桥梁挂篮强度验算计算书分析解析

1、临澧合口澧水大桥A1合同段挂蓝强度验算计算书合口澧水大桥挂篮强度验算计算书一、计算说明1、 计算依据及参考资料1.1 常德临澧县合口澧水大桥工程招标文件第四卷设计图表桥梁、涵洞第二册1.2 挂蓝施工设计图1.3 悬浇箱梁施工组织设计1.4 公路桥涵施工技术规范(JTJ-041-2000)1.5 路桥施工计算手册1.6 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)1.7 钢结构设计规范GB50017-20032、 基本参数2.1 钢筋混凝土密度取2.5t/m3,钢材密度取7.85t/m,钢材弹性模量E=2.1x105Mpa。2.2 Q235钢弯曲容许应力2=145Mpa剪切

2、容许应力广=85MpaQ420钢(贝雷插销)抗剪强度设计值fv=195Mpa;贝雷梁Q345钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=310Mpa,抗剪强度设计值fv=180Mpa,容许弯矩M=900KN.M;025、032精轧螺纹钢筋(吊杆和锚杆)采用785级，按两倍安全系数控制拉应力不大于390Mpa。3、 计算方法和内容3.1 计算工况：根据设计图纸，本桥箱梁梁段长度有3.5m和4.0m两种，取3.5m和4.0m长度的梁段，即最重的1#和5牌段进行计算3.2 荷载施加：混凝土浇筑时，箱梁腹板及底板混凝土自重荷载作用在挂篮底模面板上;顶板混凝土及内模自重作用在挂篮内模走行梁上；翼板混凝土和外模自重作

3、用在外模；挂篮其他结构在计算模型中以自重形式施加；各部分混凝土方量均按1#和5牌段后端进行计算；主要计算内容：挂篮主体结构的总体强度和刚度。4、荷载传递路径翼板荷载f外模行走梁三浇梁段翼板顶板、底板、腹板荷载f底模纵梁f底焉凝蓼M前吊横梁f桁、底模后横梁f已浇梁段架二、荷载计算单个桂蓝构件重量明细表构架名称组成材质单位单位重量(kg)数量总重(kg)编号主桁架4排贝雷片组480029600G1上横梁2排贝雷片组300026000G2下横梁双40#工字钢组190023800G3底模整体钢模套530015300G4外侧模整体钢模套420028400G5内侧模组合钢模套150023000G6顶板模整

4、体钢模套330013300G7合计(kg)39400最重梁段重量计算梁段号梁段长顶板重量(kg)翼板重量(kg)底板重量(kg)腹板重量(kg)总重(kg)编号G8G9G10G111#块350cm165622*10829229582*20800102778编号G12G13G14G155#块400cm189282*12376260522块碎数量(m3)6.372*4.168.832*839.535颗碎数量(m3)7.282*4.7610.022*5.137.02三、吊杆系统强度验算由于底模、外侧模、顶板模吊杆系统为独立支撑，因此各系统吊杆分别对应承受底腹板硅重量、翼板硅

5、重量、顶板硅重量以及相对应系统自重之和1.底篮吊杆系统受力验算对于1做1)、吊杆受力简图：25025221.5刖临澧合口澧水大桥A1合同段挂蓝强度验算计算书P1=2XG3+G4=9.1吨P2=G13=62吨则前吊杆受力R前=32吨后吊杆受力R后=39吨由于前后吊杆系统均承受5根32精轧螺纹钢，则每根前吊杆受力为6.4吨，取7吨；后吊杆受力为8吨，吊杆强度满足要求。2）、同理对于5#块受力分析后：单根前吊杆受力为7吨，单根后吊杆受力为10吨，同理满足强度要求。2 .外侧模吊杆系统外侧模吊杆系统共设计吊杆32精轧螺纹钢4根，前、后吊杆各2根1）、对于1#块受力图为：P1=G5=4.2 吨P2=G1

6、2=11 吨单根吊杆R外=1.3/2=0.65吨R内=13.9/2=7.0吨满足强度要求2）、对于5做，同样分析之后，R外=0.7吨，R内=7.5吨，满足强度要求3 .顶板模吊杆系统顶板吊杆系统共设计32精轧螺纹钢4根，前、后各2根吊杆1）、对于1做受力图为:25025225P1=G6=3.3 吨P2=G11 = 16 吨则R后=10.5吨R前=8.8吨单根吊杆受力:R 后'=10.5/2=5.3 吨R 前'=8.8/2=4.4 吨吊杆满足强度要求2）、对于5#块同样分析之后，R前，=R后，=5.3吨，满足强度要求通过以上对底蓝、外侧模、顶板模吊杆受力计算，吊杆受力最大为8t,

7、则最大拉应力为:6=n/A=8x104/兀x1.6x1.6x10-4=99.5Mpav6=390Mpa,满足要求。4 .后锚杆受力验算本挂篮共设主桁架2组,单组主桁架设3根25精轧螺纹钢作为后锚杆,取3根后锚杆距支点中心平均距离为350cm,由于前吊杆锚固于前横梁上，后吊杆锚固在已浇注的梁段上，所以后锚杆只承受所有底蓝、外侧模、顶板模前吊杆的受力，以及前横梁、主桁架、吊杆、其他材料的自重。1）、对于1#块350250P1=(32+7*2+8.8+3+0.5)/2=29.2吨取30吨P2、P3为主桁架自重，长分别为7m,5mP2=7X100kg/mX4=2.8吨P3=5X100kg/mX4=2.

8、0吨则P4=(30X4.5+2.8X3.5-2X2.5)/3.5=40吨单根25精轧螺纹钢受力为40/3=13.3吨，则拉应力为:6=N/A=13.3X104/兀x1.25X1.25xi0-4=271Mpa<6=390Mpa,满足要求。四、主桁架受力验算单个挂篮共设主桁架2组，每组由4片贝雷片组成，其梁段自重及模板自重等荷载通过吊杆传递上横梁，最后传递给主桁架，但由于吊杆系统设前后吊杆，前吊杆锚固在前上横梁上，后吊杆锚固在已浇箱梁硅上，故梁板自重与模板自重等荷载只有一半由主桁架承受，另外一半由已浇梁段承受。4排单层主桁架容许弯矩为M=90*4=360t.m1）、1做受力图如下：35025

9、0支座处为最大弯矩截面P1=30吨P2=2.8吨则M=30*4.5+2.8*3.5=144.8t.m主桁架的安全系数为：360/144.8=2.48满足要求同理分析可得5#块主桁架所收最大弯矩为：M=28*4.5+2.8*3.5=135.8t.m满足要求五、底蓝系统强度验算一）、底蓝纵梁计算书底蓝纵梁均由I36工字钢组成，分为A、B两种，A纵梁主要承受腹板组合荷载为双I36工字钢，B纵梁主要承受底板硅，为单I36工字钢，受力图如下：1、 纵梁A计算：1.1 、按1#梁段验算(1)荷载计算单侧腹板硅重GW=G11=21t贝Uq腹=21*0.6*6/(0.6*3.5)=60KN/m底板自重G底=2

10、.2t则q底=2.2*10*0.6/(6*3.5)=0.6KN/m临澧合口澧水大桥A1合同段挂蓝强度验算计算书施工荷载G施=2.5KN/m2则G施=2.5*0.6=1.5KN/m则q=q腹+q底+q施=60+0.6+1.5=62.1KN/ma=250cmb=300cmc=350cmd=250cmL=a+b=500cm(2)受力计算支点反力R前=q*c*a/(a+b)=62.1*35*2/5=87KN当X=(d+c*b)/(a+b)=(0.25+3.5*3)/5=2.35m时，弯矩最大Mmax=q*c*b*(2*5*d+c*b)/2*5八2=62.1*3.5*3(2*5*0.25+3.5*3)/

11、2*25=170KN.m二max=Mmax/w=170*10A3/(2*877.6*10八-6)=97Mpa<门=145Mpa满足要求最大剪力Q=R后=130KNmax=Q*S/(I*、)=130*10A3*508.8/(15796*10*10八-3)=42Mpa<1l=85Mpa满足要求同理，当X=2.3m时，纵梁A的挠度最大，则，fmax=q*c*b/(24E*I)*(4*L-4*bA2/L-cA2/L)*x-4*XA3/L+(x-d)A4/b*c=6.3mm<L/460=5*10八3/400=12.5mm满足要求1.2 按5#梁段验算与分析单则腹板的重量：G腹=615=

12、13或贝Uq腹=13.3*10*0.6/(0.5*4)=37.6KN/m底板自重G底=22.2t则q底=0.6KN/m则q=376+0.6+1.5=39.7KN/m其中a=225cmb=275cmc=400cmd=25cmL=a+b=500cm支座反力R后=q*c*B/L=39.7*4*2.75/5=87KNR前=q*c*a/L=39.7*4*2.25/5=71KN当X=(d+c*b)/L=0.25+4*2.75=2.45时，弯矩最大Mmax=q*c*b*(2*L*d+c*b)/2LA2=39.7*4*2.75*(2*5*0.25+4*2.75)/2*5A2=118KN.m二max=Mmax/

13、w=118*10A3/(2*877.6*10A-6)=67Mpa<卜=145Mpa最大剪力Qmax=87KNmax=Qmax*S/(I*、)=87*10八3*508.8/(15796*10八-2*10*10八-3)=28Mpa<!=85Mpa当X=2.45m时，挠度最大，则c=q*c*b/(24E*I*2)*K4*L-4*bA2/L-cA2/L)*x-4*XA3/L+(x-d)A4/b*c=4.8mm<5*10A3/400=12.5mm满足要求2、 纵梁B计算1 .1按1#梁段验算和受力分析(1)荷载计算底板硅G底=2.3t则q底=2.3*10*1.0/(4.8*3.5)=1

14、3.7KN/m底腹板硅G底=2.2t则q底=0.6KN/m施工荷载G施=2.5KN/m2q底=2.5KN/m纵梁自重q梁=0.6KN/m临澧合口澧水大桥A1合同段挂蓝强度验算计算书受力图“1.1”，其中a=250cmb=300cmc=350cmd=250cm2 2)纵梁分布荷载q=13.7+0.6+2.5+0.6=17.4KN/m3 3)受力计算：由“1.1”计算可知支点反力R前二24.4KNR后=36.4KN当X=2.35时，弯矩最大,Mmax=47.6KN.m二max=Mmax/w=47.6*10A3/(877.6*10八-6)=54Mpa<L7=145Mpa挠度最大值fmax=3.

15、6mm<L/400=5*10八3/400=12.5mm最大剪力Qmax=36.4KNmax=Qmax*S/(I*、)=36.4*10八3*508.8/(15796*10八-2*10*10八-3)=11.7Mpa<'l=85Mpa故纵梁B强度、刚度等满足要求。4 .3按5牌段验算和受力分析(1)受力简图同“1.2”且a、b、c、d值也相同荷载计算底板硅G底=2.6t则q底=26*16*1.0/(4.8*4)=13.5KN/m底模自重G底=2.2t则q底模=0.6KN/m施工荷载G施=2.5KN/m2q施=2.5*1.0=2.5KN/m纵梁自重G梁=0.6KN/mq梁=0.6K

16、N/m纵梁分布荷载q=13.5+0.6+2.5+0.6=17.2KN/m受力计算由“1.2”计算可知支点反力R后=37.7KNR前二31KN当X=(d+c+b)/L=2.45时,弯矩及挠度最大最大，Mmax=51KN.m二max=Mmax/w=51*10八3/(877.6*10八-6)=58Mpa<$145Mpa最大剪力Qmax=37.7KNmax=Qmax*S/(I*、)=37.7*10八3*508.8/(15796*10八-2*10*10八-3)=12Mpa<1=85Mpa挠度最大值fmax=4.1mm<L/400=5*10A3/400=12.5mm二)、底篮前后横梁计算

17、1、前横梁计算1.1、 按1#梁段验算和受力分析(1)荷载计算底篮前横梁主要承受底模纵梁A、B传下来的荷载，根据“<一>”的计算结果可知，PA前二87KN,PB前=24.4KN,其中A纵梁为8板，B纵梁为4板，受力图如下：PA PA PB PB PB PB PA PA丁J IJ' 1,尸/'/f 人：60：- ABCDE一8A._7G_一：(2)前横梁强度、刚度计算简化计算，取PA=PB=87/2=43.5KN,各支点间距为等距188cm,则B点弯矩最大：Mmax=0.286XPXL=0.286X43.5X1.88=23.4KN.mB点左剪力最大：Qmax=1.28

18、6XP=55.9KN°max=23.4X103/(2X877.6X10-6)=13.3mpa<&】=145mpa工max=QmaxXS/I*S=55.9x508.8x103/(15796X10X10-2X10-3)=18mpafmax=1.764XPL3/100E2=43.5<!=85mpa=1.764X43.5X103X1.883/(100X2.1x105x106x2X15796X10-8)=0.076mm<L/400=4.7mm,故强度及刚度满足要求。1.2、 按5#梁段验算和受力分析(1)荷载计算底篮后横梁主要承受纵梁A、B传递的荷载，由“<一&

19、gt;”的计算可知PA前二71KN,PB前二31KN。(2)前横梁强度及刚度计算根据受力计算及简化计算可知5#梁段受力荷载小于1#梁段，故前横梁强度、刚度均满足要求。2、后横梁计算2.1、 按1#梁段验算和受力分析(1)荷载计算受力简图同前，PA后二130KN,PB后=36.4KN(2)后横梁强度、刚度计算简化计算，取PA=PB=130/2=65KN,各支点间距为1.88m等间距，则B点弯矩最大。Mmax=0.286XPXL=0.286x65X1.88=35KN.mQmax=1.286XP=1.286X65=83.6KNamax=35X103/(2X877.6X10-6)=20mpa<G

20、】=145mpa"max=QmaxXS/I*S=83.6x508.8X103/(15796x10X10-2x10-3)=27mpa<!=85mpafmax=1.764XPL3/100E2=0.11<L/400=4.7mm2.2、 按5牌段验算和受力分析(1)荷载计算受力简图同前，PA后二87KN,PB后=37.7KN(2)后横梁强度、刚度计算根据受力计算简化计算可知，5牌段受力荷载小于1#梁段，故后横梁强度，刚度均满足要求，不另行计算。六、外侧模吊杆梁计算1、吊杆梁所受力情况由于5#块翼板硅大于1#块硅重量，故以5做为计算，同时翼板硅取对称结构，经计算翼板硅重心距腹世板为1.28m,翼板模板重心距腹板外0.78m,故内侧梁受力图如下；P1=10.6-P2=4.2-夕卜内门：一介1J-多一夕6二则R外=10.6X0.32-4.2X0.18/2.44=1.1tR内=13.7t2、吊杆梁强度验算外侧吊杆梁采用2114梢钢，内侧梁用2125工字钢，受力简图如下：2.1、 外侧梁：I14梢钢均布荷载为q=29kg/mP=1.1/5=0.22吨贝U:R>=PX(4.35+3.4+2.45+1.5+0.55)/5=0.54tR后=0.56tM最大弯矩为跨中M=(0.54X2.5-0.22X1.8-