徐葛爬模算单.doc

徐葛大桥主塔爬模计算单计 算：复 核：项目负责：副 部 长：部 长：中铁大桥局二公司设计事业部2012年5月一、计算依据钢结构设计规范(GB50017-2003)钢结构工程施工质量验收规范(GBJ5005-2001) 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86) 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)建筑结构荷载规范(GB5009-2001)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)液压爬升模板工程技术规程含说明（195-JGJ195-2010）二、计算内容主塔爬模由模板系统和爬架系统组成，本次验算主要对爬架的主要构件在恒载、施工荷载、风荷载作用下的受力及变形。一）计算工况1、施工工况（7级风荷载、自重荷载和施工荷载），此工况包括浇筑砼和绑扎钢筋，爬模装置在正常施工状态和遇有7级风施工时均能满足设计要求；2、爬升工况（7级风荷载、自重荷载和施工荷载），此工况包括导轨爬升、模板爬升，爬升装置在7级风荷载下进行爬升能满足设计要求；3、停工工况（9级风荷载和自重荷载），在此工况既不施工也不爬升，模板之间用对拉螺栓坚固连接等可靠的加固措施，爬模装置能在9级风荷载下满足设计要求。二）计算荷载1、砼荷载(侧压力)：由模板对拉杆承受；2、施工荷载：上操作平台施工荷载取4.0KN/m2；下操作平台施工荷载取1.0KN/m2；3、风荷载K=gzsz0K风荷载标准值(KN/m2)；gz高度Z处的风振系数,按建筑结构荷载规范中公式计算取1.48；s风荷载体型系数，按各种截面的杆件取1.3；z风压高度变化系数，主塔高约70m，地面粗糙度按A级考虑，查表取2.20；0基本风压，0=02/1600，但不得小于0.3Kpa。按液压爬升模板工程技术规程含说明中规定取值按平均值取，7级风荷载0取15.5m/s，9级风荷载0取22.6m/s，风荷载为水平和垂直两个方向。风速(m/s)0(KPa)gzzzK(KPa)7级风15.50.31.482.201.31.279级风22.60.321.482.201.31.36线风载q=K*b三）材料特性1、钢材弹性模量E=2.11011Pa；泊松比=0.3；密度=7850Kg/m3容许应力：Q235a的=145*1.3=188.5MPa；=85*1.3=110.5Mpa；Q345a的=210*1.3=273MPa；=120*1.3=156Mpa；2、砼弹性模量E=3.451010Pa；泊松比=0.1667；密度=2540Kg/m3四、爬架的计算一）工况一此工况包括浇筑砼和绑扎钢筋，爬架所受荷载为7级风荷载、自重荷载和施工荷载。1、上爬架计算1）上爬架所受荷载A、风荷载风荷载分水平和垂直两个方向以上爬架的宽度计，上爬架所受风线荷载q=1.27KN/m20.156m=0.2KN/mB、施工荷载上爬架的施工荷载取4.0KN/m2，上爬架的间距为2.1m，q=4.0KN/m22.1m=8.4KN/mC、自重2）计算模型 水平方向风荷载： 垂直方向风荷载： 3）应力图： 风荷载水平方向时组=86.1MPa1451.3=188.5MPa；风荷载垂直方向时组=80.8MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图： 风荷载水平方向时max=2.25mm5425/400=13.6mm；风荷载垂直方向时max=2.03mm 5425/400=13.6mm；5）反力图： Ra1=-4.5KN，Rb1=49.0KN，Ra2=-1.4KN，Rb2=46.4KN2、下吊架计算1）下吊架所受荷载A、风荷载风荷载分水平和垂直两个方向以上爬架的宽度计，上爬架所受风线荷载q=1.27KN/m20.156m=0.2KN/mB、施工荷载上爬架的施工荷载取1.0KN/m2上爬架的间距为2.1m， q=1.0KN/m22.1m=2.1KN/mC、自重2）计算模型 水平方向风荷载： 垂直方向风荷载： 3）应力图： 风荷载水平方向时组=23.9MPa1451.3=188.5MPa；风荷载垂直方向时组=22.6MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图： 风荷载水平方向时max=3.48mm5425/400=13.6mm；风荷载垂直方向时max=2.91mm 5425/400=13.6mm；5）反力图： Ra3=17.7KN，Rb3=-4.0KN，Ra4=16.7KN，Rb4=-2.4KN3、模板支撑架计算1）模板支撑架所受荷载A、砼荷载由于主塔倾斜，施工中由斜度产生的三角形荷载考虑由模板支撑架承担模板支撑架的间距为2.8m，将2.8m范围内的三角荷载换算为均布，三角形面积为2.85m2,支撑架杆长3.65m，q=2.85 m225.4KN/m3/3.65m=19.8KN/mB、自重2）计算模型 3）应力图：组=123.6MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图：max=3.57mm3650/400=9.1mm；5）反力图：Ra5=-80.4KN，Rb5=103.1KN 4、承重架上纵梁计算承重架上共有6根纵梁，其中两根H型钢，四根C20，C20承受移动模板支架反力，靠近主塔的H型钢承受移动模板支架反力及爬架、吊架的反力，远离主塔的H型钢承受爬架、吊架的反力。1）承重架上纵梁所受荷载取两种风荷载的反力较大值，Ra1=-4.5KN，Rb1=49.0KN，Ra3=17.7KN，Rb3=-4.0KN，Ra5=-80.4KN，Rb5=103.1KN 2）计算模型6根纵梁从左到右，编号为1-6，6根纵梁计算简图分别如下：3）应力图纵梁1、2、4、5应力图：组=2.0MPa1451.3=188.5MPa；纵梁3应力图：组=46.3MPa1451.3=188.5MPa；纵梁6应力图：组=157.4MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图纵梁1、2、4、5变形图：max=0.21mm1800/250=7.2mm；纵梁3变形图：max=3.41mm1800/250=7.2mm；纵梁6变形图：max=16.22mm3650/400=9.1mm；5）反力RA1=0.65KN，RB1=0.65KNRA2=0.65KN，RB2=0.65KNRA3=-91.1KN，RB3=-40.6KNRA4=0.65KN，RB4=0.65KNRA5=103.8KN，RB5=103.8KNRA6=125.3KN，RB6=-32.6KN5、承重架计算承重架的横杆为2C16a，竖杆为2C22a，斜撑为160钢管，材料为Q345a1）承重梁所受荷载以较大的一组纵梁反力进行计算RA1=0.65KN，RA2=0.65KN，RA3=-91.1KN，RA4=0.65KN，RA5=103.8KN，RA6=125.3KN。2）计算模型3）应力图横杆组=128.8MPa1451.3=188.5MPa；斜杆组=147.1MPa1451.3=188.5MPa；斜撑组=114.5MPa2101.3=273MPa；4）变形图max=3.61mm2500/250=10.0mm；5）反力图：R1X=-214.3KN，R1y=-34.8KN，R2X=214.3KN，R2y=178.1KN，2、工况二此工况包括导轨爬升、模板爬升，爬升装置，爬架所受荷载为7级风荷载、自重荷载和施工荷载。1、上爬架计算工况二中的上爬架的受力情况同工况一，反力与工况一相同。Ra1=-4.5KN，Rb1=49.0KN Ra2=-1.4KN，Rb2=46.4KN2、下吊架计算工况二中的下吊架的受力情况同工况一，反力与工况一相同。Ra3=17.7KN，Rb3=-4.0KNRa4=16.7KN，Rb4=-2.4KN3、模板支撑架计算1）模板支撑架所受荷载A、风荷载爬升工况中，模板所受的风荷载由模板支撑架承担长边模板宽度为5.5m，计一半宽度的风荷载由模板支撑架承担，模板支撑架受风线荷载q=1.27KN/m22.75m=3.5KN/mB、自重2）计算模型 3）应力图： 组=22.5MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图：max=0.6mm3650/400=9.1mm；5）反力图：Ra5=-13.6KN，Rb5=18.8KN 4、承重架上纵梁计算1）承重架上纵梁所受荷载取两种风荷载的反力较大值，Ra1=-4.5KN，Rb1=49.0KN Ra3=17.7KN，Rb3=-4.0KNRa5=-13.6KN，Rb5=18.8KN 2）计算模型6根纵梁从左到右，编号为1-6，6根纵梁计算简图分别如下：3）应力图纵梁1、2、4、5应力图：组=2.0MPa1451.3=188.5MPa；纵梁3应力图：组=46.3MPa1451.3=188.5MPa；纵梁6应力图：组=157.4MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图纵梁1、2、4、5变形图：max=0.21mm1800/250=7.2mm；纵梁3变形图：max=3.41mm1800/250=7.2mm；纵梁6变形图：max=16.22mm3650/400=9.1mm；5）反力RA1=0.65KN，RB1=0.65KNRA2=0.65KN，RB2=0.65KNRA3=-24.5KN，RB3=26KNRA4=0.65KN，RB4=0.65KNRA5=19.5KN，RB5=19.5KNRA6=125.3KN，RB6=-32.6KN5、承重架计算承重架的横杆为2C16a，竖杆为2C22a，斜撑为160钢管，材料为Q345a1）承重梁所受荷载以较大的一组纵梁反力进行计算RA1=0.65KN，RA2=0.65KN，RA3=-24.5KN，RA4=0.65KN，RA5=19.5KN，RA6=125.3KN。2）计算模型3）应力图横杆组=76.3MPa1451.3=188.5MPa；斜杆组=110.6MPa1451.3=188.5MPa；斜撑组=74.5MPa2101.3=273MPa；4）变形图max=3.11mm2500/250=10.0mm；5）反力图：R1X=-162.4KN，R1y=-24.4KN，R2X=162.4KN，R2y=150.0KN，3、工况三此工况此工况既不施工也不爬升，爬架所受荷载为9级风荷载和自重荷载1）上爬架所受荷载A、风荷载风荷载分水平和垂直两个方向以上爬架的宽度计，上爬架所受风线荷载q=1.36KN/m20.156m=0.22KN/mB、施工荷载本工况不计施工荷载C、自重2）计算模型 水平方向风荷载： 垂直方向风荷载： 3）应力图： 风荷载水平方向时组=13.71451.3=188.5MPa；风荷载垂直方向时组=9.01451.3=188.5MPa；4）变形图： 风荷载水平方向时max=0.99mm5425/400=13.6mm；风荷载垂直方向时max=0.34mm 5425/400=13.6mm；5）反力图： Ra1=-3.8KN，Rb1=8.0KN Ra2=-0.4KN，Rb2=5.2KN2、下吊架计算1）下吊架所受荷载A、风荷载风荷载分水平和垂直两个方向以上爬架的宽度计，上爬架所受风线荷载q=1.36KN/m20.156m=0.22KN/mB、施工荷载本工况不计施工荷载C、自重2）计算模型 水平方向风荷载： 垂直方向风荷载： 3）应力图： 风荷载水平方向时组=6.7MPa1451.3=188.5MPa；风荷载垂直方向时组=6.9MPa1451.3=188.5MPa；4）变形图： 风荷载水平方向时max=0.92mm5425/400=13.6mm；风荷载垂直方向时max=0.91mm 5425/400=13.6mm；5）反力图： Ra3=5.0KN，Rb3=-0.5KNRa4=5.1KN，Rb4=-0.8KN3、模板支撑架计算此时模板用拉杆进行对拉固定，模板支撑架不考虑受力。 仅考虑自重，Ra5=Rb6=0.7KN4、承重架上纵梁计算1）承重架上纵梁所受荷载取两种风荷载的反力较大值，Ra1=-3.8KN，Rb1=8.0KN Ra3=5.0KN，Rb3=-0.5KNRa5=Rb5=0.7KN 2）计算模型6根纵梁从左到右，编号为1-6，6根纵梁计算简图分别如下：纵梁1、2、4、5应力图：纵梁3应力图：纵梁6应力图：RA1=0.65KN，RB1=0.65KNRA2=0.65KN，RB2=0.65KNRA3=-7.7KN，RB3=14.1KNRA4=0.65KN，RB4=0.65KNRA5=1.35KN，RB5=1.35KNRA6=21.7KN，RB6=-4.0KN5、承重架计算承重架的横杆为2C16a，竖杆为2C22a，斜撑为160钢管，材料为Q345a1）承重梁所受荷载以较大的一组纵梁反力进行计算RA1=0.65KN，RA2=0.65KN，RA3=-7.7KN，RA4=0.65KN，RA5=1.35KN，RA6=21.7KN。2）计算模型 3）应力图横杆组=12.4MPa1451.3=188.5MPa；斜杆组=17.9MPa1451.3=188.5MPa；斜撑组=8.9MP