挂篮设计计算单.doc

宁安铁路安庆长江大桥 跨大堤（48.8+86+48.9）m连续梁计算书宁 安 铁 路 安庆长江大桥跨大堤（48.9+86+48.8）m连续梁计算书编制：复核：审核：审定：中铁大桥局股份有限公司宁安铁路安庆长江大桥项目经理部二一年七月1. 概述：安庆长江大桥跨大堤为（48.98648.8）m三跨变高度预应力混凝土连续箱梁，主梁采用单箱单室斜腹板截面，梁高采用圆曲线变化。箱梁支点梁高7.50m,D端支点及跨中梁高4.5m；顶板宽为12.2，双向设2%的横破；底板宽度为6.4m，端支点处加宽至6.8m，中点处加宽至8.0m；腹板为直腹板。主梁两侧各悬臂2.9m，悬臂端部厚度24.9cm，悬臂根部厚度62.6cm。跨中截面顶板厚度为40cm，底板厚度为35cm，腹板厚度为50cm；支点部位渐变为顶板厚度为80cm，底板厚70cm，腹板厚80cm箱梁在支点处设横隔墙，端隔墙厚度为1.2m，中隔墙厚度为2.0m，端隔墙上设有150170cm的进人孔，中隔墙上设有150190cm的进人孔。本连续梁节段施工采用贝雷梁挂篮节段划分：0#块10m，其余节段3.04.0m，边跨直线段4.8m，由W07、W08开始向两侧挂蓝施工。2. 计算说明：1、通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。2、检算内外导梁受力是否满足要求，并求其前后吊点反力。3、通过各前后吊点的反力，设计前后上横梁，然后计算挂篮主桁受力并求出挂篮前支点反力和后锚固力。4、计算假定：a、箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁分别传至上一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁上；b、箱梁底板、腹板、顶板砼及底模平台、内模及支架系统的重量由上一节段已施工完的箱梁底板、翼缘板和挂篮主桁的前上横梁承担；c、挂篮贝雷片主桁的受力按照装配式公路钢桥使用手册进行考虑计算。5、混凝土比重取26.5KN/m3。6、施工荷载施工荷载按2.5KN/m2，但总荷载不超过122KN，因最大施工面积约为48.8m2，故施工荷载取122KN，其中底模平台承担1220.6=73.2KN，侧模承担1220.4=48.8KN。3. 计算荷载1、挂篮结构荷载a、底模平台及底模底模平台前、后下横梁间距为5m，纵梁a为4片，纵梁b为8片，总重70.09KN。前横梁采用228b，后下横梁采用232C，长均13.8m，总重40.90KN。底模平台栏杆，人行通道和前后操作平台等附属结构的重量为9.75KN。挂篮底模24.89KN。底模平台及底模总重：70.09+40.9+9.75+24.89=145.63KNb、挂篮主桁重量（两片桁）主桁（两片）：141.24KN主桁间联结系：38.6KN后锚固系统及走行轨道：31.03KN总 重：141.24+38.6+31.03=210.87KNc、外导梁系统重量：外导梁长9.8m，采用232c组焊成箱形，重19.33KNd、内导梁系统重量：内导梁长9.8m，采用232c组焊成箱形，重24.32KNe、前上横梁：L=13.8m，240a，重28.08KN；后上横梁：重27.06KNf、底模平台及导梁吊挂系统共重57.62KN2、内、外模重量内模及支架：34.97KN外侧模及桁架（两块）：89.35KN堵头模板约为：10 KN 3、砼箱梁荷载1#块为最重节段，其自重为1662.8 KN；4. 施工最不利工况（2号块打灰）计算4.1底模平台计算底模平台纵梁最不利计算时的砼荷载分解图示具体如下：4.1.1、工况一：砼施工时1、底模平台纵梁（1）底模平台纵梁1(240a)计算计算荷载如下：通过SAP2000程序算得：R1=131.03KN；R1=159.49KN挠度：max=8.6mm；弯曲应力：max=132.2MPa （2）底模平台纵梁2(240a)计算计算荷载如下：通过SAP2000程序算得：R2=136.49N；R2=166.17KN挠度：max=9mm，弯曲应力：max=137.74MPa（3）底模平台纵梁3(240a)计算计算荷载如下：通过SAP2000程序算得：R3=47.07KN；R3=56.88KN 挠度：max=3mm，弯曲应力：max=46.92MPa（4）底模平台纵梁4(240a)计算计算荷载如下：通过SAP2000程序算得：R4=58.21KN；R4=70.49KN挠度：max=3.8mm，弯曲应力：max=58.23MPa（5）底模平台纵梁5（220b）计算（考虑防护系统和人群荷载）计算荷载如下：通过SAP2000程序算得：R5=4.52KN；R5=4.52KN挠度：max=1.4mm，弯曲应力：max=14.8MPa2、前下横梁计算前下横梁采用2工28b型钢组焊的形式，长13.8m。2R1、2R2、2R3、2R4和4R5分别作用于前下横梁的相应位置，计算荷载如下图： 通过SAP2000程序算得：R6=160.08KN；R7=229.69KN挠度：max=-5.9mm弯曲应力：max=76.87MPa3、后下横梁计算前下横梁采用2工32C型钢组焊的形式，长13.8m。2R1、2R2、2R3、2R4和4R5分别作用于后下横梁的相应位置，计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R6=192.52KN；R7=279.35KN挠度：max=-3.4mm弯曲应力：max=66.12MPa4.1.2工况二-底模平台空载吊挂走行底模平台空载吊挂走行时，前后下横梁各有两个吊点吊挂，一起和底模平台走行，此时荷载有底模、纵梁和作用于前后下横梁上，后下横梁跨度最大，达到13m，故其为最不利工况。计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R8=30.91KN挠度：max=71mm，弯曲应力：max=79.45MPa4.2、外导梁计算外导梁采用232C，长9.8m，高320mm，4.2.1、工况一：砼施工时外导梁前后吊点间距5m，按最不利工况模拟，计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R9=86.33KN；R9=147.41KN挠度：max（跨中）=-26mm，弯曲应力：max=128.75MPa工况二：外模在外导梁上滑移（按最不利工况计算）外导梁前后吊点间距9m，计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R10=53.63KN；R10=55.02KN挠度：max（跨中）=40mm弯曲应力：max=159.23MPa4.3、内导梁计算4.3.1、工况一：砼施工时内导梁前后吊点间距5m，按最不利工况模拟，计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R11=46.61KN；R11=64.37KN挠度：max=7mm弯曲应力：max=56.87MPa4.3.2、工况二：内模在外导梁上滑移（按最不利工况计算）内导梁前后吊点间距9m，计算荷载如图：通过SAP2000程序算得：R12=26.49KN；R12=27.78KN挠度：max=19mm，弯曲应力：max=73.66MPa4.4、上横梁计算4.3.1、前上横梁计算前上横梁全长13.8m，2I40a组焊而成。 混凝土施工时，R9，R6，R7，R11，R11，R7，R6 ，R9分别作用于前上横梁上，计算荷载如图： 通过SAP2000程序算得：R13=536.72KN挠度：max=5.4mm,弯曲应力：max=123.33MPa4.3.2、后上横梁计算后上横梁全长13.8m，2I40a组焊而成，其跨度为13m， 挂蓝空载走行时，R12作用于后上横梁上，计算荷载如图： 通过SAP2000程序算得：R14=40.5KN挠度：max=20mm,弯曲应力：max=52.38MPa5. 挂篮主桁计算挂篮主桁采用两组每三榀组成一组的上下弦加强型贝雷片组合而成的主梁，两组间通过连接系连成整体，在主桁尾部通过竖向预应力筋锚固。按贝雷片手册对一组主桁作整体分析：前支腿最大反力：R前=1149.82KN；Mmax=2708.44主梁最大应力：max=Mmax/W=2499.75KNm/23.0974*10(-3)m3=104.27Mpa，通过！主梁最大剪力：Qmax=604.82KNQ=698.9KN，通过！主桁在施工2#块时，单片主桁后锚固反力最大，为597.22KN，挂篮后锚固筋最大可提供46270.8=2006.4KN，据此可知：挂篮在灌注砼时可以满足倾覆稳定系数K=2.0的要求。6. 挂篮空载走行时倾覆验算挂篮在空载走行时，通过在后锚固采用锚固筋的走行方式。挂篮主桁走行时，引起主桁倾覆的力P包括：主桁上横梁操作平台、前上横梁（28.08KN）、前上横梁吊挂系统(16.59KN)、内导梁吊挂系统（4.85KN）内导梁（21.83）和内外模荷载（63.56）。综上得：P=126.91KN其对主桁前支点的倾覆力矩为：M倾1= P5=634.55KNm；主桁及联结系对前支点的倾覆力矩为：M倾2=32.763.0+3.866=121.44KNm所以：M倾=M倾1+M倾2=755.99KNm挂篮主桁及连接系