人字扒杆基本计算.doc

30米箱梁人字扒杆架梁计算书一、概述、基本布置根据现场实地测量，以架设一座中桥第三孔箱梁作为计算的基本数据，主扒杆（位于3#台）两后锚距扒杆为49.5米，两幅扒杆间距为31米，副扒杆距离其后锚为60米；扒杆高度按照18米计，箱梁高度为1.6米。计算过程按照三个阶段，两种状态进行计算，即分别按照静载和瞬间动载两种状态进行箱梁前进5.0米、跨中及27米处三个阶段。、荷载取值箱梁重量按照边梁进行计算，混凝土数量36.3 m3，考虑浇注超方1.0m3， 混凝土：36.32.5+2.593.25T；滑轮组：取值0.75T；总荷载：93.25+0.7594T。、选用设备及材料施工中使用钢丝绳为：背索33，卷扬机牵引索19.5，捆梁33，并全部使用新钢丝绳；四个5T卷扬机，其中两个备用；人字扒杆两幅（单幅承载按照120T进行计算）。二、静载状态计算的三个阶段根据力学分析，在箱梁梁端悬空后，箱梁荷载由牵引钢丝绳和运梁台车承受，可知，牵引钢丝绳所受竖向合力为箱梁总荷载的一半。V=94T2=47T首先按照静载状态下，计算三个阶段，即箱梁运行到5.0米、跨中及27米处。最后对在此三个阶段下各部件的受力进行最不利组合，综合考虑结构受力及材料的选用。、在箱梁前进5米时：1、滑轮组受力T1cos13.71+T2cos58.73=47TT1sin13.71=T2sin58.73解得：T1=42.1T （此处最大）T2=11.68T2、主扒杆背索受力F1cos19.98= T1sin13.71解得：F1=10.6T3、主扒杆受力F1sin19.98+ T1cos13.71=44.6T （此处最大）当箱梁运行到5.0米处时，根据两幅扒杆的角度关系可知，此处主扒杆受力较大，副扒杆相应各部件受力相对很小，此时对副扒杆、副扒杆后背索不做计算。、箱梁运行到跨中时：1、滑轮组受力：T1cos43.38+T2cos43.38=47TT1sin43.38=T2sin43.38解得：T1=T2=32.4T2、主扒杆背索受力：F1cos19.98= T1sin43.38解得：F1=23.7T （此处最大）3、主扒杆受力F1sin19.98+ T1cos43.38=31.6T同样根据角度关系，此时副扒杆处的扒杆、扒杆后背索等受力相对较小，此处不做计算，仅考虑主扒杆受力。、在箱梁运行到接近副扒杆时，此时按照箱梁悬空27米计算1、滑轮组受力：T1cos57.76+T2cos16.96=47TT1sin57.76=T2sin16.96解得：T1=14.3T，T2=41.3T 2、主扒杆背索受力：F1cos19.98= T1sin57.76解得：F1=12.8T3、副扒杆背索受力F2cos16.70= T2sin16.96解得：F2=12.6T4、副扒杆受力F2sin16.70+ T2cos16.96=43.1T由于此处各部位受力较小，且副扒杆受力较大，主扒杆此时不做计算。、根据上述计算，按照最不利荷载组合进行钢丝绳计算，按照静载情况和动载情况分别进行计算1、牵引索最大为42.1T滑轮组采用6饼，共计13根，钢丝绳采用19.5，单根受力为T=42.113=3.24T钢丝绳的破断拉力1700Mpa158.11mm20.82=22.04T静载时 K=22.043.24=6.8 大于5.0 动载时 K=22.043.241.3=5.23 大于5.0可知：滑轮组采用6饼，钢丝绳采用19.5，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，满足牵引索5.0倍的安全系数。2、背索最大受力为23.7T、单根钢丝绳受力为11.85T，钢丝绳采用28，钢丝绳的破断拉力1700Mpa289.95mm20.82=40.42T静载时 K=40.4211.85=3.41 小于3.5动载时 K=40.4211.851.3=2.62 小于3.5、单根钢丝绳受力为11.85T，钢丝绳采用33，钢丝绳的破断拉力1700Mpa392.11mm20.82=54.66T静载时 K=54.6611.85=4.61 大于3.5动载时 K=54.6612.61.3=3.55 大于3.5可知：背索钢丝绳采用28，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，不能满足背索（缆风）3.5倍的安全系数。若背索钢丝绳采用33，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，能够满足背索（缆风）3.5倍的安全系数。3、扒杆最大受力为44.6T根据人字扒杆钢结构鉴定报告，单个扒杆受力为120T静载时 K=12044.6=2.69 大于2.0动载时 K=12044.61.3=2.07 大于2.0可知：根据人字扒杆钢结构计算结论，单个杆件受力为73T，一副扒杆受力为73T2=146T，计算采用数据为评定报告数据，仅取120T，经计算可知，选用的扒杆能够满足受力要求。4、卷扬机利用率滑轮组采用6饼，共计13根，钢丝绳采用19.5，单根受力为T=42.113=3.24T利用率n=3.241.25=0.78 （满足）5、捆梁用钢丝绳采用33钢丝绳的破断拉力1700Mpa392.11mm20.82=54.7T单头采用4根，K=454.7T47T=4.7 （满足）三、考虑瞬间失稳情况下，按照最不利荷载组合进行计算、在梁体运行到5米时，在此种情况下，当其中一个牵引索瞬间不受力，仅一根牵引索受力，按照力学分析可知，此时T2处于最不利状态。T2cos58.73=47T解得：T2=90.54T 此处最大副扒杆背索受力F2：F2cos16.70= T2sin58.73F2=80.8T 此处最大副扒杆受力为F2sin16.70+ T2cos58.73=70.2T、在梁体运行到跨中时此时，主副扒杆受力相同，副扒杆后背索此时受力较小，不做计算；再考虑T1（后拉索瞬间不受力的情况），按动荷载考虑计算。在此种情况下，当其中一个牵引索瞬间不受力，仅一根牵引索受力，按照力学分析可知，此时T1及F1处于最不利状态。T1cos43.38=47T解得：T1=64.7T主扒杆背索受力F1：F1cos19.98= T1sin57.76F1=58.2T主扒杆受力为F1sin19.98+ T1cos57.76=54.4T、在梁体运行到接近2#盖梁时考虑此时主扒杆后拉卷扬机瞬间不受力时，计算动荷载：在此种状态下，当其中一个牵引索瞬间不受力，仅一根牵引索受力，按照力学分析可知，此时T1处于最不利状态。T1cos57.76=47T解得：T1=88.1T主扒杆背索受力F1：F1cos19.98= T1sin57.76F1=79.3T副扒杆受力为F1sin19.98+ T1cos57.76=74.1T 此处最大、根据以上计算，取最不利荷载组合，不考虑安全系数，仅考虑钢丝绳的破断拉力，计算如下：1、牵引索计算，最大拉力为90.54T滑轮组采用6饼，共计13根，钢丝绳采用19.5，单根受力为T=90.5413=6.97T钢丝绳的破断拉力1700Mpa158.11mm20.82=22.04T不考虑安全系数 22.046.97=3.16 倍 2、背索计算，最大拉力为80.8T单根钢丝绳受力为40.4T，钢丝绳采用33，钢丝绳的破断拉力1700Mpa392.11mm20.82=54.66T不考虑安全系数 54.6640.4=1.35倍 3、扒杆计算，最大受力为74.1T根据人字扒杆钢结构鉴定报告，单个扒杆受力为120T不考虑安全系数 12074.1=1.62人字扒杆主要杆件主要杆件受力最大值和采用的料具杆件名称最大受力(T)采用机具安全系数静动静动安全1钢扒杆44.65818M高二根钢扒杆2.692.072.02吊重主索42.154.719.5mm钢丝绳13根6.85.235.03承重后缆风23.730.833mm钢丝绳4根4.613.553.54保险前缆风17.5mm钢丝绳2根5吊上滑轮组绳24.5mm钢丝绳8根6捆梁钢丝绳506533mm钢丝绳4根5.244.357卷扬机5吨卷扬机四、后锚计算在静载作用下，背索受力最大为23.7T，卷扬机受力为3.24T，由于背索及卷扬机都固定在后锚上，后锚受到的合力为23.7+3.24=27T地锚设计为W=3.0m，H=2.0m，L=3.0m。按照重力式锚碇进行稳定性计算。地锚自重为P=2.03.03.02.4=43.2T1、倾覆稳定性计算KM=M稳M倾=43.2T1.5m(27T1.5m) =1.6