LGL180型挂蓝设计计算书.docx
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LGL180型挂蓝设计计算书
LGL180型挂蓝
设计计算书
1性能参数:
最大承载力180t,适应梁段长度4m,最大梁段高6895mm。
2.结构组成:
菱形桁架、提吊系统、走行系统、模板及张拉操作平台五部分组成。
3.结构计算:
3.1荷载系数
有关荷载系数依据交通部颁发的公路桥涵设计和施工规范,荷载系数取值如下:
3.1.1考虑箱梁混凝土浇注时胀模等因素的超载系数:
k1=1.05
3.1.2浇注混凝土时的动力系数:
k2=1.2
3.1.3挂蓝空载行走时冲击系数:
k3=1.3
3.1.4浇注混凝土和挂蓝空载行走时的抗倾覆稳定系数:
k4=2
3.2作用挂蓝的主桁荷载见梁型截面图
3.2.1梁段荷载:
最大梁段重量ω=163t,控制设计荷载Q0=k1ω=172t取180t
3.2.2施工机具及人群荷载2.5kPa
3.2.3挂蓝自重:
65t
3.2.4风荷载:
3.2.5混凝土偏载:
梁段两侧腹板混凝土浇注最大偏差取3m3,重量7.5t。
3.3荷载组合
3.3.1荷载组合Ⅰ:
混凝土重+动力附加荷载+挂蓝自重+人群及机具
3.3.2荷载组合Ⅱ:
混凝土重+挂蓝自重+混凝土偏载+人群及机具
3.3.3荷载组合Ⅲ:
混凝土重+挂蓝自重+风载
3.3.4荷载组合Ⅳ:
混凝土重+挂蓝自重+人群及机具
3.3.5荷载组合Ⅴ:
混凝土重+冲击附加荷载+风载
4.结构分析计算
最大梁段各部分砼重量:
上翼缘板:
Q1=10.2t(单侧)
顶板:
Q3=19.6t
腹板:
Q4=54.5t(单侧)
底板:
Q5=25.5t
4.1底模系
4.1.1纵梁
4.1.1.1中纵梁(按均布荷计算)
假定:
q=8.5t/mE0=2.1*106[σ]=1700kg/cm2材质Q235A
初步选材10[28b
a.弯矩及支点反力
弯矩:
Mmax=20.45t.m
支点反力:
RA=14.88tRB=10.63t
b.应力及钢度验算
已知:
[28b参数A0=45.62cm2Ix=5118.4cm4Wx=365.6cm3
实际应力:
σ=
<1700kg/cm2
钢度:
fmax=
=2.53mm<L/600
4.1.1.2边纵梁(单侧按均布荷计算)
假定:
q=18.2t/mE0=2.1*106[σ]=1700kg/cm2材质Q235A
初步选材初步选材3根2[28b+2δ10*260]
a.弯矩及支点反力
弯矩:
Mmax=43.79t.m
支点反力:
RA=31.85tRB=22.75t
b.应力及钢度验算
已知:
参数A0=143.24cm2
Ix=21174cm4
Wx=1411.6cm3
实际应力:
σ=
<1700kg/cm2
钢度:
fmax=
=4.36mm<L/600
4.1.2托梁
4.1.2.1前托梁
荷载:
底模系G1=16tq1=3.04t/mq2=14.22t/m
假定底模承受的荷载完全由内侧吊带承受,则前托梁受力分析如下:
a.弯矩及支点反力
弯矩:
Mmax=26.27tm
支点反力:
RA=RB=
b.应力及钢度验算(考虑外侧吊带承力)
已知:
2[36b+2δ10*340参数
A0=189.78cm2Ix=48575.6cm4Wx=2556.6cm3
实际应力:
σ=
<1700kg/cm2
钢度fmax=
4.1.2.2后托梁
荷载:
底模系G1=16tq1=10t/mq2=6.5t/m
假定底模承受的荷载完全由内侧吊带承受,考虑前后倾角,则后托梁受力分析如下:
a.弯矩及支点反力
弯矩:
Mmax=36.77tm
支点反力:
RA=RB=
b.应力及钢度验算(考虑外侧吊带承力)
已知:
2[36b+2δ16*340
参数:
A0=244.98cm2
Ix=63756.8cm4
Wx=3252.9cm3
实际应力:
σ=
<1700kg/cm2
钢度fmax=
4.2吊杆、吊带
4.2.1前吊杆(单侧)假定载荷全部由内侧吊杆承受
已知:
N=28.07tφ32精扎螺纹钢承力54.2t,屈服极限750Mpa
所以选用φ32精扎螺纹钢满足要求。
4.2.2后吊带
已知:
N=39.29t吊带选用16Mnδ40*150[σ]=2100kg/cm2
实际应力:
σ=
<[σ]
结论:
所以选用材料满足要求。
4.3前横梁
为简化计算,将外侧模及底模吊带按集中荷载考虑,底模按内侧吊带承力,外模按外侧吊带承力。
已知:
P1=6.5tP2=28.1tP3=8.1t
初选材料:
2I40bQ235A参数:
A0=94.1cm2Ix=22780cm4
Wx=1140cm3
a.弯矩及支点反力
弯矩:
M1=27.11t.m
支点反力:
RA=RB=42.7t
b.应力验算
σ=
<1700kg/cm2
结论:
通过以上验算可知,所选材料满足要求。
4.4主构架(结构如下图)承载力按180t考虑
4.4.1已知各杆件内力:
NAB=+113.69tNBD=+95.83tNDC=-111.76t
NAC=-95.83tNBC=-61.17t
a初选材料:
2[32b+2δ10Q235A参数如下:
AB杆A0=176.2cm2Ix=34248.5cm4Wx=2014.6cm3rx=13.9cm
BD杆A0=176.2cm2Ix=34248.5cm4Wx=2014.6cm3rx=13.9cm
DC杆A0=176.2cm2Ix=34248.5cm4Wx=2014.6cm3rx=13.9cm
BC杆A0=176.2cm2Ix=34248.5cm4Wx=2014.6cm3rx=13.9cm
AC杆A0=176.2cm2Ix=34248.5cm4Wx=2014.6cm3rx=13.9cm
b强度及稳定性
AB杆σ=
<1700kg/cm2
BD杆σ=
<1700kg/cm2
DC杆σ=
<1700kg/cm2
λ=518/13.9=37.3ω=0.92
σ=
<1700kg/cm2
BC杆σ=
<1700kg/cm2
λ=264/13.9=19ω=0.978
σ=
<1700kg/cm2
AC杆σ=
<1700kg/cm2
λ=552/13.9=39.7ω=0.93
σ=
<1700kg/cm2
结论:
通过以上验算可知,所选材料满足要求。
4.5后锚杆(按实际最大梁段180t,挂蓝总重量按50t考虑)
已知:
假定主构架前端承受挂蓝和梁段总重的一半,即P=57.5t单片构架后锚数5根
所以:
需锚固力:
N=54.05t
后锚点利用竖向预应力筋φ25精扎螺纹钢单根承力41.02t,屈服极限930Mpa
稳定系数:
n=
>2
结论:
后锚固可靠。
4.6Φ42的40Cr材料替代Φ32的精轧螺纹钢检算
挂篮中吊杆采用Φ32的精轧螺纹钢,由于吊杆是挂篮的主受力结构,精轧螺纹钢容易发生脆断,因此,采用Φ42的40Cr材料进行替代,计算如下:
4.6.1原设计
前吊杆(单侧)假定载荷全部由内侧吊杆承受
已知:
N=28.07t,φ32精扎螺纹钢承力54.2t,屈服极限750Mpa
所以选用φ32精扎螺纹钢满足要求。
4.6.2修改后设计
采用Φ42的40Cr材料替代
已知:
N=28.07t,去掉螺纹后,净直径为φ32的40Cr承力70.9t,屈服极限980Mpa
4.6.3安全系数比较
原设计安全系数
K=54.2/28.07=1.93
修改后安全系数
K=70.9/28.07=2.53
结论:
经检算,吊杆采用Φ42的40Cr材料替代Φ32的精轧螺纹钢可以满足设计及施工要求。
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