武汉北贝雷梁挂蓝计算

1、武汉北编组站工程56m连续梁贝雷梁挂篮计算单 计 算： 复 核： 项目负责： 总工程师：二七年一月二十五日一、 概 述：主桥采用28+56+28m的连续刚构变高度预应力混凝土连续箱梁，主桥采用单箱单室直腹板截面，箱顶板宽9m，底板宽7.3m，悬臂长度0.85m，主梁每节段均设有隔墙，主梁为双向预应力结构，采用挂篮悬臂浇注法施工，0#块节段长7m，合拢段长1.0m(2.0m)，其它各节段长3.0-4.0m，最重悬臂浇注节段为3#块节段，其重量为98t。每只贝雷桁挂篮由两片主桁组成，分别布置于箱梁两边腹板处，两片主桁的间距为6.6m，单片主桁由2片贝雷桁组成，底模平台、外模吊挂梁采用精轧螺纹钢筋吊

2、挂，在挂篮走行时采用先移动主桁就位，再在主桁上移动前上横梁和底模平台的方法两步进行，以保证挂篮走行时具有必需的稳定性，本挂篮主梁的后锚固利用箱梁腹板预埋竖向预应力筋接长作为锚固筋。二、 设计荷载：1、计算模板、支架时，应考虑下列荷载并按下表进行荷载组合。(1)模板、支架自重；(2)新浇砼的重力；(3)施工荷载；(4)振捣砼时产生的荷载；模板，支架设计计算的荷载组合表模板结构名称荷载组合计算强度用验算刚度用梁的底模板以及支承板、支架等(1)+(2)+(3)+(4)(1)+(2)2、计算模板、支架的强度及刚度要求验算模板、支架及拱架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：(1)结构表面外露的模板，挠度

3、为模板构件跨度的1400；(2)结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1250；(3)支架受载后挠曲的杆件(纵梁)，其弹性挠度为相应结构跨度的1400；(4)模板的弹性压缩或下沉量不得大于构件跨度的1/1000，底模应计算起拱高度。三、 计算说明：1、 通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。2、 通过各前吊点的反力，设计前上横梁，然后计算挂篮主桁各部件内力并求出挂篮前支点反力和后锚固力。3、 计算挂篮空载走行时倾覆稳定系数。4、 通过计算为现场施工提供底模平台前端预抬量参考值。5、 计算假定：A、 箱梁翼缘板砼及侧模重量通过底模前后吊挂分别传至挂篮主桁的前后上横梁上。B、

4、 箱梁底板、腹板砼及底模平台重量分别由前一段已施工完的箱梁底板和挂篮主桁的前上横梁承担。6、 荷载标准值施工荷载： 1.5KN/m2 振捣砼时产生的荷载： 2KN/m2砼自重： 26×1.04KN/m2单块外模(KN) ： 23底模(kN/m2) ：1.5内模(kN/m2) ：2.57、 荷载分解图（单位： mm）四、 结构计算经过比较发现，2#块和3#块施工为最不利荷载工况，下面按这两种工况分别进行结构校核。p1:标准断面砼自重p2:隔墙增加砼自重p3:倒角增加砼自重p4:外底内模自重2#块后端部荷载统计表：纵梁编号87654321恒载p1（KN/m）23.726.0327.823

5、.621.819.719.7恒载p2（KN/m）4.816.434.538.915.1恒载p3（KN/m）4.1101314.614.6恒载p4（KN/m）0.865.71.622.43.23.63.6活载（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2标准值（KN/m）3.9611.327.6329.82627.826.526.534.642.462.3065.441.633.93640.841.141.1设计值（KN/m）4.9713.9435.1238.2134.1433.9232.4432.4443.9753.8275.3279.1250.5643.1346.1449.5

6、249.9649.962#块前端部荷载统计表：纵梁编号87654321恒载p1（KN/m）23.722.72214.515.617.517.5恒载p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6活载（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2标准值（KN/m）3.8510.624.32416.921.624.324.3设计值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4829.829.83#块后端部荷载统计表：纵梁编号87654321恒载p1（KN/m）23.722.72214.515.626.4528.7恒载p4（KN/m）0.7551.622

7、.43.23.63.6活载（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2标准值（KN/m）3.8510.624.32416.921.633.2535.5设计值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4840.5443.243#块前端部荷载统计表：纵梁编号87654321恒载p1（KN/m）23.722.72214.515.617.517.5恒载p2（KN/m）6.420.529.933.69.9恒载p3（KN/m）4.1101314.614.6恒载p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6活载（KN/m）1.11.91.41.752.12

8、.83.23.2标准值（KN/m）3.8510.624.32416.921.624.324.330.437.451.5057.934.228.126.934.638.938.9设计值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4829.829.838.9347.8262.3670.1241.6836.1735.2242.0847.3247.32注：荷载标准值=恒载+活载(p2与p3不同时组合) 荷载设计值=结构重要性系数×（恒载荷载分项系数×恒载+活载荷载分项系数×活载）(p2与p3不同时组合)其中：恒载荷载分项系数取1.2，活载荷载分项系数：

9、1.4，结构重要性系数取1.0A. 纵梁计算2#块施工工况计算图示如下：（单位： mm）各纵梁计算汇总如下：纵梁编号87654321最大弯距(KN.m)15.239.5495.95104.2392.58102.31106.0699.46最大剪力(KN)9.8325.0660.1565.5360.8567.7769.5963.63A点支反力(KN)9.8325.0660.1563.6554.0859.6762.860.24B点支反力(KN)9.8324.4659.4665.5360.8567.7769.5963.63挠度(mm)4.511.76.67.26.27.57.87.23#块施工工况计算

10、图示如下：（单位： mm）各纵梁计算汇总如下：纵梁编号87654321最大弯距(KN.m)15.8940.6795.6197.9478.6490.61117.78116.56最大剪力(KN)10.7827.364.0567.1456.966.6281.6580.52A点支反力(KN)10.7827.364.0567.1456.966.6281.6577.17B点支反力(KN)10.7827.364.0565.1651.2558.5978.9180.52挠度(mm)4.712.16.66.85.26.28.77.1取不利的纵梁（编号2和编号7）进行验算：1、 编号2内纵梁：232a232a 惯性

11、矩I=15196 cm4 抗弯模量w=950 cm3 截面静矩S=553.8 cm3 腹板厚度tw=0.8cm弯曲应力= Mmax /w=124 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=18.6 MPa<125 MPa（可）2、 编号7外纵梁：220a220a 惯性矩I=3560 cm4 抗弯模量w=356 cm3 截面静矩S=209.4 cm3 腹板厚度tw=0.7cm弯曲应力= Mmax /w=114 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=11.5 MPa<125 MPa（

12、可）3、 fmax=12.1mm< f=L/400=5000/400=12.5mm（可）B. 前下横梁计算前下横梁计算图示如下（单位：KN，mm）计算得：前下横梁最大弯矩：110.65 KN.m最大剪力：188.32KN最大扭矩：8.5KN.m最大挠度：5.1mmR1=77.86KN R2=338.65KN228b 惯性矩I33=10260cm4 抗弯模量w33=732 cm3 I22=14040 cm4 w22=763 cm3 截面静矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.9cm 抗扭截面系数 wt=956.2cm3M33=COS（7.33O）×110.65=109.

13、7 KN.mM22=SIN（7.33O）×110.65=14.1 KN.m弯曲应力= =151 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=42.5 MPa<125 MPa（可）扭转产生的剪应力：t= T/ wt=8.9Mpa主应力=168 MPa<215 MPa（可）由于存在受扭，为保险起见采用232a。C. 后下横梁计算1、 施工时后下横梁计算图示如下（单位：KN，mm）计算得：后下横梁最大弯矩：129.04 KN.m最大剪力：189.41KN最大扭矩：9.2KN.m最大挠度：6.7mmR1=30.04KN R2=369

14、.74KN228b 惯性矩I33=10260cm4 抗弯模量w33=732 cm3 I22=14040 cm4 w22=763 cm3 截面静矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.9cm 抗扭截面系数 wt=956.2cm3M33=COS（7.33O）×129.04=128 KN.mM22=SIN（7.33O）×129.04=16.5 KN.m弯曲应力= =176 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=42.7 MPa<125 MPa（可）扭转产生的剪应力：t= T/ wt =9.6 Mpa主应力=191

15、 MPa<215 MPa（可）由于存在受扭，为保险起见采用232a。2、 走行时后下横梁计算图示如下（单位：KN，mm）3#块空荷载统计表：纵梁编号87654321恒载p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6设计值（KN/m）16.41.922.42.883.844.324.32支反力(KN)3.113.95.696.657.619.5310.4910.49计算得：后下横梁最大弯矩：146.42 KN.m最大剪力：65.5KNR=65.7KN 228b 惯性矩I33=10260cm4 抗弯模量w33=732 cm3 截面静矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.

16、9cm弯曲应力=M/W=200 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=14.8MPa<125 MPa（可）为保险起见采用232a。D. 前后吊挂计算由前面的计算知吊挂最大受力为370KN1、 精轧螺纹钢检算32精轧螺纹钢抗拉强度设计值为835Mpa取吊挂的安全系数1.5单根吊挂容许承载力=835×3.14×322/4/1.5=447.4KN>370KN2、 吊挂连接检算a) D4抗剪计算D4螺栓为45的45号钢抗剪设计承载力N=nyd2f/4ny每个螺栓的受剪面数d螺栓直径f 、f螺栓抗剪、承压设计强度N=2

17、×3.14×452×200/4/1000=635.8KN>370KN构件承压设计承载力N=dt f=45×40×305/1000=549>370KNb) D2-3焊缝计算吊挂焊缝设计承载力=nfhelw=8×160×8×80=819.2KN>370KNn焊缝条数f角焊缝抗剪强度设计值he角焊缝有效厚度lw焊缝计算长度c) D3抗拉计算D3抗拉设计承载力=AL=40×80×295=944 KN>370KNA构件受拉面积L构件抗拉强度设计值E. 前上横梁计算前上横梁计算图示如

18、下：（单位：KN，mm）计算得：前上横梁最大弯矩：366.34KN.m最大剪力：343.02KN最大挠度：18.1mmR=422.1KN 2I40a 惯性矩I33=43440 cm4 抗弯模量w33=2180cm3 截面静矩I33/S33= 34.1cm 腹板厚度tw=2.1cm 弯曲应力= Mmax /w=366.34×1000/2180=168MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=48 MPa<125 MPa（可）主应力=187.4 MPa<215 MPa（可）F. 后上横梁计算A砼浇注时，后上横梁计算图示如下：（

19、单位：KN，mm）计算得：后上横梁最大弯矩：42.85 KN.m最大剪力：30.97KN最大挠度：19.2mmR=32.77KN 2I20a 惯性矩I33=4740 cm4 抗弯模量w33= 474cm3 截面静矩I33/S33= 17.2cm 腹板厚度tw=1.4cm 弯曲应力= Mmax /w=42.85×1000/474=90.4 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=13 MPa<125 MPa（可）主应力=93 MPa<215 MPa（可）B走行时，后上横梁计算图示如下：（单位：KN，mm）计算得：后上横梁最

20、大弯矩：92.77 KN.m最大剪力：66.6KN最大挠度：43mmR=68.43KN 2I20a 惯性矩I33=4740 cm4 抗弯模量w33= 474cm3 截面静矩I33/S33= 17.2cm 腹板厚度tw=1.4cm 弯曲应力= Mmax /w=92.77×1000/474=195.7MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=27.7 MPa<125 MPa（可）主应力=201.5 MPa<215 MPa（可）为保险起见采用2I22a。G. 挂蓝主桁计算3#块挂蓝施工计算图示如下：（单位：KN，mm）计算得：主

21、桁最大弯矩：2253.1 KN.m最大剪力：472.1KN前支腿力：912.7KN后锚固力：423.4KN最大挠度：14.7mm2片贝雷桁容许弯矩为2×1687.5=3375KN.m>2253.1 KN.m 容许剪力为2×245.2= 490.4KN>472.1 KN主桁按桁架模式计算：相应荷载除以1.2倍，取容许应力校核。斜杆N1=-14.37t A=9.53cm2，=0.96=N/A=14.37e2/(0.96×9.53)=157Mpa=273MPa(可)竖杆N2=-20.9t A=9.53cm2,=0.96=N/A=20.9e2/(0.96×9.53)=228Mpa=273MPa(可)弦杆N3=67.56t,M=1.65t-m,Q=1.44t A=50.96cm2,W=206.2cm3，=0.98=N/A+M/W=67.56e2/(0.98×50.96)+1.65e4/206.2=215.3Mpa =273MPa(可)= S×Qmax/（I