XX大桥连续梁施工方案

XXX大桥挂篮施工专项方案第④分析事故原因，采取相关措施消除隐患，避免事故的再次发生7.5、挂篮施工安全专项方案挂篮施工安全专项方案及各施工紧急预案见附件2：《龙江东江大桥连续刚构挂篮施工安全专项方案》第八章挂篮单构件计算一、主桥段桥型及桥体简要介绍XXX大桥工程起点位于惠州市博罗县园洲镇的龙叫村（上园路），南北向跨越东江，终点止于东莞市企石镇的博夏村（江南大道）。线路总长1621.93m，桥长1202m。主桥采用（60+2*100+60）米预应力混凝土连续刚构，主桥全长320米，跨越东江。主桥箱梁采用悬臂现浇施工，箱梁纵向分块为8.8M（边跨尾段）+2.0m（边跨合拢段）+5*4m+5*3.5m+2*3m（12个悬浇段）+11m(0#、1#块）+2*3m+5*3.5m+5*4m（12个悬浇段）+2.0（跨中合拢段）。主桥每幅桥箱梁设计为单箱单室三向预应力结构，箱梁顶面宽12.5m，底面宽6.5m，单侧悬臂宽度3.0m。箱梁0、1号块梁段长11m，各墩与箱梁相接的根部断面高5.8m，跨中及边跨端部梁高2.8米，箱梁梁高变化采用2次抛物线设计，0#块腹板厚95cm、1#至9#腹板厚度70cm，10#块为过渡段，11#-14#腹板厚度为50cm。箱梁底板变化厚度为采用2次抛物线，由箱梁根部80cm渐变至跨中30cm，箱梁顶板厚0#块采用50cm，其余均采用28cm，箱梁横坡由腹板高度调整，底板保持水平，顶板横向设置2%的横坡。图10#块和1#块纵断面和横断面挂篮为菱形挂篮,主要包括主构架、行走及锚固装置、底模架、内外侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁、后上横梁等组成。图2挂篮总体结构（侧面图,单位mm）图3挂篮总体结构(横断面图,单位mm）二．设计依据及主要参数1．设计依据（1）、预应力混凝土连续刚构图纸（设计院相关图纸）（2）、《钢结构设计规范》(GB50017-2013)（3）、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205—2001）（4）、《合金结构钢技术条件》（GB3077-88）（5）、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2010）（6）、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）（7）、《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB／T20065-2006）（8）、《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）（9）、《机械设计手册》（第五版）（10）、路桥施工计算手册（11）、路桥施工计算专家RBCCE2．结构参数（1）悬臂浇筑砼箱梁最不利段长度为4m。（2）箱梁底板宽6.5m，顶板宽12.5m。3.设计荷载：（1）悬臂浇筑最重梁段约1281.8kN。（2）挂篮及模板总重约530kN，其中内模系统自重20kN，外侧模系统自重70kN，底模板系统45kN。（3）人群及机具荷载取2.5KPa。（4）荷载组合：a.1.2*(砼重+挂篮自重)+1.4*人群机具(强度、稳定)b.砼重+挂篮自重+人群机具(刚度)c.砼重+挂篮自重+风荷载(稳定)（5）核算参数：a.钢筋砼比重取值为；26.5kN/m3d.主桁架前顶点变形位移小于20mm；e.顶横梁、底横梁挠度小于10mm；f.锚固杆、悬吊杆强度安全系数不小于2.5；g.抗倾覆稳定系数不小于2.0。（6）最不利工况下最大组合荷载值：a.荷载组合：1.2*（1281.8+530）+1.4*2.5*12.5*3.5=2327.285kN(强度、稳定性)b.荷载组合：1*(1281.8+530)+1.*2.5*12.5*3.5=1921.175kN(刚度)（7）主材设计标准强度4、本计算书单位除特殊标注外，长度单位为m,应力单位为Mpa，弯矩单位为kNm,剪力和轴力单位为Kn.三、主构架计算1、主构架结构图4主构架结构2、主构架各杆件截面特性构件eq\o\ac(○,1)-eq\o\ac(○,5)均为2[32b槽钢,Q235钢,见下图,图5双[32b槽钢截面特性3、主构架强度和稳定性计算模型一侧主构架承受的荷载为：2327.285/2/2*（3.9/5.3）=428.08kN，见下图。图6菱形构架荷载情况4、主构架计算结果图7最大截面正应力图8剪力图图9轴力图图10支座反力及位移5、结论(1)最大正应力σ=51.5MPa<f=205MPa，满足强度要求。(2)最大刚度：w=8.968/5300/1.2=1/714<[w]=1/400，满足刚度要求。6、压杆稳定性计算3号杆为最不利受压杆，其承载能力由其稳定性确定。稳定性计算结果如下：图12轴力图轴心压力设计值=793.15kN截面面积A=169.8cm2绕X轴弯曲的计算长度Lx=635cm绕Y轴方向计算长度Ly=635cm绕X轴方向上截面惯性矩Ix=32453.514cm4绕Y轴方向上截面惯性矩Iy=23970.761cm4材料抗压强度设计值f=205MPa容许长细比【λ】=150绕X轴的回转半径ix=EQ\r(,\f(Ix,A))=191.1cm绕Y轴的回转半径iy=EQ\r(,\f(Iy,A))=141.cm绕X轴的长细比λx=EQ\f(Lx,i\s(,x))=3.32<【λ】=150,刚度条件满足要求！绕Y轴的长细比λy=EQ\f(Ly,i\s(,y))=4.5<【λ】=150刚度条件满足要求！λx<λy，根据λy查表得稳定系数φ=0.945稳定性检算：σ=EQ\f(F,φA)=46.25.7MPa<f=205MPa,结论:满足压杆稳定性要求！5、主构架刚度计算刚度计算时`一片主构架的计算荷载为：1921.175/4*(3.9/5.3)=353.423kN图13刚度计算荷载相应的变形为：图14变形图四、混凝土浇注时后锚力学计算菱形主构架一侧由三对φ32精扎螺纹钢筋锚固，φ32精扎螺纹钢筋承载能力为：1/4×3.14×32×32×930=747.6kN;后锚最大锚固力为：Nmax=568.6kN,则一根φ32精扎螺纹钢筋最大承受568.6/6=94.77kN<[P]=747.6kN轴力,抗倾覆安全系数为747.6/94.77=7.89。五、前上、下横梁及吊杆计算1、前上横梁及前下横梁截面特性图15前上和前下横梁截面特性2、前上横梁、前下横梁及吊杆等效计算模型图16前上横梁计算模型3、前上横梁、前下横梁及吊杆等效计算结果图17弯矩图图18吊杆拉应力图19前上横梁与前下横梁的最大正应力图图20轴力图图21剪力图图22变形曲线4、结论（1）前上横梁与前下横梁的最大截面正应力为σ=166.6Mpa<f=205Mpa,满足强度要求；（2）吊杆的最大拉应力为σ=167.9<f=930Mpa。K=930/167.9=5.54,满足强度要求。（3）吊杆处最大位移w=9.38mm,满足挂篮刚度要求。六、后下横梁计算1、后下横梁截面特性图23截面特性2、后下横梁计算模型图24计算模型3、后下横梁计算结果图25弯矩图图26吊杆拉应力图27后下横梁最大截面正应力图28轴力图图29剪力图图30变形曲线4、结论（1）前上横梁与前下横梁的最大截面正应力为σ=32.2Mpa<f=205Mpa,满足强度要求；（2）每处吊杆有两根精扎螺纹钢筋，则一根精扎螺纹钢筋的最大拉应力为σ=455.2<f=930Mpa。K=930/455.2=2.05,满足强度要求。（3）吊杆处最大位移w=4.7/1.2=3.92mm,满足挂篮刚度要求。七、凝土浇筑时外滑梁计算1、外滑梁截面特性图31双[36a截面特性2、外滑梁计算模型图32计算模型3、外滑梁计算结果图33弯矩图图34最大截面应力图图35剪力图图36变形曲线4、结论(1)最大正应力σ=99.9MPa<f=205MPa，满足强度要求。(2)最大刚度：w=8.479/5300/1.2=1/520<[w]=1/400，满足刚度要求。八、挂篮走行时外滑梁计算1、挂篮走行时计算模型图37计算模型2、挂篮走行时计算结果图38弯矩图图39最大截面正应力图图40剪力图图41变形曲线3、结论(1)最大正应力σ=39.7MPa<f=205MPa，满足强度要求。(2)最大刚度：w=6.881/8000=1/1162<[w]=1/400，满足刚度要求。九、底模纵梁计算1、底模纵梁截面特性图53底模纵梁H30型钢截面特性2、底模纵梁计算模型图54计算模型3、底模纵梁计算结果图55弯矩图图56最大截面正应力图57变形曲线4、结论(1)最大正应力σ=143.9MPa<f=205MPa，满足强度要求。(2)最大刚度：w=12.5/5300/1.2=1/509<[w]=1/400，满足刚度要求。十、结论与注意事项1、通过对挂蓝主构架、前后吊杆、前上横梁、前下横梁、后下横梁、内滑梁、外模滑梁、后锚吊杆等关键受力构件分析计算知，它们的受力满足强度、刚度及稳定性要求；2、建议底模纵梁腹板区不少于5根H30工字钢；箱室区纵梁不少于9根H30型钢，且均匀布置；底模纵梁纵根数为19根；3、必须进行挂篮荷载预压，预压时，注意堆载情况必须与实际节段荷载横向分布相吻合，不符合时，需要事先对预压荷载进行进行预压，以避免破坏性加载；4、挂篮荷载预压过程，需要全程变形监测，防止发生挂篮荷载预压安全事故；5、实际节段混凝土浇筑期间还需要进行挂篮变形检查和监测，确保挂篮施工安全有序进行。第九章、挂篮整体建模计算挂篮结构计算模型见下图，包括主桁架、立柱间横向连接系、前上下后横梁、底篮分布梁、滑梁等所有的承重系统。菱形挂篮结构计算空间模型有限元节点图有限元单元图一、荷载计算及组合①、荷载系数自重分项系数：1.2箱梁混凝土分项系数:1.2施工荷载分项系数：1.4②、作用于挂篮的荷载箱梁荷载：取2#块计算根据箱梁截面受力特点，划分箱梁各节段断面如图所示：通过建立箱梁各节段三维模型并查询各段体积，计算箱梁断面内各段重量如下表所示段号2#块(3m)备注=1\*GB3①0.65m2校核外模最外滑梁=2\*GB3②0.625m2校核外模最内滑梁=3\*GB3③3.71m2校核腹板位置处纵梁=4\*GB3④2.2m2校核内模滑梁⑤3.63m2校核底板位置处纵梁③、滑梁纵梁线荷载计算外模最外滑梁P1=0.65*26=16.9KN/m外模最内滑梁P2=0.625*26=16.25KN/m腹板位置处纵梁P3=3.71*26/5=19.292KN/m内模滑梁P4=2.2*26/2=28.6KN/m底板位置处纵梁P5=3.63*26/9=10.487KN/m人群荷载L=2.5*12.5/25=1.25KN/m二、挂篮刚度验算垂直方向最大位移Wz=1.8cm<2cm，满足要求。三、挂篮各杆件计算1．分配梁的计算正应力比fmax/[f]=0.736<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.298<1，满足要求。2．滑梁的计算正应力比fmax/[f]=0.371<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.104<1，满足要求。3．后下横梁的计算正应力比fmax/[f]=0.530<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.507<1，满足要求。4．后上桁架梁的计算正应力比fmax/[f]=0.141<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.019<1，满足要求。5．前下横梁的计算正应力比fmax/[f]=0.377<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.018<1，满足要求。6．前上横梁的计算正应力比fmax/[f]=0.608<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.397<1，满足要求。7．32精轧螺纹钢的计算正应力比fmax/[f]=0.719<1，满足要求。剪应力比fvmax/[fv]=0.001<1，满足要求。8．主桁架的计算正应力比fm