空心板計算書

1、空心板計算書一、臺座結(jié)構(gòu)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(chǎn)數(shù)量和設(shè)施期限,平安適用,經(jīng)濟合理,質(zhì)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,由于是槽型結(jié)構(gòu),便于覆蓋養(yǎng)生,便于支、拆模板和養(yǎng)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(gòu)件,能夠承受較大的張拉應(yīng)力,傳力柱的長度一般都在100m左右,符合本次工程要求.結(jié)合本次設(shè)計的工程概況條件,最終通過質(zhì)量、平安、以及力學(xué)驗算,根據(jù)該橋場地和工期及梁的數(shù)量,確定采用槽式張拉臺座進(jìn)行空心板的預(yù)制.2、確定臺座內(nèi)部凈寬臺座內(nèi)部凈寬即傳立柱之間凈距,計算用公式為b=b

2、l+2b2,式中：b臺座內(nèi)部凈寬；bi空心板底模寬度；b2傳立柱內(nèi)側(cè)面與底模間的距離.那么臺座內(nèi)部凈寬=(梁寬)1.24m+(工作空位)0.5mX2=2.24m；取2.3m底板兩側(cè)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確實定根據(jù)下面幾個方面：(1)空心板長度Li(2)一座臺座同時預(yù)制空心板個數(shù)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(biāo)準(zhǔn)段和兩端楔形塊段組成,同時考慮到所生產(chǎn)空心板最大夾角,10m板為40.,13板為45.,16m板為30.,示意圖見下,由此?。?0m

3、板臺座長度7.12m+2X2.1m=11.32m13m板臺座長度9.92m+2X2.3m=14.52m16m板臺座長度13.44m+2X1.8m=17.04m臺座長計算公式：L=nL1+2L2+(n-1)L310m板：臺座長L=9x11.32m+2x1m+8X1m=111.88m13m板：臺座長L=7x14.52m+2x1m+6<1m=109.64m16m板：臺座長L=6x17.04m+2x1m+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(yù)應(yīng)力筋下垂撓度大,對預(yù)應(yīng)力有一定影響.同時為滿足工期需要,考慮到經(jīng)濟性,根據(jù)以上分析,擬采用110m長臺座

4、.4、確定臺座寬度臺座寬度主要取決于構(gòu)件外形尺寸的大小,生產(chǎn)操作的方便程度以及用料經(jīng)濟情況等方面.臺座寬度太窄,會影響模板的安裝與拆卸,太寬那么需用較大的橫梁,用鋼量及占地就增多.臺座寬度確實定要根據(jù)以下兩方面：臺座內(nèi)部凈寬b和傳立柱寬度b1o本預(yù)制場設(shè)9槽張拉臺座.臺座寬B=nb+b1=9X2.3m+10X0.7=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,端頭固定橫梁長度定為28mo5、臺座布置共設(shè)9個張拉臺座槽,10m板共4槽,每槽設(shè)8個張拉臺座；13m板共3槽,每槽設(shè)6個張拉臺座；16m板共2槽,每槽設(shè)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

5、梁.二、臺座結(jié)構(gòu)設(shè)計和驗算1、設(shè)計要求張拉臺座是先張法施加預(yù)應(yīng)力的主要設(shè)備之一,它承受預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)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(gòu)成.具體要求如下：(1)張拉臺座要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,要能承受需要的最大張拉限制應(yīng)力.(2)在要求工期內(nèi)完成全部板梁的預(yù)制工作.(3)空心板梁每根鋼絞線的張拉限制應(yīng)力為bcon=1302Mpa(4)承力臺座必須具有足夠的強度和剛度,其抗傾覆平安系數(shù)應(yīng)不小于1.5,抗滑移系數(shù)應(yīng)不小于1.3.5橫梁須有足夠的剛度,受力后撓度應(yīng)不小于2mm2、傳立柱的設(shè)計2.1

6、傳立柱尺寸和標(biāo)號考慮到受力合理和模板的制作方便,軸心受壓構(gòu)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x65cm高.受壓構(gòu)件正截面承載力受混凝土的強度影響比擬大,為了充分利用混凝土承壓,節(jié)約鋼材,減小構(gòu)件截面尺寸,受壓構(gòu)件采用較強的混凝土,一般設(shè)計中常用的混凝土強度等級為C20040,本傳立柱混凝土強度選用C30.2.2 設(shè)計數(shù)據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用標(biāo)準(zhǔn)的270級.15.2的低松弛高強度鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強度：Kby=1860Mpa公稱截面積：Ai=140mn2張拉限制應(yīng)力：Tk=0.7Kby=1302Mpa表4.1張拉限制應(yīng)力表中/邊板根數(shù)限制力KN10m板中91640.52邊1

7、22187.3613m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(tài)下為受壓構(gòu)件,因此構(gòu)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(xì)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不便.根據(jù)以往經(jīng)驗,傳立柱高度擬設(shè)為截面為矩形的構(gòu)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(yōu)化受力狀態(tài).本張拉臺座為槽式臺座,同時為平安考慮,端頭固定橫梁為類似重力墩結(jié)構(gòu).同時橫向

8、上每隔7m設(shè)置一道橫向連系梁,增大臺座整體穩(wěn)定性.(1)在鋼絞線處于繃緊狀態(tài)下,傳立柱與固定橫梁共同參與受力,以反抗張拉力帶來的傾覆彎矩.(2)傳立柱到達(dá)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(jù)固定橫梁在受拉狀態(tài)下到達(dá)傾覆平衡點時的張拉力值進(jìn)行分析,判斷張拉臺座在最不利工況下的反抗傾覆、傳立柱受壓的水平.然后根據(jù)抗傾覆水平及抗壓強度對臺座張拉工況進(jìn)行合理安排.2.4 傳立柱配筋鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中縱向受力鋼筋的作用是與混凝土共同承當(dāng)外荷載引起的內(nèi)力,預(yù)防構(gòu)件忽然的脆性破壞,減小混凝土不均勻質(zhì)性的影響.傳立柱內(nèi)設(shè)置4.16鋼筋.主筋保護(hù)

9、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700圖4.1傳立柱斷面及配筋示意圖鋼絞線中央與空心板底距離為57mm根據(jù)施工圖紙及臺座設(shè)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(jù)?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?(GB50010-2021)中對矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的規(guī)定對傳立柱進(jìn)行受力計算.2.5.1 計算參數(shù)_一,、一一一一,一.一,1,、一一'.范度bx圖度h=700X650mm受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼肋的保護(hù)層厚度as=as=50mm;采用C30混凝土,抗

10、壓強度設(shè)計值fc=14.3N/mm2鋼筋選用HRB400級,fy=fy=360N/mm2主筋選用4根16mm鋼筋,截面面積A=As=804mm2構(gòu)件的計算長度l0=7m2.5.2 求ei、n>e(1)耳=e0+冬其中ei.初始偏心距eo軸向壓力對截面重心的偏心距,取eo=165mmea附加偏心距偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算時,應(yīng)計入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值應(yīng)取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值.h65030=0=21.7mm>20mm,因止匕取21.7mm求得euqea=165+21.7=186.7mm(2)偏心距增大系數(shù)刈l07000因5

11、V-0=10.77<30,需考慮縱向彎曲對偏心距的影響.矩形截面偏心h650受壓構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)可按以下公式計算：:111400包ho式中10構(gòu)件的計算長度,按標(biāo)準(zhǔn)表5.3.1注取用或按工程經(jīng)驗確定,本計算可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向上下支撐點之間的距離1°=7m；ei軸向力對截面重心軸的偏心矩；h0截面有效高度；h截面tWj度；,1荷載偏心率對截面曲率的影響系數(shù),取01=1.0二2構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù).取二2=1.2那么=1170001.01.01400186.7650600=1.266>1.0(3)偏心距ee軸向壓力作用點至縱向受拉普通鋼筋和受拉預(yù)應(yīng)

12、力筋的合力點的距離e=eh2-a=1.266186.76502-50=511.4mm2.5.3 判別大小偏壓判斷條件：假設(shè)叫弓<0.3hc按小偏壓情況計算；假設(shè)“0>0.3hc按大偏壓情況計算；考慮附加偏心距及偏心距增大系數(shù)后的軸向力對截面重心的偏心距為“3e=1.266186.7=236.4mm0.3h0=0.3X600=180mM236.4mm且界限偏心率：“一苴二SZC二力A0.5M1.0M14.3M700Mo.533M600x650-0.533父600+0.5父360父804父2父650-1.014.37000.533600=215mrKe.其中b=一十1Es,cub一一相

13、對界限受壓區(qū)高度;冏一一系數(shù),當(dāng)混凝土弓II度等級不超過C50時,電取0.80;Es鋼筋的彈性模量,2X105;非均勻受壓時的混凝土極限壓應(yīng)變,根據(jù)以下公式計算:；cu=0.0033一fck-5010-fck為C30混凝土的軸線抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值20.1MPa；由以上公式得：b=0.533所以該傳立柱為大偏心.2.5.4 求軸心承載力設(shè)計值N0矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合以下規(guī)定''N.三：ifcbxfyA-fyA=：ifcbxN°e其中：i混凝土強度調(diào)整系數(shù)；fc抗壓強度設(shè)計值,fc=14.3N/mm2x等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高度；'fy鋼

14、筋抗拉強度設(shè)計值；As鋼筋截面面積；as受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的保護(hù)層厚度No=1.0X14.3X700*x=10010x一一x、.N0e=1.0x14.3x700*x*600-+360父804乂60050I2J整理得5005x2-886886x-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'ri8-,<*>°上Z'T如；丁八0占154%圖4.2固定橫梁受力示意圖利用標(biāo)準(zhǔn)法計算固定橫梁所受的主動土壓力E=?'ah-ka肌一一主動土

15、壓力增大系數(shù),取1.0；-填土白重度kPa,取18kPa;h擋土的Z構(gòu)高度m,取1.5m；Ka主動土壓力系數(shù),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)附錄L選取,此處取0.4.填土與橫梁混凝土面之間的內(nèi)摩擦角取30.E=1.0X18X1.52X0.4-2=8.1KN/m那么：抗傾覆力矩M1=GL1+10NL2+E-L3=5.25X28X25X1.54+10X2883X1.93+.1X28X0.6Xtan40°=61415.58KN-m傾覆力矩M=Px4=2.1XP那么取大允許張拉力P=29245.5KN3、抗傾覆驗算1計算公式Ko=Mi/M>1.50式中：K0抗傾覆平安系數(shù)；M抗傾覆力矩,由臺座自重和土壓力等

16、產(chǎn)生；M-傾覆力矩,由預(yù)應(yīng)力筋的張拉力產(chǎn)生；2平安系數(shù)計算P.當(dāng)9個張拉槽同時生產(chǎn)并到達(dá)張拉限制力時,對臺座最為不利此時鋼絞線張拉力為根據(jù)每一種空心板各有一槽生產(chǎn)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(shù)為：3X9+1X12+2X12+1X13+1X14+1X17=107單根鋼絞線張拉限制力為1302X140+1000=182.28KNP=107<182.28=19503.96KN那么抗傾覆平安系數(shù)K)=M1/M=P/P=29245.5/19503.96=1.5最多張拉根數(shù)：29245.5

17、+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(lián)系梁的約束下,受力條件更有改善,施工中注意對張拉數(shù)量及張拉槽分配的限制,平安性是有保證的.三、龍門吊根底受力計算本預(yù)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(shè)計要求的50重型起重鋼軌.根底設(shè)計中不考慮軌道與根底共同受力作用,不計鋼軌的承載水平.計算時根據(jù)重量最大的16m空心板邊板進(jìn)行受力計算,只考慮一條龍門軌道根底.1、根本參數(shù)16m邊板重量：G1=8mx26KNm3=208KN型鋼吊具重量：G2=30KN30T龍門吊自重：288KN取1.

18、1平安系數(shù),重量取317KN,跨徑30nl龍門采用50型號的導(dǎo)軌,底面寬度為起重吊裝時,考慮1.3倍的動力系數(shù).根據(jù)地勘資料,取地基承載力容許值：2、單輪受力由一臺30噸龍門吊進(jìn)行移梁、存放、裝車.一臺龍門吊承受空心板重量為：P=208KNX1.3+30KN=300KN當(dāng)龍門吊移動空心板至如右圖所示的位置時,門支腿受力最大,經(jīng)計算為：R1=P*27/30=300*0.9=270KN132mmfa=350KPa近側(cè)龍JFI一R2T27考慮龍門自重,那么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,那么每組鋼輪間距及擴散長度按1.0m計受力為:R=429/

19、2=215KN50鋼軌底面寬13.2cm,那么一組鋼輪下的鋼軌底面壓力為:P1=215/(0.132X1.0)=1629KPa=1.63MPa故C25混凝土能滿足要求.軌道下設(shè)0.3m高X1m寬的混凝土根底,混凝土根底的擴散角45.計,那么混凝土基礎(chǔ)底面寬為：B1=0.132+2X0.3Xtg45°=0.732mo該根底底面的壓力為:P2=215/(0.732X1.0)=294KPa<fa=350KPa在澆筑根底混凝土?xí)r,根底內(nèi)加設(shè)鋼筋網(wǎng)片.附件2:空心板方鋼組合內(nèi)模受力驗算1、混凝土壓力計算1新澆筑碎對模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值P=krh,分項系數(shù)取為1.2其中：k為外加劑影響系數(shù),取為1.0r為混凝土重度,取為24KN/OBh為有效壓頭高度,根據(jù)?橋梁施工工程師手冊?,當(dāng)v/T<0.035時,h=0.22+24.9v/T;當(dāng)v/T>0.035時,h=1.53+3.8v/T