預應力混凝土空心板梁臺座設計與驗算

預應力混凝土空心板梁臺座設計與驗算

在橋梁施工中，預制安裝廣泛應用于現(xiàn)場，臺座的設計和施工是預制安裝的關鍵。目前，平臺的形狀可分為三種類型：樁型、槽型和換埋式。其組成部分結(jié)構(gòu)可分為三種類型：鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土混合結(jié)構(gòu)。本文主要介紹了由鋼梁、混凝土提升臺和平臺組成的平臺的設計和體驗。1空心板梁預制場某一號大橋和二號大橋上部構(gòu)造為張法預應力鋼筋混凝土空心板梁,兩座橋共長300m、14跨、224片空心板梁,為確保合同工期,決定將預制場建在兩橋之間的路基上,以便橋梁上部工程、下部工程、路基工程能夠同步施工。2張拉工藝板定位板臺座主要由張拉橫梁(定位板)、混凝土臺墩和臺面三大部組成,平面布置見圖1。張拉橫梁(定位板)采用鋼結(jié)構(gòu),由60mm厚的鋼板焊制而成,見圖2(單位:mm,以下同)。臺墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),長200cm、寬80cm、高150cm,見圖3,臺面采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),抗?jié)B8級,水磨石表面,見圖4。3每根鋼絞線力學性能由設計資料可知:每塊空心板共有14根鋼絞線,每根鋼絞線控制力為196kN,總張拉力為:2744kN,超張拉力為:Fmax=1.05×2744=2881.2kN。3.1張拉梁力學測試(1)剪應力驗證(2)壓力梯度測試式中:τmax為最大剪應力;A為面積;σmax為最大壓應力;Fmax為最大受力;fmax為最大撓度;E為彈性模量;I為慣性矩。3.2臺灣的力學試驗計算(1)抗傾覆穩(wěn)定性M1=2P土h/3+G1L/2+1.75G2+1.75P1式中:M1為抗傾覆力矩,kN-m;P土為土壓力,kN;G1、G2為臺墩自重;P1為錨定力,kN。摩擦角mP土=1/2γh2bm2式中:γ為土容重,18000kN/m3;h為高度,1.1m;b為接觸寬度,0.8m;m=tg(45°+?/2)=1.732;?為內(nèi)摩擦角,30°。P土=1/2×18000×1.12×0.8×1.7322=26134kN2混凝土重量土壤沉降驗傾覆穩(wěn)定性P1=[(0.8+1.8)÷2×0.5+(0.5+1.5)÷2×0.5×2]×130=214.5kN抗傾覆力矩為:M1=2P土h/3+G1L/2+1.75G2+1.75P1=26.12×103×1.1/3+58.8×1.75+214.5×1.75=10061kN-m傾覆點設在臺面下4cm處的傾覆力矩M=Fmax/2×0.195=2881.2/2×0.195=280.9kN-m抗傾覆安全系數(shù)為:K1=M1/M=10061/280.9=35.82>1.5(安全)(2)橋面的承載力抗滑移力來自于臺面的水平力、側(cè)壁土壓力和底部磨擦力,而混凝土的彈性模量(Ec=2.6×104MPa)和土的壓縮模量(Es=20MPa)相差極大,兩者不可能共同工作,底部磨擦力又很小(約占5%),可略去不計,實際上臺墩的水平推力幾乎全部傳給臺面,因此,只驗算臺面的承載力即可。臺面的承載力:P2=ΨAfc/K1K2=(1×200×3000×15)÷(1.25×1.5)=4800000N=4800kN>2881.2kN(安全)式中:P2為臺面承接力,kN;Ψ為穩(wěn)定系數(shù);(3)混凝土應力以混凝土臺墩與張拉橫梁接觸面作為受壓控制面,其承受的最大壓應力為:σmax=Fmax/A2=2811200÷(2×800×300)=6MPa可見,C20混凝土能夠滿足施工要求。經(jīng)驗算,配置12根?20mm構(gòu)造鋼筋能夠滿足施工規(guī)范要求。3.3地面地面設計為防止隔離劑的滲漏,確保放張后的梁板起到一定的預拱度,在梁板位置處的臺面設計為抗?jié)B8級,水磨石表面,隔離劑采用脫模劑攙和一定比例的滑石粉。由于放張時梁板與臺面之間的磨擦力易導致臺面拉裂,為此,該部分臺面配置6根?12mm、間距30cm的分布鋼筋。4梁板預拱度的評價目前,某一號大橋和二號大橋采用墩式臺座已預制空心板梁120片,質(zhì)量優(yōu)良,臺座無開裂現(xiàn)象,梁板預拱度能夠滿足設計要求,取得了良好的社會效益。τmax=Fmax/2A1=2811200÷[2×(