挂篮设计计算书参考范本Word格式.docx
- 文档编号:13474947
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:357.98KB
挂篮设计计算书参考范本Word格式.docx
《挂篮设计计算书参考范本Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《挂篮设计计算书参考范本Word格式.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(4)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);
(5)其它规范和规程。
3设计假定和说明
根据本挂篮的结构特点,设计计算中采用以下假定和说明。
(1)悬臂施工最大节段重量约为180t,按此重量进行挂篮控制设计。
(2)由于挂篮上部主桁系统和下部底模平台系统仅通过吊挂系统相连,故计算按各自的子结构进行计算,子结构为底模平台体系,主桁体系、吊挂体系和锚固体系。
(3)计算顺序为先对底模平台体系进行结构计算,得出各吊点的支承反力,然后把此支承反力作为外力对主桁体系进行各项计算。
(4)节段施工过程一般分为以下步骤:
①挂篮空载走行就位。
②立模。
③绑扎钢筋并浇注混凝土。
④混凝土养生后,拆模并张拉预应力。
对于挂篮来讲,只有步骤①和步骤③最不利,故挂篮的检算分为以下两个工况。
工况1:
挂篮空载走行;
工况2:
挂篮浇注混凝土时。
(5)主桁体系的结构受力分析和纵向整体稳定性检算,计入纵向风载作用。
桥面以下的结构体系不考虑风载作用。
主桁结构在横向风载作用下的主桁结构横向稳定性不作检算,但挂篮的横向限位装置要满足构造要求。
(6)各施工荷载参照规范或相应资料取值,并按荷载主力+附加力进行组合检算。
(7)检算主桁时考虑挂篮走行时的摇晃和挂篮浇注混凝土时的振捣,故工况1荷载动力系数取为1.3,工况2荷载动力系数取为1.15。
4设计相关参数
(1)材料容重:
C50混凝土26.25kN/m3(考虑体内钢筋和梁段制作误差,提高5%);
钢构件按照设计图中的构件重量采用换算容重。
(2)材料弹性模量:
A3钢材2.1×
105Mpa;
Ф32精轧螺纹钢筋2.0×
105Mpa。
(3)内模重量、施工机械、作业人群等施工荷载:
2.0kN/m2。
(4)温度荷载:
升温15℃,降温15℃,体系温度20℃。
(5)风荷载:
按8级风考虑,8级以上风则停止作业并加强锚固。
W=K1K2K3K4W0=262.63×
1.0×
1.3×
1.0=443.8Pa。
5计算内容
5.1箱梁底模平台
箱梁底模平台由前下横梁、后下横梁、纵向分配梁、横向分配梁和底模组成。
浇注混凝土时荷载先由底模面板承受,后由底模面板通过底模下面的∠50×
5传递给横向分配梁,横向分配梁传给纵向分配梁,再由纵向分配梁传递给前、后下横梁。
下横梁的支承边界为各自的吊挂系统。
5.1.1模板
模板由6mm厚的面板(A3钢板)和∠50×
5的型钢楞条组成,分为底模、侧模和翼板模。
(1)面板
面板最大网格为0.4m×
0.4m,它将直接承受上面的面载。
对此网格采用ANSYS6.0进行板单元计算,看网格划分的是否合理。
模板面板所承受的最大荷载为:
q=26.25×
0.9+2.0=25.625kN/m2
面板计算采用四边嵌固的板单元进行计算。
计算得面板的变形为0.2mm,面板稳定应力为31.3MPa,其应力云图见图1。
图1模板面板应力云图(Pa)
根据《公路桥涵施工技术规范》第9.2.4条的规定,模板面板在施工过程中的最大变形应小于模板构件跨度的L/400=1.0mm,也应小于规定的1.5mm。
模板面板的最不利变形满足规范要求。
(2)∠50×
5角钢棱条
模板面板下面为间隔400mm的∠50×
5角钢棱条,面板和钢棱条组成正交异性板。
面板与纵肋焊接在一起共同工作,故应计算纵肋上面板的有效宽度。
有效宽度取其正弯矩部分的平均长度作为纵肋跨长,即t1=0.7t=0.7×
400=280mm。
利用有限元进行计算,建立纵肋的计算模型,计算软件为《桥梁博士V3.0》,计算模型见图2。
图2模板纵向钢棱条有限元计算模型
面板下最大荷载为中箱区域:
常截面:
q=0.4×
0.9×
26.25+0.4×
2=10.25kN/m
横隔墙截面:
2.85×
2=30.73kN/m
计算得挠度为0.024mm,小于L/400=1.25mm。
纵肋的计算应力很小。
5.1.2横向分配梁
横向分配梁为焊接支架,左右对称,沿桥纵向间隔0.5m布置,在横隔墙处并进行了加密(0.3m+0.2m)。
取一半进行建模分析,模型见图3,模型支点位置为纵向分配梁位置。
图3横向分配梁有限元计算模型
单元模型中,单元E1~E14、E44~E61为[10型钢,其余为[8型钢。
根据设计图中的材料重量,构件的换算容重为82.43kN/m3。
作用在横向分配梁上的荷载等效成均布荷载,具体如下.
翼缘板q=0.335×
0.5×
26.25+0.5×
2=5.40kN/m
斜腹板
靠近翼板区域q1=0.51×
2=7.69kN/m
(为0.674m梯形载)q2=0.93×
2=13.21kN/m
其它q=0.58×
2=8.61kN/m
底板
边室q=0.65×
2=9.53kN/m
中腹板q=2.85×
2=38.41kN/m
中室q=0.90×
2=12.81kN/m
0.4m横隔墙截面:
边室底板及中室区域q=1.95×
0.4×
26.25=20.48kN/m
斜腹板区域q1=(0.93-0.58)×
26.25=3.68kN/m
(为2.706m梯形载)q2=1.95×
在横隔板中线各0.2m处进行了加密,按照五弯矩方程计算得反力,可假定0.4m横隔板区域荷载由3根横向分配梁承受,其荷载分配比例为1:
2.7:
1。
常截面区域横向分配梁加载图见图4。
0.4m横隔墙区域加载图见图5。
图4常截面区域横向分配梁加载图示
图5横隔板区域附加荷载加载图示(3片横梁分配)
常截面区域加载下的横向分配梁变形图见图6,横隔板区域下的横向分配梁变形图见图7。
图6常截面区域加载下的横向分配梁变形图
节点竖向位移:
N522.16mm<L/200=4.5mm
N492.39mm<L/400=6.25mm
N100.65mm<L/400=4.125mm
图7横隔板区域加载下的横向分配梁变形图
N521.91mm<L/200=4.5mm
N492.31mm<L/400=6.25mm
N101.89mm<L/400=4.125mm
以上计算过程中,横向分配梁单元最大正应力为E8-I,为102.3MPa,应力水平满足规范要求。
计算得各支点反力见表1。
表1横向分配梁支点反力汇总(kN)
纵梁编号
1#
2#
3#
4#
5#
6#
常截面区域
43.87
5.71
14.79
13.31
23.10
7.77
横隔板区域
23.32
13.22
30.93
24.85
25.98
11.68
横隔板加密
8.64
4.90
11.46
9.20
9.62
4.33
5.1.3纵向分配梁
纵向分配梁布置在前、后下横梁上面,上面承受横向分配梁传来的荷载。
纵向分配梁在桥横向共布置11组,具体布置为2×
(1000+2304+1680+1175+1175)mm。
均为全焊接桁架结构,其中1#端纵梁为桁高800mm,中间9组中纵梁(2#~6#)为桁高847mm。
对端纵梁和中纵梁分别建模分析,模型支点位置为前、后下横梁位置。
1#纵梁(端纵梁)各杆件型号如下:
上弦杆:
2[20b型钢,计算长度为8×
0.675m
下弦杆:
2[16b型钢,计算长度为3×
1.35m
端斜杆:
2[16b型钢,计算长度为1.047m
其余杆件:
2[10型钢
2#~6#纵梁(中纵梁)各杆件型号如下:
2[14b型钢,计算长度为8×
2[12.6型钢,计算长度为3×
2[12.6型钢,计算长度为1.083m
2[8型钢
纵梁计算模型见图8。
图8端纵梁计算模型
模型所加荷载为表1中纵梁反力荷载。
受荷变形图见图9。
图9纵梁受荷变形图
具体计算结果见表2。
表2纵梁最不利计算结果
1#
2#
3#
4#
5#
6#
最大节点挠度(mm)
3.56
1.03
2.47
2.13
3.10
2.29
上弦杆最大正应力(MPa)
83.7
25.8
61.5
52.2
71.4
54.7
下弦杆最大正应力(MPa)
-95.3
-28.9
-69.7
-59.9
-86.4
-64.2
端斜杆最大正应力(MPa)
-64.8
-19.9
-47.9
-41.6
-62.4
-45.4
腹杆最大正应力(MPa)
71.6
20.9
49.8
42.5
59.3
44.9
前下横梁支点反力(kN)
204.5
39.8
95.5
83.0
123.9
90.3
后下横梁支点反力(kN)
190.7
34.1
81.9
71.9
111.3
79.6
注:
应力以压为正。
从图9和表2可以看出:
纵梁最大节点挠度为9#节点,具体为3.56mm,其挠跨比3.56/5400=1/1517,小于《公路桥涵施工技术规范》第9.2.4条要求的L/400。
1#纵梁变形满足规范要求。
纵梁各杆件中最大应力为端纵梁的下弦杆,为95.3MPa,小于规范要求的[σW]=140MPa,结构受力满足规范要求。
5.1.4下横梁
下横梁分为前下横梁和后下横梁,由于两个下横梁的几何参数相同,但前下横梁所受纵梁传来的荷载要比后下横梁大,故只检算前下横梁。
前下横梁由两根工40a型钢组成,全长18m,对此进行建模计算,模型支点为吊带吊点位置。
计算工况分走行和浇注混凝土。
各自工况的计算模型见图10和图11。
图10挂篮走行前下横梁计算模型
图11挂篮浇注混凝土前下横梁计算模型
挂篮走行时,前下横梁在各纵梁作用点施加10kN的自重荷载;
挂篮浇注混凝土时,前下横梁在各纵梁作用点施加表2中前下横梁支点反力荷载。
浇注混凝土
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 挂篮 设计 计算 参考 范本