1、 空心板計算書一、臺座結構形式確定1、確定臺座形式臺座形式選擇考慮的因素有：生產數量和設施期限，安全適用，經濟合理，質量有保證，操作簡便，可控性好，便于支拆模板方便。槽式臺座受力簡單，施工方便，因為是槽型結構，便于覆蓋養生，便于支、拆模板和養生。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，最終通過質量、安全、以及力學驗算，根據該橋場地和工期及梁的數量，確定采用槽式張拉臺座進行空心板的預制。 2、確定臺座內部凈寬臺座內部凈寬即傳立柱之間凈距，計算用公式為

2、b= b1 + 2b2，式中：b 臺座內部凈寬；b1 空心板底模寬度；b2 傳立柱內側面與底模間的距離。則臺座內部凈寬=(梁寬)1.24m+(工作空位)0.5m×2=2.24m；取2.3m底板兩側各留50cm的寬度，完全可以滿足支、拆模板的要求。3、確定臺座長度臺座長度L的確定根據下面幾個方面:(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 其中空心板長度L1為最大斜交空心板兩端頭的距離，張拉臺座由中間標準段和兩端楔形塊段組成，同時考慮到所生產空心板最大夾角，10m板為40°，13板為4

3、5°，16m板為30°，示意圖見下，由此取：10m板臺座長度7.12m+2×2.1m=11.32m13m板臺座長度9.92m+2×2.3m=14.52m16m板臺座長度13.44m+2×1.8m=17.04m臺座長計算公式：L = nL1 + 2L2 + (n - 1) L3 10m板：臺座長L =9×11.32m+2×1m+8×1m=111.88m13m板：臺座長L =7×14.52m+2×1m+6×1m=109.64m16m板：臺座長L =6×17.04m+2×

4、1m+5×1m=109.24m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。同時為滿足工期需要，考慮到經濟性，根據以上分析，擬采用110m長臺座。4、確定臺座寬度臺座寬度主要取決于構件外形尺寸的大小,生產操作的方便程度以及用料經濟情況等方面。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以下兩方面：臺座內部凈寬b和傳立柱寬度b1。本預制場設9槽張拉臺座。臺座寬B=nb+b1=9×2.3m+10×0.7=27.7m因傳力梁與固定與固定橫梁相接觸位置做成擴大的喇叭形

5、，端頭固定橫梁長度定為28m。5、臺座布置共設9個張拉臺座槽，10m板共4槽，每槽設8個張拉臺座；13m板共3槽，每槽設6個張拉臺座；16m板共2槽，每槽設5個張拉臺座。每個張拉槽長度均為110m，南北兩端各有一個重力墩橫梁。二、 臺座結構設計和驗算1、設計要求張拉臺座是先張法施加預應力的主要設備之一，它承受預應力筋在構件制作時的全部張拉力。因此，張拉臺座必須在受力后不傾覆、不移動、不變形。槽式張拉臺座由傳立柱、橫向連系梁、端部重力墩、底板及端部橫梁構成。具體要求如下：（1）張拉臺座要有足夠的強度、剛度和穩定性，要能承受需要的最大張拉控制應力。（2）在要求工期內完成全部板梁的預制工作。（3）空

6、心板梁每根鋼絞線的張拉控制應力為con=1302Mpa。（4）承力臺座必須具有足夠的強度和剛度，其抗傾覆安全系數應不小于1.5，抗滑移系數應不小于1.3。（5）橫梁須有足夠的剛度，受力后撓度應不小于2mm。2、傳立柱的設計2.1 傳立柱尺寸和標號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做成邊長接近的矩形，先確定傳立柱截面尺寸為：70cm（寬）×65cm（高）。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C20C40，本傳立柱混凝土強度選用C30。2.2設計數據

7、預應力鋼絞線采用標準的270 級15.2的低松弛高強度鋼絞線，標準強度：Kby=1860Mpa公稱截面積：Ai=140mm2張拉控制應力：k=0.7Kby=1302Mpa表4.1 張拉控制應力表類型中/邊板根數 控制力（KN）10m板中91640.52邊122187.3613m板中122187.36邊132369.6416m板中142551.92邊173098.762.3 臺座驗算考慮因素傳力柱在鋼絞線受拉狀態下為受壓構件，因此構件尺寸需滿足受壓承載力的要求，但同時傳立柱比地面高出的距離不宜太大。雖然太高對臺座受力較有利(因能減少壓桿長細比和偏心距)，但太高會對鋼筋安放、支模和澆筑混凝土等帶來

8、不便。根據以往經驗，傳立柱高度擬設為截面為矩形的構件。高度為65cm，寬度為70cm。同時在靠近固定端橫梁部位，將傳立柱的高度由65cm增加到90cm，以增大該處的截面尺寸，優化受力狀態。本張拉臺座為槽式臺座，同時為安全考慮，端頭固定橫梁為類似重力墩結構。同時橫向上每隔7m設置一道橫向連系梁，增大臺座整體穩定性。（1）在鋼絞線處于繃緊狀態下，傳立柱與固定橫梁共同參與受力，以抵抗張拉力帶來的傾覆彎矩。（2）傳立柱達到承載力最大值并受壓損壞以固定橫梁傾覆為前提。（3）固定橫梁傾覆以傳立柱受壓損壞為前提。在驗算時，根據固定橫梁在受拉狀態下達到傾覆平衡點時的張拉力值進行分析，判斷張拉臺座在最不利工況下

9、的抵抗傾覆、傳立柱受壓的能力。然后根據抗傾覆能力及抗壓強度對臺座張拉工況進行合理安排。2.4 傳立柱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，防止構件突然的脆性破壞，減小混凝土不均勻質性的影響。傳立柱內設置416 鋼筋。主筋保護層厚度取50mm。箍筋采用10鋼筋，在傳立柱中部，箍筋間距采用30cm，在靠近橫梁處的傳力柱端部，加密箍筋為20cm間距。2.5 傳立柱軸向承載力圖4.1 傳立柱斷面及配筋示意圖鋼絞線中心與空心板底距離為57mm，根據施工圖紙及臺座設計,縱向力作用在偏離傳立柱形心向上165mm處，屬偏心受壓。根據混凝土結構設計規范（GB50010-2

10、010）中對矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力的規定對傳立柱進行受力計算。計算參數寬度b×高度h=700×650mm；受拉區、受壓區縱向普通鋼筋的保護層厚度as= as=50mm; 采用C30混凝土，抗壓強度設計值fc=14.3N/mm²；鋼筋選用HRB400級，fy=fy=360 N/mm²主筋選用4根16mm鋼筋，截面面積As=AS=804mm²； 構件的計算長度l0=7m 2.5.2 求ei、e（1）其中ei_初始偏心距e0軸向壓力對截面重心的偏心距，取e0=165mm附加偏心距偏心受壓構件的正截面承載力計算時，應計入軸向壓力在偏心方向

11、存在的附加偏心距，其值應取 20mm和偏心方向截面最大尺寸的 1/30 兩者中的較大值。 ，因此取21.7mm求得=165+21.7=186.7mm （2）偏心距增大系數因，需考慮縱向彎曲對偏心距的影響。矩形截面偏心受壓構件的偏心距增大系數可按下列公式計算：式中 構件的計算長度，按規范表注取用或按工程經驗確定，本計算可近似取偏心受壓構件相應主軸方向上下支撐點之間的距離l0=7m； 軸向力對截面重心軸的偏心矩； 截面有效高度； 截面高度； 荷載偏心率對截面曲率的影響系數，取=1.0 構件長細比對截面曲率的影響系數。取=1.0則=1.2661.0（3）偏心距ee軸向壓力作用點至縱向受拉普通鋼筋和受

12、拉預應力筋的合力點的距離=511.4mm2.5.3 判別大小偏壓判斷條件：若，按小偏壓情況計算；若，按大偏壓情況計算；考慮附加偏心距及偏心距增大系數后的軸向力對截面重心的偏心距為0.3 =0.3×600=180mm236.4mm且界限偏心率：=215mm其中相對界限受壓區高度；系數，當混凝土強度等級不超過C50時，取0.80；鋼筋的彈性模量，2×105；非均勻受壓時的混凝土極限壓應變，按照以下公式計算： fck為C30混凝土的軸線抗壓強度標準值20.1MPa；由以上公式得：=0.533所以該傳立柱為大偏心。2.5.4 求軸心承載力設計值N0矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載

13、力應符合下列規定=其中混凝土強度調整系數；fc抗壓強度設計值，fc=14.3N/mm²；x等效矩形應力圖形的混凝土受壓區高度；fy鋼筋抗拉強度設計值；AS 鋼筋截面面積；as受拉區、受壓區縱向普通鋼筋的保護層厚度N0 = 1.0 × 14.3 × 700 * x = 10010 xN0 e整理得5005 x²- 886886 x 159192000 = 0求得x = 288mm代入得N0 = 2882880N = 2883KN 即單個傳立柱所能承受的偏心軸向承載力最大為2883KN。2.6最大允許張拉力P圖4.2 固定橫梁受力示意圖利用規范法計算固定橫梁

14、所受的主動土壓力E=½ya g h 2Kaya主動土壓力增大系數，取1.0；g填土的重度（kPa），取18kPa；h擋土的結構高度（m），取1.5m；Ka主動土壓力系數，按照規范附錄L選取，此處取0.4。填土與橫梁混凝土面之間的內摩擦角取30°。E=1.0×18×1.52×0.4÷2=8.1KN/m則：抗傾覆力矩 M1=G·L1+10N0·L2+E·L3=5.25×28×25×1.54+10×2883×1.93+8.1×28×0.6&#

15、215;tan40°=61415.58KN·m傾覆力矩M= P×L4=2.1×P則最大允許張拉力P=29245.5KN3、抗傾覆驗算1）計算公式K0= M1/M 1.50式中： K0抗傾覆安全系數；M1抗傾覆力矩，由臺座自重和土壓力等產生；M傾覆力矩，由預應力筋的張拉力產生；2）安全系數計算當9個張拉槽同時生產并達到張拉控制力時，對臺座最為不利此時鋼絞線張拉力為P。按照每一種空心板各有一槽生產邊板，共109束，張拉槽鋼絞線分配為：3個10m中板+1個10m邊板+2個13m中板+1個13m邊板+1個16m中板+1個16m邊板鋼絞線根數為：3×9+

16、1×12+2×12+1×13+1×14+1×17=107單根鋼絞線張拉控制力為1302×140÷1000=182.28KNP=107×182.28=19503.96KN則抗傾覆安全系數K0 = M1 / M = P/P =29245.5/19503.96=1.5最多張拉根數：29245.5÷ 182.28=160根實際情況下，傳立柱與周邊的硬化層連為一個整體，加之固定橫梁與地基的摩擦作用，同時在傳立柱下的地基及多條橫向聯系梁的約束下，受力條件更有改善，施工中注意對張拉數量及張拉槽分配的控制，安全性是有保障

17、的。三、龍門吊基礎受力計算本預制場空心板吊裝、移運采用一臺30T龍門吊，行走軌道采用起重機廠家設計要求的50重型起重鋼軌。基礎設計中不考慮軌道與基礎共同受力作用，不計鋼軌的承載能力。計算時根據重量最大的16m空心板邊板進行受力計算，只考慮一條龍門軌道基礎。1、基本參數16m邊板重量：G1=8m³×26KN/m³=208KN型鋼吊具重量：G2=30KN30T龍門吊自重：288KN，取1.1安全系數，重量取317KN，跨徑30m。龍門采用50型號的導軌，底面寬度為132mm起重吊裝時，考慮1.3倍的動力系數。根據地勘資料，取地基承載力容許值：fa=350KPa2、單輪

18、受力由一臺30噸龍門吊進行移梁、存放、裝車。一臺龍門吊承受空心板重量為：P=208 KN ×1.3+30 KN =300 KN當龍門吊移動空心板至如右圖所示的位置時，近側龍門支腿受力最大，經計算為：R1=P*27/30=300*0.9=270 KN考慮龍門自重，則該支腿下軌道受力為：R=270+317/2=429KN每個支腿由兩組鋼輪支撐，則每組鋼輪 (間距及擴散長度按1.0m計)受力為：R=429/2=215 KN50鋼軌底面寬13.2cm，那么一組鋼輪下的鋼軌底面壓力為：P1=215/(0.132×1.0)=1629KPa=1.63 MPa故C25混凝土能滿足要求。軌道

19、下設0.3m(高)×1m(寬)的混凝土基礎，混凝土基礎的擴散角45°計，則混凝土基礎底面寬為：B1=0.132+2×0.3×tg45°=0.732m。該基礎底面的壓力為：P2=215/(0.732×1.0)=294KPa<fa=350KPa在澆筑基礎混凝土時，基礎內加設鋼筋網片。附件2：空心板方鋼組合內模受力驗算1、混凝土壓力計算1）新澆筑砼對模板的側壓力標準值P=krh，分項系數取為1.2其中：k為外加劑影響系數，取為1.0 r為混凝土重度，取為24KN/m³ h為有效壓頭高度，根據橋梁施工工程師手冊，當v/T<0.035時，h=0.22+24.9v/T；當v/T>0.035時，h=1.53+3.8v/T，其中v為澆注速度，本工程取為1.0m/h；T為混凝土入模溫度，取為20，V/T=0.05>0.035由以上得：h=1.53+3.8v/T =1.53+3.8×1.0/20 =1.72mP1=krh=1×24×