(40+64+40)m连续梁桥菱形桁架挂篮设计计算说明书.doc

(4400+6644+4400)mm连连续续梁梁桥桥菱菱形形桁桁架架挂挂篮篮设计计算书编制：日期：2007年4月挂篮设计计算书1目目录录一、底篮模板一、底篮模板.31.1底模面板.3（1）荷载.3（2）面板验算.31.2横肋计算.4（1）荷载.4（2）横肋截面特性.4（3）强度.5（4）挠度.5二、侧模板计算二、侧模板计算.61.1荷载.62.2面板验算.73.3横肋计算.84.4竖向桁架计算.95.5组合最大挠度.10三、底篮纵梁计算三、底篮纵梁计算.111.两腹板之间、底篮正下方纵梁计算.111.1受力分析.111.2强度计算.111.3刚度计算.122.处于斜腹板正下方的纵梁计算.132.1受力分析：.132.2强度计算:.132.3刚度计算:.14四、底篮前托梁计算四、底篮前托梁计算.151受力分析.152强度与刚度计算.16五、底篮后托梁计算五、底篮后托梁计算.171受力分析.172强度与刚度的计算（浇注砼时）.183.计算结果.18挂篮设计计算书2六、侧模纵梁与内模滑梁计算六、侧模纵梁与内模滑梁计算.191侧模纵梁计算.192内模滑梁计算.21七、分配梁与吊带计算七、分配梁与吊带计算.221分配梁7.222分配梁2.233分配梁4.234、分配梁1.235分配梁5.246分配梁8.247分配梁3.258分配梁6.259前吊杆.2512钢吊带.2511后托梁锚杆.26八、前横梁八、前横梁.271受力分析.272杆件轴力计算.27九、主桁架计算九、主桁架计算.291受力分析.292强度计算.303主桁架挠度.314主桁架销子与结点板的校核.31十、行走小车轴承计算十、行走小车轴承计算.34挂篮设计计算书3一、底篮模板一、底篮模板1.11.1底模面板底模面板（11）荷载）荷载悬浇节段以1#块底板为最大厚度，新浇混凝土对底篮模板的压力标准值：20512.18712.026mKNhF新浇混凝土对底篮模板的压力设计值：20121.222.1mKNFF倾倒混凝土对底篮模板的压力设计值：224.84.16mKNF（22）面板验算）面板验算选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支。由于，查表知：最大弯矩系数，最大挠971.0350340shLLyx0631.0oxmK度系数。00172.0fKa、强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为：2221303061.061.304.821.22mmNmKNFFFmmNq03061.0103061.0mmNqKMxmox3.22334003061.00631.0.22max挂篮设计计算书422maxmax322152.37613.223.66161mmNmmNWMmmWxxxb、挠度验算oxfBFKf4max.其中：220018512.0512.18mmNmKNFFmmNEhBmmKxf.1007.4)3.01(1261006.2)1(1234000172.06235230则：mmf1.0maxmmmmxf1.068.0500340500满足要求。1.21.2横肋计算横肋计算（11）荷载）荷载mmNhFq71.1035003061.03（22）横肋截面特性）横肋截面特性横肋采用槽钢8，其截面特性：443310101103.25mmImmWxx挂篮设计计算书5（33）强度）强度底篮宽度在变化过程中支撑横肋8槽钢的两纵梁最大间距为850mm，则：2235maxmax522max2152.38103.2511067.9.1067.9885071.108mmNmmNWMmmNqMxx（44）挠度）挠度a、悬臂部分挠度底模悬臂部分主要承受箱梁腹板传来的荷载则:mmNhFqmKNhF1.42345122.0122691.426.220悬臂端支撑横肋选用钢板，其惯性矩：mm8010451027.4mmIx33.050016450004.01027.41006.281641.428max55442maxffmmafmmEIaqfx满足要求。b.跨中部分挠度!7.150085050035.0101011006.238485071.103845max4544max满足要求ffmmfmmEIqfx挂篮设计计算书6二、侧模板计算二、侧模板计算1.11.1荷载荷载混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇混凝土的最大压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值；2121.22.0VtFc式中：HFcF新浇混凝土对模板的最大侧压力()2mKNc混凝土的重量密度()取3mKN326mKNto新浇混凝土的初凝时间(h)，可按实测定。当缺乏实验资料时，可采用计算；)15(200Tt51525200tT混凝土的温度（o）取25V混凝土的浇注速度（）；取hmhm2H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取mH875.44692.81sin821.41外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取12混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85，5090mm时，取1；110150mm时，取1.15。取2=1221215.40.22.0mKNVtFc挂篮设计计算书7275.126mKNHFc取二者中的较小者，作为模板侧压力的标准值，并考25.40mKNF虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值，分别取荷载分项系数1.2和26mKN1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：2574.162.15.40mKNq2.22.2面板验算面板验算选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支（短边）。由于，查表得：89.05.467415xyLL最大弯矩系数：0663.0oxmK最大挠度系数：00184.0fK（1）强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为：=257mKNq2057.0mKNmNqLKMymox651415057.00663.022max366161mmWx22maxmax2155.108)61(651.mmNmmNWMxx满足要求。挂篮设计计算书8（2）挠度验算04max.BFLKVyf其中：00184.0fK25.40mkNF(:钢板的泊松系数)mmNEhB62352301007.4)3.01(1261006.2)1(12mmLy415则：mmV54.0maxmmLVy83.0500415500maxVV挠度满足要求。3.33.3横肋计算横肋计算（1）荷载mmNq655.23415057.0（2）强度验算横肋采用扁钢，其：mm805331033.5mmWx4531013.212805mmIxMPaMPaWMxx2151211033.50.15.467655.23125.0.32maxmax挂篮设计计算书9（3）挠度验算mmEIqV34.01013.21006.23845.467655.23538455544maxmmV935.05005.467500maxVV满足要求。4.44.4竖向桁架计算竖向桁架计算（1）荷载mmNq295.53935057.0（2）强度验算竖向桁架由槽钢8组焊而成，共设置5榀，模板底由支撑杆件顶紧，其上以1.5m至2m为间距设置2至3层对拉螺杆，取距离最大的一段作为隔离体对其进行校核。隔离体最大长度mm2000槽钢8截面特性：208.1024mmA44010101mmI竖向桁架截面特性：4724104.8)8.102420010101(2mmIx357105.3240104.8mmWx挂篮设计计算书10最大弯矩：mmNM72max1066.22000295.53125.0最大弯应力：MPaMPaWMx21576105.31066.257maxmax（3）挠度验算mmVmmEIqV4500200050064.0104.81006.23842000295.53538457544maxmaxVV挠度满足要求。5.55.5组合最大挠度组合最大挠度面板、横肋、竖向桁架的组合最大挠度：mmmmV352.164.034.054.0max满足施工对模板质量的要求。挂篮设计计算书11三、底篮纵梁计算三、底篮纵梁计算1.1.两腹板之间、底篮正下方纵梁计算两腹板之间、底篮正下方纵梁计算1.11.1受力分析受力分析块件号项目1块（300cm）3#块(350cm）1底篮模板自重kgm287872纵梁自重kgm45453底板砼理论重量kgm22.185126005.0)681.0743.0(1.155626005.0)571.0626.0(4项动载系数1.2kgm2222118675施工荷载kgm22502506荷载取值q(纵梁间距以最大距离0.85m为准进行计算)kgm22194585.0)250222187(q19181.21.2强度计算强度计算处于两腹板之间、底篮正下方纵梁选用I32a工字钢其截面特性为:48351011.11094.6mmImmWxx挂篮设计计算书12A图2qB500d=1000c=3500a=2750b=2250L=5000浇注1块砼时，处于两腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图如图1所示。浇注3#块砼时，处于两腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图如图2所示。1.31.3刚度计算刚度计算浇注1#块砼时，处于两腹板之间、底板正下方的普通纵梁挠度最大，以1#块的荷载对纵梁进行挠度计算，参见图1。当时（弯矩最大处）mmLcbdx2700mmLmmbcdxLxxLcLbLEIqcbf105002.6)(4)44(244322max纵梁刚度满足要求。A图1qB500c=3000b=2000d=1500a=3000L=5000MPaMPaWMmmNLcbdLqcbMx1705.80.1059.5)2(maxmax7maxMPaMPaWMmmNLcbdLqcbMx1708.77.104.5)2(maxmax7max挂篮设计计算书132.2.处于斜腹板正下方的纵梁计算处于斜腹板正下方的纵梁计算2.12.1受力分析：受力分析：块件号项目1#块（300cm）3#块（350cm）1底篮模板自重kgm287872纵梁自重kgm52523单侧腹板重量kgm21219726005.0)482.49.4(1021926005.0)746.3115.4(4施工荷载kgm22502505荷载取值q(腹板下侧布置4条纵梁间距为0.185m)kgm237152185.0)2501219787(q20052.22.2强度计算强度计算:处于斜腹板正下方的纵梁选用工字钢I32a，其截面特性为:48351011.11094.6mmImmWxx浇注1#块砼时，处于斜腹板正下方的纵梁受力示意图同图1所示，则：mmNLcbdLqcbM.1097.5)2(7maxMPaMPaWMx17086maxmax挂篮设计计算书14浇注3#块砼时，处于斜腹板正下方的纵梁受力示意图同图2所示，则：mmNLcbdLqcbM.1064.5)2(8maxMPaMPaWMx1703.81maxmax2.32.3刚度计算刚度计算:浇注1#块砼时，处于腹板正下方的加强纵梁挠度最大，以1#块的荷载对纵梁挠度进行计算，参见图1。当时（弯矩最大处）mmLcbdx27001050060005006.6)(4)44(24max4322maxffmmLfmmbcdxLxxLcLbLEIqcbf加强纵梁刚度满足要求。挂篮设计计算书15四、底篮前托梁计算四、底篮前托梁计算11受力分析受力分析块件号项目1#块（300cm）3#块（350cm）1普通纵梁传给前托梁的荷载kg26631LqcbRA30212将(1)项化为作用于前托梁的均布荷载kgm313385.0266335543前托梁自重kgm1501504作用于前托梁的均布荷载qkgm3283150313337045加强纵梁传予前托梁的支座反力kg28452LqcbRA31586将(5)项化成集中荷载P(假设4条纵梁连成一体)kg1138042845p12632挂篮设计计算书1622强度与刚度计算强度与刚度计算（1）对前托梁进行受力分析时，以3#块荷载对其进行计算且不考虑工作梁带来的荷载（很小），则前托梁受力示意图如图3所示。（2）前托梁断面特性：前托梁断面结构见图4所示：槽钢36a截面特性：组合截面特性：36482381033.221042.42)185102981210298(1019.12mmhIWmmIxxx（3）计算结果对图3的计算采用“手工”计算较为繁琐，采用“电算”更为准确，其计算结果如下：最大弯应力：MPaMPa17017max最大挠度：mmf1.0max支座反力：kNRRkNRRCBDA2.1912.57=1036a图4图3939.54721939.5P=126.3KNP=126.3KN=37KN16003400660016004813511019.1106.6mmImmWxx挂篮设计计算书17从以上结果可知，前托梁的强度和刚度均能满足要求。（4）挂篮度篮累计最大挠度mmfff7.61.06.6max前托梁纵梁满足规范要求。五、底篮后托梁计算五、底篮后托梁计算11受力分析受力分析块件号项目1#块（300cm）3#块（350cm）1普通纵梁传给后托梁的荷载kg39941LqcaRB36922将(1)项化为作用于后托梁的均布荷载kgm469985.0399443443后托梁自重kgm1481484作用于后托梁的均布荷载qkgm4847148469944925加强纵梁传予后托梁的支座反力kg42682LqcaRB38606将(5)项化成集中荷载P(假设4条kg1707244268p15440挂篮设计计算书18纵梁连成一体)22强度与刚度的计算（浇注砼时）强度与刚度的计算（浇注砼时）（1）对后托梁进行计算时，以1#块荷载对其进行验算，在浇注时不考虑箱梁两侧的吊点受力，同时也不考虑工作梁带来的荷载（很小），则后托梁受力示意图如图5所示。（2）后托梁断面特性后托梁采用与前托梁相同的断面结构，其截面特性的计算参见前托梁断面特性的计算。36481033.21042.4mmWmmIxx33.计算结果计算结果对图5的计算同样采用电算，其结果如下：最大弯应力：MPaMPa1708.29max最大挠度：mmf3.0max145243961452p=171KNp=171KNq=48.5KNm22001450145022007300图5挂篮设计计算书19支座反力：kNRRkNRRDBEA5.24080kNRC55以上结果可知，后托梁的强度和刚度均能满足要求。六、侧模纵梁与内模滑梁计算六、侧模纵梁与内模滑梁计算11侧模纵梁计算侧模纵梁计算（1）纵梁的受力分析箱梁翼板的最大重量乘1.2动载系数kgG129932.126005.32.15.0)2.025.0(5.01.2)25.0626.0(1侧模板自重kgG37002箱梁翼板重心距箱梁腹板转角处的距离：mme1303箱梁翼板重心距内纵梁距离：mmd6336701303箱梁翼板重量与侧模板重量传予内纵梁与中、外纵梁的荷载可近似按图6所示计算：采用“电算”可知，内、中、外纵梁承受的荷载为：G1+G2=167KN63310901190图6挂篮设计计算书20kNRA6.54kNRB3.98kNRC1.14内、中、外纵梁的受力示意图如图7所示：mkNqmkNqmkNq03.45.31.14285.33.986.155.36.54中纵梁外纵梁内纵梁（2）纵梁强度计算内、中、外纵梁均选用工字钢I32a，其截面特性：48351011.11094.6mmImmWxx内、中、外纵梁弯矩：mmNMmmNLcbdLqcbM7max7max1088.71039.4)2(中纵梁内纵梁mmNM7max1013.1外纵梁内、中、外纵梁最大弯应力：500ABd=1000C=3500a=2750b=22505000图7挂篮设计计算书21MPaMPaMPaMPaWMx1705.1131703.63maxmaxmax中纵梁内纵梁内纵梁MPaMPa1703.16max外纵梁22内模滑梁计算内模滑梁计算（1）滑梁受力分析箱梁顶部砼通过内模传给单条滑梁的最大荷载：kgG112852.126005.3)92.134.0(78.05.0)34.0636.0(1内模自重传给单条滑梁的荷载：kgG12002内滑梁受力示意图参见图7：mmNLcbdLqcbMmkgGGq.100.1)2(35675.38max21（2）滑梁强度内滑梁选用工字钢I36a，其截面特性：48351058.11078.8mmImmWxx最大弯应力：MPaMPaWMx1701141078.8100.158maxmax挂篮设计计算书22七、分配梁与吊带计算七、分配梁与吊带计算11分配梁分配梁77分配梁7受力示意图如下图8所示：内纵梁传给分配梁7的荷载：kNR3.275.06.541中纵梁传给分配梁7的荷载：kNR15.495.03.982外纵梁传给分配梁7的荷载：kNR05.75.01.143分配梁7选用两条槽钢22a，其截面特性：351035.4mmWx采用“电算”，其结果如下：最大弯应力：MPaMPa1706.41max支座反力：kNRA75.29kNRB75.53200300R3R2R1AB890890图8挂篮设计计算书2322分配梁分配梁22由分配梁7通过32预应力筋传给分配梁2的荷载：kNRkNRBA75.5375.29分配梁2的受力示意图如图9所示：分配梁2选用两条槽钢20a其截面特性：351056.3mmWx采用“电算”，其结果如下：最大弯应力：MPaMPa1708.21max支座反力：kNRC5.31kNRD5233分配梁分配梁44分配梁4用于空篮时对侧模板进行调整，其所受的荷载较小，拟选定2条槽钢14a即可满足要求，不予校核44、分配梁、分配梁11由前托梁通过32预应力筋传至分配梁1的荷载（参见前托梁计算）150150RARBCD17802080图9挂篮设计计算书24kNR2.571kNR2.1912由内滑梁通过32预应力筋传至分配梁1的荷载（参见滑梁分析）kNR4.623分配梁1受力示意图如图10所示。分配梁1选用两条工字钢I36a，其截面特性：48361016.31076.1mmImmWxx采用“电算”，其结果如下：最大弯应力：MPaMPa1701.35max支座反力：kNRE132kNRF8.178最大按挠度：mmf21.0max55分配梁分配梁55分配梁5仅用于空篮时对底篮和内模进行调整，选用两条槽钢14a即可。66分配梁分配梁88分配梁8在浇注砼时受力状况与分配梁7相同，选用相同断面。EFR1R3R230016501950图10挂篮设计计算书2577分配梁分配梁33分配梁3在浇注砼时受力极小，主要承受移篮时侧模与底模传来的部份荷载，拟选用2条槽钢22a即可满足要求。88分配梁分配梁66分配梁6用于空篮时对底模与侧模进行调整，选定两条槽钢14a即可满足要求。99前吊杆前吊杆本挂篮前托梁吊杆选用32预应力筋，从前托梁的分析可知，单根32预应力筋所承受的最大荷载：kNRRFCB2.191最大拉应力：2713014.325.0102.19125maxMPaAF安全系数：77.2271750maxn1212钢吊带钢吊带（1）分配梁2处的钢吊带所承受的最大荷载（参见图9）kNRD52最大拉应力：MPaMPa273262010052000max挂篮设计计算书26安全系数：5.1026273maxn（2）分配梁1处的钢吊带所承受的最大荷载（参见图10）kNRE8.178最大拉应力：MPaMPa2737.40401101079.15max安全系数：7.67.40273maxn1111后托梁锚杆后托梁锚杆后托梁锚杆采用32预应力筋，单条锚杆所受的最大荷载（参见后托梁分析）：kNF5.240最大拉应力：MPaMPaAF7503403014.325.0104.225max安全系数：2.2340750maxn挂篮设计计算书27八、前横梁八、前横梁11受力分析受力分析前横梁承受由钢吊带传来的荷载，前横梁受力示意图如图11所示。)101(8.178)92(52)92(5.31321参见图传来的荷载通过钢吊带分配梁参见图传来的荷载通过钢吊带分配梁参见图传来的荷载通过钢吊带分配梁KNFKNFKNF支座反力：支kNR3.26222杆件轴力计算杆件轴力计算据图11可知杆BC、杆DE、杆IJ、杆KO、杆PQ、杆UV、杆XW杆均为零杆。其余杆件轴力见下图12所示：1300F2F3支ROPKFGDECBAF1QF3SR支TvXWUYF2F11040104092016501350135016509201040104012000IJ图11挂篮设计计算书28综上对前横梁杆件轴力的分析可知:杆件最大拉力：KNNFJ91.288杆件最大压力：KNNFG3.262杆件选用断面：mm10120120A杆件断面积：24252mmA杆件惯性矩：46441095.812100120mmI杆件惯性半径：mmAIi9.45压杆FG长细比：3.289.4513001iu查表知稳定系数：943.0最大压应力：MPaMPaAN1704.65max最大拉应力：MPaMPaAN17068max杆件强度均能满足要求。OPJFGBASTXUY0E031.5KN52KN262.3KN178.8KN178.8KN262.3KN52KN31.5KN-25.2+50.4-109.5-109.5-117.44+117.44-117.44+288.91+288.91-109.5-109.5-262.3-262.3+50.4+102.3+102.3-40.34-40.34-25.2+40.34+40.34图12挂篮设计计算书29ANACAABNF九、主桁架计算九、主桁架计算11受力分析受力分析单榀主桁架承受由前横梁传来的荷载及钢吊带直接传予主桁的荷载。kNF3.3941323.262则主桁受力示意图13所示。据图13可求得：kNFkNFBA2.8879.492下面分别计算各杆件的轴力：对A点)(1.616)(789sin.0cos.6598.380压拉kNNkNNFNNNABACAACABACFDCBA1300400050001900图13挂篮设计计算书30BBCNBFNBDABNNCDBCNACNC对B点：)(1.653)(1.6590cos.sin.1932.690压压kNNkNNNNFNNBCBDBDBCBBDAB对C点：)(6.636cos.cos.5742.146598.3800拉kNNNNCDCDAC22强度计算强度计算根据对主桁杆件的受力分析可知：杆件最大拉力：kNNAC789杆件最大压力：kNNBD1.659杆件选用断面：mm14214214A杆件断面积：210928mmA杆件惯性矩：4744105.712186214mmI杆件惯性半径：83AIi压杆BD长细比：4.648353491iul查表知稳定系数：783.0最大压应力：MPaMPaANBD1707710928783.010591.65max挂篮设计计算书31最大拉应力：MPaMPa1703.72109281089.75max杆件强度均能满足要求。33主桁架挠度主桁架挠度计算主桁架挠度以计算D点的竖向位移为准（参见图14）。由上面对主桁杆件轴力的计算可知，CD杆、BD杆、AC杆，AB杆、BC杆的轴力为：kNNkNNkNNkNNkNNBCABACBDCD1.6531.6167891.6596.636当荷载变为单位荷载时，CD杆、BD杆、AC杆、AB杆、BC杆的轴力为：6563.15624.10009.26714.16144.111111BCABACBDCDNNNNND点的垂直位移：mmEALNNEALNNEALNNEALNNEALNNDBCBCBCABABABACACACBDBDBDCDCDCD8.11.11111主桁挠度小于规范要求的20mm，满足要求。44主桁架销子与结点板的校核主桁架销子与结点板的校核（1）从上面的计算可知，主桁架杆件所受的最大轴力为：。kNNAC789杆件与结点之间采用销子80连接，销子两面受剪，所承受的最大剪力为：kNQ5.3947895.0max挂篮设计计算书32最大剪应力：MPaAQ5.788014.325.010945.325maxmax销子材质为钢，其#45MPa205max满足要求。（2）主桁架杆件与结点板的接触面挤压校核挤压应力：MPaAPbsbs110458010945.35（结点板厚25mm，开孔处补强板厚20mm）Q235钢允许挤压应力：5.3225.1bsbssbsMPa挤压能满足要求。（3）主桁