先张法预应力墩式台座设计与计算丁大有1张迎春2(1.中铁二十局集团有限公司西安710016;2.国家建材局咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳712000)摘要结合同三线广东境内汕汾段制梁的具体工程实例,详细介绍先张法预应力墩式台座的结构计算过程,包括台座的稳定性计算及强度计算,通过计算,证明该台座满足施工要求。关键词墩式台座先张法预应力设计计算965.35kN·m。倾覆力矩:0.1kN·m=326kN·m。MDV=Nh1=3260×1引言墩式台座由台座、台座外伸部分、台面和横梁等组成,其构造通常采用台座、台座外伸部分、台面共同受力形式,依靠自重平衡张拉力并可减少台墩自重和埋深。台座长度和宽度由预制构件类型和产量等因素确定,一般长度不大于150m,宽度根据实际梁宽确定。张拉力可达1000～4000kN。适于生产中小型构件或多层重叠浇筑的预应力混凝土构件。下面以同三线广东境内汕汾段制梁标的台座设计为例作一介绍。图1墩式台座平面(单位:mm)2工程概况同三线广东境内汕汾段需预制的20m先张梁,有18根钢绞线,张拉力N=3260kN,根据现场情况拟订尺寸如图1、2所示,确定台座外伸重力G1=289.4kN,台座部分的重力G2=82.68kN,传力墩之间距离B=2.65m,台墩用C40混凝土,台面采用厚20cm的C30钢筋混凝土。台座埋深深度H=2000mm,台座板厚度h=600mm,台座宽度B=2650mm。地基为砂质黏土,土的容重γ=18kN/m3,内摩擦角φ=30°,土与台座的摩擦系数μ=0.5。图2墩式台座计算图尺寸(单位:mm)抗倾覆力矩安全系数:K=Mr/MDV=2.1.5(安全)。3.1.2滑移验算96≥N=N′B+F+E′1p其中F=μ(G+G=0.5(289.4+89.68)kN2)1如图2所示,不考虑土压力的作用,取台座浇0==186.04kN。E′为台座底部与台座上土压力的合p点的力矩,则:平衡力矩:Mr=G1l1+G2l2力,E′=(p+p′)(H-h)B/2;P为台座后面的pcpcp最大土压力,p=γHtan2(45°+φ)-γHtan2(45°收稿日期:2005-03-13cp2铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2005(增)252·其它·φ30°30°规范》10.2.1条要求。对于垂直弯矩作用方向根据《混凝土结构设计规22=18×2[tan(45°+tan(45°--2))-)22]kN/m22kN/m2=135kN/m2,p′=hP/H=0.6×135/ρ范》7.3.1条,l0/b=0.75<8,则有<=1.0,<3%,N≤cp=40.5kN/m2,则E′=(135+40.5)30.9<(fcA+fy′AS′,3260×10N<0.9×1×(19.1×600×2650+300×2×7541)N=3.14×107N,满足要求。3.2.3钢横梁计算)p(2-0.6)2.65/2kN=325.55kN。N′为台面的抵抗力,当混凝土强度为10～15MPa时,台面厚d=60mm,N′=1500～2000kN/m;d=80mm,N′=2000～2500kN/m;d=100mm,N′=2500～==3260/1.85kN/m=1762kN/m,M=qql2/81/8×1762×1.852kN·m=则N1=1500×2.65325.55kN=4486.59kN抗滑移安全系数:K=N1/N=1.38>1.3(安全)。3.2强度计算3.2.1牛腿部分(1)牛腿的配筋计算kN+186.04kN+753.8kN·m。则钢梁需要的截面抵抗矩为=M/f=753.8×106/565mm3=1334.3×103mm3。W=4486.59/3260用A3钢,W=4285.3×103mm3>1334.3x×103mm3(可满足条件)。钢梁的剪力为V=ql/21.85kN=1630kN。1×1762×=2牛腿有效高度:h0=1600mm-45mm=钢梁的剪应力为τ=V(1630×103)//F=1555mm,纵向受拉钢筋截面面积:Ag=Nh1/71200MPa=0.02MPa0.2%,满足要求。钢筋间距为(2650-2×50-24×20)/23mm参考文献1周水兴,何兆益,邹毅松,等.路桥施工计算手册.北京:人民交通出版社,2003铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2005(增)253©1994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net