张拉台座设计计算.docx
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张拉台座设计计算
张拉台座设计计算书
一、计算依据
1、《杭州湾跨海大桥南岸接线工程第十合同段施工图设计》(D册、E册)
2、《路桥施工计算手册》(周水兴等编人民交通出版社)
3、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
二、设计过程
本合同段先张法张拉台座采用槽式台座,宽度为2.8m,埋设深度
H=125cm,L1=440cm,L2=140cm,L3=320cm见下图。
根据地质报告资料,地基为淤泥质粘性土,取γ=18kN/m3,内摩擦角φ=3°,摩擦系数μ取0.35,N'=300kN(台面的抵抗力)。
空心板梁的预应力材料为φj15.24(7φ5)钢绞线,最大为19束,则N=1395*106*1406*19=3710.7kN,考虑超张拉及应力损失等因素,取1.3倍安全系数,则Nmax=3710.7*1.3=4823.9kN,取Nmax=4900kN,单个牛腿受力为2450kN。
张拉台座使用C40砼,张拉轴线至台座板的垂直距离为15cm。
1、倾覆验算:
一个牛腿截面尺寸:
长3.2m,宽2.8m,高1.25m,钢筋砼容重r=25kN/m3,重心力矩为4.35m;
台座板截面尺寸:
长2.8m,宽2.8m,厚0.35m,重心力矩为1.4m。
⑴、平衡力矩MR:
MR=G1*L1+G2*L2
=3.2×1.25×2.8×25×4.35+2.8×0.35×2.8×25×1.4=1314.04kN·m
⑵、倾覆力矩MDV:
MDV=N*h
=4900×0.15=735kN
故,安全系数K=1314.04/735=1.78>1.5(安全)
2、压力柱设计
取压柱截面尺寸为50㎝*50cm,由于在混凝土压柱下面每隔10m设置一横向联系梁,用来加强压柱的整体稳定性,缩短自由长度,以防失稳。
取压柱计算长度为l0=10.0m(按照简支考虑)。
张拉台座混凝土压柱为轴心受压,材料采用C30砼。
截面尺寸b=500mm,h=500mm
长细比l0/b=10/0.5=20<60
抗压稳定系数
=0.75
配8Φ16,As′=1608mm2
混凝土抗压强度ƒc=
=
=27.043MPa
故混凝土压柱采用C30混凝土。
压柱配筋图为:
3、牛腿配筋计算:
h0=1500-40=1460
Ag=
=4457.9mm2
按照规范纵向受拉钢筋的最小配筋率不得小于0.2%,即
Ag′=0.002×850×1460=2482mm2
取12根Φ22钢筋AS=4559.3mm2>4457.9mm2
4、牛腿弯起筋配筋计算:
=150/1210=0.124<0.3
Ag=0.0015bh0=0.0015×850×1210=1542.75mm2
取6根Φ20Ag=1884mm2
5、牛腿水平箍筋采用φ8间距为10cm,总面积不得小于竖向筋面积的1/2。
后附设计配筋图和张拉台座一般构造图。
6、刚性横梁设计计算:
(按照简支考虑)
横梁采用C30砼进行浇注,在张拉轴线处预留160*10cm的穿线窗口,横梁正面平铺δ=12mm钢板,锚垫板采用δ=40mm钢板。
均布荷载q=4900/2.8=1750kN/m
弯矩M=
ql
=
*1750*2.82=1715kN·m
假定配筋率为:
0.01,横梁宽度B=80cm,
fcm=16.5MPafy=310MPa
ξ=ρ*fy/fcm=0.01×310/16.5=0.188
查表得:
as=0.164,γ=0.91
h0=(M/asfcmb)1/2=783mm
取h=850mm,a=35mm(保护层厚度)
as==M/fcmbh02=0.152
查得:
γ=0.916
AS=M/(fy*0.916*815)=5746.5mm2
取20根Φ20钢筋。
横梁变形值:
ωmar=
=
=1.08mm<L/400=5.5mm
最大剪力V=4900/2=2450kN
h0=815mm,b=900mm
h0/b=815/900=0.906属于厚腹梁,此时单算砼梁的抗剪力:
VK=0.25fCbh0=0.25×15×900×815=2750kN>2450kN合格
另外还有钢筋和δ=12mm钢板分布应力面层。
7、台座板配筋计算
h=350mmh0=350-35=315mma=35mm
fcm=16.5MPafy=310MPa
e0=
=
=150>0.3×315=94.5mm按照大偏心受压计算
故ea=0则
φ=l0/h=2800/350=8
e=e0+
-a=150+350/2-35=290mm
x=
=106.06mm
A
=
=1582.4mm2