挂篮主要构件检算书_SAL.doc

YDK161+617.80 资水特大桥（49.9+4*80+49.9）连续梁三角形挂篮主要构件检算书一、 设计计算依据1 挂篮计算书计算依据1.1大桥施工图；1.2现有砼设备的搅拌、运输及灌注能力；1.3施工配合比设计资料；1.4挂篮设计时钢材容许应力按规定的1.25倍取值. 单位:MPa应力种类钢 号Q23516Mn45#钢轴向应力 EMBED Equation.3 172*1.25=215200*1.25=250210*1.25=262.5弯曲应力 EMBED Equation.3 180*1.25=225210*1.25=262.5220*1.25=275剪应力100*1.25=125120*1.25=150125*1.25=156.25弹性模量E2.1*1051.5参考书目；1.5.1路桥施工设计计算手册 周水兴编著1.5.2钢结构设计手册（上册 ） 第三版 1.5.3桥梁悬臂施工与设计 雷俊卿编著1.5.4钢结构设计规范（GB50017-2003） 1.5.5结构设计原理（下册） 黄 棠编著2 工程概况大桥主跨为（49.9+4*80+49.9）m预应力混凝土连续刚构结构，其箱梁顶板宽8.5m，箱宽4.3m，其中1#段顶板厚38cm，底板厚78cm，腹板厚60cm，梁高603.2564.9cm。3 桥重计算计算桥梁最重一段各块的重量：（1号段最重97T） SHAPE * MERGEFORMAT 图1-T构横截面1号段长3m，体积37.3m3，重量97t，梁高603.2564.9cm，顶板厚度38cm，底板厚78cm，腹板厚60cm。箱梁各块体积计算：A1=2.19m3 A2=4.8m3 A3=9.99m3 A4=8.16 m3A=A1+A2+A3+A4=37.3m31#箱梁段重量计算（钢筋砼按2.6t/m3计）G=AL=37.32.6=97t二、 三角形挂篮概述2.1 根据大桥的特点，本桥悬臂施工采用三角形挂篮。挂篮的主承重架采用三角形桁架，桁架用热轧型钢组拼而成，结构受力明确，自重轻，刚度较大，重心低，稳定性好，滑行移动方便。挂篮底模架主要受力构件也采用刚度大的热轧型钢，受力状态良好。挂篮各种杆件联接点采用焊接及栓接（以焊接为主），装拆方便。外模采用组合钢模，用槽钢焊接的外模架支撑。内模采用组合钢模，用槽钢焊接的内模架及钢管支撑。2.2 该挂篮由斜拉组合梁吊架系统、走行系统、悬吊系统、后部锚固系统、模板系统等组成，见图2所示。 EMBED CaxaDraft.Document EMBED CaxaDraft.Document 图2-三角形挂篮全图2.3 挂篮承重主构架的底梁232b、立梁30010钢管、斜拉杆228a槽钢组成，材料采用Q235钢，=215MPa， =125MPa。2.4 前上横梁2工50、前后下横梁236及后上横梁由236组成，底模纵梁由214槽钢组成，均采用Q235钢材，E=2.1105MPa，=215MPa，=125MPa。2.5 前、后吊带均采用32mm精轧螺纹钢作吊杆，吊杆的调整通过吊带垫梁用手动液压千斤顶进行调整。2.6 箱梁翼缘板模板及箱梁内顶模也均采用132精轧螺纹钢吊杆吊挂.32精轧螺纹粗钢筋采用40Si2Mov钢材，屈服强度750MPa，容许应力=0.7750MPa= 525MPa，容许剪应力=0.6=315MPa。2.7 挂篮后锚系统采用332精轧螺纹钢，尽量利用桥梁已有的竖向预应力筋，32精轧螺纹钢筋采用40Si2Mov钢材，屈服强度750MPa，容许应力=0.7750MPa= 525MPa，容许剪应力=0.6=315MPa。三、 计算3.1 检算简化计算模式 对挂篮主要构件按有关技术规范的要求，进行强度、刚度和稳定性的检算。三角形挂篮承重主构架由两片三角形桁架组成，顶部靠桁架横联连接，故取其中一片分析即可。三角形挂篮主构架简化结构图式为一个杆件仅受轴向力作用的标准三角桁架，见图3。 EMBED CaxaDraft.Document 图3为简化及安全起见，假设悬灌梁段施工荷载均布在CD范围内（即假定前、后吊点承受相同的力，但纵梁检算另外假设），加载总重量为最大悬灌梁段重量的1.2陪考虑，同时考虑最大悬灌重量梁段1块的重量为97t，取为100t，内外模型及挂蓝约重为45t则G=1.2（100t+45t）174t。其中后端作用力相继通过纵梁、后横梁及后吊带传递至已浇灌的梁段上，不对主桁架发生作用；前端经纵梁、前下横梁、前吊带、前上横梁将力传递至主构架上的D点位置。由于仅考虑其中的一片桁架作为分析对象，则： EMBED Equation.3 3.2 主桁架支承点反力计算及后锚系统的检算 计算图式见图3所示。 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 校核： EMBED Equation.3 FA所受的拉力由后锚系统的3根32精轧螺纹钢筋承担。3根32精轧螺纹钢筋的容许拉力为：3（/4）3.2252510=126669=126.67t 87t，满足要求。抗倾安全系数：K=253.387=2.91K=2，满足要求。3.3 主桁架杆件内力计算及其检算杆件内力计算结果见图4所示。 EMBED CaxaDraft.Document 图4从图4可知，只要检算BC杆件的强度和CD杆件的刚度即可。（1）CD压杆的刚度检算CD压杆的截面见图5所示。CD压杆的自由长度l0=4m。据资料查得32b槽钢截面积A=54.913cm2，惯性矩Ixc=81404，惯性矩Iyc=3364，z0=2.16cm。则CD压杆的截面积、惯性矩为： EMBED CaxaDraft.Document 图5Am=254.913=109.826cm2Ix=2Ixc=281404=162804Iy=2(Iyc+a2A)=2336+(152.16)254.913=18778.534惯性半径： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 长细比（刚度）： EMBED Equation.3 ，刚度满足要求； EMBED Equation.3 ，刚度满足要求。（2）BC压杆的强度检算BC压杆的截面同CD压杆如图6所示： EMBED CaxaDraft.Document 图6 钢管的截面积A=91.1cm2， BC压杆的自由长度l0=3.2m。 Am=91.1cm2惯性半径： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED晉朁祤氀摧摧岼3摧瓠萑葠摧y愁摧迈逎逾鰀桤愀摧笋A搒摧搒摧笋A萑葠摧桋萑葠摧祛萏萑葞葠摧x萏萑葞葠摧祛萑葠摧萑葠摧x砢破硼磄礈祈祬禬搒摧气萑搒葠摧x鲄桤圀怀鲄愁摧碊萑搒葠摧搒摧搒摧_ Equation.3 长细比（刚度）： EMBED Equation.3 ，刚度满足要求； EMBED Equation.3 ，刚度满足要求。对于轴心受压构件的强度检算要考虑纵向弯曲系数的影响，即要求满足： EMBED Equation.3 式中是根据长细比求得。 从（1）可知：x=y，则只要求出最不利的x即可。 根据x查表得：=0.925 EMBED Equation.3 EMBED Equation.DSMT4 强度满足要求。 3.4 前下横梁检算3.4.1 挂篮前端构造示意见图7所示。 EMBED CaxaDraft.Document 3.4.2 前下横梁截面见图8所示。 EMBED CaxaDraft.Document 图83.4.3考虑挂篮在试压时及在砼在初凝时间内灌注完毕时（砼流动状态时底板压力相同），在底板4.3m宽度范围内基本上是均布荷载。此时，前下横梁跨中为最不利状态是：荷载按最大梁段荷载的1.2倍考虑（即最大试压荷载），同时忽略翼板吊杆的分担作用，则均布荷载q=0.5G/B=0.5174t4.3m=20.23t/m（见图9）。 EMBED CaxaDraft.Document 图93.4.4 最大剪力： EMBED Equation.3 3.4.5 最大跨中弯距： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 3.4.6最大剪应力及最大弯曲应力如下：查相关资料得236b槽钢的截面面积A=268.11cm2；截面模量Wx=2703cm3；惯性矩Ix=212700cm4。a.最大剪应力： EMBED Equation.3 b.最大弯曲应力： EMBED Equation.3 c.悬臂端对中跨的影响弯矩： EMBED Equation.3 t.m d.跨中挠度： EMBED Equation.3 4/400=0.01m 挠度满足要求。 3.5 前上横梁检算3.5.1 前上横梁截面见图10所示。 EMBED Eb.Document 图103.5.2 受力分析见图11所示。查相关资料得250工字钢的截面面积A=2119.304cm2；截面模量Wx=21860cm3；惯性矩Ix=246500cm4。 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED CaxaDraft.Document 图11 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 结论：挠度满足要求3.6后横梁检算3.6.1后横梁截面同前下横梁，见图12所示。 EMBED Eb.Document 图123.6.2根据本桥特点，后吊带间距为10m左右，只是挂篮前进或后退时才能用到，所以承受的力只是外钢模及底钢模等，分析见图13所示。查相关资料得236槽钢的截面面积A=260.916cm2；截面模量Wx=2660cm3；惯性矩Ix=211900cm4。 EMBED CaxaDraft.Document 图13 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 结论：强度满足要求. 3.7纵梁检算3.7.1 纵梁由214槽钢组成，采用Q235钢材，E=2.1105MPa，=215MPa，=125MPa，截面见图14所示。 EMBED CaxaDraft.Document 图14本桥纵梁检算的目的是根据强度确定其所需的根数，然后再验算其抗剪强度和挠度。3.7.2 荷载按最大梁段荷载的1.2倍考虑（即最大试压荷载），同时忽略翼板吊杆的分担作用，并按图15的荷截分布模式进行检算，则均布荷载为： EMBED CaxaDraft.Document 图15q=G/b=174t/4m=43.5t/m MA=0，FB=（a+b/2）G/LFb=（0.5+2）174t/5=87tMB=0，FA=（a+b/2）G/L =87t校核：FA+ FB=87t+87t处的弯矩M最大。假定Mmax位于距B点x米，则：Q= FBqx=（a+b/2）qb/Lqx=0x=（2a+b）b/（2L）=（a+a+b）b/（2L）=（a+L）b/（2L）=（0.5+5）4/(25)=2.2mMmax=x FBqx2/2=2.28743.52.22/2=86.13tm查相关资料得214槽钢：截面面积A=218.516cm2=37.032 cm2；截面模量Wx=280.5cm3=161 cm3；惯性矩Ix=2564cm4=1128 cm4。假设所需纵梁n根，则： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 剪应力满足要求。最大挠度为：Fmax=1.07mm5/400=12.5mm 挠度满足要求。实际上挂篮已配置25根纵梁，故纵梁的强度和刚度完全满足本桥的要求。3.8 计算主梁后锚系统 3.8.1荷载分析：主梁后锚杆是挂篮受力的所有支持点，只有锚固稳定，整个挂篮系统才能发挥作用。3.8.2 计算： 已知所需最大的锚固力为43.5t，单边设三点3根后锚杆锚固，而后锚杆利用挂蓝导轨及底梁预留孔的四级冷拉筋。级冷拉筋标准抗拉强度32级冷拉筋设计拉力为P=A=7501063.140.0322/4=603.2KN 故需32级冷拉筋：（765/3）/603.2=0.42313.8.3 从上计算得知锚固能完全满足设计要求.4 结论 通过对三角挂篮主要构件的检