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箱梁预制及存放台座设置及验算1、后张法预应力箱梁台座设置及其验算1、1台座设置（1）对台座基础的地基进行加强处理，使台座基底承载力≥150Kpa。（2）台座基础两端2.0m范围下挖50cm台座基础,宽1.6m，中间基础部分宽1.6m，30cm厚，并布筋浇注C30混凝土；台座部分配置结构钢筋，浇筑20cm厚混凝土，台座顶面采用小石子混凝土调平，并用4x4cm角钢包边，防止边角破坏。底模采用1m宽8mm厚的大块钢板平铺，并且与台座连接成整体。用3m靠尺及塞尺检测平整度，偏差控制2mm以内，确保钢板接缝严密、光滑平顺。台座施工预留模板对拉螺栓孔间距50cm。（3）箱梁采用两台50t龙门吊起吊。在梁底台座预留吊装孔，吊点位置距梁端1m。20m和25m预制箱梁共用台座设置4个吊装孔洞。（4）为了保证桥梁平顺，在20m（25m）箱梁台座跨中设向下13mm的预拱度，从跨中向梁端按抛物线过渡设置。施工时可根据实际情况进行适当调整。（5）预制台座间距为3m，以便吊装模板。1.2台座受力验算按25m箱梁对台座受力进行验算。单片箱梁重量=27.275×2.6=70.915t。模板重量=12t，小箱梁底面面积为：1×24.84=24.84m2，则台座所受压强=（70.915+12）×1000×10/24.84=0.0334MPa,小于台座强度30MPa。张拉完毕后受力面积取2m2，则台座所受压强=（70.915+12）×10×1000/2=0.42MPa,小于台座强度30MPa。台座两端地基承载力压强需达到0.42MPa×1/（2×1.6）=131.25Kpa。施工时夯实地基并铺设碎石垫层使其满足要求。2、箱梁存梁区台座设计及验算2.1箱梁存梁区台座设计台座枕梁采用C30混凝土（计算中枕梁视为刚性构件），箱梁存梁用枕梁尺寸为枕梁横断面图枕梁立面图枕梁平面图40+30204020304040800.8m×0.4m×7.5m见下图：(验算以25米箱梁进行验算,其余20米箱梁的存梁用枕梁采用同25米箱梁存梁用枕梁相同的结构),25米箱梁最大一片砼方量为27.275m3,钢筋砼比重取26KN/m3,最高放置两层,则存梁荷载F=27.275×26×2/2=709.15KN。2.2地基承载力计算地基承载力为：fa=(P1+P2)/A=（1418.3+（0.4×0.8×7.5+0.3×0.4×2）×26）/(0.8×7.5)=247.82KPa其中：P1——25米箱梁重量；P2——枕梁自重；A——枕梁底面积；处理地基，承载力达到300Kpa以后进行枕梁砼的浇筑。2.3枕梁强度验算（1）计算枕梁截面特性①枕梁截面惯性矩如图建立坐标系xoy，则矩形组合体的形心距地面距离y1为：A1=80×40=3200cm2a1=20cmA2=40×30=1200cm2a2=55cmy1=（A1*a1+A2*a2）/(A1+A2)=(1200*55+3200*20)/(1200+3200)=29.5cmy2=70-29.5=41.5cm距上图，则惯性矩为：IX=(Be13-bh3+ae23)/3其中B=80cm，e1=y1=29.5cm，b=40cm，h=40-29.5=10.5cm，a=40cm，e2=y2=40.5cmIX=(80×29.53-40×10.53+40×40.53)/3=1554896cm4=15.54896×10-3m4截面抵抗距W=I/e2=15.54896×10-3m4/0.405=38.4×10-3m3②枕梁的截面刚度由路桥施工计算手册查询：C30混凝土的弹性模量Ec=3×107KN/m2(详见路桥施工计算手册P781页)截面抗弯刚度为EcI=3×107×15.54896×10-3=466.46KN·m2（2）按照“倒梁法”计算地基的净反力和基础梁的截面弯矩倒梁法把基础梁即枕梁当成为固定支座的连续梁，按地面作用以均布反力，对受力进行简化，模型简化图如下：由结构力学求解器求得如下：剪力图弯矩图由以上计算结果知：Mmax=223.04KN.m，Qmax=297.38KN由《建筑工程施工实用计算手册》可以查得C30砼容许抗弯应力［σ］=10Mpa，剪切许用应力［τ］=0.8［σ］=8Mpaσ=Mmax/w=223.04KN.m/38.4×10-3m3=5.81Mpa[σw]=10Mpaτ=Qmax/S=297.38KN/0.44m2=0.675Mpa［τ］=8Mpa以上计算可知，枕梁设计安全。3、先张法预应力空心板张拉台座设置及验算3.1空心板底模及张拉台座的设置3.1.1空心板底模设置空心板底模基础碾压密实，压实度达到要求后，在其上浇筑14.3cm厚C20混凝土，在底板范围内埋设2根5x5cm槽钢，槽钢间距1.24m。待基础面收光后，铺设5mm厚钢板做空心板底模板。模板与模板之间的连接使用电焊进行满焊，然后用磨光机磨平，测量人员利用全站仪对整个模板面进行整平，确保板底有较好的平整度。3.1.2张拉台座的设置预制台设框架式台座，有支撑梁、横梁、横系梁组成框架承受张拉力。支撑梁采用0.4m×0.4m的砼梁，主筋为4Φ16的钢筋，箍筋为∅10的钢筋,间距30cm。移动横梁和固定横梁使用组合型钢，砼采用C30砼浇筑成整体。张拉台座具有足够的刚度和强度，抗倾覆安全系数不小于1.5，抗滑移系数不小于1.3，横梁具有足够的刚度，受力后挠度不大于2mm。3.2张拉台座验算3.2.1张拉台座抗倾覆验算取台座绕0点的力矩，并忽略土压力的作用，则平衡力矩Mr＝G1L1＋G2L2。倾覆力矩Mov＝NH1抗倾覆力矩安全系数K应满足以下条件：K＝Mr／Mov＝（G1L1＋G2L2）／NH1≥1.5式中G1—台座外伸部分的重力，混凝土容重取26KN/m3G1＝3×3×2.85×26=666.9KNL1—G1点至O点的水平距离，1.5mG2—台座部分的重力G2=(0.4×0.4×2+3×0.15)×1.5×26=30.03KNL2—G2点至O点的水平距离,0.75mN—预应力钢筋的张拉力（n为钢绞线数量，本项目13m空心板中,边板13根钢绞线张拉时应力最大，A为钢绞线面积，根据图纸为140mm2）N＝fpd×A×n=1260×140×13/1000=2293.2KNH1—N作用点至O点的垂直距离,0.057m则Mr=G1L1＋G2L2=666.9×1.5+30.03×0.75=1022.88KN.m倾覆力矩Mov＝NH1＝2293.2×0.057=130.72KN.m抗倾覆力矩安全系数K＝Mr／Mov＝1022.88／130.72=7.81.5满足条件,安全。3.2.2张拉台座抗滑移验算台座抗滑移力N1＝N`+F+E′p式中N`—台面的抵抗力(KN/m)，混凝土强度为15MPa时，台面厚度为400mm时，查《路桥施工计算手册》表10-23和10-24得则N`＝1000KN/m×2.4m=2400KNF—混凝土台座与碎石的摩阻力，则F=μ(G1＋G2)，因台座底部为碎石,所以摩擦系数μ取0.45，F=0.45×(666.9+30.03)=313.62KN。E′p—台座底部与座面上土压力的合力。E′p＝(P‘＋P0)×(H-H2)B/2其中B—台座的宽度,3mH2—台座板厚度,0.4mH—台座的埋设深度,H=3m地基为中砂，故γ—中砂的重度,取γ=18KN/m3，内摩擦角ф取30о。查《路桥施工计算手册》表10-23相关公式为①台座后面的最大的土压力P’＝γH*tg²(45°+ф/2)-γH*tg²(45°-ф/2)②台座板底部的土压力P′=H2×P‘/H③台座底部和座面上土压力的合力E′p=(P‘＋P0)×(H-H2)B/2④抗滑移安全系数K=N1/N=(N′+F+E′p)/N带入数值得：P‘=γHtg²(45°+30°/2)-γHtg²(45°-30°/2)＝18×3×(tg²60°-tg²30°)=18×3×2.67=144.18KN/m2P0=H2×P‘/H=0.4×136.97/3=19.22KN/m2E′p=(P‘＋P0)×(H-H2)B/2=(144.18+19.22)×3×3/2=735.3KN则抗滑移安全系数K为：K=N1/N=(N′+F+E′p)/N=(2400+313.62+735.3)/2293.2=1.51.3满足条件,安全。4、空心板存梁区台座设计及验算4.1枕梁设计枕梁采用C25混凝土（计算中枕梁视为刚性构件），13米梁存梁用枕梁尺寸为0.3m×0.3m×10m见下图，13米空心板每片砼方量为6.24m3,钢筋砼比重取26KN/m3,最高放置三层,则存梁荷载F=6.24×26×3/2=243.36KN。4.2地基承载力计算地基承载力为：fa=(P1+P2)/A=（243.36×5+（0.6×0.3×10+0.3×0.3×1.24×5）×26）/(0.6×10)=213.02KPa其中：P1——13米空心板重量；P2——枕梁自重；A——枕梁底面积；处理地基，承载力达到300Kpa以后进行枕梁砼的浇筑。4.3枕梁强度验算（1）计算枕梁截面特性①枕梁截面惯性矩b/2ab/2BdxxhHe2e1矩形组合体的型心距地面距离e1A1=60×30=1800cm2a1=14cmA2=30×30=900cm2a2=45cme1=（A1*a1+A2*a2）/(A1+A2)=(1800×14+900×45)/(1800+900)=24.33cm所以h=5.67cm，e2=35.67cm则惯性矩：Ix=(Be1³-bh³+ae2³)/3=(60×24.33³-30×5.67³+30×35.67³)/3=740066cm4=7.4×10−3𝑚4截面抵抗距W=I/e2=7.4×10−3𝑚4/0.3567=20.75×10−3m3②枕梁的截面刚度由路桥施工计算手册查询：C25混凝土的弹性模量Ec=2.85×107KN/m2详见路桥施工计算手册P781页截面抗弯刚度为EcI=2.85×107×7.4×10−3=211KN▪m2按照“倒梁法”计算地基的净反力和基础梁的截面弯矩按地面作用以均布反力，对受力进行简化，模型简化图如下：由结构力学求解器求得如下：剪力图弯矩图由以上计算结果知：Mmax=64KN•m，Qmax=141.7KN由《建筑工程施工实用计算手册》可以查得C25砼容许抗弯应力［σ］=8.5Mpa，剪切容许应力［τ］=0.8［σ］=6.8Mpaσ=Mmax/w=64KN•m/20.75×10−3m3=3.08Mpa[σ]=8.5Mpaτ=Qmax/S=141.7KN/0.27m2=0.525Mpa［τ］=6.8Mpa以上计算可知，枕梁设计比较安全。