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1、先张法预应力空心板张拉台座结构设计张稳柱 宋殿国 耿小义(辽宁省路桥建设一公司 ,沈阳 110141) (辽宁省交通勘测设计院 ,沈阳 110005) (辽宁省路桥建设一公司 ,沈阳 110141)摘 要 主要介绍先张法预应力空心板张拉台座结构设计的方法。关键词 先张法 张拉台座 结构设计1 前言近几年来随着经济的增长 ,高速公路发展越来越快 ,在高速公路建设中 ,跨径大于 10m 的中小桥梁上部结构基本采用先张法预应力空心板。先张法预应力空心板在预制场中一般集中进行预制 ,预制场中先张法张拉台座的设计及布设是重要的一环。2 先张法台座结构的基本要求(1) 承力台座必须具有足够的强度和刚度 ,
2、其抗倾覆安全系数应不小于 1. 5 ,抗滑移系数应不小于 1. 3。(2) 横梁须有足够的刚度 ,受力后挠度应不小于 2mm。(3) 在台座上铺放预应力筋时 ,应采取措施防止沾污预应力筋。(4) 张拉前 ,应对台座、横梁及各项张拉设备进行详细检查 ,符合要求后方可进行操作。3 压杆式台座的设计3. 1 台座长度的确定采用长线台座既有经济上的考虑 ,也有力学性能方面的考虑。特别在力学方面有两个优点 :可以减少张拉和锚固工作量及预应力筋端头损失 ;可以减少因预应力筋在锚具中滑移及横梁变形所造成的预应力损失。台座长度 L 的确定根据下面几个方面 :(1) 空心板长度 L1 ;(2) 一座台座同时预制
3、空心板个数 n ;(3) 空心板端头与张拉横梁之间的距离 L2 (取决于胶囊端头长度 ) ;(4) 空心板端头之间距离 L3 。L = nL1 + 2L2 + (n - 1) L33. 2 台座宽度的确定台座宽度主要取决于构件外形尺寸的大小 ,生产操作的方便程度以及用料经济情况等方面。台座宽度太窄 ,会影响模板的安装与拆卸 ;太宽则需用较大的横梁 ,用钢量及占地就增多。式中 :B = b1 + 2b2B 台座内部净宽 ;b1 空心板底模宽度 ;b2 压杆内侧面与底模间的距离。3. 3 台座高度的确定压杆式台座一般在地表以上 ,台座突出地面的高度不宜太大。台座高一些虽然对台座受力较为有利 (减少
4、压杆长细比和偏心距 ) ,但对钢筋、模板和混凝土施工等会带来不便 ,根据经验一般高度采用60cm 左右。3. 4 配筋计算压杆的受力状态为轴心受压 ,压杆内的纵向配筋属于构造配筋 ,配筋率控制在 0. 5 % 1. 5 %范围内 ,钢筋直径可在 16 22mm 范围内适用 ,钢筋根数不小于 6 根。箍筋采用 R 时 ,强度不满足要求 ,需重新设计压杆截面 ,重新进行验算。(3) 稳定性验算Nj ARaj/ m式中 : 受力构件纵向弯曲系数。首先因压杆中心设置系数 ,限制压杆侧向位移 ,因此压杆按一端固结 ,一端铰结计算。再者 ,一个压杆一般设置三道基础 ,每两道基础之间的压杆按两端固结计算。两
5、种方法分别求出长细比 ,查出不同的 值 ,分别进行验算。当均满足条件要求时 ,压杆断面设置及结构形式满足要求 ,当一条不满足时需重新设置压杆断面。3. 6 钢横梁的设计钢横梁简支于压杆上。横梁可作为简支梁计算。3. 6. 1 截面强度验算钢横梁一般采用两根工字钢并列焊接 ,然后焊钢板组成。(1) 钢横梁抗弯所需容许抗弯模量 Wx Wx = M/ Wx式中 :M 跨中弯距M = R L/ 2 - p bi(2) 组合构件截面模量 Wx组合构件惯性距 IxIx = 2 Ix1 + 2 Ix2式中 : Ix1 工字钢惯性距 ;Ix2 加焊钢板对 X轴惯性距。Ix2 = bh3/ 12 + y2A组合
6、构件截面模量 WxWx = 2 Ix/ h当 Wx Wx 时 ,同时 = Mmax/ Wx jg时构件属于小偏心受压构件 ,当 jg时构件属于大偏心受压构件。 jg 混凝土受压区高度界限系数 , 级钢筋时为 0. 55。根据经验此构件属于小偏心受压构件。又因为小偏心受压构件中 g 按下式计算 , g = 0. 003Eg (0. 9/ - 1) 34第 4 期 张稳柱等 :先张法预应力空心板张拉台座结构设计 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.Eg 钢筋弹性模量 ,2. 0 105MPa将
7、 = x/ h0 代入 式 ,再将 式代入 式 ,求得x 后 ,再求得相应的 及 g(2) 稳定性验算根据长细比 L0/ h 查表得出 当 Nj RaA = R ,当 Nj R 时稳定性满足要求当 Nj R 时稳定性不满足要求 ,需重新设计构件断面。(3) 正截面强度验算一般情况下 L0/ h 8 ,属于短柱 ,因此不考虑横向挠度对偏心距的影响 ,小偏心受压构件纵向力作用点在 Ag 合力点与 Ag合力点之间正截面强度需符合以下条件 :Nj h/ cRabx + h/ s (Rg Ag - gAg) Nje 0. 5 b/ cRab h0 2 + o sRg Ag(h0 - ag) 式中 : b
8、 构件工作条件系数 0. 95 ; c 混凝土安全系数 1. 25 ; s 钢筋安全系数 1. 25 ;ag 受拉钢筋合力点至受拉区边缘距离。设 式左边为 N ,右边为 N ; 式左边为 M ,右边 M ,当 N N ,M M同时满足时强度满足要求 ;因此双肢压杆断面设置、配筋和结构形式满足要求 ,否则重新设置断面、配筋和结构形式。5 结束语压杆式张拉台座有不受地质条件限制 ,张拉承受力大 ,稳定性好、安全性高、适应性广、便于蒸汽养生、便于集中预制等优点。基于上述优点 ,压杆式张拉台座在先张法预应力空心板施工中有着很大的推广价值。Prestressed Hollow Slab with Pre
9、tensioning Method Tensioned Bed Structure DesignAbstract This paper mainly introduced the method of prestressed hollow slab with pretensioning methodtensioned bed structure design.Key words pretensioning method tensioned bed structure design(上接第 35 页 )在沿线几个连续交叉口交通状况均属较差的一般干道 ,必要时可设短程高架连续立交。(2) 高架道路的
10、车道数应根据交通量调查的情况确定 ,并应综合考虑道路沿线的采光、日照以及带来的噪声和大气污染等因素。高架道路一般情况下采用 3 4 车道。(3) 高架道路一般不采用较高的车速 ,在中心城区由于沿线地形、用地条件、经济、安全因素车速一般采用 40 60km/ h ;在城市边缘地区设计车速一般采用 80km/ h。(4) 高架道路上的匝道不宜过多 ,以免互通而导致地面交叉口复杂化和影响高架道路上的车速和通行能力。匝道之间最好保持 2 公里以上的距离。同时匝道与其它道路的衔接要综合考虑 ,防止在进出口发生堵塞。(5) 高架道路可以客货兼运。对于客流量集中 ,特别是远程客流量较大的高架道路来说 ,可以
11、通行公共汽车 ,设立公共站台 ,站台应避开车道做成港湾式 (既是站台又是过街天桥 ) ,但站台的平均间距最好在 2km 以上。5 结语综上所述 ,我国今后一段时间大中城市交通问题的重点是解决迅速增长的机动车的交通。根据我国的国情和既有的城市建设布局 ,城市高架道路无论是作为局部打通还是作为快速主干道应用 ,将在城市交通中发挥举足轻重的作用。The Application of Eleveted Road on City CommunicationAbstract The unreasonable layout of cities ,rapid reforming and the city co
12、nstruction developing ,inadditionto the increasing viecles ,lead to high traffic press on large city center. Building elevated road is the most effictiveand most economic method. Comparting with widening road ,it has many advantages.Key words elevated road city construction traffic city rapid mainroad44 辽 宁 交 通 科 技 2004 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
