预制梁台座及存梁枕设计技术研究

俞嵩 YU Song

（中交一公局第二工程有限公司，苏州 215000）

0 引言

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件。预制梁场就是路桥中装配式建筑的工厂，装配作业将比现浇作业大大减少工作量，能够使得设计标准化、管理信息化。这将是未来的一种很大的趋势。台座和存梁在预制的时候极大影响着预制构件的质量。提高预制梁的质量，能够提高桥的整体质量。而预制梁的附属工程——台座和存梁枕影响着整体质量。下面以某高速TJ二标预制梁场为例，分析台座的技术要点。

1 工程概况

①预制场总占地面积约30亩，预制场共设置2条生产线，2条龙门跨度15m，起重量30t/10t，负责桥面板预制和存放，2条龙门跨度35m，起重量120t/50t，负责T梁及箱梁的预制和存放。（图1）

图1 某高速TJ二标梁场地址勘察报告

②预制梁场施工方案。本项目预制梁厂结合实际工程及路线，经研究决定，选址于主线K34+700左侧约10m处，毗邻钢筋加工厂及拌和站。

本工程预制梁的类型有预制桥面板（长10.125m，宽2.17m）、预制T梁（长16m、13m，宽1m）、预制箱梁（25m、26m，宽2.85）。项目根据总体的施工计划结合实际的施工将预制梁场的台座布置如下：箱梁预制台座12个，T梁预制台座27个，桥面板预制台座30个。

2 预制台座的计算

2.1 基本参数

本项目的预制T梁的长度主要是13m、16m，箱梁的长度主要是由20m、25m。

台座选用最不利荷载工况进行计算，本工程最不利荷载工况为16mT梁预制台座和26m箱梁台座。

2.2 地基承载力计算

2.2.1 地基承载力计算公式

P—梁及基础自重重量kN；

A—基础作用于地基上有效面积mm2；

σ—土基受到的压应力MPa；

σ0—土基容许的应力MPa。

通过地质触探并经过计算得出土基容许的应力σ0=140kPa。

2.2.2 16mT梁预制台座地基承载力计算

16mT梁重18.58t，台座的有效受力面积P=0.4*16=6.4m2。台座的厚度为30cm。P/A=（18.58+0.4*0.3*16*2.5）*10/6.4=36.53kPa≤σ0=220kPa

2.2.3 26m箱梁预制台座地基承载力计算

26m箱梁重78t，台座有效受力面积为P=1*26=26m2。

P/A=（78+1*0.3*26*2.5）*10/26=37.5kPa≤σ0=220kPa。

2.3 存梁枕地基承载力

2.3.1 说明

本工程预制梁场存梁枕采用C25混凝土，分两种类型，一种为箱梁枕（与T梁共用），一种为桥面板枕。箱梁枕设置60cm宽、高40cm、长94m，枕梁下设置宽200cm、厚50cm的混凝土基础；箱梁最大存放量52片，总重量p=52*78=4056t。预制T梁枕与箱梁相同，T梁最大存放量为30片，总重量p=30*18.58=557.4t。预制桥面板单个重量为8.1*2.5=20.25t，按6层存放考虑，预制桥面板单处有效承压面积为1*（2+0.5），桥面板存放在宽1m，高40cm的混凝土枕上面，枕梁下部设置200cm宽、高50cm的混凝土基础。

2.3.2 地基承载力计算公式

P/A=≤σ0

P—梁及存梁枕的重量kN；

A—基础作用于地基施工前先对地基进行换填处理，处理后现场检测，测得的地基承载力超过；

σ—土基受到的压应力MPa；

σ0—土基容许的应力MPa。

通过地质触探并经过计算得出土基容许的应力σ0=244kPa

2.3.3 箱梁枕地基承载力计算

P/A=≤σ0

P=40560/2+（0.6*0.4*94+0.5*2*94）*2.5*10=23194kN

A=2*94=188m2

P/A=23194（/2*94）=123.37kPa

2.3.4 T梁地基承载力计算

P/A=≤σ0

P=5574/2+（0.6*0.4+0.3*1）*22*2.5*10=3084kN

A=1*22=22m2

P/A=3084/22=140.18kPa

2.3.5 桥面板存梁枕的地基承载力计算

P/A=≤σ0

P=6*20.25*10/2+（1*0.4+2*0.5）*2.5*2.5*10=695kN

A=2*2.5=5m2

P/A=695/5=139kPa。

3 存梁枕计算

3.1 T梁布置（图2）

图2 T梁布置图

每片16mT梁间隔1.8m，选取长28m存梁枕作为计算。为满足经济效益，T梁存梁时宜堆放使用，不能超过两片。（图3）

图3 T梁堆放示意图

3.2 存梁枕的内力计算方案（倒梁法）

倒梁法是把基础梁板看成倒置的梁或楼盖，而各个立柱是梁板的支点，假设反力为均匀分布而求出基础的弯矩和剪力的一种简化方法。这种方法求得的剪力与柱荷载之间不完全能够满足静力平衡条件。改进的方法在于根据反力的实测资料对反力分布作适当调整，以提高计算精度。（图4）

图4 计算简图

计算基础沿纵向的地基净反力：

将存梁枕内力分解为两个图解（图5、图7）。

图5 存梁枕内力分解图（a）

采用力矩分配法求弯矩。

对于AB，BC相当于一段铰接一段固定。

截面A的弯矩

M=1/2*ql^2=0.5*115*1*1=-57.5kN·m

用弯矩分配法得出：（图6）

图6 弯矩图

同理：（图7）

图7 存梁枕内力分解图（b）

M12=-1/8*q*l^2=32.343kN·m

M21=1/12*q*l^2=1/12*115*1.5^2=21.56kN·m

表1 弯矩表

将两个图相互叠加（表2）。

由表2可知最大弯矩发生在1号支座为129（kN·m）。

表2 叠加图弯矩

3.3 正截面配筋计算

基础梁截面尺寸为1*0.6m；有效高度为h0=h-a=1-0.04=0.96m，混凝土强度等级为C25；钢筋未HPB400。（表3）

表3 配筋计算表

由表3可以看出存梁枕仅需满足构造配筋即可。

4 结束语

台座和存梁枕作为预制梁场的附属工程极大的影响预制梁的质量，长期以来国内的设计和施工更关注的预制梁本身的施工与控制，在设计图纸中也不会出现预制台座和存梁枕的图纸。而施工单位的人员良莠不齐；多数台座和存梁枕根据现场实际施工，质量难以把控。梁的标准化设计的出现，存梁枕与预制台座也能根据不同地区的状况进行标准化设计与施工，进一步加强质量把控。