三角挂蓝很好很详细的计算书(实施1).doc

目 录一、验算依据- 1 -二、结构参数- 1 -三、设计荷载- 1 -(1) 荷载系数- 1 -(2) 作用于挂篮的荷载- 1 -(3) 荷载组合- 2 -四、最重梁段分块荷载计算- 3 -五、挂篮结构材料与计算分析- 4 -5.1腹板底模纵梁计算:- 4 -5.2底板底模纵梁计算：- 6 -5.3前托梁计算：- 8 -5.4后托梁计算：- 9 -5.5外滑梁计算：- 11 -5.6内模滑梁计算：- 14 -5.7前上横梁计算：- 17 -5.8三角主桁受力计算：- 18 -5.9高强精轧螺纹钢吊杆计算：- 22 -六、结论与建议- 22 -一、验算依据(1)钢结构设计规范(GBJ17-88)(2)公路桥梁钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)(3)公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)二、结构参数(1)悬臂浇筑砼箱梁分段长度为： 1#-2#段3m，3#-4#段3.5m,5#-9#段4.0m，10#-14#段4.5m，合拢段2.0m。(2)箱梁底板宽9m，顶板宽17.25m。(3)箱梁高度变化范围：7.136m3.2m，中间按1.8次抛物线变化。三、设计荷载3.1 荷载系数相关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工规范，荷载系数取值如下：、考虑箱梁混凝土浇筑时胀膜、动力等因素的超载系数取1.05；、浇注混凝土时的动力系数取1.2；、挂篮行走时冲击系数取1.3；、浇筑混凝土和挂篮行走时抗倾覆稳定系数取2；、吊杆的安全系数不小于2。3.2 作用于挂篮的荷载、箱梁砼荷载：浇筑箱梁的最大重量为2162.4kN(砼容重取26.5kN/m)；、施工机具及人群荷载2.5Kpa；振捣混凝土产生的荷载：2.0 KPa、挂篮自重：800kN、风荷载：基本风压400Kpa3.3 荷载组合荷载组合I 砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数 (强度、稳定)荷载组合 砼重+挂篮自重+人群机具 (刚度)荷载组合 挂篮自重+冲击附加荷载+风载 (行走验算)四、最重梁段分块荷载计算最重梁段为3块，箱段根部1/2断面分块面积计算，箱梁断面如图4-1： A1=18658.25，A2=64030，A3=13938，A4=25750。图4-1 3块1/2箱梁断面分块面积表4-1 3块1/2分块重量计算表(忽略节段梁高度变化)分块断面面积()顶面面积()混凝土重量(kN)备注A118658.25144375173.06 计算长度为3.5mA26403035000593.88 A313938122500129.27 A425750122500238.83 合计半边梁段重量1135.04 注：1、断面面积为CAD图中读取数据，顶面面积计算长度分块宽度； 2、混凝土重量=断面面积计算长度混凝土容重。五、挂篮结构材料与计算分析5.1 腹板底模纵梁计算:1 截面特性：。2 荷载计算：每侧腹板下布置2根纵梁，计算长度5.15m，承受荷载：(1)纵梁自重：q1；(2)腹板A2范围混凝土重：G2593.88 kN，荷载范围：x0.3mx=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载：q2593.88/2/3.584.84 kN/m； (3)施工荷载(人员机具振捣等)：G33.54.5kPa=15.75kN，荷载范围：x0.3mx=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载：q315.75/2/3.52.25 kN/m；(4)腹板下底模板重量：G414.60.80=3.68 kN(底模板每平方重按照0.80kN计算), 荷载范围：x0.15mx=4.75m，在每根纵梁上产生均布荷载：q43.68/2/4.6=0.4 kN/m。 3 计算图式：图5-1腹板底模纵梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出纵梁自重q1。4 计算结果：利用midas建模，计算结果如下：(1) 应力图：(a) 下缘拉应力(b) 上缘压应力图5-2腹板底模纵梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2) 挠度：图5-3腹板底模纵梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为8.797mm，满足要求。(3) 构件反力： 图5-4腹板底模纵梁支反力(单位：kN)前支点反力为122.2kN，后支点反力为184.4kN。5.2 底板底模纵梁计算：1 截面特性： 。2 荷载计算：底板下布置8根纵梁，计算长度l=5.15m，承受荷载：(1) 纵梁自重：q1；(2) 底板范围混凝土重：G2238.832=477.66 kN，荷载范围：x0.3mx=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载q2477.66/8/3.517.06 kN/m；(3) 施工荷载(人员机具振捣等)：G312.2524.5kPa=110.25 kN，荷载范围：x0.3mx=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载q3110.25/8/3.53.94kN/m；(4) 底板下模板重量：G474.60.80=25.76kN(底模板每平方重按照0.80kN计算)，荷载范围：x0.15mx=4.75m，在每根纵梁上产生均布荷载q425.76/4.6/80.7kN/m。3 计算图式：图5-5底板底模纵梁计算图式(单位：mm) 注：计算图式未示出纵梁自重q1。4 计算结果：利用midas建模，计算结果如下：(1) 应力图：(a) 下缘拉应力(b) 上缘压应力图5-6底板底模纵梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2) 挠度：图5-7底板底模纵梁变形图(单位：mm)最大挠度为2.35mm，满足要求。(3) 反力：图5-8底板底模纵梁支反力(单位：kN)前支点反力为：34.2 kN，后支点反力为：49.3kN。5.3 前托梁计算：因在浇筑混凝土时和空载行走时，吊杆作用位置不变，故只计算不利工况即浇筑混凝土时荷载计算。1 截面特性：前托梁采用双40b槽钢计算长度l=18m。2 荷载计算：承受荷载：(1)承受横梁自重：q1，荷载范围：x0x=18m；(2)腹板纵梁支反力：F1122.2 kN，荷载范围：见图；(3)底板纵梁支反力：F234.2kN，荷载范围：见图。3 计算图式：图5-9前托梁计算图式(单位：kN) 注：计算图式未示出前托梁自重q1。4 计算结果利用midas建模计算，计算结果如下：(1) 应力图：图5-10前托梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：图5-11前托梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为2.6mm，满足要求。(3)支反力：图5-12前托梁支反力图(单位：kN)支反力分别为：128.3kN，232.9 kN，62.9 kN，232.9kN，128.3kN。5.4 后托梁计算：后托梁采用双40b槽钢，计算长度l=12m。分两个工况进行计算：混凝土浇筑过程和挂篮滑移阶段。1 浇筑混凝土过程计算：(1)荷载计算：后托梁自重：q1 腹板纵梁支反力：F1184.4kN，荷载范围：见图；底板纵梁支反力：F249.3 kN，荷载范围：见图。(2)计算图式：图5-13后托梁计算图式(单位：kN) 注：计算图式未示出后托梁自重q1。(3)计算结果：利用midas建模计算，计算结果如下：应力图：图5-14后托梁截面应力图(单位：MPa)，可以。挠度：图5-15后托梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为1.497mm，满足要求。支反力：图5-16后托梁支反力图(单位：kN)支反力分别为：151.3 kN，400.2 kN ，51.6kN，400.2kN，151.3kN。2 挂篮滑移阶段后托梁受力计算：挂篮滑移阶段，后托梁只承受底篮模板和纵梁的重量和自重，跟浇筑混凝土相比，受力较小，不予计算。5.5 外滑梁计算：侧模滑梁有二个工况(取单侧翼缘进行计算)：工况1：施工状态，承受翼缘板钢筋混凝土重量：G1=173.06kN；施工荷载、浇注和振捣荷载：G2=14.43754.5KPa=65.00kN；侧模和外模骨架自重：G3=61.61kN；工况2：挂篮走行状态，内侧外滑梁承受侧模和外模骨架传来的重量N=61.611kN；底篮对滑梁的吊点力：(31.48+96.21/2)/2=39.8 kN。吊点力1 浇筑混凝土阶段：(1)外模滑梁荷载分配两根外模滑梁承受荷载为：翼板A1混凝土重及施工荷载：G1+G2238.06 kN，其重心位置由cad计算出，详见图5-17；翼缘底模和外模骨架自重：G3=61.61kN，其重心位置假定为中心位置；图5-17两根外模滑梁承受荷载分布图 (单位：cm)经midas计算，得出支点反力,如图5-18：图5-18两根外模滑梁荷载分配图 (单位：kN)靠近腹板侧外滑梁承担的力为196.9 kN，远离腹板侧外滑梁承担的力为102.8kN，简化计算，作用在外滑梁的荷载按均布荷载考虑，荷载范围：x=0.15m3.65m，荷载集度q1分别为：56.26kN/m，29.37 kN/m；外滑梁计算长度为5.15m。外模滑梁自重：q2。(2)截面特性：。(3)靠近腹板侧外滑梁受力计算：计算图式如图5-19：图5-19外滑梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出外滑梁自重q2。计算结果利用midas建模计算，计算结果如下：a截面应力图：图5-20外滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。b挠度：图5-21外滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为5.445mm，满足要求。c支反力：图5-22外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：129.9kN，前支点反力：82kN。(4)远离腹板侧外滑梁受力计算由于所受荷载比靠近腹板侧外滑梁小，因此靠近腹板侧外滑梁在满足要求的情况下，可不计算，只须求出前后支点反力，经计算后支点反力为：69.4kN, 前支点反力为：44.4 kN。2 挂篮滑移阶段外模滑梁受力计算：靠近腹板侧滑梁承受底模、侧模和外模骨架传来的重量N=61.61kN，简化计算，按均布荷载处理，荷载范围为0.2m5m，荷载集度为：q1=61.61/4.8=12.84kN/m；底篮吊点的反力约39.8kN；外滑梁计算长度9.95，自重q2。(1)计算图式：图5-23挂篮滑移阶段外滑梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出外滑梁自重q2。(2)计算结果：截面应力：图5-24挂篮滑移阶段外滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。挠度：图5-25挂篮滑移阶段外滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为24mm，满足要求。支反力：图5-26挂篮滑移阶段外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：43kN，前支点反力：71 kN。5.6 内模滑梁计算：1 浇筑混凝土阶段(1)内模滑梁承受荷载：顶板A3范围混凝土传递荷载：G1173.06 kN，施工荷载、浇注和振捣荷载：G2=14.444.5KPa=65kN,荷载范围0.15m3.65m,q1=(G1+G2)/3.5=68kN/m；顶板底模板及内模支架重量：假设G71.248 kN，简化计算，按均布荷载计算,荷载范围：0.15m4.65m，q2=71.248/4.6=15.5kN/m，滑梁计算长度取5.15m。内模滑梁自重：q3。(2)计算图式：图5-27浇筑混凝土阶段内滑梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出内滑梁自重q3。(4)计算结果：利用midas建模计算，计算结果如下：截面应力：图5-28浇筑混凝土阶段内滑梁截面应力(单位：MPa)，可以。挠度：图5-29浇筑混凝土阶段内滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为8.9mm，满足要求。支反力：图5-30浇筑混凝土阶段内滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：190.7kN，前支点反力：123.6kN。2 挂篮滑移阶段内模滑梁计算：内梁承受内模及骨架传来的重量N=71.248 kN，荷载范围0.2m5m,q1=71.248/2/4.8=7.42kN/m；计算长度：l=9.95m；内滑梁自重q2。(1)计算图式：图5-31内篮滑移阶段外滑梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出内滑梁自重q2。(2)计算结果：截面应力：图5-32挂篮滑移阶段内滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。挠度：图5-33挂篮滑移阶段外滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为8.5mm，满足要求。支反力：图5-34挂篮滑移阶段外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：15.6kN，前支点反力：32.6 kN。5.7 前上横梁计算：1 截面特性：前上横梁采用双56b工字钢。2 荷载计算：前上横梁只验算最不利情况，即混凝土浇筑时的情况。该情况下，前上横梁承受荷载如下：前托梁前吊杆支反力：N1=128.3kN; N2=232.9kN;N3=62.9 kN；N4=232.9kN；N5=128.3kN;外模滑梁前吊杆支反力：N6=82kN；N7=44.4kN；内模滑梁前吊杆支反力：N5123.6kN；前上横梁自重：q。3 计算图式：图5-35前上横梁计算图式(单位：kN)4 计算结果：建立模型，计算结果如下：(1)截面应力：图5-36前上横梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：图5-37前上横梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为21mm， ，满足要求。(3)支反力：图5-38前上横梁支反力(单位：kN)支点反力：663kN。5.8 三角主桁受力计算：1 三角主桁受力分析：三角主桁受力简图如图5-39：图5-39三角桁架受力示意图(单位：kN)斜杆为桁架杆，只受拉压；立杆为受压杆，水平杆可受弯。现分别计算各杆受力情况。2 主梁检算：(1)截面特性：主梁选用240b槽钢。(2)计算结果：建模计算，结果如下：截面应力：图5-40主桁截面应力图(单位：MPa)主梁弯应力： ，可以。主梁挠度：图5-41 主桁挠度(单位：mm)最大位移：f=14.58mm，