预应力空心板梁配套设计摘要.docVIP

16m先张空心板梁预制施工配套设计 1．工程概况 京津高速公路天津西段第二十一标工程中，主线1#桥、2#桥均为16m先张予应力空心板梁，两桥共有予应力板梁448片，其中1#桥有板梁228片，含中梁204片，边梁24片，梁长从1588.2cm~1599.8cm，悬臂宽度从22.9cm~24.1cm；2#桥有板梁220片，含中梁200片，边梁20片，梁长从1587.2cm~1600.8cm，悬臂宽度从54.4cm~55.6cm；板梁孔道直径皆为52cm。 2．预制场地布置 由于予应力板梁数量较大，故现场设一座预制场专门生产予应力先张梁。考虑节约耕地和环保要求，预制梁场租用当地已有的一处拌合站，该处场地宽敞，交通便利，有利进料与梁段外运，施工完毕后，预制梁场可直接转让给拌合站，不存在复耕等问题。 整个预制场共征地约5000平方，其中包括存梁场、预制台座、车辆通道、混凝土拌合站、材料存放、加工场地及其他作业空间。预制场地需换填40cm砂石灰土，并进行整平压实，以保证场地平整、坚实，防止沉降，同时为保证雨季及大面积养生后，预制梁场不被水浸泡，对预制场进行排水处理。预制场布置详见“预制场地平面布置图”。 3．张拉体系 3．1 总体设计 先张梁主要采用千斤顶配合张拉横梁，采取单根单端张拉，砂箱法整体放张的施工工艺。为保证钢绞线位置准确，横梁外各加一道限位板。张拉采用单根穿心式千斤顶，所用锚具为单孔φ15.2的工具锚。横梁、砂箱、限位板结构尺寸详见“张拉横梁构造图”及“砂箱及予埋钢板示意图” 张拉台座采用槽式张拉台座，共四道生产线并排一体设置，每周期共可生产20片梁，其中每道施工线按一次性预制5片16m梁设计，5片梁在预制台座上的具体布置形式为：1.0m（予留）+16.0m（梁）+1.25m（予留）+16.0m（梁）+1.25m（予留）+16.0M（梁）+1.25m（予留）+16.0m（梁）+1.25m（予留）+16.0m（梁）+1.0m（予留），故设计台座长度为87m，传力纵梁长亦为87m，共设五道纵梁，各纵梁间以系梁联结，以增加纵梁的整体性与稳定性，同时台座两端各设2m张拉操作平台。张拉台座的具体布置形式及配筋详见“先张台座布置图”和“先张台座配筋图”。 3．2 台座纵梁、张拉横梁检算 京津高速主线1#桥、2#桥予应力钢筋采用φ15.2高强低松弛予应力钢绞线，标准强度?pk=1860MPa，=1.9510MPa ，钢绞线的张拉控制应力为=0.73?pk，每根钢绞线张拉控制力为190.1KN，每块中板张拉控制力为2661.3KN，边板张拉控制力为2851.4KN。根据已知受力状况，台座纵梁与张拉横梁的结构、状态、配筋情况，我们对纵梁、横梁的受力状况进行检算，以验证其安全性。 3．2．1 台座纵梁 结合台座结构、布置与受力情况，需检算纵梁的稳定性、截面承载力以及局部受压状况。台座纵梁采用混凝土浇注。 ⑴纵梁失稳状况检算： 图1 张拉台座纵梁简图 从纵梁的约束情况分析(见图1)，纵梁最可能发生失稳的部位为跨度最大，受力也相对较大的BC段，以最不利受力状况考虑，BC段纵梁按轴心受压构件计，其正截面承载力满足公式1-1，既认为整个台座纵梁稳定，不能失稳。由公式1-1 （1- 1） 桥梁结构重要性系数。此处取1.1 轴向力组合设计值。此处取=2661.3KN/2+2851.4KN/2=2756.4KN（此为相邻台座上中梁与边梁同时预制时中间纵梁端可能承受最大压力） 轴压构件稳定系数，由查得。 混凝土设计抗压强度。此处混凝土取a 构件毛截面面积 纵向配筋抗压设计强度。此处为12根Φ14钢筋，取a 纵向主筋配筋面积。此处 (偏于安全，不考虑斜筋) 考虑最不利纵梁BC段，又为安全起见，取最不利尺寸及约束状况 即跨长 （以简支情况考虑） 断面尺寸为：60cm×60cm （考虑跨端处有部分截面尺寸缩小，偏安全取值） 构件毛截面面积：A=60cm×60cm =0.36cm2 长细比：=9.2/0.6=15 .3 轴压构件稳定系数：=0.87（由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表5.3.1查得） 由以上条件可推知： 公式左边： = 公式右边： =4216.8KN 公式左边＜公式右边，公式1-1成立，故纵梁稳定，不能失稳。 ⑵纵梁混凝土抗压强度检算： 图1-1中台座张拉端AB段纵梁因受力比较直接，为最不利受力位置，按截面竖向偏心受压构件考虑。（偏安全考虑，暂不计断面配筋） 其中 截面所受轴向压力： =2661.3KN/2+2851.4KN/2=2756.4KN（偏安全） 轴向力对截面重心轴偏心距： e = 10cm（偏安全取值较大） 截面模量： 截面面积： 混