连续粱挂篮计算书.doc

第1章 设计计算说明1.1 设计依据、新建铁路XX至XX铁路客运专线XX至XX段施工图；、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；、钢结构设计规范GBJ17-88；、路桥施工计算手册；、桥梁工程、结构力学、材料力学；、其他相关规范手册。1.2 工程概况本主桥为XX客运专线连续箱梁，主桥桥跨组成为40+56+40m的变截面单箱单室连续梁，采用垂直腹板。箱梁顶宽13.4m，变径处底宽7.7m，未变经处的底宽为6.7m,翼缘板长3.35m，支点处梁高4.35m，跨中梁高3.05m，梁高及底板厚按二次抛物线变化，其方程为。腹板厚80cm（支点）48cm，底板厚度为80cm（支点）40cm，顶板厚度65cm40cm。箱梁0#块梁段长度为9m，合拢段长度为2m,边跨的长度为11.75m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为135.116t。该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。1.3 挂篮设计1.3.1 主要技术参数、砼自重GC26kN/m3；、钢弹性模量Es2.1105MPa；、材料强度设计值：Q235钢 厚度或直径16mm，f=215N/mm2，fV=125 N/mm2厚度或直径1640mm，f=205N/mm2，fV=120 N/mm2Q345钢 厚度或直径16mm，f=310N/mm2，fV=180 N/mm2厚度或直径1640mm，f=295N/mm2，fV=170 N/mm21.3.2 挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由232a普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前横梁由2I40a普通工字钢组成，底篮前横梁由2I32b普通热轧槽钢组成，底篮后横梁由2I32b普通热轧槽钢组成，加强纵梁为由228a普通热轧槽钢，吊杆采用32精轧螺纹钢，底篮腹板下横肋为12普通热轧槽钢。主桁系统重9.853t、行走系统重5.16t、底篮13.831t、侧模重11.316t、内模系统重3t(估算)、端模重0.5t（估算），张拉操作平台重0.5t，吊杆及其他吊具重（包括内外滑梁）11.19t，其他操作平台重1.2t，整个挂篮系统重56.55t，自重与载荷比为（以1#为例）0.4181。1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：1.5。、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。1#块段长度为3.5m，重量为135.116t；施工机具及人群荷载：2.5kN/m2；、荷载组合荷载组合：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合用于主桁承重系统强度和稳定性计算，荷载组合用于挂篮系统行走算。 1.3.4 内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定15第2章 挂篮底篮及吊杆计算2.1 1#块段重量作用下底篮各项指标计算4#块段长度为4.25m，重量为147.302t，施工机具及人群荷载2.5kPa，恒载分项系数K1=1.2，活载分项系数K2=1.4。2.1.1 腹板下面加强纵梁的计算箱梁梁段两端高度分别为3.991m和3.668m，加强纵梁间腹板宽0.8m（每边由2片加强纵梁承受），加强纵梁间距为0.4m，混凝土荷载为(q11，q12分别表示梁段两端的线荷载)： 为便于计算，除侧模外，模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：人群及机具荷载为：倾倒和振捣混凝土产生的荷载；加强纵梁上的均布荷载为：加强纵梁（桁架梁）的受力及计算模型如图2-1所示。支点反力分别为RA=57.483.52.62/4.9=107.57 kN RB=57.483.52.28/4.9=93.61kN跨中弯矩为图2-1加强纵梁的截面选用228a,截面形式如图2-2图2-2查表知28a槽钢的截面特性参数为：应力为： f=215N/mm2 ,满足要求。根据上述模型计算结果可得，纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为：=0.22cm470/400=1.2cm，满足整体变形要求。2.1.2 底板下普通纵梁的计算 计算普通纵梁强度计算混凝土厚度0.74m，普通纵梁间距为1.0m。混凝土荷载：模板重量按1.1kN/m2计，模板荷载为：人群及机具荷载：倾倒和振捣混凝土产生的荷载：加强纵梁上的均布荷载为：计算模型如上图2-1所示：支点反力分别为RA=33.523.52.62/4.9=62.73 kNRB=33.523.52.28/4.9=54.59 kN跨中弯矩为普通纵梁为2I28a普通热轧槽钢，截面形式如2-3。图2-3查表知28a槽钢的截面特性参数为： ，满足要求。普通纵梁最大变形为：=0.13cm470/400=1.2cm，满足整体变形要求。由以上计算可知，普通纵梁应力强度和变形条件均满足要求。2.2 1#块段重量作用下各横梁计算2.2.1底模前托梁荷载：前托梁承担底部荷载的46.5%底模系统G1=13.83t100.465/14.25=4.51 kN/m混凝土除顶板外的重量都由底模系统承担，则腹板处的荷载11.172646.5%/0.8=168.81kN/m底板处的荷载13.212646.5%/5.1=31.32kN/m假定底模承受的荷载完全由内侧吊带承受，则采用SM-Slover计算前托梁受力分析如下图2-7：图2-7图2-8图前托梁弯矩图(单位:kNm)前托梁采用2I32b普通热轧槽钢， 截面形式如图2-6 查表知32b槽钢的截面特性参数为： ，满足要求。挠度满足要求支点反力，采用32精扎螺纹，屈服极限750Mpa。验算吊杆强度 ，满足要求。2.2.2底模后托梁荷载：后托梁承担底部荷载53.5%底模系统G1=13.83t100.535/14.25=5.19kN/m混凝土除顶板外的重量都由底模系统承担，则腹板处的荷载11.172653.5%/0.8=194.22kN/m底板处的荷载13.212653.5%/5.1=36.03 kN/m假定底模承受的荷载完全由内侧吊带承受，则采用SM-Slover计算后托梁受力分析如下图2-4： 图2-4图2-5后托梁弯矩图(单位:kNm)后托梁采用2I32b普通热轧槽钢， 截面形式如图2-6 图2-6查表知32b槽钢的截面特性参数为：，满足要求。挠度满足要求支点反力，采用32精扎螺纹，屈服极限750Mpa。验算吊杆强度 ，满足要求。2.2.3前横梁为简化计算，将外侧模及底模吊带按集中荷载考虑计算简图如图图2-9P1= 8.67260.4650.51.2+3.0100.25=70KNP2=11.172261.20.4650.5=162KNP3=13.21261.20.4650.5+13.83100.5=165KNP4= P5= 6.05261.20.4650.25+11.32100.50.5=50初选材料：2I40a 参数：A0=86.1cm2 Ix=21700cm4 Wx=1085cm3弯矩及支点反力由SM-Solver计算得见下图 前横梁弯矩图(单位:kNm) 前横梁剪力图(单位:kN)=215N/mm2前吊杆（单侧）假定载苛全部由内侧吊杆承受由剪力图：吊杆最大力Nmax =265-100=165kN 32精扎螺纹钢承力54.2t，屈服极限750Mpa所以选用32精扎螺纹钢满足要求。第三章 挂篮主桁架计算取1号块计算，1#块梁段长度为3m，重量为135.116t，施工机具及人群荷载2.5kN/,恒荷载分项系数，活荷载分项系数。3.1浇筑1号块时受力计算 混凝土重量+超载+动力附加荷载：前吊点承担混凝土荷载的46.5%，即： =1702.5x46.5%=791.7kN 挂篮荷载：斜杆B、上弦杆共重1.178x10=11.78KN，其重心位置为4.8/2=2.4mm，前横梁重2.6x10=26KN；斜杆A、下弦杆及中门架共重1.772x10=17.72KN，其重心位置为3.3/2=1.65m，后横梁重0.645x10=6.45KN。前吊点承担底篮、侧模、内模、端模、操作平台，1/2荷载：P1=32.247101.2/2=193.48 kN 前吊点承担人群和机具荷载的1/2，P2=2.53.513.41.4/2=82.1 kN 倾倒和振捣混凝土荷载的1/2，P3=43.513.41.4/2=131.32kN单片主桁前吊点荷载受力简图如下：(Q+6.45)x3.3+17.72x1.65=612x4.8+11.78x2.4 解得：Q=883.4KN25mm的精轧螺纹钢筋抗拉强度为360KN，竖向预应力筋4根后锚，F=360x4=1440KN；预埋32mm精轧螺纹钢抗拉强度为540KN。因此后锚力N=1440+540=1980KN。P=883.4KN1980KN 安全系数S=1980/883.4=2.23.2 1号块浇筑完毕空载行走时受力计算。挂篮空载前移时，只靠反扣轮及配重平衡其倾覆力，每个反扣轮的极限承载力为50KN。挂篮的底模系、侧模、内模端模、吊带系统以及操作平台等总重32.25吨，故作用于主构架前吊点的荷载为：P1=32.25/2=16t，考虑冲击荷载后，单个前吊点荷载为：P=16101.3/2=104kN主桁结构计算简图如下图所示， (Q+6.45)x3.3+17.72x1.65=104x4.8+11.78x2.4 解得：Q=144.5KN安全系数取1.5，加载10吨的配重，则144.5x1.5-5x10=166.75KN,每片桁架后有两对反扣轮，则每个轮子承载的压力为：166.75/4=41.7KN50KN，符合要求。3.3 杆件稳定性计算压杆稳定性与截面面积有关。现将受力最大的AC与BD杆的盖板通长，厚度为-8mm钢板。主桁各杆件均由