菱形挂篮计算书最强文档格式.docx
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2、根据本桥的结构特点和施工特点,挂篮为菱形挂篮,其由以下几个主要部分组成。
(1)主桁系统:
由上弦杆、下弦杆和腹杆组成单片主桁,
共2片,横向由前上横梁、平联、门架连接;
(2)底模平台:
由模板、纵梁、前后下横梁组成整体平台;
(3)吊挂系统:
由前上横梁,前后吊带组成;
(4)外导梁系统:
由外导梁、锚固滑行设备等组成,为侧模、底模平台滑道设备;
(5)走行系统:
由前后支腿、滑板及滑道组成,为主桁系统的滑行设备;
(6)平衡及锚固系统:
由锚固部件、锚固筋等组成,以便挂篮在灌注砼和空载行走时,具有必要的稳定性。
二、设计依据
1.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
2.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)
3.《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
4.×
特大桥施工图设计
三、荷载:
1、挂篮施工控制工况1#、3#、6#块。
1#块为3.25m节段最重块,混凝土68.6m3,重170t;
3#块为3.5m节段最重块,混凝土66.6m3,重166t;
6#块为4m节段最重块,混凝土59.1m3,重148t。
2、单只挂篮重量:
一只挂篮总重为60t,与设计院要求相符。
3、挂篮工作系数:
0.35。
四、挂篮施工时主要构件检算(施工1#、3#、6#块为控制工况):
挂篮各个构件结构见总图:
(一)、施工1#时挂篮计算(3.25m节段)
1、底模平台纵梁检算:
1)、底模平台腹板下纵梁(:
腹板纵梁承担着箱梁腹板混凝土荷载及底板倒角混凝土部分荷载及底模平台部分重量:
一侧腹板及部分倒角混凝土荷载:
G=162KN/m
砼超打重量按1.1计、施工荷载及挂篮底模平台重量为2.1KN/m:
G’=1.1×
G+2.0=180KN/m
该重量由4根[36b纵梁承受
则q=45KN/m。
计算模型:
计算采用sap2000计算软件对纵梁建模检算;
计算结果:
最大弯矩M=128.8KN.m
最大弯曲应力σmax=186MPa<
{215MPa};
最大变形fmax=-12mm<
L/400=13.1mm;
由以上计算可知纵梁受力符合规范要求。
支座反力(下横梁所受压力):
R前=88.3KN,R后=60.4KN;
2)、底模平台纵梁:
混凝土底板下6根纵梁承担着箱梁底板混凝土荷载及底模平台的一部分重量:
梁底板混凝土荷载:
G=90.8KN/m
砼超打重量按1.1计、施工荷载及挂篮底模平台重量为7.5KN/m:
G+7.5=107.4KN/m
该重量由6根纵梁承受
则q=17.9KN/m。
由于底板下的纵梁每根槽钢承受的荷载小于腹板下纵梁的荷载故底板下纵梁受力符合规范要求。
2、箱梁翼缘纵梁计算:
计算图示:
一侧翼缘混凝土荷载:
G=26.5KN/m
砼超打重量按1.1计、施工荷载及外滑梁、模板重量为11.1KN/m:
q=1.1×
G+11.1=40.3KN/m
由两根纵梁[36b共同承担:
最大弯矩M=58.6KN.m
最大弯曲应力σMAX=89.8MPa<
最大变形f=-6mm<
R前=80KN,R后=56KN
3、箱梁顶板纵梁计算:
A=2.6m2,由两根纵梁2[36B共同承担
q’=2.6*25=65KN/m
砼超打重量按1.1计、施工荷载及内滑梁重量35.7KN/m:
q=1.1×
q’+35.7=107.2KN/m
每根槽钢承受的荷载为q=107.2/4=26.8KN/m
最大弯矩M=77.2KN.m
最大弯曲应力σMAX=112MPa;
最大变形f=-9mm;
R前=106KN,R后=73KN
4、底模平台后下横梁检算:
挂篮浇注混凝土1#块时后下横梁受力图示:
后下横梁采用两根[36b型钢,
抗弯截面模量:
wx=703cm3
最大弯矩M=84.04KN.m
最大弯曲应力σMAX=120.9MPa;
最大变形f=-2(+1)mm;
支座反力(吊带所受拉力):
R边=249KN,R中=283KN。
5、底模平台前下横梁检算:
施工状态时,由于后横梁承担的荷载大于前横梁,而后横梁的支点间距小于前横梁,且前后横梁的型钢相同,故前横梁安全。
挂篮浇注混凝土1#块时前下横梁受力图示:
前下横梁采用两根[36b型钢,
最大弯矩M=30KN.m
最大弯曲应力σMAX=43.4MPa;
最大变形f=-0.5(+0.1)mm;
支座反力(吊带所受拉力):
R边=76KN,R中1=220KN,R中2=20KN。
6、底模平台前、后吊挂检算:
吊带中最大受力:
283KN;
。
吊带采用φ32精轧螺纹钢,吊板采用厚36mm,φ51销孔的钢板;
销轴φ50,材质为40Cr。
吊带允许承受的拉应力为400KN>
φ50销轴承受的剪应力:
τ=Q/A=72MPa<[315MPa];
孔壁承压应力:
σC=Njy/dt=157MPa<[315MPa];
7、前上横梁检算:
前上横梁承受荷载为前吊挂系统反力。
前上横梁采用I45b
最大弯矩M=186KN.m
最大弯曲应力σMAX=125MPa;
最大变形f=-14mm;
支座反力(主桁所受压力):
R=456KN。
8、主梁系统检算:
挂篮的荷载主要由前上横梁传来的荷载,主梁系统由主梁、斜拉塔架组成。
按梁、杆单元模型计算。
计算模型如下:
1、杆件强度验算
λ的计算
l0=6.38米
[36bA=68.1cm2Iy=497cm4
Zx=0.134miy=2.7cm
Iz=2*(68.1*13.4^2+497)=25450cm4
ix=√Iz/A=13.7cm
λx=6.38/0.137=46.6
λl的计算
ll0=0.575m
iy=2.7cm
λl=0.575/0.027=21.2
λ=√λx2+λl2=51.2
查钢结构设计规范附录cφ=0.856
截面积A=136(cm2)
σ=f/(φ*A)=2*485*1000/(0.856*136/10000)=83.4(MPa)<
215(MPa)
由以上计算可知杆件的强度和稳定性均满足规范要求。
2、销孔孔壁压强验算
P=484KN
A=0.1*0.025=0.0025m2
σb=484*1000/0.0025=193.6MPa<[315MPa]
3、销子强度验算
φ100销轴承受的弯剪应力:
τ=p/a
=484*1000/(3.14*0.05^2)/1e6
=61.7MPa<[145MPa];
挂篮主梁的前上横梁位置的挠度为13mm;
挂篮支座反力:
后锚固支座R1=556KN
前锚固支座R2=1112KN
9、后锚固系统检算:
主桁后锚固力由后锚固梁分配梁的锚固筋提供。
计算中未计该部分自重,是偏安全的。
每片主桁后锚固采用4根
25预应力钢筋
主体
32预应力钢筋张拉控制力379KN。
则K=F/P=2.72>2。
(二)、施工3#时挂篮计算(3.5m节段)
G=149KN/m
G+2.0=166KN/m
则q=41.55KN/m。
最大弯矩M=126KN.m
最大弯曲应力σmax=181MPa<
最大变形fmax=-12.5mm<
R前=84KN,R后=63KN;
G=84.8KN/m
G+7.5=100.7KN/m
则q=16.8KN/m。
q=1.1×
最大弯矩M=62.1KN.m
最大弯曲应力σMAX=95.1MPa<
最大变形f=-8mm<
R前=83KN,R后=63KN
最大弯矩M=81.8KN.m
最大变形f=-10mm;
R前=110KN,R后=83KN
后下横梁采用两根[36b型钢
底板混凝土:
37KN/m
腹板混凝土:
327.5KN/m
底模模板重及施工荷载:
6.6KN/m
最大弯矩M=60.2KN.m
最大弯曲应力σMAX=86.6MPa;
最大变形f=-1(+1)mm;
R边=180KN,R中=232KN。
28KN/m
247KN/m
5KN/m
232KN;
小于1号块吊带的拉力故此处吊带不需要再进行验算。
最大弯矩M=194KN.m
最大弯曲应力σMAX=130MPa;
最大变形f=-15mm;
R=474KN。
4、杆件强度验算
5、销孔孔壁压强验算
6、销子强度验算
(三)、施工6#时挂篮计算(4m节段)
G=95KN/m
G+2.0=107KN/m
则q=26.7KN/m。
最大弯矩M=88.3KN.m
最大弯曲应力σmax=127MPa<
最大变形fmax=-10mm<
R前=57KN,R后=52KN;
G=69KN/m
G+7.5=83.5KN/m
则q=14KN/m。
最大弯矩M=67.3KN.m
最大弯曲应力σMAX=96.7MPa<
R前=86KN,R后=80KN
最大弯矩M=88.7KN.m
最大弯曲应力σMAX=127MPa;
R前=115KN,R后=104KN
腹板混凝土266.5KN/m
底模及施工荷载3.6Kn/m
底模纵梁3KN/m
底板混凝土26.7KN/m
最大弯矩M=69.1KN.m
最大弯曲应力σMAX=99.4MPa;
R边=123KN,R中=154KN。
腹板混凝土241KN/m
底模及施工荷载3.3Kn/m
底模纵梁2.7KN/m
底板混凝土24.1KN/m
7、杆件强度验算
8、销孔孔壁压强验算
9、销子强度验算
结论:
通过以上计算可知挂篮的纵梁、横梁、主桁架、吊带在施工的各个工况下均能满足规范要求,故挂篮结构安全、可靠。
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