框图先张法预应力空心板梁施工工艺Word文档格式.docx

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（二）、龙门吊的设计

本龙门吊采用万能杆件现场拼制而成，设计净吊50t，净跨16m，净高8m。

1、主应力计算

a、恒载部分：

q=0.8t/m

M恒中=ql2/8=0.8×

162/8=25.6t·

m

b、活载部分：

净吊重30t，小车重12t，G总=42t。

因可能出现不均匀受力，故取1.2的不均匀系数

P集中=42×

1.2=50.4t

M活中=PL/4=50.4×

16/4=201.6t·

c、荷载组合：

Mmax=M恒中+M活中=25.6+201.6=227.2t·

d、跨中产生的Mmax由上、下弦杆内力组成的力矩平衡，则：

S弦=227.2t·

m/4=56.8t·

σ压=M弦/W抵=56.8t·

m×

103/0.84×

82

=824.6Kg/cm2<

[σ]=1700Kg/cm2（满足要求）

（W抵由万能杆件4N1拼而成）

2、挠度计算

a、ƒ恒=5qL4/384EIx=5×

0.8×

16/384×

2.1×

103×

7.456×

106

=0.436cm

b、ƒ活=PL3/48EIx=50.4×

163/48×

7.5×

=0.272cm

ƒ总=ƒ恒+ƒ活=0.708cm<

[ƒ]=2.29cm（满足要求）

三、台座检算

（一）、台座稳定性验算

1、抗倾覆验算：

取台座绕o点的力矩，则由重力产生的平衡力矩为：

Mr=G1L1+G2L2+G3L3+G4L4

=1040×

5+520×

3+260×

1+22.8×

3.7

=7104.4KN·

由于被动极限的产生要求土体产生较大的变形，即台座产生了较大的变形，而这对于本设计是不允许的，因此被动土压力可以忽略不计。

由预应力筋的张拉力产生的倾覆力矩为：

MDV=Nh=196×

19×

0.347=1292.2KN·

抗倾覆安全系数

K=Mr/MDV=7104.4/1292.2=5.5≥1.5（安全）

2、抗滑移验算

（1）、混凝土台座与土的摩阻力F:

F=μ（G1+G2+G3+G4）

公路地基为压实的碎石，取μ=0.65，则

F=0.65×

（1040+520+260+22.4）

=1197.6KN

（2）、台座受到的被动土压力EP:

EPˊ=rHtg2（45º

+ψ/2）-rHtg2（45º

-ψ/2）

=20×

4×

[tg2（45º

+30º

/2）-tg2（45º

-30º

/2）]

=213.6KN/m2

Pˊ=hEPˊ/H

=0.5×

213.6/4

=26.7KN/m2

EP=（EPˊ+Pˊ）（H-h）B/2

=（213.6+26.7）×

（4-0.5）×

5/2

=2102.6KN

（3）、台面的抵抗力Nˊ:

Nˊ=1270KN

台座的抗滑力：

N1=F+EP+Nˊ=1197.6KN+2102.6KN+1270KN

=4570.2KN

则抗滑移安全系数

K=N1/N=4570.2/3724

=1.4≥1.3（安全）

（二）、台座强度验算

1、传力墩受力分析

（1）、受剪分析

由于传力墩分两次浇注，所以造成一个剪切面。

Φ25钢筋：

Aˊg=4.9cm2；

Φ32钢筋：

Aˊg=8.03cm2。

Ag=12×

4.9+20×

8.03=219.4cm2

τ=Tmax/Ag=1862/219.4=8.5KN/cm2

[τ]=0.7×

[18.5]=13KN/cm2

τ≤[τ]（安全）

（2）、局部承压验算

根据《实用土木工程手册》P1361:

[σ局]=8.5√A/Ac；

其中：

A=50×

70=3500cm2；

Ac=40×

40=1600cm2。

σ局=8.5√A/Ac=8.5√3500/1600=12.6（安全）

2、钢横梁强度验算

钢横梁承受的均布荷载为：

q=196×

19/2=1862KN/m

M=ql2/8=1862×

22/8

=931KN·

ｍ

钢横梁需用的截面抵抗矩为：

W=M/f=931×

106/315=2956×

103㎜3

钢横梁横截面如下：

2I56a:

Wx=2342cm3；

Ix=65586cm4；

A=135.3cm2；

b=16.6cm；

E=2.1×

103t/cm2；

I1=bh3/12=2.0×

51.83/12=23165cm4

W1=bh2/6=2.0×

51.82=894cm3

W总=2342.2+894.4=3236.6cm3

W总=3236.6cm3≥W（安全）

钢横梁的剪力为：

V=ql/2=1862×

2/2=1862KN

钢梁的剪应力为：

τ=V/A=1862/135.3

=137.6Mpa≤fV=185MPa（安全）

钢横梁的变形值为：

ωmax=5ql4/384EI

=5×

1862×

106×

24/384×

105×

23165×

104

=0.013mm≤[ω]=l/400=5mm（满足要求）

四、先张法施工

预应力筋采用符合ASTMA,416-90a标准的φj15.24钢铰线,每片梁设计为19根,全部位于底板处。

预应力施工采用3片板梁整体张拉、整体放张。

在梁与梁之间用精轧螺纹钢连接,在两端采用精轧螺纹钢锚固,精轧螺纹钢与钢铰线之间用连接器连接。

张拉程序为：

0初应力（20%σK）控制应力（σK）持荷３分仲90%控制应力绑筋立模控制应力（锚固）

当钢铰线连接好后,用两台小油顶在活动横梁前对称张拉,当油压表读数达初应力时,即可锚固,把油顶换到下一根预应力筋,这样由内到外对称张拉每一根钢铰线到初应力并锚固好。

调整活动横梁,使之与大油顶紧贴,然后用大油顶张拉,当油表读数达到控制应力时期,封住给油阀,持荷3分钟,此时测量油缸伸长量,给此时量测到的数字加上初应力时的理论伸长量,即为控制应力时的实际伸长量,此伸长量与控制应力时的理论伸长量之差要控制在-5%~10%时之间,若不满足此要求,需查明原因,重新进行张拉。

伸长量无误后回油到90%控制应力时,再封住给油阀,锚固,预拉完毕。

此时即可绑钢筋,立模型,待模型立好后再张拉到控制应力,量测伸长量,应与预拉值要同,方可锚固,此次锚固后立即浇筑砼。

在梁体的混凝土强度达到设计强度的85%以上时,方可进行预应力筋的放张,放张要缓慢均匀地进行,待预应力筋松弛到自然状态，方可纵横向移梁。

张拉作业要特别注意安全,作业时操作人员应站在两侧，端面方向禁止站人，张拉前后两端栽防护栏杆，防止钢铰线拉断后甩出伤人。

每次张拉均要在钢铰线上加盖防护网罩。

张拉时压力表读数及伸长量计算：

张拉锚下控制应力σK=1395MPa,钢铰线断面面积s1=139MM2，精轧螺纹钢断面面积S2=490.9MM2

①初应力、控制应力及90%控制应力时的张拉吨位分别为P1，P2，P3

P1=20%σK×

S1=38.8KN

P2=σK×

S2=3684.1KN

P3=90%σK×

S3=3315.78KN

②初应力时理论伸长量的计算

钢铰线ΔL1=P1L1/E1A1=12.8CM

精轧螺纹钢ΔL2=P1L2/E2A2=0.6CM

则ΔL初应力=13.4CM

控制应力时理论伸长量的计算

钢铰线ΔL1=P2L1/E1A1=64.03CM

精轧螺纹钢ΔL2=P2L2/E2A2=2.76CM

则ΔL控制应力=66.8CM

五、梁体预制

（一）、模板设计

板梁侧模采用大块钢模,每节6米,纵向采用螺栓连接,面板采用6mm厚钢板制作,横肋采用200工字钢,竖肋采用2[126槽钢,以保证模型有足够的刚度。

在台座施工前预留下口拉条孔位，采用波纹管预留孔洞,上口拉条上设有用来控制内模上浮的丝杠。

内模为可移动桁架式钢模，面板为3mm厚钢板,桁架上设滚轴,拆模时只需将桁架拖出,即可拆除。

底模采用10mm厚钢板焊于台座上。

立模前将面板统一打磨平顺,并涂上脱摸剂,以保证板梁内实外美。

1、外模验算

（1）、面板验算

a、强度验算：

取模板中纵横加劲肋最长的一块面板作为计算单元

（如下图所示）。

四边嵌固板承受均布荷载时，长边跨中支承处的弯矩为最大，则

M=My×

10×

qLx2

=0.01×

19.93×

0.52

=0.50KN·

W=bh2/6=55×

0.62/6=3.3cm3

σmax=Mmax/W=0.50×

103/3.3×

10-6

=151.5MPa＜[σw]=181Mpa（满足要求）

b、挠度验算：

四边嵌固板中心点的挠度为

ƒ=Bql/Eδ3=0.00153×

103/2.1×

1011×

（0.006）3=0.67mm≤l/400=1.25mm（满足要求）

（2）、横纵加劲肋验算

a、横向加劲肋验算

横肋间距750㎜，采用I200，支撑在竖肋上。

查表得W=237×

103mm3；

I=2370×

104mm4；

荷载：

q=Ph=0.0156×

750=11.7N/mm

M=ql2/8=11.7×

12502/8=2.3×

106N·

mm

σ=M/W=2.3×

106/237×

103

=9.7MPa＜[σw]=181Mpa（满足要求）

ƒ=5ql4/384EI

=5×

11.7×

12504/384×

2370×

=0.07mm≤l/400=3.1mm（满足要求）

b、纵向加劲肋验算

选用2[12.6，以上下拉杆作为支撑点，W=62.1×

103mm3，I=391×

104mm4。

ｑ=0.02×

1250=25N/mm

M=ql2/8=25×

12502/8=4.9×

σ=M/W=4.9×

106/62.1×

=78.9MPa﹤215Mpa（可满足要求）

ω=5ql4/384EI

25×

391×

=1.0mm﹤1250/400=3.1mm（可满足要求）

2、内模验算

（1）、面板验算

对于侧板，所取的荷载单元如下：

由于ly/lx=46.5/50=0.93﹤2（按双向板计算），

查附表二，得

KMx=0.02286,KMy=0.0206,

KMx0=-0.0640,KMy0=-0.0621

取1mm宽的板条作为计算单元，荷载q为：

q=0.02×

1=0.02N/mm

求支座弯矩：

Mx0=KMx0·

q·

lx2=-0.064×

0.02×

5002=-320N·

My0=KMy0·

ly2=-0.0621×

4652=-268.6N·

面板的截面系数：

W=bh2/6=1×

32/6=1.5mm2

应力为：

σmax=Mmax/W=320/1.5=213MPa﹤215Mpa（可满足要求）

求跨中弯矩：

Mx=KMx·

lx2=0.02286×

5002=114.3N·

My=KMy·

ly2=0.0206×

4652=89.1N·

钢板的泊松比υ=0.3,故需换算为：

Mx（υ）=Mx+υMy=114.3+0.3×

89.1=141.03N·

My（υ）=My+υMx=89.1+0.3×

114.3=123.4N·

应力为：

σmax=Mmax/W=141.03/1.5=94MPa﹤215Mpa（满足要求）

b、挠度验算

B0=Eh3/12（1-υ2）

=2.1×

33/12×

（1-0.32）=5.2×

105N·

ωmax=Kf·

ql4/B0

=0.00192×

5004/5.2×

105=0.6mm

ω/l=0.6/500＜1/500（满足要求）

（2）、横肋计算

横肋间距465，采用[50，支撑在三角架上。

q=Ph=0.02×

465=9.3N/mm；

[50的截面系数W=10.4×

103mm3，惯性矩I=26×

104mm4

M=ql2/8=9.3×

5002/8=2.9×

σ=M/W=2.9×

105/10.4×

=29.9MPa﹤215Mpa（可满足要求）

ω=5ql4/384EI

=5×

9.3×

5004/384×

26×

=0.13mm﹤500/400=1.25mm（可满足要求）

（3）、竖向加劲肋验算

竖肋为∠25×

4，分别以上下合页及三角架作为支承点，W=0.59×

103mm3,I=1.03×

q=Pl=0.02×

500=10N/mm

M=ql2/8=10×

5002/8=3.1×

105N·

mm

σ=M/W=3.1×

105/0.59×

=52.5MPa﹤215Mpa（可满足要求）

1.03×

=3.76mm﹤465/400=1.16mm（可满足要求）

（二）、混凝土施工

混凝土浇筑前应对先张构件检查,观察台座受力、夹具、预应力筋、是否符合要求。

板梁浇筑时，先浇筑底板，放置内模，浇筑腹板，绑扎顶板钢筋，浇筑顶板混凝土。

底板浇注采用平板振动器配以插入式振动器振捣，振捣时避免触及预应力筋。

混凝土浇筑重点在于防止内模上浮和偏位，随时检查定位箍筋和丝杠固定情况。

为提高混凝土浇筑速度，用龙门桁车吊运混凝土。

由于夏季气温很高，混凝土浇筑一般安排在晚上进行。

混凝土浇筑完成并初凝后，要覆盖草袋保湿，养护期为7天，施工班组安排专人负责养护工作。

六、工程评价

通过30m先张梁的施工,发现本施工设计方案比传统的施工方案节省连结预应力筋,且3片板梁同时张拉,提高了工效,经济效果显著，值得在相似施工中推广。

七、先张法预应力空心板梁施工工艺框图