是由壓桿、橫梁、臺面等組成。它既可以承受鋼筋張拉時的反力，又可以作為構件采用蒸汽養(yǎng)護的養(yǎng)生槽。壓桿主要是用于承受預應力張拉時的反力。一般是用鋼筋混凝土整澆而成。對于公路施工，由于預制場是臨時性的，最好采用裝配式(每段長56m)，裝配式壓桿可用鋼管、鋼箱等組成。這樣便于拆遷運輸和重復使用，也便于按照地形條件，構件長度和工藝要求而改變臺座長度。橫梁需保證具有足夠的剛度，防止因變形而產(chǎn)生較大的預應力損失。三種型式張拉臺座對比一覽表臺座

20、形式作用原理張拉能力及特點適用范圍有點缺點結構形式墩臺式臺座依靠自重來抵抗傾覆，依靠臺座與土壤間的摩阻力和土壤頂推力來抵抗滑移約1000kN左右張拉力在500kN-1000kN較為適合，地質條件較好，中小型預應力構件構造簡單，應用較為廣泛，容易拆除體積大，埋設深，耗材多臺墩橫梁臺面基樁式臺座傾覆力矩主要靠樁基或地錨來承擔1000kN-4000kN對土質條件要求較高，爆擴樁或一般基樁，在巖石地基上可采用地錨臺座變形較小，便于構件橫移材料消耗多，施工時間較長，基樁部分拆除量太大，基樁橫梁臺面壓桿式臺座主要通過壓桿自身強度來抵抗壓力1000kN-4000kN適用于各種地質條件及大噸位張拉臺座變形小又

21、可作為構件蒸汽養(yǎng)護的養(yǎng)生槽，交易拆除材料消耗多，需用時間長壓桿橫梁臺面4.2臺座形式的確定臺座形式選擇考慮的因素有：生產(chǎn)數(shù)量和設施期限，安全適用，經(jīng)濟合理，質量有保證，操作簡便，可控性好，便于支拆模板方便。由于鐓式臺座端部重力墩體積過大，不經(jīng)濟，而且抵抗張拉的能力比較小，不予考慮。鋼模臺座一般不可成批生產(chǎn)預應力構件，而“定制鋼模板”用于預應力構件生產(chǎn)則須將其“定制”，而且要滿足強度剛度穩(wěn)定性要求，能承受足夠的張拉力還必須做的結實些，這樣鋼材用量也比較多，不經(jīng)濟，“定制鋼模板”主要用于生產(chǎn)預應力樓板，它多適用于單件板塊制作，它便于放入養(yǎng)護池或養(yǎng)護窯中進行蒸汽養(yǎng)護，結合本次施工工期和經(jīng)濟原則，不可

22、采用鋼模臺座。槽式臺座受力簡單，施工方便，因為是槽型結構，便于覆蓋養(yǎng)生，便于支模拆模，尤其對于冬季施工，采用蒸養(yǎng)的效果很理想，而且槽式臺座傳力柱作為平放在張拉臺面上的水平梁，在橫梁的作用下，成為軸心受壓構件，能夠承受較大的張拉應力，傳力柱的長度一般都在100m 左右，符合本次工程要求。結合本次設計的工程概況條件，選擇經(jīng)濟適用的槽式臺座進行梁板的預制比較合理。計劃施工工期為80天，每月按25個工作日計劃, 一個臺座的生產(chǎn)梁的生產(chǎn)周期按4天計算, 所以臺座需設計為每槽生產(chǎn)4片梁的臺座4道, 這樣一次性可生產(chǎn)16片梁，一月可生產(chǎn)96片梁，能滿足施工進度的要求。最終通過質量、安全、經(jīng)濟評估、以及力學驗

23、算確定為槽式臺座。根據(jù)該橋場地和工期及梁的數(shù)量，確定采用4長線、4片梁/線的槽式張拉臺座進行空心板的預制。根據(jù)設計圖紙具體尺寸, 臺座布置如圖2所示。4.3臺座內部凈寬的確定臺座內部凈寬即壓桿之間凈距，計算用公式為b= b1 + 2b2，式中：b 臺座內部凈寬;b1 空心板底模寬度;b2 壓桿內側面與底模間的距離。則臺座內部凈寬=(梁寬)1.0m+(工作空位)0.2m2=1.40m；底板兩側各留20cm的寬度，完全可以滿足支、拆模板的要求。4.4臺座長度的確定采用長線臺座既有經(jīng)濟上的考慮,也有力學性能方面的考慮。特別在力學方面有兩個優(yōu)點:可以減少張拉和錨固工作量及預應力筋端頭損失;可以減少因預

24、應力筋在錨具中滑移及橫梁變形所造成的預應力損失。臺座長度L的確定根據(jù)下面幾個方面:(1) 空心板長度L1 ;(2) 一座臺座同時預制空心板個數(shù)n ;(3) 空心板端頭與張拉橫梁之間的距離L2;(4) 空心板端頭之間距離L3 ?！?2】臺座長L = nL1 + 2L2 + (n - 1) L3=416m+22.8m+31.0m=72.6m臺座長度一般為100m左右，臺座過長，穿束時很不方便，且預應力筋下垂撓度大，對預應力有一定影響。由于每個施工合同段有各種規(guī)格不一的空心板，在底寬相等、預應力筋間距一致的情況下，可以采用其最小公倍數(shù)并兼顧最長的空心板設置，這樣可以生產(chǎn)各種規(guī)格的空心板，降低單片空心

25、板造價，同時增加了施工的靈活性。4. 5拉臺座寬度的確定臺座寬度主要取決于構件外形尺寸的大小,生產(chǎn)操作的方便程度以及用料經(jīng)濟情況等方面。臺座寬度太窄,會影響模板的安裝與拆卸，太寬則需用較大的橫梁,用鋼量及占地就增多。臺座寬度的確定要根據(jù)以下倆方面：臺座內部凈寬b和壓桿寬度b1。臺座寬B=nb+b1=41.4m+20.5m+30.55m=8.25m五、預制場的的設置及制作張拉臺座的前期工作5.1.預制場的設置5.1.1綜合考慮的因素先張法預應力梁的主要優(yōu)點是生產(chǎn)周期短，適用于工期緊、數(shù)量多、工廠化生產(chǎn)。因其設施費用一次性投入多，有些設施不可以重復適用，所以，為了提高經(jīng)濟效益，降低成本，就必須最大

26、限度的提高設備利用率，用較高的生產(chǎn)效率發(fā)揮設施投資的應有作用。預制場總體設計包括臺座形式、張拉與放張、移梁方式、生產(chǎn)數(shù)量，要綜合考慮的因素有以下方面：（1）生產(chǎn)數(shù)量和施工工期；（2）安全適用，經(jīng)濟合理，質量有保障；（3）操作簡便，可控性好，周轉快，生產(chǎn)周期短；（4）設施可靠，耐久性強，支拆模方便。5.1.2施工現(xiàn)場布置計劃、施工平面布置：按突出重點合理布局的原則，主要考慮解決好兩個矛盾：既滿足梁扳預制需要，又節(jié)約用地；既要利于連續(xù)施工，又要盡量減少對群眾的影響。同時在確保不對環(huán)境造成破壞的基礎上，我們確定把梁場主要設在橋頭處路基的挖方段。施工用電：預制場擬在村邊就近接動力電線路，并自備發(fā)電機組

27、12臺，保證施工用電。施工用水：靠近村莊引入生活用水，在攪拌站修建蓄水池（約10m3），以確保滿足生產(chǎn)需要。混凝土拌合站：梁板混凝土均為高標號混凝土，質量要求高，擬建500型強制式攪拌機2臺，拌制好的混凝土采用混凝土輸送車運至制梁場，混凝土拌和站建在距梁場較近處。攪拌站水泥儲存罐、主機、砂石存料斗基礎均采用鋼筋混凝土基礎。為保證雨季梁場排水需要，擬預制場兩端修建排水溝，并在龍門吊混凝土基礎內修建一條300300mm排水溝，水集中匯到就近河道排出。存梁場：存梁場位于預制廠一側，直接接既有道路，方便運梁和吊裝。龍門吊：在制梁場左側設存梁場。制梁場設1副240 t的龍門吊，作為板梁混凝土澆筑及縱、橫

28、向移梁的吊具。在梁場兩側設龍門軌道，順地勢設2的縱坡。5.1.3臺座的布置方式根據(jù)預制場投入的設備情況和場地的不同，臺座與存梁場有橫向布置（即存梁場在臺座兩端）和縱向布置（即存梁場在如座兩側）兩種方式。如果預制場投入龍門吊和砼輸送泵，場地較長則可縱向布置，如果場地較短且只配備吊車和輸送車，則可采用橫向布置方式。前者適合生產(chǎn)規(guī)模較大的預制場，后者適合生產(chǎn)規(guī)模較小的預制場。根據(jù)本次工程概況，和臺座設計形式，本次臺座較長，為了提高設備的綜合利用率，縱向布置更具靈活性，所以采用縱向布置。5.1.4具體的設置方式綜合上述，為了滿足上述要求采用了整體式張拉與放張，龍門吊移梁，臺座用4槽，每槽一次可生產(chǎn)4片

29、梁的槽式臺座，月生產(chǎn)能力96片梁?？招陌辶侯A制場設在該大橋10號臺后已平整壓實的路基上，預應力張拉臺座設在右幅路基上，龍門吊和加工場之間外邊預留3米左右的位置為施工便道用地，鋼筋加工棚、砂、碎石、水泥堆放場地、攪拌站設在路基右側，在路基左側預留8米左右空間移梁、存梁。如圖3所示。5.2.制作張拉臺座的前期工作預制梁場修建必須嚴格按平面布置圖進行，對臺座、槽臺的地基要進行必要的處理，并進行承載力檢驗后方可進行臺座、槽臺施工，施工過程中必須嚴格按圖紙進行栓孔預留和鐵件預埋；龍門吊組裝前，應對所有構件、螺栓等進行除銹和防腐蝕處理；所有電氣線路進行嚴格檢查驗收；并在對預制場的安全生產(chǎn)驗收合格后方能使用

30、。在預應力梁板施工前首先要根據(jù)設計做好場地布置、三通一平、原材料進場、張拉設備標定以及臺座穩(wěn)定性驗算，準備好需要的材料和和各種設備。下表是預制場需要的主要設備：序號設備名稱單位型號定額產(chǎn)量數(shù)量1強制式攪拌機套JZS一50045m3/h12龍門吊套40噸13自卸汽車臺CG34224載重汽車臺DF14115裝載機臺ZL501六、先張法張拉臺座的結構設計和驗算槽式張拉臺座由壓桿、橫向連續(xù)梁、端部重力墩、底板及端部橫梁構成。6.1.壓桿的設計6.1.1壓桿尺寸和標號壓桿突出地面的高度不宜太大(一般取60cm左右)【5】。高一些雖然對臺座受力較有利(因能減少壓桿長細比和偏心距)，但是對安放鋼筋、支模和澆

31、灌混凝土等則會帶來不便，鋼筋混凝土構件的截面形式考慮到受力合理和模板的制作方便，軸心受壓構件的截面形式一般做成正方形或者邊長接近的矩形，綜合上述，先確定壓桿為截面尺寸為：邊桿為5060cm，中桿為55cm60cm.受壓構件正截面承載力受混凝土的強度影響比較大，為了充分利用混凝土承壓，節(jié)約鋼材，減小構件截面尺寸，受壓構件采用較強的混凝土，一般設計中常用的混凝土強度等級為C20-C40，所以本壓桿混凝土強度選用C30.6.1.2設計數(shù)據(jù)預應力鋼絞線采用符合ASTM A-416-87a ，標準15.24 的鋼絞線，其標準強度：Rby=1 860MPa，標準斷面積A=139.9mm2，控制張拉應力k

32、=1395MPa?？招陌逯邪鍨?3根、邊板14根鋼絞線，其物理力學指標如下：標準強度：Kby=1860Mpa公稱截面積：Ai=139.9mm2張拉控制應力：k=0.75Kby=1395Mpa張拉控制力：Pk=1395139.9/1000=195.2KN6.1.3壓桿受力驗算由于空心板設計中,鋼絞線距空心板底距離普遍為4. 5cm , 因此縱向力作用在偏離壓桿形心下0. 5cm處,可以近似的認為壓桿為中心受力構件。壓桿主要承受壓力作用,按素混凝土設計,按構造進行配筋,單肢壓桿(每個臺座兩個壓桿,每個壓桿稱之為單肢壓桿) 承受力為P/ 2 ( P 縱向力之和) ,按極限狀態(tài)計算。（1）設計荷載的確

33、定超張拉103%應力： 1.03k=1436.85Mpa每根鋼絞線最大張拉力：P1=1.03kAi=201.0KN每片中梁13根鋼絞線張拉總計為：P=13201.0=2613.0KN每片中梁14根鋼絞線張拉總計為：P=14201.0=2814.0KN（2）強度驗算當多條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)時，中壓桿為受力最大的構件，采用有效承壓面55cm60cm，中柱受力計算取邊梁最大張拉力2814.0KN，正應力：k=2814.01000/(550600)=8.53Mpa R 時,強度不滿足要求,需重新設計壓桿截面,重新進行驗算。Lo/h=6500/600=10.8, 偏保守的取lo/b=12，查表得=0.95縱

34、向力N=2814.0 KN A=550600=330000mm2Raj=30MP=30N/mm2m =1.4(要查規(guī)范m=rorG=1.11.25=1.4 ro為結構重要性系數(shù)，rG為永久作用分項系數(shù))R=1.00.95330000301/1.4=6717857N=6717.86KN2814.0KN故滿足穩(wěn)定性要求。注意：以上計算均以單根傳力柱為研究對象, 事實上傳力柱通過臺面板橫向連接, 受力條件大大改善; 對于4槽連接起來的整個臺座, 地基沉降將比單根傳力柱小得多。所以以上設計安全性是有保障的。（5）壓桿的縱向配筋鋼筋混凝土受壓構件中縱向受力鋼筋的作用是與混凝土共同承擔外荷載引起的內力，防

35、止構件突然的脆性破壞，減小混凝土不均勻質性的影響?？v向鋼筋還可以承擔構件失穩(wěn)破壞時，突出面出現(xiàn)的拉力及由于荷載的初偏心，混凝土收縮徐變，構件溫度變形所引起的拉力。受力構件采用較粗的鋼筋，以便形成較好的骨架，縱向受力鋼筋一般在12mm-32mm范圍內選用，當矩形截面受壓構件截面高度大于等于60CM時，應在倆個側面設置直徑為10mm-16mm的縱向構造鋼筋，以防止構件因溫度和混凝土收縮應力而產(chǎn)生裂縫?！?】所以壓桿內設置422+416 鋼筋比較合適。保護層厚度查表可取35mm。位于橫梁下的傳力柱端部，由于受力不均勻，所以要增加縱向受力鋼筋的根數(shù)并加密箍筋。根據(jù)圣維南原理，從傳力柱端頭沿著傳力柱方向

36、，一個傳力柱高度內，受力不均勻，超過這個長度，應力就比較均勻。因此從傳力柱端頭沿著傳力柱方向一個傳力柱高度即2.8m的長度內的縱向鋼筋及箍筋要加密設計。在2.8m長度內，縱向鋼筋由6 根增加到12根；在傳力柱的端部，即端橫梁下，配置厚度2cm的鋼板；箍筋的間距加密為100mm，箍筋用8鋼筋。 （6）壓桿的箍筋鋼筋混凝土受壓構件中箍筋的作用是為了防止縱向鋼筋受壓時壓曲，同時保證縱向鋼筋組成整體骨架。根據(jù)規(guī)范要求臺座壓桿的箍筋間距不得大于300mm，直徑不得小于d/4（d為縱向鋼筋最大直徑），且不應小于6mm。故設8200mm 的鋼筋網(wǎng)；配筋率滿足構造要求。6.2.端部鋼橫梁的設計6.2.1端部鋼

37、橫梁受力計算鋼橫梁簡支于壓桿上，橫梁可作為簡支梁計算。由張拉臺構造圖可知，端部橫梁其跨徑為1.0m，按受均布荷載的簡支梁考慮，其分布荷載q=2814.0KN/m，【9】 彎矩：M=1/8qL2=1/82814.012=351.75KNm剪力：V=qL/2=2814.01/2=1407.0KN查表：鋼結構設計手冊，40C 槽鋼(錳鋼)強度設計值為：彎矩：326.0KNm，剪力：874.8KN；張拉臺端部橫梁取 240C 槽鋼(錳鋼)，彎矩：M=2326.0KNm351.75m;剪力：V=2874.8KN1407.0KN；因此，橫梁取240C 槽鋼(錳鋼)，滿足受力要求。6.2.2鋼橫梁截面強度驗

38、算鋼橫梁采用240C槽鋼并列焊接,然后焊鋼板組成。查表：鋼結構設計手冊40C 槽鋼的抗彎強度設計值為f=215N/mm2,抗剪強度設計值fv=125N/mm2，鋼橫梁的允許抗彎模量Wx =985.6cm3,截面積A1=9104mm2，彈性模量E=2105,截面慣性矩I=19711cm4【10】(1) 鋼橫梁抗彎所需要的抗彎模量Wx= M/ f=351.75103/215=1636.0cm32Wx =985.62cm3=1971.2 cm3(2) 鋼橫梁的剪應力=V/A=1276.2103/29104=70.09N/mm2fv=125N/mm2故鋼橫梁截面強度滿足要求。【11】6.2.3橫梁撓度

39、的計算為便于計算,將作用在橫梁上的集中荷載轉化為均布荷載。均布荷載q = 2814KN/m ,橫梁撓度的計算式為:fc = 5qL4/ 384EI=5281410004/(3842105197111042) =0.465mm fc = 2mm,鋼橫梁撓度滿足要求。6.2.4橫梁局部應力驗算由于鋼絞線通過夾具錨固在橫梁上,因此需要對此橫梁部位進行壓應力及剪應力驗算:= P/ A1 = p/ A2式中:P 每根鋼絞線的張拉力;A1 夾具套筒面積, A1 = / 4 (D2 -d2) ;A2 橫梁上夾具剪切面積A2 = /4D2 ;D ,d 夾具外、內直徑。當 f , fv時,橫梁上局部應力滿足要求

40、。本次張拉設計選用的錨具為QM15-1型單孔夾片錨具，錨環(huán)的外徑D=46mm，內徑d=18mm，每根鋼絞線最大張拉力：P1=1.03kAi=201.0KN，根據(jù)上式則有：=4 P/(D2 -d2)=4201000/3.14(462-182)=142.9N/mm f= 310N/mm2 =4P/(D2)=4201000/(3.14462)=121.0 N/mm2814 KN (安全)6.5.橫向聯(lián)系梁的設計6.5.1橫向聯(lián)系梁的尺寸和標號為保證臺座剛度和穩(wěn)定性設置了橫向連續(xù)梁，橫向聯(lián)系梁限制了壓桿的側向位移，使壓桿的計算長度減小，縱向彎曲系數(shù)增大，有利于壓桿的穩(wěn)定，由C30 砼澆筑，其間距為5.

41、0m（或5.5m），其截面尺寸為40cm20cm。橫向聯(lián)系梁的長度就是臺座寬度825cm,橫向聯(lián)系梁頂面的高程就是梁底板底面的標高。為加強橫向聯(lián)系梁與傳力柱的聯(lián)結，橫向聯(lián)系梁與傳力柱連結處做成承托。6.5.2橫向聯(lián)系梁的配筋橫向連續(xù)梁內設616 鋼筋；設8200mm 的鋼筋網(wǎng)；傳力柱與橫向聯(lián)系梁連結處的配筋,傳力柱與橫向聯(lián)系梁連結處左右各0.5m長度內，縱向鋼筋多加4 根，增加的4根鋼筋的位置放在與橫向聯(lián)系梁連結處，滿足配筋要求。6.6座整體傾覆及滑動驗算。6.6.1抗傾覆驗算（1）計算公式K0= M1/M = M1/Ne 1.50【13】式中： K0抗傾覆安全系數(shù)；M1抗傾覆力矩，由臺座自重

42、和土壓力等產(chǎn)生；M傾覆力矩，由預應力筋的張拉力產(chǎn)生；N預應力筋的張拉力；e 張拉力合力作用點到傳力墩傾覆轉動點O的力臂；（2）抗傾覆力矩M1= G1L1+ G2L2+ G3L3+ G4L4= 1.528.2524(2.8-0.75)118.2524(2.8-2) 1.60.28.25240.8(0.55+0.95)0.51.63+(0.5+0.7)0.51.620.4240.8= 1268.44+165+52.5+42.39=1528.33KNm（3）傾覆力矩M = Ne = 28140.3=655.2KNm。（4）抗傾覆安全系數(shù)K0 = M1 / M = 1528.33/655.2=2.33

43、1.50（安全）。6.6.2抗滑移驗算N為臺面抵抗力, 臺面厚25cm, C20碎石鹼, 據(jù)有關資料每m臺面的抵抗力為300KN/m N=3008.25=2475KNF為臺座底部被動土的壓力 F =（G2+ G2+G3+G4）=0.4（618.75+206.25+66+53）=944KNEP為土壓力的合力 Pep=Htg2（45+30/2）- tg2（45-30/2）=182.3（tg260- tg230）=110.4KN/m2 P=h Pep/H=0.3110.4/2.3=14.4KN/m2 EP=（Pep+ P）（H-h）B/2=（110.4+14.4）（2.3-0.3）8.25/2=10

44、29.6抗滑安全系數(shù) K=（N+F+ EP）/N=（2475+944+1029.6）/2814 K=1.581.3 安全七、臺座所需的材料用量7.1需要的材料的種類此臺座長72.6m，寬8.25m,4個槽，每槽可生產(chǎn)4片梁，分為壓桿、橫向聯(lián)系梁、端部重力墩，鋼橫梁，臺座底板和臺面。其中端部重力墩為C20鋼筋混凝土，其余構件都為C30鋼筋混凝土，鋼筋用料分縱向鋼筋22、16和8的筋,兩外需要的材料有鋼板、鋼橫梁，預埋構件。7.2材料用量（1）混凝土用量計算 端部重力墩所用混凝土體積V1=(1.52+11) 8.252=66m3 底板的體積V2=70.28.250.2=115.83m3 壓桿的體積

45、（扣除底板的高度）V3=(0.553+0.52) 0.467+(0.5+0.7) 10.52+(0.55+0.95) 10.53+(0.72+0.953) 0.6 0.42=71.02+4.8=75.82m3 臺面體積V4=0.0511616=12.8m3所以需要混凝土的體積V=270.45m3考慮到實際中要扣除3%的損耗率，實際所需混凝土為279m3。（2）鋼筋用量計算設壓桿中通直布置的22為號鋼筋，端部增加的22 為號鋼筋，壓桿中通直布置的16為號鋼筋，端部重力墩中的16為號鋼筋，壓桿端部增加的16為號鋼筋，橫向聯(lián)系梁中的16為號鋼筋，中間壓桿端部加密變截面部分8100的箍筋為號鋼筋，等截

46、面箍筋為號鋼筋，倆邊壓桿端部的加密變截面部分8100箍筋為號鋼筋，等截面箍筋為號鋼筋，橫向聯(lián)系梁中的8200箍筋為號鋼筋，中間壓桿的8200箍筋為號鋼筋，邊壓桿的8200箍筋為號鋼筋，150200cm重力墩中的8200箍筋為號鋼筋，120120cm小重力墩的8200箍筋為號鋼筋。號鋼筋的下料長度為L1=72.6-1.22-0.0352=70.13m號鋼筋的下料長度為L2=0.6-0.035+5.034+0.03=5.629m號鋼筋的下料長度L3=72.6-1.22-0.0352=70.13號鋼筋的下料長度L4=8.25-0.0352=8.18號鋼筋的下料長度L5=1.6-0.035=1.565

47、號鋼筋的下料長度L6=8.25-0.0352+6.250.016=8.28號鋼筋的下料長度為L7外包尺寸：寬度（0.95-0.0352）0.5+20.008=0.456高度：0.6-0.0352+20.008=0.546箍筋形式去135/135形式，D取25mm,平直段取5d，則兩個135彎鉤增長值為：3/83.14（0.025+0.008）-（0.50.025+0.008）+100.008 2=0.197箍筋有三處90度彎折亮度差值為：320.008=0.048則L7=0.4562+0.5462+0.197-0.048=2.153號鋼筋的下料長度為L8=2（0.95-0.0352+20.00

48、8）+2(0.6-0.0352+20.008)+0.197-0.048=3.033號鋼筋的下料長度L9=2(0.7-0.0352)0.5+20.008+ 20.546+0.197-0.048=1.903號鋼筋下料長度為L10=2(0.7-0.0352+0.0082)+2 0.546+0.197-0.048=2.553號鋼筋的下料長度L11=2(0.4-0.0352+0.0082)+2(0.2-0.0352+0.0082)+0.197-0.048=1.133號鋼筋的下料長度L12=2(0.55-0.0352+0.0082)+2(0.6-0.0352+0.0082)+0.197-0.048=2.2

49、33號鋼筋的下料長度L13=2(0.5-0.0352+0.0082)+2(0.6-0.0352+0.0082)+0.197-0.048=2.133號鋼筋的下料長度L14=2(1.5-0.0352+0.0082)+2(2-0.0352+0.0082)+0.197-0.048=6.993號鋼筋的下料長度L15=2(1.2-0.0352+0.0082)+2(1.2-0.0352+0.0082)+0.197-0.048=7.733鋼筋每米長度的理論重度見下表：規(guī)格重量（kg）80.395161.58222.98每號鋼筋重量計算見下表：鋼筋編號下料長度（m）所需數(shù)量（根）每米重量（kg/m）每號總重量（kg）號鋼筋70.13202.984179.75號鋼筋5.629162.98268.39號鋼筋70.13201.582216.12號鋼筋8.18321.58413.58號鋼筋1.56581.5819.78號鋼筋8.28421.58549.46號鋼筋2.153100.3958.51號鋼筋3.03370.3958.39號鋼筋1.903100.3957.52號鋼筋2.55370.3957.06號鋼筋1.133420.39518.80號鋼筋2.2333360.395296.36號鋼筋2.1333360.395283.