理工大桥悬灌梁挂篮计算书.docx
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理工大桥悬灌梁挂篮计算书
悬灌梁挂篮计算书
一、工程概况:
理工特大桥跨径为40+64+40,40+72+40m的连续梁设计为悬臂施工,梁体为砼箱型结构。
本挂篮就是为此类型的悬臂施工而设计的。
根据本桥悬灌梁的结构特点和施工特点,我们根据40+72+40悬灌梁进行挂篮设计及验算。
挂篮设计为菱形挂篮,其由以下几个主要部分组成。
1.主桁系统:
由上弦杆、下弦杆、立柱、前斜杆、后斜杆组成单片主桁,共2片,横向由横联连接;
2.箱梁顶板底模平台:
由纵梁和下横梁组成整体平台,分前、后底模平台;
3.吊挂系统:
由前上横梁,前后吊带组成;
4.内外导梁系统:
由内外导梁、锚固滑行设备等组成,为侧、内模平台滑道设备;
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、设计依据及验算假设:
2.1设计依据:
1.时速200公里客运专线(城际)铁路《有砟轨道后张法预应力混凝土连续梁》跨度40+72+40m,图号:
长株潭城际施图(桥)参修-18,
2.《钢结构设计规范》GB50017-2003,
3.《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2―2005,
4.《路桥施工计算手册》人民交通出版社,
5.Midascivil试用版。
2.2验算假设:
1.由外模走行梁承受外侧模、外侧模顶部箱梁翼板混凝土及挂篮移动时部分底模板的重量(挂篮移动时,底模架后横梁吊于外模走行梁,随走行梁一起移动;挂篮工作时,底模架后横梁由后吊杆吊于已施工梁段上);
2.由内模走行梁承受内模、内模顶部箱梁顶板混凝土的重量;
3.底模承受腹板及底板的重量。
三、荷载工况与力学参数:
3.1荷载工况:
1.工况一:
挂篮处于工作状态:
此状态下,需检算挂篮主构架、后锚系统、上横梁、前下横梁、后下横梁、内模走行梁、外模走行梁、前后吊带和底模纵梁受力情况。
由于梁段的长度不同,故需分别计算各种梁段长度中最大重量梁段浇注时挂篮各部件的受力情况。
2.工况二:
挂篮处于走形状态:
此状态下,需检算内模走行梁、外模走行梁和后勾板的受力情况。
3.2力学参数:
1.本计算中所选用钢号为A3(Q235A)钢材,《路桥施工计算手册》容许应力取值小于《钢结构设计规范》,则力学性能按《路桥施工计算手册》规定计算(临时结构,取1.3的容许应力增大系数):
1)弹性模量E=210GPa
2)抗弯容许应力1.3[σw]=1.3x145=188.5MPa
3)抗剪容许应力1.3[τ]=1.3x85=110.5MPa
4)轴向容许应力1.3[σ]=1.3x140=182MPa
2.本计算中所选用钢号为精轧钢的钢材,力学性能按以下规定计算:
1)弹性模量E=195GPa
2)容许应力[σ]=930MPa
四、计算荷载:
4.1梁段砼荷载:
根据[时速200公里客运专线(城际)铁路《有砟轨道后张法预应力混凝土连续梁》跨度40+72+40m,图号:
长株潭城际施图(桥)参修-18]设计图纸可知,挂篮施工1#块时,梁体砼荷载最大。
其作用在挂篮上的荷载具体如下:
1.1#块节段3m长,底板砼自重:
166.36KN,力分布在9根底纵梁上,其均布荷载计算为:
q1=166.36/3/9=6.16KN/m。
2.一侧腹板砼自重:
472.64KN,分布在4根底纵梁上,其均布荷载计算为:
q2=39.37KN/m。
3.一侧翼板砼自重:
26.59KN,分布在一根外滑梁上,其均布荷载q3=8.86KN/m。
4.顶板砼自重:
165.12KN,分布在两根内滑梁上,其每个内滑梁均布荷载q4=27.52KN/m。
4.2模板自重:
1.一个外侧模重量:
3.9t,作用在外滑梁4m范围内,其作用在外滑梁的均布荷载为:
q3’=9.55KN/m。
2.底模重量:
2.5t,作用在17根底纵梁范围内,作用范围4.5m内,则作用在一个纵梁上的均布荷载为:
q1’=0.32KN/m。
4.3其他荷载:
1.砼冲击荷载:
q1=1KN/m,
2.人员机具荷载:
q2=2.5KN/m。
五、模型建立
挂篮采用菱形挂篮,主桁架采用双拼32b槽钢,顶横梁采用双拼40工字钢,前后底横梁采用双拼40b槽钢,纵梁32b工字钢,吊带采用Φ32精轧螺纹钢,平联采用双拼18槽钢。
5.1单元建立:
按照上述描述用midas建模如下图:
对挂篮后锚、精轧钢锚入0#块及主桁架前支座进行约束,约束形式采用一般支撑D-ALL,R-ALL进行约束。
5.2荷载组合:
1.挂篮自重在midas中系统自动计算Q1,
2.底板纵梁荷载Q2=q1+q1’+q1+q2,
3.腹板纵梁荷载Q3=q2+q1+q2,
4.外滑梁荷载Q4=q3+q3’+q1+q2,
5.内滑梁荷载Q5=q4+q1+q2
根据JTJ021-89桥涵设计规范进行荷载组合得到
六、模型计算:
6.1底纵梁验算:
1.最大组合应力如下:
由上图可知底纵梁最大弯曲应力为:
72.04MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为0.6cm<560/400=1.4cm,满足需要。
6.2底横梁验算:
1.最大应力组合图如下:
由上图可知最大应力为:
88.78MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为:
1.7cm<900/400=2.25cm,满足需要。
6.3顶横梁验算:
1.最大应力如下:
由上图可知最大应力为:
74.28MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为:
1.5cm<900/400=2.25cm,满足需要。
6.4滑梁验算:
1.最大应力如下:
由上图可知最大应力为:
88.15MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为:
1.67cm<1100/400=2.75cm,满足需要。
6.5主桁架验算:
1.最大应力如下:
由上图可知最大应力为:
89.6MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为:
0.9cm<540/400=1.4cm,满足需要。
6.6平联验算:
1.最大应力如下:
由上图可知最大应力为:
14.82MPa<1.3[σw]=188.5MPa满足要求。
2.最大变形图如下:
由上图可知最大变形为:
0.2cm<563/400=1.4cm,满足需要。
6.7吊杆验算:
最大应力如下:
由上图可知最大应力为:
423.8MPa<[σ]=930MPa满足要求。
6.8挂篮支座反力验算及整体位移:
1.挂篮支座反力图如下:
1)由上图可知支座最大反力为:
前支座:
697.8KN,
前支座给砼造成的压力为:
697.8KN/(0.35m×0.4m)=4984.28KN/m2<50MPa(梁体混凝土设计抗压强度)。
2)由上图可知后锚支座反力为:
-350.8KN,由于后锚由六根精轧钢组成,则根据6.7的验算,这六根精轧钢无需再进行验算。
2.挂篮变形图如下:
由上图可知挂篮整体变形最大处为前下横梁中心部位,变形量为:
0.018m,可以作为1#节块施工时预抬值的参考值。
综上所述,该挂篮满足理工特大桥悬灌梁施工需求。
目录
一、工程概况:
1
二、设计依据及验算假设:
1
2.1设计依据:
1
2.2验算假设:
2
三、荷载工况与力学参数:
2
3.1荷载工况:
2
3.2力学参数:
2
四、计算荷载:
3
4.1梁段砼荷载:
3
4.2模板自重:
3
4.3其他荷载:
3
五、模型建立3
5.1单元建立:
4
5.2荷载组合:
4
六、模型计算:
5
6.1底纵梁验算:
5
6.2底横梁验算:
6
6.3顶横梁验算:
7
6.4滑梁验算:
8
6.5主桁架验算:
9
6.6平联验算:
10
6.7吊杆验算:
11
6.8挂篮支座反力验算及整体位移:
11
中铁十四局长株潭城际铁路
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