连续梁悬臂浇筑挂篮验算书(迈达斯建模).

鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥 连续梁 连续梁 70 120 7070 120 70 m m 悬臂施工悬臂施工 挂篮验算书挂篮验算书 施工单位 中城交建鹤辉高速公路项目部 计算 江光军 2015 年 5 月整理上传 目录目录 1 计算依据 1 2 主要技术参数 1 3 挂篮设计 2 4 挂篮荷载 6 5 挂篮建模 12 6 梁单元强度及刚度 挠度 验算 14 6 1 强度验算 14 6 2 刚度 挠度 验算 18 7 三角桁架验算 20 7 1 强度及稳定性验算 20 7 2 刚度 变形 验算 22 7 3 连接螺栓 孔验算 23 8 吊杆及其它结构验算 26 8 1 吊杆强度 拉力 验算 26 8 2 挂篮空载前移相关结构验算 27 9 抗倾覆安全系数验算 29 9 1 挂篮满载工作时抗倾覆安全系数 29 9 2 挂篮行走时抗倾覆安全系数 29 1 鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥挂篮验算鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥挂篮验算 70 120 7070 120 70 m m 1 1 计算依据计算依据 1 鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥设计图纸 2 对应的挂篮设计图纸 3 公路桥涵施工技术规范 JTG TF50 2011 4 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025 86 5 建筑施工模板安全技术规范 JGJ162 2008 6 电算软件 迈达斯 Midas Civil 2 2 主要技术参数主要技术参数 根据相应的设计 施工等技术规范 各类计算参数选定如下 1 人群及机具荷载取 2 5 KN m2 2 钢筋砼比重取值为 26KN m3 3 混凝土考虑预压荷载系数取 1 2 4 混凝土超灌系数取 1 05 5 钢材弹性模量 2 1 105MPa 6 钢材容许应力 拉应力 140 1 3 182Mpa Q235 剪应力 85 1 3 110Mpa Q235 注 1 3 为临时性结构提高系数 见 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025 86 表 1 2 10 7 焊接容许应力 同基本钢材 见 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025 86 第 1 2 8 条 8 粗制螺栓容许拉应力 110 Mpa 剪应力 80Mpa 9 构件容许挠度值 1 400 11 模板容许挠度值 1 5mm 12 钢肋 钢楞 容许挠度值 1 500 13 挂篮允许最大变形 20mm 2 14 挂篮行走时自重附加系数取 1 2 15 挂篮行走时风荷载取 800 Pa 16 计算复核的荷载组合 砼重 荷载系数 挂篮自重 施工荷载 强度 砼重 超灌系数 挂篮自重 刚度 挂篮自重 自重附加系数 风荷载 行走稳定 17 电算单位 统一为 KN m 3 挂篮设计挂篮设计 挂篮主要由五大部分组成 即 承重系统 模板系统 锚固系统 后锚 承重系统 模板系统 锚固系统 后锚 吊挂系统 吊挂系统 行走系统行走系统 挂篮设计总体组装见图 1 图 2 上上上上 上上上上 上上上上 上上 上上 上上上上 上上上 上上上 上上上 上上上 上上上 上上上上 上上 上上上 上上上上 上上 上1 上上上上上 上上上 3 上上上 上上上 上上上 上上上 上上上 上上上上 上上上上 上上上 上2 上上上上上 上上 承重系统 承重系统 包括主桁架 前上横梁 底模平台 滑梁等 是挂篮的主要受力结构 模板系统 模板系统 模板由三部分组成 即 底模 外模 内顶模及内侧模 底模由底模平 台及前 后托梁支承 内 外侧模及顶模由滑梁支承 见图 1 图 2 锚固系统锚固系统 主桁架是一悬臂受力结构 后端必须锚固在已浇混凝土顶板上以防倾 覆 锚固系统包括锚梁 锚杆 提升及卸载设备 见图 1 图 3 吊挂系统 吊挂系统 分前吊和后吊 前吊就是通过吊杆把底模平台的前托梁 内 外滑梁 前端与主桁架上的前上横梁连接起来 见图 1 图 2 后吊就是通过吊杆把底模平台的 后托梁 内 外滑梁的后端与已浇梁段进行连接 见图 1 图 4 吊挂系统包括吊杆 提升及卸载设备 4 上上上 上上上上上上 上上上上 上上上上 2100 6490 2100 3700 4551145 1600 32453245 上上上 300 300 上3 上上上上上上 上上 140014001900 37003700 500 900 500900 1300 6490 1900 24002400 6750 400400 上4 上上上上上上上 上上 上上上 上上上 上上上 上上上 上上上 2 5 行走系统行走系统 梁段浇筑张拉完成后 挂篮前移的装置 行走系统包括移篮行走轨道 移篮横梁 后支座钩板 滑梁吊架 液压顶进设备 等 挂篮移动前 需将后锚杆和后吊杆拆除 主桁后锚改为利用竖向预应力钢筋与轨 道锚紧 后支座钩板钩住轨道不使倾覆 支座与桁架牢固地焊成整体 底模后吊由挂 篮中部移篮横梁两端悬吊的钢丝绳及手动葫芦承担 内 外滑梁的后吊由吊架承担 挂篮行走由前端液压顶进设备完成 液压顶镐前端顶住前支座 后端利用移篮轨道支 撑 支座与轨道之间采用滑动摩擦前移 见图 2 图 5 图 6 0 上上上上 上上上上 上上上上 上上上上 上上上 上上上 上上上 上上上 上上 5t上上上上 上上上上 上上上 上上上上上上上上上上上 上上上上上上 上上上上上 上上上上 上5 上上上上上上 上上上 上6 上上上上上上 上上上上上 上上上 上上上上上上上 上上上上上上 上上上上 6 三角桁架专门为 3 号墩悬灌节段通过 220KV 高压输电线路设计 其它地段挂篮桁架 利用既有菱形桁架 由于挂篮上方有 220KV 高压输电线路通过 要求桥面以上结构物总高度不超过 4 5m 扣除行走轨道及支座高度 三角桁架设计总高度为 3 925m 三角桁架由大梁 立柱 斜杆三种构件组成 大梁采用 2 45b 工字钢 立柱采用 2 36b 槽钢 斜杆采 用 2 32b 槽钢 杆件与杆件之间通过节点板以螺栓连接 螺栓直径 27mm 前上横 梁 后锚梁 前托梁 前下横梁 后托梁 后下横梁 均采用 40a 双拼工字钢 内 滑梁采用双拼 25a 槽钢 外滑梁采用双拼 20a 槽钢 底模纵向分配梁采用 32a 单 工字钢 横肋采用 8 槽钢 移篮横梁采用 2 20a 槽钢 斜撑为 2 14a 槽钢 横联为单根 14a 槽钢 钢材材质及规格 型钢均为 Q235 钢 吊杆采用 32mm PSB785 精轧螺纹钢筋 连接螺栓采用 5 6 级普通螺栓 4 挂篮荷载挂篮荷载 4 14 1 验算节段确定验算节段确定 梁顶宽 12 75m 梁底宽 6 75m 腹板厚 1 1m 0 6m 梁节段长度分为 3m 3 5m 4m 三种 3m 节段混凝土最大体积在悬灌起始节段 1 号梁段 总方量 70 4m3 3 5m 节段混凝土最大体积在 5 号梁段 总方量 64 6m3 4m 节段混凝土最大体 积在 9 号梁段 总方量 55 9 m3 对挂篮的前托梁 后托梁 滑梁 三角桁架等各部位应按最不利荷载组合进行验 算 悬浇节段混凝土荷载由前 后吊点承担 后吊点支承在已浇筑的混凝土梁段上 前吊点支承在主桁架前上横梁上 由前上横梁传递至主桁架前支点 作用在挂篮前 后吊点的荷载不仅与节段混凝土总重量有关 还与节段长度有关 因为节段长度不同 前 后吊点的重力分配系数也不同 因此应对不同节段长度混凝 土圬工量最大者分别计算其作用在前 后吊点的重量 择其最大值作为挂篮构件设计 依据 主桁前 后吊点跨度长 5m 后吊点距已浇筑混凝土梁端为 0 5m 当节段长 3m 时 前端 1 5m 为空载 当节段长 3 5m 时 前端 1m 为空载 当节段长 4m 时 前端 0 5m 为空 载 设荷载重为 1 个单位 不同长度节段前 后吊点受力分配系数如下图所示 7 Yb Ya 上图中 L 梁段长度 Ya 后吊点受力分配系数 Yb 前吊点受力分配系数 由上图知 Yb Ya 1 Yb 5 2 5 0L 不同长度梁段前 后吊点重力分配 梁段 编号 梁段长 m 混凝土 重 KN 后吊点分配 系数 后吊点重 KN 前吊点分配 系数 前吊点重 KN 231758 80 61055 31055 30 4703 5 53 51678 40 55923 10 45755 3755 3 941454 40 5727 20 5727 2 注注 1 1 号梁段在支架上浇筑 所以号梁段在支架上浇筑 所以 3m3m 节段取节段取 2 2 号梁段验算 号梁段验算 以上计算表明 控制挂篮后吊点设计的是控制挂篮后吊点设计的是 3m3m 梁段的梁段的 2 2 号节段 号节段 包括后托梁 底模 纵向分配梁 横向分配梁 后吊杆 控制挂篮前吊点设计的是控制挂篮前吊点设计的是 3 5m3 5m 节段的节段的 5 5 号梁段 号梁段 包括前托梁 前吊杆 前上横梁 后锚梁 主桁架等 关于滑梁 因为顶板 翼板是等载面 所以节段最长顶板最宽的梁段滑梁受力最 大 验算应取节段最长 腹板最薄 顶板最宽 的梁段 4 24 2 荷载计算荷载计算 4 2 14 2 1 挂篮荷载传递路径挂篮荷载传递路径 挂篮荷载传递路径见下图 8 从以上荷载传递路径可以看出 挂篮荷载由三部分组成 即内滑梁荷载 外滑梁 荷载 底模系荷载 内滑梁承担顶板荷载 外滑梁承担翼板荷载 底模系承担腹板及 底板荷载 4 2 24 2 2 荷载计算荷载计算 挂篮验算采用迈达斯 Midas civil 建模 凡构成建模单元的材料 由软件自动加 载 所以材料自重无需计算 荷载按三部分计算 即内滑梁 外滑梁 底模系 关于滑梁荷载 简单的处理方法可按均布线荷载直接作用在滑梁上 因单根滑梁 是简支结构 这样计算出来的内力弯距图是抛物线 跨中弯距偏大 虽然偏安全 但材 料浪费较大 而且单侧两根外滑梁不是对称结构 荷载分配是人为的 实际上滑梁受 力较为复杂 荷载是通过模板的纵向分配槽钢 肋 传递到钢架上 再由钢架传递到 滑梁上 钢架对分配槽钢 肋 的多支点支承 使分配槽钢 肋 构成多跨连续梁结 构 而支承钢架的滑梁 又是一个弹性变形体 内力分布很复杂 所以准确验算应按 实际结构整体建模 为避免人为分配荷载 建模验算采用压力荷载 板荷载 直接对钢模板加载 先 计算出模板平面各变化点的单位面积荷载集度 建模第一步按荷载平面控制点分布位 置建立整块钢模板 将压力荷载分配给各板单元 第二步按板与钢肋的连接需要对板 单元进行分割 板单元荷载被软件自动分割 因连接分割需要 板单元应为矩形单元 当同一节段腹板平面为梯形时 可按平均宽度将腹板及底板简化为矩形单元 验算强度混凝土考虑 1 2 荷载系数 施工荷载 2 5KN m2 验算刚度仅考虑混凝土 顶板荷载 内滑梁 翼板荷载 外滑梁 腹板荷载 底板荷载 底篮纵梁 后托梁 前托梁 前上横梁三角架 已浇砼箱体 9 超灌 1 05 系数 4 2 2 14 2 2 1 内滑梁荷载内滑梁荷载 内滑梁承担顶板荷载 顶板荷载作用在顶模及纵向分配槽钢 钢肋 上 通过纵向分配槽钢传递到内模 钢架 由内模钢架传递到内滑梁 分配槽钢采用 8 槽钢 间距 0 3m 按板单元加载 只需计算出顶板平面各变化点的单位面积荷载集度 顶板平面各控制点按强度组合荷载见下表 顶板强度组合荷载表 肋板厚 0 7m 顶板厚 0 3m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 1 肋板 0 7 26 1 2 2 524 3 2 顶板 0 3 26 1 2 2 511 9 注 顶板宽度随腹板减薄而加宽 不同节段顶板需分别建模 注 顶板宽度随腹板减薄而加宽 不同节段顶板需分别建模 顶板各控制点荷载如下图所示 11 9 上上上上上上上 1 51 5 11 9 24 324 3 11 911 9 24 3 24 3 1 51 5 7 3 24 324 311 9 顶板刚度组合荷载表 肋板厚 0 7m 顶板厚 0 3m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 1 肋板 0 7 26 1 0519 1 2 顶板 0 3 26 1 058 2 10 4 2 2 24 2 2 2 外滑梁荷载外滑梁荷载 外滑梁承担翼板荷载 荷载传递模式同内滑梁 不再赘述 顶板平面各控制点按强度组合荷载见下表 翼板强度组合荷载表 翼缘厚 0 2m 变坡点厚 0 35m 根端厚 0 7m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 1 翼缘 0 2 26 1 2 2 58 7 2 变坡点 0 35 26 1 2 2 513 4 3 根端 0 7 26 1 2 2 524 3 翼板各控制点荷载如下图所示 上上上上上上上 1 51 5 8 78 7 24 324 3 13 413 4 1 51 5 7 35 2 8 724 3 13 4 翼板刚度组合荷载表 翼缘厚 0 2m 变坡点厚 0 35m 根端厚 0 7m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 1 翼缘 0 2 26 1 055 5 2 变坡点 0 35 26 1 059 6 3 根端 0 7 26 1 0519 1 4 2 2 34 2 2 3 底模系荷载底模系荷载 底板荷载作用在底模及横向分配梁上 横向分配梁采用 8 槽钢 间距 0 25m 支 11 承在纵向分配梁上 底板平面各控制点按强度组合荷载见下表 2 号梁段强度组合荷载表 腹板厚 1 1m 高 6 74 6 36m 底板厚 0 88 0 82m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 后端 0 88 26 1 2 2 530 底板 前端 0 82 26 1 2 2 528 1 后端 6 74 26 1 2 2 5212 8 腹板 前端 6 36 26 1 2 2 5200 9 后端 1 18 26 1 2 2 539 3 肋板 前端 1 12 26 1 2 2 537 4 5 号梁段平面上的强度组合荷载见下表 5 号梁段强度组合荷载表 腹板厚 0 975m 高 5 64 5 26m 底板厚 0 71 0 65m 荷载名称重量 KN m2 均布荷载 KN m2 后端 0 71 26 1 2 2 524 7 底板 前端 0 65 26 1 2 2 522 8 后端 5 64 26 1 2 2 5176 腹板 前端 5 26 26 1 2 2 5164 1 后端 1 01 26 1 2 2 531 5 肋板 前端 0 95 26 1 2 2 529 6 以 2 号梁段为例 底模板上各控制点荷载如下图所示 强度条件 12 底模加载示意图 验算刚度仅考虑混凝土 1 05 超灌系数 底板平面各控制点按刚度组合荷载见下表 2 号梁段刚度组合荷载表 腹板厚 1 1m 高 6 74 6 36m 底板厚 0 88 0 82m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 后端 0 88 26 1 0524 底板 前端 0 82 26 1 0522 4 后端 6 74 26 1 05184 腹板 前端 6 36 26 1 05173 6 后端 1 18 26 1 0532 2 肋板 前端 1 12 26 1 0530 6 5 号梁段刚度组合荷载表 腹板厚 0 975m 高 5 64 5 26m 底板厚 0 71 0 65m 荷载名称重量 KN 均布荷载 KN m2 后端 0 71 26 1 0519 4 底板 前端 0 65 26 1 0517 7 后端 5 64 26 1 05154 腹板 前端 5 26 26 1 05143 6 后端 1 01 26 1 0527 6 肋板 前端 0 95 26 1 0525 9 13 前面提到 滑梁验算应取节段最长 腹板最薄 顶板最宽 的梁段 因滑梁反力 是直接作用在前上横梁上 底模系荷载对它影响不大 为简化计算 验算滑梁可不单 独加载 4m 节段的底模系荷载 可利用 5 号梁段底模系荷载 并将内顶模加宽到 5 55m 腹板厚 0 6m 顶板和翼板荷载延长到 4 0m 5 挂篮建模挂篮建模 挂篮是一个弹性空间受力结构 各部位变形受力相互影响 为提高计算精度 减 少计算误差 采用 Midas Civil 有限元软件建立空间模型进行验算 5 15 1 建模主要部位控制点坐标建模主要部位控制点坐标 挂篮建模纵向 竖向以三角桁架下弦杆中心与后支座中心的交点为 x 0 z 0 横 向以后支座中心与梁中心线交点为 y 0 其主要控制节点坐标计算见下表 各截面主要控制节点的坐标表 主控点坐标 坐标点位置 XYZ 坐标计算式 m 后锚梁中点 000 7250 225 0 3 0 2 前上横梁中点 1000 725 同上 混凝土梁顶 0 775Z 0 225 0 3 0 25 前托梁中点 100 7 895Z 0 775 6 5 0 62 后托梁中点 50 8 275Z 7 895 0 38 外滑梁坐标 5 1 4 2 2 56 内滑梁坐标 1 3 1 87 后托梁底板顶面 2 号梁段 6 925Z 0 775 7 1 0 95 5 25 2 建模建模 根据挂篮结构设计尺寸和使用材料截面 加入梁段荷载 经反复调整吊杆位置及 数量 挂篮的 Midas civil 空间建模如下图所示 14 根据各工况验算需要 取不同荷载组合对挂篮分别进行加载 6 梁单元强度及刚度 挠度 验算梁单元强度及刚度 挠度 验算 6 1 强度验算强度验算 后托梁最大应力图 2 号梁段 15 底模纵梁最大应力图 2 号梁段 底模横梁最大应力图 2 号梁段 16 前托梁最大应力图 5 号梁段 前上横梁最大应力图 5 号梁段 17 后锚梁最大应力图 5 号梁段 内滑梁最大应力图 4m 节段 18 外滑梁最大应力图 4m 节段 梁单元最大组合应力 轴力加弯矩 表梁单元最大组合应力 轴力加弯矩 表 梁单元后托梁底模纵梁底模横梁前托梁前上横梁后锚梁内滑梁外滑梁 应力 MPa 70163616211798102 110 最大组合应力 轴力加弯矩 发生在底模外侧纵向分配梁上 max 163Mpa 182Mpa 满足要求 剪应力不受控制 不做验算 6 2 刚度 挠度 验算刚度 挠度 验算 验算刚度不考虑临时荷载 按前面计算的刚度荷载组合对建模加载 其各部位变形 挠 度 验算如下 后托梁位移图 2 号梁段 最外吊杆位移 6mm 跨中位移为 0 两点相对位移 0 6 6mm 两外侧吊杆距离 19 7400mm 则跨中最大挠度为 6mm 18 5mm 符合要求 400 l 400 7400 边纵梁位移图 2 号梁段 位移计算 跨中相对两支点 22 4 18 4 2 11mm 12 5mm 符 400 l 400 5000 合要求 底模横梁 肋 位移图 2 号梁段 底模横梁在横向上的位移是随纵梁在纵向的位移变化而变化的 且每根横梁的位 移都不同 取其中一根横梁位移察看 如上图所示 梁端位移 21mm 中间位移 17mm 相对位移 4mm 17mm 符合要求 400 l 400 6750 前托梁位移图 5 号梁段 跨中相对外侧吊杆位移 24 20 4mm 18 5mm 符合要求 400 l 400 7400 20 前上横梁位移图 5 号梁段 跨中相对外侧吊杆位移 22 9 13mm 25 5mm 符合要求 400 l 400 10200 后锚梁位移图 5 号梁段 后锚梁在梁端处位移值仅 1mm 在主桁架最大受力点处位移仅 2mm 变形很小 符合要求 内滑梁位移图 位移计算 跨中相对两支点 19 1 22 1 2 7 5mm 12 5mm 符 400 l 400 500 合要求 外滑梁位移图 外侧 位移计算 17 1 14 1 2 9 5mm 12 5mm 符合要求 400 l 400 500 21 外滑梁位移图 内侧 位移计算 跨中相对两支点 16 1 17 1 2 7mm 12 5mm 符合 400 l 400 500 要求 7 三角桁架验算三角桁架验算 7 1 强度及稳定性验算强度及稳定性验算 主桁架为桁梁混合结构 应力图如下 25 7 74712 0 74718 8 71 4 25 7 74713 7 74715 6 71 4 25 7 74713 7 74715 6 71 4 25 7 74712 0 74718 8 71 4 89809 1 83723 3 89809 1 89809 1 83723 3 89809 1 三角桁架应力图 由以上应力图知 受拉杆件最大应力 89 8Mpa 182Mpa 满足要求 压杆稳定验算压杆稳定验算 立柱为轴心受压杆件 材料为 2 36b 槽钢 截面参数 A0 68 1 2 136 2cm2 r 13 6cm a a 截面截面 X X 轴稳定验算轴稳定验算 根据 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025 86 第 1 2 20 条之规定 由 22 双肢组成的组合杆件在垂直于缀板平面内弯曲时 长细比 等于自由长度 l0与相应的 回转半径 r 之比 即 r l0 式中 l0 370cm r 13 6cm 代入上式 27 2 r l0 6 13 370 由表 1 2 16 2 查得 弯曲系数 0 9 压 83 7Mpa 83 7Mpa 0 9 182 164MPa 0 9 182 164MPa 满足要求满足要求 b b 截面截面 Y Y 轴稳定验算轴稳定验算 由双肢组成的组合杆件在缀板平面内弯曲时 其换算长细比 按下式计算 2 1 2 y 式中 y 由两个肢组成的组合杆件在缀板平面内 即对 y 轴 的长细比 1 单肢对 1 1 轴 形心轴 的长细比 自由长度为相邻缀板间的净距 y1 15 5 xx y 1 y 5 7 y y r l 7 15 90 ry 15 7 Y Y A I 2 136 33716 1 33 3 1 r ly 7 2 90 式中 Iy 组合截面惯性距 Iy 2 497 68 1 15 52 2 33716cm4 Ay 组合截面面积 Ay 2 68 1 136 2cm2 23 ly 立杆缀板间净距 取 90cm r1 由型钢表查得 36b 对 1 1 轴的回转半径为 2 7cm 则 33 8 22 3 33 7 15 由表 1 2 16 2 查得 弯曲系数 0 9 与 X 轴弯曲系数相同 满足要求 7 2 刚度刚度 变形变形 验算验算 根据公路桥涵施工技术规范的要求 挂篮允许最大变形 包括吊带变形的总和 20mm 0 001 0 001 0 000 0 013 0 014 0 001 0 014 0 001 0 014 0 001 0 001 0 000 0 013 0 014 0 001 0 000 0 013 0 001 0 000 0 013 0 001 0 000 0 013 0 001 0 000 0 013 0 005 0 005 三角桁架变形 位移 图三角桁架变形 位移 图 24 0 019 0 023 0 024 0 023 0 019 0 011 0 017 0 021 0 017 0 011 前吊杆变形 位移 图前吊杆变形 位移 图 验算刚度 变形 不考虑临时荷载 以 5 号梁段刚度荷载组合进行验算 主桁架最 大变形在前上横梁支点处为 13mm 吊杆最大变形值 19 11 8mm 两者相加挂篮最大 变形量为 21mm 基本满足要求 7 3 连接螺栓 孔验算连接螺栓 孔验算 以 5 号梁段强度荷载组合进行验算 主桁架轴力图如下 0 0 378 4 378 5 0 0 0 0 378 4 378 4 0 0 0 0 378 4 378 4 0 0 0 0 378 4 378 5 0 0 943 1 1129 3 943 1 943 1 1129 3 943 1 三角桁架轴力图三角桁架轴力图 25 7 3 17 3 1 连接螺栓抗剪验算连接螺栓抗剪验算 连接螺栓采用普通粗制螺栓 直径 27mm 则抗剪面积为 A 1 352 5 72cm2 立柱直接支承在纵向大梁上 故不考虑连接螺栓抗剪 只对斜杆连接螺栓进行抗剪 验算 斜杆每个节点共有连接螺栓 24 个 则 max 69Mpa 80Mpa 符合要求 2 3 max 1072 5 24 10 1 943 A N 7 3 27 3 2 螺栓孔壁承压验算 斜杆为双拼 32b 槽钢 腹板厚 10mm 槽钢内侧栓孔采用 20mm 厚钢板加强 考虑到 槽钢腹板与加强钢板可能不在同一受力面 只计算加强钢板承压 则孔壁承压面积为 A 2 7 2 24 129 6cm2 则 73Mpa 182Mpa 满足要求 2 3 max 10 6 129 10 1 943 A N 7 3 37 3 3 加强钢板焊缝验算加强钢板焊缝验算 1 斜杆加强钢板焊缝验算 斜杆加强钢板四周围焊 焊缝长 40 26 2 132cm 两块钢板焊缝共长 264cm 焊缝厚按 6mm 计算 则焊缝面积为 A 264 0 6 158 4cm2 全部焊缝按承受剪力考虑 则 60Mpa 85Mpa 满足要求 2 3 max 10 4 158 10 1 943 A N 2 立柱顶部节点板焊缝验算 立杆顶部节点板高 63cm 竖向焊缝长 60cm 横向焊缝长 36cm 四周围焊 两块钢 板共 8 条焊缝 共同承受立柱所受压力 8 条焊缝面积为 A 60 36 4 0 6 230 4cm2 全部焊缝按承受剪力考虑 则 49Mpa 85Mpa 满足要求 2 3 max 10 4 230 10 3 1129 A N 26 3 纵向大梁节点板焊缝验算 中间立杆直接作用在纵向大梁上 只对两端节点板焊缝进行验算 其焊缝受力如下 图所示 N P Nx Ny 0 366 0 062 0 616 图中所示的连接焊缝承受偏心斜拉力 N 及压力 P 的作用 计算时 可将作用力 N 分 解成 Nx 和 Ny 两个分力 角焊缝同时承受压力 P 拉力 Ny 剪力 Nx 以及由 P 和 Ny 的偏 心产生的弯距 M 由 Y 0 知 P Ny 所以该处焊缝竖向拉力与压力相互抵消 只承受水平方向的剪 力 Nx 以及由 P 和 Ny 的偏心产生的弯距 M Nx 378 4KN 见 7 3 三角桁架轴力图 P 155 1 211 2 203 2 284 7KN 见 8 1 后锚杆拉力图 大梁下端斜杆节点板焊缝与节点板等长 取 1120mm 每块钢板 2 条焊缝 焊缝高 按 6mm 计算 则焊缝面积为 A 1220 6 2 14640mm2 由 Nx 产生的剪应力 26Mpa 14640 10 5 378 3 A Nx 弯距 M 284 7 0 366 0 062 86 5KN M 由弯距 M 产生的拉应力 m 29Mpa 12 122012 61010 5 86 3 6 I YM 由 Nx 产生的剪应力和弯距 M 产生的拉应力方向不同 不能直接叠加 则焊缝应力 按合力方向计算 27 39Mpa 85Mpa 合格 2222 2926 m 8 吊杆及其它结构验算吊杆及其它结构验算 8 1 吊杆强度 拉力 验算吊杆强度 拉力 验算 吊杆采用 32mm PSB785 精轧螺纹钢筋 其抗拉强度标准值 fpk 785Mpa 整体 安全系数取 2 则每根 32mm 钢筋的控制拉力为 P 785 162 1000 2 316KN 吊杆拉力按强度荷载组合验算 后吊杆以 2 号梁段验算 前吊杆和后锚杆以 5 号 梁段验算 各组吊杆拉力图如下 256 1 149 7 149 7 256 1 196 0 78 9 44 1 81 8 81 8 196 0 78 9 44 1 后吊杆拉力图 2 号梁段 28 149 1 85 6 149 1 211 6 64 5 32 6 68 1 68 1 211 6 64 5 32 6 前吊杆拉力图 5 号梁段 155 1 211 2 203 0 203 0 211 2 155 1 后锚杆拉力图 5 号梁段 所有吊杆拉力均小于所有吊杆拉力均小于 316KN316KN 符合要求 符合要求 8 2 挂篮空载前移相关结构验算挂篮空载前移相关结构验算 当节段混凝土预应力张拉工艺完成后 挂篮需要往前移动 进行下一节段混凝土 的施工 挂篮移动前 底模后吊杆需要拆去 底模后荷载通过梁端的钢丝绳传至依附 在主桁架上的移篮横联 移篮横联由移篮横梁 斜杆及主桁横联组成 移篮横梁采用 2 25a 槽钢 斜杆采用 2 14a 槽钢 主桁横联采用单根 14a 槽钢 29 由于后托梁吊杆全部拆除 只有两端两个吊点连接顶部移篮横梁 此时后托梁因 跨度大 L 12m 会产生较大变形 挠度 因此 需要对移篮横联进行强度验算 对后托梁进行变形 挠度 验算 挂篮空载前移时的建模如下图所示 荷载主要为结构自重 底模托梁上的集中荷 载为人行道荷载 挂篮前移建模 8 2 18 2 1 移篮横联强度移篮横联强度 应力应力 验算验算 3891 4 2762 5 3891 4 2762 5 419 5 3730 1 3731 3 8786 2 8696 1 8696 1 19110 1 19110 1 移篮横联应力图 30 最大应力 压 发生在移篮横梁的斜撑上 仅 19 1Mpa 182Mpa 很多 无需 做稳定验算 可知能满足要求 8 2 28 2 2 后托梁挠度 变形 验算后托梁挠度 变形 验算 0 003 0 002 0 008 0 008 0 013 0 013 0 015 0 015 0 015 0 015 0 016 0 016 0 017 0 017 0 017 0 017 0 018 0 018 0 019 0 019 0 020 0 020 0 020 0 020 0 021 0 021 0 021 0 021 0 020 0 020 0 020 0 020 0 019 0 019 0 018 0 018 0 017 0 017 0 017 0 017 0 016 0 016 0 015 0 015 0 015 0 015 0 013 0 013 0 008 0 008 0 003 0 002 后托梁移篮位移图 最大位移在跨中处为 21mm 最小位移在吊杆 梁端 处为 2mm 相对位移值为 21 2 19mm 30mm 满足要求满足