1、簡易張拉臺座的設計與施工徐增榮 中鐵十一局集團四公司摘要本文提出一種尤其適合生產規模較小的預制場的簡易張拉臺座，具有造價低廉、制作簡單、施工方便、安全可靠的特點。關鍵詞簡易 臺座 設計 施工張拉臺座是先張梁預制場最關鍵的大型臨時設施。臺座的設計是否安全可靠直接關系到預應力梁是否能制作成功、操作人員及設備是否安全，同時臺座的設計是否合理也直接影響到預制梁的施工進度和質量。因此，工程技術人員在臺座的設計與施工上都是相當慎重的，甚至于保守。1.傳統臺座的優缺點目前，絕大多數施工單位在先張梁施工中所使用的都是有壓柱式張拉臺座其中運用最廣的又是槽式張拉臺座。這種臺座的最大特點就是安全可靠、穩定性好、便于

2、蒸汽養護。但這種臺座造價較高，預制梁時綁鋼筋、立模板、拆模板、模板搬運、砼澆注等工序都在槽中進行，空間狹小，操作較為困難。尤其是砼澆注，由于砼輸送車不能充分靠近，砼不能直接入模，必須使用其它傳輸設備倒運（當然如果使用砼輸送泵直接由拌合站輸送入模那又另當別論了。但當前公路、鐵路建設中一般砼圬工都較為分散，且每一工點需要砼數量也小，砼集中拌和較為普遍，因而砼輸送車一般是必備設備。考慮設備充分利用，一般不再配備輸送泵）。另外，需要配備大型龍門吊進行移梁和存梁作業，場地只能縱向布置。筆者經過多年的現場實踐，總結了一套比較適合生產規模較小、工期較短、不需要投入大量大型機械設備、同時又比較安全可靠的簡易張

3、拉臺座的設計方案。2.臺座設計本文介紹的張拉臺座為墩式臺座，其結構特點如圖一所示。它主要由L形鋼筋砼結構、干碼片石平衡體、臺面三部分組成。由于其充分利用了臺座兩端墩的重力、墩與土的磨擦力、土壓力、臺面抗力等自然力來平衡傾覆和滑移力，因而可節省工程量。本文以跨度為20 米梁的生產臺為例說明臺座的設計情況。臺座兩立柱之間距離B=1.5m，臺座墩寬2m，墩用C40 砼,臺面用C30 砼,臺面厚度25cm，臺面寬2 米。最大張拉力T=2929.5KN 來進行如座穩定性驗算（傾覆穩定性，滑移穩定性）。300T臺座正面圖圖一2.1 受力分析及力的計算臺座受鋼絞線的張拉力時，有墩上反壓片石G1、墩底板重力G

4、2、墩立柱重力G3、墩正面被動土壓力EP、墩側面主動土壓力產生的向下和向后的摩阻力F、墩底板與基底的摩阻力F、墩立柱正面受臺面抗力N。控制張拉力：T=con*Ap*n=1860*0.75*106*15*140*10-6=2929.5KNG1=499KN,G2=100KN,G3=91KN，其對O 點作用距離分別為2.6M、2.5M、0.5M。取土與墩的磨擦系數為0.5，側壓力系數為0.3，土的容重為17KN/M3，則F=57.4KN(其對O 點的作用距力為3.37M，對于單個的臺座F還應乘2，對于并列在一起的多個臺座只能取57.4KN)。F=（G1+G2+G3）*0.5=345KN被動土壓力計算

5、EP:ESP=*H*tan2(450+/2), =350, =17KN/m3,H=3.0mESP=188.2KN/m2EP=ESP*H*B/2=564.6KN(其對O 點的作用距為1M)臺面抗力N 的計算：臺面實際上是一偏心受壓的細長桿，臺面表面砼受到的壓力較底面一側大，但影響臺面抗力主要是臺面的穩定系數，所以近似計算仍然可以采用軸心受壓桿計算N=AR（A 為臺面橫斷面積取0.55M2，R 為臺面砼抗壓強度取30Mpa,為長細壓桿穩定系數，以臺座全長為100M 計，其長細比為400，根據試驗資料得出的穩定系數小于0.19，但試驗資料是在細桿沒有側向約束的情況下得出的，實際施工中因為臺面是嵌入在

6、地面下，且每3M 設錨梁一道，這都大大地增強了臺面的穩定性，這里取=0.28）則計算N=4620KN.2.2 傾覆穩定性對O 點取矩。傾覆力矩MQ=2929.5*3.1=9081.45（KN*M）抗傾覆力矩MK=499*2.6+100*2.5+910.5+57.43.37+5641+46202.8=15286.3（KN*M）傾覆穩定性系數KK=MK/MQ=15286.3/9081.45=1.68>1.52.3 滑移穩定性滑移力TH=2929.5KN抗滑力TK=F+F+EP+N=345+57.4+564+4620=5586.3(KN)滑移穩定性系數KH=TK/TH=5586.3/2929.

7、5=1.91>1.3對于墩立柱的抗剪、抗彎等力學性能的檢算及配筋設計這里不再贅述3.臺座的施工本文介紹的這種臺座在預應力梁的施工中具有很多優點，其本身的施工也比較容易，但其施工質量卻不能有半點馬虎，尤其應重視以下幾個方面：3.1 墩柱的施工臺座立柱是臺座直接承受張力的承力柱。施工中一定要保持左右兩柱在安裝橫梁的一面處于同一條直線上，并垂直于臺座軸線。以免立柱承受扭矩或與橫梁接觸處不平造成應力集中而破壞立柱。所以在安裝模板時要保證模板位置尺寸準確、支撐牢固，灌注砼時要振搗密實，為了改善立柱與橫梁接觸面的受力狀況，在澆筑立柱時可預埋2cm厚鋼板，鋼板平面尺寸視橫梁支承板尺寸而定。3.2 臺面

8、的施工臺面是臺座重要的受力部位，由于臺面是一根細長的受壓桿，隨著臺座的增長，其穩定性越來越小，施工時要使臺面軸線保持在一條直線上。為了增強臺面的穩定性，臺面兩側要用土填平夯實。同時臺面一般又作為預應力梁的底模，施工中應全面考慮。目前，通常有這樣幾種作法：1臺面采用水磨石砼作為梁底模。但預應梁在放張時往往在臺座上有小距離移動，容易造成底模破壞，給后續生產的梁外觀質量帶來不好的影響，這種方法現在一般不用。2在臺面砼上鑲鋪高分子聚合板（作印刷電路用的塑料板），這樣的底模生產的板梁底部光亮平整，但聚合板不易同底座固定，且造價不低、使用壽命也不長，同時還存在溫度變形的缺點。3在砼底座上鑲鋪鋼板作為底模。

9、這種方法具有使用周期長的優點，但鋼板同樣存在溫度變形的問題。尤其是在盛夏烈日當空時變形更是顯著。施工單位為了提高梁底的外觀質量一般不愿在底模上設伸縮縫，那么要解決這一問題只有兩種方法：一種使鋼板和砼底座可以縱向相對運動，但處理較復雜且由于鋼板與底座間的連接為活動連接，鋼板與底座的連接栓存在間隙使得鋼板大面并不平整，同時還給加固模板帶來了不便； 另一種是在一定溫度下將鋼板強行鎖定即將鋼板焊接在砼底座中預埋的角鋼上（如圖二），這種方法比較簡單也較有效，但只解決了鋼板的縱向變形問題，鋼板橫向變形仍然存在。由于鋼板橫向長度（即底模寬度）較小，由于變形產生的隆起并不明顯，對施工質量的影響在可以接受范圍內

10、。圖二3.3 臺座墩的施工墩基礎開挖應盡量避免超挖，超挖部分應用砂性土夯填密實，尤其是墩立柱前超挖部分應以片石夾砂填實，以增強墩與基坑壁土壤的磨擦力。墩底板上以干碼片石堆填，并以中粗砂填縫，以增大平衡重力。3.4.臺座的平面布置根據預制場投入的設備情況和場地的不同，臺座與存梁場有橫向布置（即存梁場在臺座兩端）和縱向布置（即存梁場在如座兩側）兩種方式。如果預制場投入龍門吊和砼輸送泵，場地較長則可縱向布置，如圖三。如果場地較短且只配備吊車和輸送車，則可采用橫向布置方式，如圖四。前者適合生產規模較大的預制場，后者適合生產規模較小的預制場。根據目前建筑市場單個合同段梁的生產規模一般不大，且吊車和砼輸送

11、車都是必備設備，為了提高設備的綜合利用率，橫向布置更具靈活性。4.工程案例案例一：京包高速公路5標共有各種預應力梁144片，最長梁跨16M。預制場設張拉臺座一道，長68M，可一次生產16M 梁4片或13M 梁5片或10M梁6片，臺座與存梁場呈橫向布局。預制場除一臺300L 滾筒式拌和機和兩臺300L 翻斗車外沒有投入任何大型設備，人工移梁，整個預制場役入資金不足5萬元。生產高峰期，最短周期為4 天。工期四個月，無一例工傷事故，板梁質量為整個京包高速最優。案例二：國道110改建工程1標共有各型預應力梁210片，最大梁跨20M，設70M 臺座1道 ，橫向布局。除張拉設備外沒有為預制場投入一套專用設

12、備，所用拌和站、吊車、砼輸送車都為整個工地所共用，預制場專用設施投入不足7萬元。生產高峰期，循環周期4 天。制梁工期五個月，無一例工傷事故，板梁質量優良。5.結束語經過實踐證明，本文提出一種適合生產規模較小的預制場的簡易張拉臺座，具有造價低廉、制作簡單、施工方便、安全可靠的特點。參考文獻1 龔文惠. 土力學 M. 武漢：華中科技大學, 2007-032 廖元裳.鋼筋混凝土橋 M.北京:中國鐵道出版社,1997. 6563 黃棠.結構設計原理 M.北京: 高等教育出版社,1995.21664 姚玲森.橋梁工程 M.北京：人民交通出版社,1996. 25345 賈金青 陳鳳山.橋梁工程設計計算過方

13、法及應用 M.北京：中國建筑工業出版社.2004. 23356 李廉昆等.結構力學 M.北京:高等教育出版社,2000. 21641、40mT梁預制臺座如何配筋?如何檢算?40mT梁預制臺座只需在兩端受力集中段基礎配12的螺紋鋼筋網片就可以了，一般T梁張拉前重力均勻分布，張拉后重力集中分布到兩端，所以兩端的基礎要加強，此時可以把基礎做成50cm厚，長與寬均為2m，臺座兩端各2米由基礎直接承重，鋼筋網片布設2層，間距20*20cm。檢算方法：張拉前假如T梁重量為100噸，臺座長40，等于每米承受重量2.5噸，每米臺座受力面積為0.4平方米，此時驗算0.4平方米臺座能否承受2.5噸重力就可以了。張

14、拉后假如T梁重量為100噸，此時由于T梁由于張拉出現向上的拱度，T梁的重量基本上都集中于臺座兩端各2米位置，等于臺座兩端的2米承受T梁重量的一半為50噸，每米臺座受力面積為0.4平方米，此時驗算0.4平方米臺座能否承受25噸重力就可以了。2、還有后張法中的正彎矩,負彎矩正負是怎么分的?為什么叫正,負?后張法的梁由于在跨中位置受到向下的荷載力，所以彎矩方向向下，此時又稱正彎矩;兩端位置受到的反力向上，此時的彎矩也向上，又稱為負彎矩。具體參考力學書籍。配筋一般都要根據計算確定，要檢算臺座的強度是否滿足、地基是否出現不均勻沉降以及梁的預拱度要求。對于正負彎矩的概念就是彎矩圖在一個坐標系中位置的問題，

15、一般認為豎直向上為正。反之為負。其實臺座基坑開挖后基底的處理更重要，我上個工地配筋也好，擴大基礎的尺寸構造也好都設計的很好，在施工時忽略了基底承載力的問題，后面臺座開裂，只得處理而耽誤工期。所以最好開挖后驗算一下基底承載力是否能否承上T梁+模板+施工荷載的承重。可自行計算。金城江五橋先張法預應力T梁鋼臺座施工方案 【摘 要】文章介紹了金城江五橋先張法預應力T梁鋼臺座的施工要點和預應力施加及放松的注意事項。【關鍵詞】先張法；鋼臺座；施工先張法預應力梁是在專門的臺座上張拉鋼絞線，用錨具將張拉力臨時固定在臺座上，然后灌注混凝土。待其強度達到設計強度的80%后放松鋼絞線。通過鋼絞線與混凝土之間的粘結力

16、實現梁的預應力。但需要有專門的張拉臺座。本文主要介紹采用鋼臺座進行先張法預應力T梁施工的一些要點。一、概 述金城江五橋拱上T梁為先張法預應力梁，L=12.4米，共計210片，每片梁的預應力筋為12根15.24mm鋼絞線，分三層布置，總的張拉力達到250t。考慮到既有設備和現場制梁場地的土質較為松軟，本橋采用鋼臺座進行施工。二、張拉臺座的設計（一）鋼臺座的拼裝臺座采用英式鋼塔進行拼裝。拼裝長度為56米以滿足一次能夠生產4片梁，寬度為3.1米以保證裝拆模板的空間。鋼塔分左右兩組，每組分上下兩層，兩組鋼塔之間在下層用鋼橫聯進行連接，每根鋼橫聯用2根T5連接組成。上下兩層鋼塔采用22拉桿對拉，中間夾墊

17、木的辦法來進行聯結，并在兩端頭處設一塊鋼板進行封端連結以增加其整體性。在鋼塔每個接頭底部均設置一塊混凝土墊座，兩端頭各設一個混凝土工作平臺。每端鋼橫梁采用4根I63a工字鋼，每根長3.8米。分為2組，每組2根，每組的2根工字鋼用鋼板焊接來聯結，兩組間通過中間夾墊木兩側焊鋼板進行聯成整體。鋼橫梁采用砂箱作為放松裝置。錨梁采用836c槽鋼組成，錨板用=20mm鋼板，鋼板和錨梁焊接整體，按預應力鋼筋的位置鉆20的孔眼，定位準確后錨梁與鋼橫梁進行焊接。 （二）制梁臺面在張拉臺座內進行地面硬化，在硬化地面上澆注C15混凝土模板支墩，支墩面上鋪設鋼模板作為T梁底模。（三）鋼臺座的檢算1結構總體穩定計算。計

18、算軸心受壓構件后縱向彎曲系數：1=L0÷b=56000÷（304×2+280）=63<100可。查表得：1=0.8計算值N/Am=2500×103÷（100×4×102）=62.5Mpa>0.15×0.8×140=16.8Mpa取=1-n1N2÷(2EAm)m=1-1.7×2500×103×632÷(2×2.1×105×100×4×102)×1=0.797彎曲面與檢算面相同,取2=1M

19、=2500×103×80=2×108N.mm=N/Am+1/(2)×M/Wm=2500×103÷(4×100×102)+0.8÷0.797×2×108÷(13296×104×4+4×100×102×2542)=62.5+1×2×108÷(31.1248×108)=62.561Mpa<0.9×140=126Mpa整體穩定滿足要求。2同理進行單肢穩定檢算也能滿足要求。3鋼橫梁

20、計算：W需=M/f=19.375×106÷1700=11397cm3用4I63a工字鋼W=2984.3×4=11937.2>11397可。剪力為V=1/2N=1/2×2500=1250KN鋼梁剪應力：=V/F=1250×103÷(154.9×102×4)=20.15Mpa<fv鋼梁的變形值:Wmax=PL3/48EI=2500×103×31003÷(48×2.1×105×94004×104×4)=1.965mm<L/4

21、00=3100/400=7.75mm可。4最后對錨梁及錨板的強度進行檢算均能滿足要求。 三、預應力筋張拉 (下轉第141頁)(上接第139頁)本橋采用單根單向張拉整體放松工藝，張拉前檢查張拉橫梁及錨板與底模的相對位置是否正確；張拉設備，特別是錨具等，不得有暗傷，病疵；對千斤頂、油表進行定期標定；每根鋼絞線是否與設計圖鋼絞線的編號相符，螺旋鋼筋、塑料套管是否按設計圖安置對位；張拉鋼絞線安全防護設施及警戒人員是否到位。（一）總的張拉流程為0 0.1K立側模0.8KK（持荷2min）錨固灌筑混凝土。張拉時采用分次循環張拉的方法從兩側向中間對角進行。（二）張拉應力的控制1應力損失測定試驗。每條張拉線上的砂箱內直徑、長度必須相同，砂筒灌進砂的體積及砂細度模數必須相同。張拉前測定砂筒活塞外露部分的長度（兩砂筒活塞外露長度必須相同），當張拉鋼絞線時，張拉橫梁壓縮砂筒活塞，活塞壓縮砂筒內的砂，活塞運動停止即證明砂筒內的砂已被壓實。先張拉兩側各一根鋼絞線，至砂筒活塞停止運動時測定拉力數據，此數據不計入應力損失值