挂篮构件检算书补充计算Word格式文档下载.docx
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设计、验算所用的焊缝容许应力如表2。
焊缝容许应力(MPa)表2
焊条型号
构件材质
对接焊缝
角焊缝
备注
抗拉
抗压
抗剪
抗拉、抗压和抗剪
E4303
205
160
E5015
295
170
2.挠度指标
根据《钢规》第3.5条规定,挠度容许值[fQ]=L/400(L为受弯构件的跨度)
3.荷载指标
施工机具及人群荷载:
1.0kN/m2
荷载分项系数:
衡载1.2,活载1.4
梁体节段重量:
26.50kN/m3
计算节段按表3中所示各节段分块重量比较选取:
表3节段分部重量比较表:
节段号
分块
节段长
厚
宽(高)
比重
重量
数量
共重
节段重量
1
腹板
2500
1014
9363
26.50
628.98
2
1257.97
2204.16
底板
904
7772
465.47
1
5
3000
959
7985
608.46
1216.93
2303.49
806
7883
505.12
8
3500
900
6940
578.95
1157.91
2233.91
705
8001
523.18
11
4000
832
5958
525.13
1050.26
2215.13
611
8137
526.57
15
翼缘
4500
650
1600
124.02
248.04
2100.59
顶板
450
8343
447.71
顶板倒角
1000
200
11.93
23.85
729
4953
430.29
860.57
514
510.88
底板倒角
400
4.77
9.54
——《连续梁施工图》
经比较并着重考虑施工时荷载对挂篮前端的作用后,选取15#节段作为计算节段,其重量为2100.59kN;
对底平台构件用1#节段的腹板和底板砼重量进行验算。
挂篮前竖直位移量及其他构件的强度和挠度验算均用15节段重量。
四.计算工况及荷载组合
1.挂篮计算主要分为浇筑施工工况计算和移模行走工况计算。
在浇筑施工工况计算中主要计算挂篮各主要构件在全部施工荷载作用下的应力应变及挂篮施工的安全系数;
移模行走工况主要计算挂篮行走系统的安全性能。
2.荷载组合
A.施工工况时:
总荷载=挂篮自重*1.2+机具荷载(=1kPa)*1.4+砼*1.2
B.移模工况时:
总荷载=挂篮自重*1.2+机具荷载(=1kPa)*1.4
C.挂篮在桥面的指点不平衡取高差10mm
D.风荷载:
取基本风压0.45MPa,风向与挂篮支点倾斜方向一致
五.模型建立
1.计算采用整体建模,模型图如下,构件具体布置见《挂篮构件布置图》。
挂篮总体建模图
2.荷载按下表施加
表4分部荷载表
线荷载(kN/m)
点荷载(kN)
作用长度(mm)或部位
方向
附注
底模
有腹板处
89.85
1000
竖向
有倒角处
4.24
400
三角荷载
底板中部
8.53
7800
53.59
700
500
5.74
8340
面板及筋板
0.26
9800
人机
0.40
外模
翼缘1
8.94
梯形
翼缘2
16.89
1750
0.44
满翼缘
0.75
外侧面1
18.75
水平
外侧面2
37.50
7150
侧面板转化重量
3.65
底部
内模
顶板处
6700
倒角处
1400
满内顶板
内侧面1
内侧面2
六.构件应力及挠度验算
构件按选定材料及布置进行应力及挠度验算,并且只针对主应力进行验算。
材料在各构件验算项目中标明,详细布置见《挂篮构件布置图》。
1.底平台构件
(1)底模板大肋([8)
弯应力:
σ=1.65kN·
m/w=1.65*10^6/25250=65.25MPa<[σ]=145MPa
挠度:
f=1.3mm≤[fQ]=1300/400=3.25mm
满足要求
(2)边纵梁(I45b)
σ=182.50kN·
m/w=182.50*10^6/1502222=121.48MPa<[σ]=145MPa
f=7.5mm≤[fQ]=5200/400=13mm
(3)中纵梁(I36b)
σ=93.80kN·
m/w=93.80*10^6/916666=102.33MPa<[σ]=145MPa
f=7.8mm≤[fQ]=5200/400=13mm
(4)横梁(2I50)
σ=284.36kN·
m/w=284.36*10^6/3888000=73.14MPa<[σ]=145MPa
f=8.8mm≤[fQ]=7140/400=17.8mm
均满足要求
(5)吊点(吊点板-20*300,吊带-25*200,销轴40Crφ70,角焊缝hf=16)
销轴:
τ=539.18kN/2A=539.18*10^3/(2*35^2*3.14)=70.09MPa<[τ剪]=210MPa
焊缝:
τ=539.18kN/4A=539.18*10^3/(4*300*11.2)=40.12MPa<[τ剪]=160MPa
挤压:
σ=539.18kN/A=539.18*10^3/((2*10+30)*70)=154.05MPa<[σ]=210MPa
吊带及连接转换器:
吊带孔挤压:
σ挤压=539.18kN/A=539.18*10^3/((2*14+25)*70)=145.33MPa<[σ]=210MPa
σ挤压=539.18kN/A=539.18*10^3/((4*8+2*16)*70)=120.35MPa<[σ]=210MPa
连接转换器孔挤压:
σ挤压=539.18kN/A=539.18*10^3/(50*70)=154.05MPa<[σ]=210MPa
吊带孔拉应力(最小截面):
σ轴拉=539.18kN/A=539.18*10^3/((2*14+25)*130)=78.25MPa<[σ]=140MPa
吊带板拉应力:
σ轴拉=539.18kN/A=539.18*10^3/(25*200)=107.84MPa<[σ]=140MPa
连接器:
σ轴拉=539.18kN/2A=539.18*10^3/(2*(2*10+16)*80)=93.6MPa<[σ]=140MPa
(6)吊杆及螺纹(40Crφ70)
拉应力:
σ=539.18kN/A=539.18*10^3/(35^2*3.14)=140.17MPa<[σ]=360MPa
螺纹剪应力(按12个螺距):
τ=539.18kN/12A=539.18*10^3/(12*60*3.14*5)=47.69MPa<[τ剪]=160MPa
2.外侧模板及骨架
(1)翼缘桁架(上下弦杆[10,腹杆[6.3)
σ=4.68kN·
m/w=2.68*10^6/39600=118.18MPa<[σ]=145MPa
f=0.6mm≤[fQ]=1500/400=3.7mm
轴应力:
σ=60.71kN/A=60.71*10^3/845=71.84MPa<[σ]=140MPa
(2)外侧模板竖筋([10)
σ=4.71kN·
m/w=4.71*10^6/39600=118.93MPa<[σ]=145MPa
剪应力:
τ=25.03kN/A=25.03*10^3/1275=19.60MPa<[τ剪]=85MPa
f=1.3mm≤[fQ]=1000/400=2.5mm
(3)外侧模板横梁(2[10)
σ=8.65kN·
m/w=8.65*10^6/(2*39600)=109.22MPa<[σ]=145MPa
f=1.8mm≤[fQ]=1500/400=3.7mm
(4)内外侧模板拉杆(φ20)
σ=36kN/A=36*10^3/(10^2*3.14)=114.65MPa<[σ]=140MPa
(5)外模支承纵梁(2[32b)
σ=94.94kN·
m/w=94.94*10^6/(2*508750)=93.3MPa<[σ]=145MPa
f=9.3mm≤[fQ]=5200/400=13mm
(6)吊点(吊点板-20*300,销轴45钢φ60,角焊缝hf=16)
τ=134.26kN/2A=134.26*10^3/(2*30^2*3.14)=23.75MPa<[τ剪]=125MPa
吊点板:
σ=134.26kN/A=134.26*10^3/(20*60)=111.88MPa<[σ]=210MPa
(7)吊杆(JLφ40)
σ=134.26kN/A=134.26*10^3/(20^2*3.14)=106.89MPa<[σ]=650MPa
3.内侧模板及骨架
(1)顶板桁架(上弦杆[10,下弦杆I20b,腹杆[6.3)
σ=4.53kN·
m/w=4.53*10^6/39600=114.39MPa<[σ]=145MPa
f=0.8mm≤[fQ]=500/400=1.25mm
σ=16.36kN·
m/w=16.36*10^6/250000=65.44MPa<[σ]=145MPa
f=0.4mm≤[fQ]=550/400=1.3mm
σ=31.62kN/A=31.62*10^3/845=36.42MPa<[σ]=140MPa
(2)内侧模板竖筋([10)与外侧模竖筋相同
(3)内侧模板横梁(2[10)与外侧模横梁相同
(4)内外侧模板拉杆(45钢φ25)
(5)内模支承纵梁(2[36b)
σ=268.82kN·
m/w=268.82*10^6/2439957=110.17MPa<[σ]=145MPa
(6)吊点(吊点板-2*300,销轴45钢φ60,角焊缝hf=16)
τ=199.31kN/2A=199.31*10^3/(2*30^2*3.14)=35.26MPa<[τ剪]=125MPa
σ=199.31kN/A=199.31*10^3/(27*60)=123.03MPa<[σ]=210MPa
σ=199.31kN/A=199.31*10^3/(20^2*3.14)=158.68MPa<[σ]=650MPa
4.主桁架构件
(1)前上横梁(2I63b)
σ=533.24kN·
m/w=533.24*10^6/6045584=88.20MPa<[σ]=145MPa
f=12.9mm≤[fQ]=9090/400=22.7mm
(2)主桁水平杆(2[40b)
σ=1469.98kN/A=1469.98*10^3/17116=85.88MPa<[σ]=140MPa
(3)主桁竖杆(2[40b)
σ=1736.16kN/A=1736.16*10^3/17116=101.43MPa<[σ]=140MPa
(4)主桁斜杆(2[40b)
σ=1719.23kN/A=1719.23*10^3/17116=100.45MPa<[σ]=140MPa
(5)主桁节点(节点板-(20+20)*360,销轴45钢φ120,角焊缝hf=16,螺栓M27)
τ=1719.23kN/2A=1719.23*10^3/(2*60^2*3.14)=76.04MPa<[τ剪]=125MPa
节点板:
σ=1719.23kN/2A=1719.23*10^3/(2*(40*120))=179.08MPa<[σ]=210MPa
τ=1719.23kN/2A=1719.23*10^3/(4*360*11.2)=106.60MPa<[τ剪]=160MPa
螺栓:
τ=1736.16kN/36A=1736.16*10^3/(36*12^2*3.14)=106.65MPa<[τ剪]=160MPa
螺栓孔挤压:
σ=1736.16kN/A=1736.16*10^3/(36*12.5*24)=160.76MPa<[σ]=210MPa
(6)前支点垫块(-12*600)
σ=1736.16kN/A=1736.16*10^3/(2*20*600)=72.34MPa<[σ]=140MPa
(7)后锚分配梁(2I40b)
σ=250.13kN·
m/w=250.13*10^6/2213016=113.03MPa<[σ]=145MPa
f=0.8mm≤[fQ]=1480/400=3.7mm
(8)后锚杆(40Crφ70)
σ=378.36kN/A=378.36*10^3/(35^2*3.14)=98.36MPa<[σ]=360MPa
5.挂篮各部分前端在荷载作用下的竖向位移
(1)前上横梁ε=24.2mm
(2)前下横梁ε=32.5mm
(3)内模ε=36.3mm
(4)外模ε=23.0mm
6.挂篮浇筑施工工况时抗倾覆安全系数
n=360/98.36=3.6
七.挂篮空载移模时安全性及前端竖向位移计算
1.空载移模时后勾及轨道验算
(1)后勾板(-10*50,角焊缝6mm)
后勾板:
σ=4.30kN·
m/w=4.30*10^6/(6*9166)=78.19MPa<[σ]=145MPa
τ=171.81kN/6A=171.81*10^3/(6*50*2*4.2)=68.18MPa<[τ剪]=160MPa
σ=171.81kN/12A=171.81*10^3/(12*12^2*3.14)=31.66MPa<[σ]=140MPa
(2)轨道(1/2[40b+t20,锚固间距1000mm)
竖向预应力筋:
σ=171.81kN/2A=171.81*10^3/(2*12.5^2*3.14)=175.09MPa<[σ]=650MPa
轨道:
σ=85.91kN·
m/w=85.91*10^6/786642=109.21MPa<[σ]=145MPa
2.空载移模时跨距变大的梁
(1)下横梁(2I50)
σ=265.73kN·
m/w=265.73*10^6/3888000=68.34MPa<[σ]=145MPa
f=33.2mm≤[fQ]=15400/400=38.5mm
(2)外模支承纵梁(2[32b)
σ=37.00kN·
m/w=37.00*10^6/(2*508750)=36.36MPa<[σ]=145MPa
f=8.8mm≤[fQ]=90650/400=22.4mm
(3)内模支承纵梁(2[36b)
σ=80.95kN·
m/w=80.95*10^6/(2*705555)=57.37MPa<[σ]=145MPa
f=19.6mm≤[fQ]=90650/400=22.4mm
3.空载移模时吊挂底模后横梁的后吊架构件
(1)后吊架斜杆(2[12)
σ=100.13kN/A=100.13*10^3/(2*1536)=32.59MPa<[σ]=140MPa
(2)后吊架斜杆(2[20b)
σ=100.13kN/ψA=78.16*10^3/(0.553*2*3283)=31.53MPa<[σ]=140MPa
满足要求
(3)销轴(φ40)及节点板(-10*300,角焊缝hf=8)
τ=54.33kN/2A=54.33*10^3/(20^2*3.14)=43.26MPa<[τ剪]=125MPa
σ=54.33kN/2A=54.33*10^3/(2*(10*40))=67.9MPa<[σ]=210MPa
τ=54.33kN/2A=54.33*10^3/(4*5.6*300)=8.8MPa<[τ剪]=160MPa
(4)后吊架吊杆(JLφ32)
σ=54.33kN/ψA=54.33*10^3/(16^2*3.14)=67.59MPa<[σ]=650MPa
4.挂篮各部分前端的竖向位移
(1)前上横梁ε=6.4mm
(2)前下横梁ε=8.3mm
(3)内模ε=7.7mm
(4)外模ε=6.9mm
4.挂篮移模工况安全系数
n=650/175.09=3.7
八.结论
经以上对挂篮构件在施工时各种荷载作用下的的应力应变计算可知,所选挂篮构件能满足施工要求,是安全可靠的。
其中挂篮在浇筑施工工况时的安全系数为4.3,在空载移模工况时的安全系数为3.7。
挂篮在实际施工时各部分的前端比未施加荷载时的竖向位移量为
(1)前上横梁Δε=25.7-6.4=19.3mm
(2)前下横梁Δε=38.3-8.3=30mm
(3)内模Δε=32.8-7.7=25.1mm
(4)外模Δε=26.3-6.9=19.4mm
该数据只作为参考,应把荷载试验所得数据作为实际调整模板立模标高的依据。
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