20米梁先张法墩式台座成熟工艺设计施工图-33

120米梁先张法墩式台座成熟工艺设计施工图1.1设计说明1.1.1工艺原理墩式台座是先张法生产预应力构件中常用的一种台座形式，由传力墩、台座板、台面及钢横梁等组成，其作用为在砼浇注前由传力墩、台座板、台面共同承受梁体钢绞线的总体张拉力，砼浇注完待砼强度达到80%时，放张千斤顶，将墩式台座承受的钢绞线总体张拉力转化为梁体底板砼与钢绞线有效长度之间的握裹力的一种施工方法。1.1.2适用范围墩式台座适用于先张法预应力施工，多用于生产中型构件或多层重叠浇筑的预应力砼构件。应用于公路、桥梁、铁路等多个领域。1.1.3主要工艺设计说明墩式台座计算简图1.1.3.1抗倾覆验算将台座看成一刚性体，取台座绕0点的力矩，忽略主动作用，则2平衡力矩Mｒ＝G1L1+G2L2+G3L3+G4L4G1＝4*1.9*2*2.5*9.8＝372.4KNL1＝1.9/2+2.8＝3.75ｍG2＝（1.2+1.7）/2*0.5*1.0*2*2.5*9.8＝35.5KNL2＝（1.2+1.7）/2+0.25+1.9＝3.6ｍG3＝0.6*2.8*4*2.5*9.8＝164.6KNL3＝2.8/2＝1.4ｍG4=0.8*0.8*4*2.5*9.8=62.72KNL4=0.9mMｒ＝372.4*3.75+35.5*3.6+164.6*1.4+62.72*0.9＝1811KN.ｍ倾覆力矩MDV＝Pｈ1＝187.49*19*0.045＝160.3KN.ｍ抗倾覆安全系数K＝Mｒ/MDV＝1811/160.3＝11.3＞1.5安全按最不利情况验算倾覆力矩MDV＝187.49*19*0.26＝926.2KN.ｍ抗倾覆安全系数K＝Mｒ/MDV＝1811/926.2=1.961.5安全1.1.3.2抗滑移验算台座抗滑移力N＝N，+F+E，P台座采用C20＃砼浇注，渐变至梁台座处最小截面为150ｃｍ*55ｃｍN，为台座面抵抗力N，＝4000*0.55*1.5＝3960KNμ为磨擦系数，根据一般粘性土，μ＝0.35，F＝μ（G1+G2+G3）＝0.35*（372.4+25.7+164.6）＝161.95KN3E，P＝E，P1+E，P2＝[（Pep1+P，1）（H1-h1）B]/2+[（Pep2+P，2）（H2-h2）B]/2Pep1=rH1tg2（45+θ/2）-rH1tg2（45-θ/2）=18*2*tg2（45+30/2）-18*2*tg2（45-30/2）=96KN/m2P，1=h*Pep1/H=0.6*96/2=28.8KN/m2E，P1=(96+28.8)*(2-0.6)*4/2=349.4KNP，2=h*Pep2/H=0.6*62.72/2=18.8KN/m2E，P1=(62.72+18.8)*(2-0.6)*4/2=228KNK=N/P=（3960+161.95+349.4+228）/（187.49*19）=1.32＞1.3满足安全系数K安全条件为防止台座施工中抗滑移能力损失，施工过程中可在台座板底部加设传力墩，以增大其抗滑移能力。1.1.3.3截面设计1.1.3.3.1牛腿配筋设计（按最不利情况40cm偏压验算）h0=(500+1200)-40=1660AS=Ph1/0.85h0fy=(187.49*19*200*103)/(0.85*1660*310)=1629mm2配筋率为1629/〔（1000*2）*1660〕=0.049%〈0.2%取最小配筋率为0.2%故AS=0.002*(1000*2)*1660=6640mm2取用22ф20钢筋，AS=6912mm2取每根牛腿立柱范围内按100cm宽布设11根ф20钢筋，单根长为302cm的Ⅱ级钢筋。41.1.3.3.2弯起钢筋计算h1/h0=400/1660=0.241〈0.3故AS=0.0015*(2*1000)*1660=4980mm2取用22ф20钢筋，AS=6912mm2，每个牛腿采用11ф20钢筋。牛腿断面图弯起筋与牛腿钢筋双面焊接，牛腿整体配筋图如上图示：弯起钢筋每个牛腿共计11根，其长度根据台座变截面的坡度而变化，共计11种长度。1.1.3.3.3箍筋计算牛腿采用水平箍筋ф8且双肢焊，间距为9cm，共计6层12个箍圈，平均箍圈长为455.6cm，ф8钢筋耗量为109m(一个台座)。5牛腿布筋断面图箍筋大样图40￠81.1.3.4裂缝控制验算P≦βf1kbh0/(0.5+h1/h0)台座采用C20#砼，f1k=1.1P≦0.8*1.1*(2*1000)*1660/(0.5+400/1660)=3942972N=3943KN〉P=3562.3KN安全。台座板配筋计算h=400mm，h0=400-35=365mm，a=35mm，b=4000mm，fcm=11N/mm2；fy=310N/mm2e0=M/N=187.49*19*400/187.49*19=400mm〉0.4*365=146mm故e0=0ф=l0/h=4700/400=11.75故不考虑挠度对纵向力偏心距的影响。e=e0+h/2-a=146+400/2-35=311mmx=187.49*19*1000/(4000*11)=81mmAS=(187.49*19*1000*311-11*4000*81*(365-81/2))/310/(365-35)=-476mm26故台座面可不配主筋。1.1.3.5钢横梁计算把钢横梁看成承受均布荷载的简支架，其计算式为：q=19p/L=19*187.49/2.49=1430.6KN/m钢横梁千斤顶牛腿钢横梁示意图M=1/8*qL^2=1/8*1430.6*2.49^2=1108.7KN.m钢梁抗弯弹性模量：W=M/f=1108.7/210*10^3=5279.5cm3用2I56c工字钢其截面模量Wx=2551.408*2=5103cm3采用15mm钢板，截面模量：W=b/6H*（H3-h3）7=34.0/(6*59)*（59^3-56^3）=2858.6cm3W总=5103+2858.6=79625279.5钢梁剪力：I=1/2*Ql=1/2*1430.6*2.49=1781KN钢梁的剪应力：J1=I/(9410*2)*10^3=94.6120符合要求。钢梁的变形值：W=5qL^4/384EIx=5*1430.6*2490^4/384*22780*10^4*2*2*10^5=7.9mm2490/400=6.2mm变形值不能满足要求。为了保证钢横梁加工时其变形值能满足要求，在其表面加焊15mm钢板及工字钢内侧加焊横肋。此钢梁可用于20m空心板梁预制。1.1.4工程实例武汉绕城高速公路K92+012.73分离式立交桥长66.5米，宽31米；该桥上部结构采用3-20米先张法预应力砼空心板，预制梁高0.90米。预应力钢束采用￠j15.24mm钢绞线，钢绞线张拉力为187.49KN，张拉控制应力为0.72σyb=1339.2Mpa。8我们采用墩式台座进行20米空心板梁的张拉及预制，施工过程中采取双侧对称张拉，用四台YCD2000型千斤顶，单束张拉选用两台YDQ260型千斤顶，配套油泵为五台ZB4型电动油泵，台座板采用C25砼浇筑成条形基础，通过5号角钢固定成型，角钢上焊3mm钢板作为底模。底模做成二次抛物线形反拱，反拱值应符合要求。同时台座板两侧各预留一20*20cm凹槽作为支立模板用，两侧垫玻璃纸。墩式台座总长为75.21米，一次预制3片，预制梁从7月20日开始预制，现已预制20米空心板梁27片。通过施工中观察，此台座未出现裂纹，同时放张后梁体的上拱值及其各部位尺寸均能达到设计要求。1.1.5实施的效果本墩式台座经过详细的受力计算简化了施工中的临时工程量，节约了工程造价，同时施工前通过与槽式台座的对比，采用墩式台座能够节省台座砼方量约75m3，同时施工中采用20米梁空心内模，砼浇注时分两次浇注的方法施工，与用胶囊一次性施工相比较，其虽增加了一道工序，但所用人力物力相当，但却比胶囊节约了近10万元成本。我们采用20米梁墩式台座进行梁板预制，现在预制梁施工已进入正轨，能够按业主要求的工期按时完成。1.1.6施工经验在施工中我们摸索出了一些简单可行的施工经验，可供参考。钢束进行张拉时为了避免砼达到强度80%放张时千斤顶顶压使砼内部结构受到破坏，我们采取YCD2000型千斤顶张拉完成后不回油，但千斤顶顶出的部分需加放承压环，并将其夹紧；千斤顶放张时可不9顶压，取出承压环后直接单侧进行放张，保证了梁体内部的整体受力，确保了梁体的质量。在钢束张拉时，我们通过几次张拉的对比，得出了一套经验数值，即张拉达到控制张拉力时，可直接将左侧油表读数加至控制张拉力对应的油表读数+0.9Mpa，右侧控制张拉力对应的油表读数+0.6Mpa。按此数据油表回油后其数值基本稳定，从而节省了持荷时间约90分钟。1.2设计施工图1.2.1工艺设计施工总图(见后附图)1.2.2细部构造图(见后附图)1.2.3工程材料数量表及工程数量总表1.2.3.1工程材料数量表序号部位名称材料名称规格型号材质单位单位数量总数总量备注1台座牛腿顶板900*1000*30A3钢板t0.212t/块4块0.848t移梁滑板1500*300*10A3钢板t0.035t/块4块0.14t台座板钢板22000*1485*3A3钢板t0.769t/片3片2.307t台座板角钢∠50*50*3角钢t0.094t/片3片0.282t台座板C20m346m3/个1个46m3台座C25m321.1m3/个2个42.2m3台座传力柱C20m30.74m3/个96.7m3钢筋￠20Ⅱ级钢筋普通钢t1．1219钢筋￠18Ⅰ级钢筋普通钢t0．71410钢筋￠12Ⅱ级钢筋普通钢t0.06钢筋￠10Ⅰ级钢筋普通钢t0.2072张拉横梁工字钢I56CA3钢板t0.69t/个2个1.38t钢板N2506*175*1516Mn钢板t0.0104t/块22块0.229t钢板N33000*341*1516Mn钢板t0.12t/块4块0.48t梯形钢板N416Mn钢板t0.0046t/块44块0.202t钢板N51490*321*1516Mn钢板t0.056t/块40.224t钢板N6350*503*1516Mn钢板t0.0207t/块48块0.994t3移梁滑板钢板1500*300*10A3钢板t0.035t/块4块0.14t砂浆7.5号m30.1240.48m34承压环弧形钢板15mm厚钢板A3钢板t0.008t/块280.224t1.2.3.2工程材料数量总表序号材料名称规格型号材质单位数量备注1牛腿顶板900*1000*30A3钢板t0.848t2移梁滑板1500*300*10A3钢板t0.14t3台座板钢板22000*1485*3A3钢板t2.307t4台座板角钢∠50*50*3角钢t0.282t115台座板C20m346m36台座C25m342.2m37台座传力柱C20m36.7m38台座钢筋1￠20Ⅱ级钢筋普通钢t1.959台座钢筋2￠18Ⅰ级钢筋普通钢t0.69410台座钢筋3￠12Ⅱ级钢筋普通钢t0.37411台座钢筋4￠10Ⅰ级钢筋普通钢t1.32412横梁工字钢I56CA3钢板t1.38t13横梁钢板N2506*175*1516Mn钢板t0.229t14横梁钢板N33000*341*1516Mn钢板t0.48t15横梁钢板N416Mn钢板t0.202t16横梁钢板N51490*321*1516Mn钢板t0.224t17横梁钢板N6350*503*1516Mn钢板t0.994t18移梁滑板钢板1500*300*10A3钢板t0.14t19移梁滑板铺垫砂浆7.5号m30.48m320承压环15mm厚钢板A3钢板t0.224t