菱形挂篮计算书上报.docx

菱形挂篮计算书上报.docx

《菱形挂篮计算书上报.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《菱形挂篮计算书上报.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

菱形挂篮计算书上报

一、挂蓝设计参数取值依据

1、挂蓝设计以有关的桥涵施工规范，钢模板技术规范，钢结构设计规范为依据。

2、钢筋混凝土比重取值为2.6t／m3。

3、超载系数取1.05。

4、新浇砼动力系数取1.2。

5、挂蓝行走时的冲击系数取1.1。

6、人群及施工机具荷载取2.5Kpa。

7、抗倾覆稳定系数不小于1.5。

8、前后托梁及外模刚度取L／400，内模取L／250

9、风荷载取800Pa．

10、荷载组合：

1）砼重+挂蓝自重+人群机具+动力附加系数（强度、稳定）

2）砼重+挂蓝自重+人群机具（刚度）

3）砼重+挂蓝自重+风荷载（稳定）

4）挂蓝自重+冲击附加系数+风荷载（行走稳定）

11、悬浇节段最大重量154.3t（变更后左幅2#块）。

12、左幅2#块参数:

1顶板厚度:

25cm;

2腹板厚度:

60cm;

3底板平均厚度:

（0.559+0.50）/2=0.530m;

4箱梁中心高平均值:

（4.342+4.027）/2=4.185m.

二、纵梁计算

1、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）受力分析

项目块件号

左幅（411.3cm）

1

底模面板自重

Kg/m2

78.5

2

纵梁自重

Kg/m

43.4

3

底板砼理论重量

Kg/m2

0.530×2600=1378

4

底板砼理论重量×动载系数1.2×超载系数1.05

Kg/m2

1736

5

施工荷载

Kg/m2

250

6

荷载取值q（纵梁间距为0.645米）

Kg/m

（78.5+1736+250）×0.645+43.4=1375

2、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）强度计算（图1示）

Mmax=qcb[d+（cb）/（2L）]/L

=13750×10-3×4113×2556.5×[887+（4113×2556.5）/（2×5500）]/5500

=4.84×107N.mm

纵梁选用I28a工字钢,其截面特性为:

Wx=5.08×105mm3

Ix=7.114×107mm4

σ=Mmax/Wx=95.3N/mm2<2157N/mm2

3、普通纵梁刚度计算

EIy=-qcx3/12+q（x-d）4/24+mx+n

代入q=1375Kg/m，c=4.113m,d=0.887m,得:

EIy=-471.28x3+57.29（x-0.887）4+mx+n

由边界条件y|x=0=0,得:

n=-35.46

由边界条件y|x=5.5=0,得:

m=9545.84

∴EIy=-471.28x3+57.29（x-0.887）4+9545.84x-35.46

ymax≈y中=y|x=2.75=17104.58×10/（2.06×1011×7.114×10-5）

=11.7×10-3m=11.7mm

刚度满足要求。

4、加强型纵梁（箱梁腹板下方）受力分析：

块件号

项目

左幅（411.3cm）

1

底模面板自重

kg／m2

78.5

2

纵梁自重

kg／m

52

3

底板砼理论重量

kg／m2

0.530×2600×1.2×1.05=1736.3

4

单侧腹板重量

kg／m2

（4.185-0.530）×2600=9503

5

（4）项×动载系数1.2

×超载系数1.05

kg／m2

11973.8

6

人群、机具荷载

kg／m2

250

7

荷载取值q（腹板下侧布置4条纵梁，间距0.193m）

kg／m

q=52+（78.5+1736.3+11973.8+250）×0.193=2761

5、加强型纵梁（箱梁腹板正下方）强度计算

其受力示意图如图2示：

Mmax=q×c×b×[d+c×b／（2L）]／L

=2761×103×4113×2556.5×[887+（4113×2556.5）/2×5500]/5500

=9.7×107N.mm

加强型纵梁选用I32a工字钢

Wx=6.922×105mm3

Ix=1.1×108mm4

σ=Mmax/Wx=140N/mm2<215N/mm2

满足要求

6、加强型纵梁（腹板下方）刚度计算

EIy=-qcx3/12+q（x-d）4/24+mx+n

代入q=2761Kg/m，c=4.113m,d=0.887m,得:

EIy=-946.33x3+115（x-0.887）4+mx+n

由边界条件y|x=0=0,得:

n=-71.18

由边界条件y|x=5.5=0,得:

m=19171.2

ymax=y|x=2.75=34354.23×10/（2.06×1011×1.1×10-4）

=15.2×10-3m=15.2mm＞L／400=13.75mm

刚度不满足要求,拟改为4条I36a工字钢，则：

Wx=8.75×105mm3

Ix=1.576×108mm4

∴ymax=y|x=2.75=34354.23×10/（2.06×1011×1.576×10-4）

=10.6×10-3m=10.6mm＜L／400=13.75mm

刚度满足要求。

三、前托梁计算

1、前托梁受力分析

块件号

项目

左幅2#块（411.3cm）

1

普通纵梁传给前托梁的荷载

kg

RA1=q×c×b/L

=1375×4.113×2.5565/5.5

=2628.7

2

将1项化为作用于前托梁的均布荷载（纵梁间距为0.645m）

kg／m

2628.7/0.645=4075.5

3

前托梁自重

kg／m

120

4

作用于前托梁的均布荷载q

kg／m

4075.5+120=4195.5

5

腹板下方加强型纵梁传至前托梁的支座反力

kg

RA2=q×c×b/L

=2761×4.113×2.556/5.5

=5278.5

6

将5项化成集中荷载P

（假设纵梁连成一体）

kg

P=5278.5×4=21114

2、前托梁强度的计算

对前托梁进行受力分析时,不考虑工作梁带来的荷载（很小）,则前托梁受力示意图如图3所示。

2.1悬臂端最大弯距发生在支座A处截面，其值为：

MA=q×m12/2+pm2

=4195.5×0.77752/2+21114

×0.4775=11350.0kg.m

最大剪力发生在支座A处截面,其值为:

Qmax=p+qm=21114+4195.5×0.7775=24376kg

跨中最大弯矩值:

M=ql2[1-4×（0.7775/6.445）2]/8-Pm

=4195.5×6.4452×[1-4×（0.7775/6.445）2]/8-21114×0.7775

=4099.9kg.m

2.2前托梁的截面特性

前托梁的断面要素如图4所示，

槽钢[25b的截面特性：

A1=3991mm2

Wx1=2.82×105mm3

Ix1=3.53×107mm4

组合截面特性：

A=2×3991+280×10×2

=13582mm2

Ix=2Ix1+（280×103/12+1302×280×10）×2

=1.65×108mm4

Wx=21X/h=1.65×108／135=1.22×106mm3

2.3强度校核

最大弯应力：

σ=Mmax／Wx=11350×104／（1．22×106）=93.0N／mm2<215N／mm2

3、前托梁刚度校核

前托粱悬臂端的挠度：

f1=Pa2（3L-a）/（6EI）+qL4/（8EI）

=[211140×477.52×（3×777.5-477.5）/（6×2.06×1011×1.65×10-4）+41.955×777.54/（8×2.06×105×1.65×108）

=0.5mm＜L/400=1.94mm

前托梁跨中的挠度:

f中=5qL4/（384EI）-MAL2/（8EI）=（5×41955×6.4454/384-113500×6.4452/8）/（2.06×1011×1.65×10-4）

=10.4×10-3m=10.4mm＜L/400=16.1mm

前托梁跨中多设两个吊点,将挠度可减少。

四、后托梁计算

1、后托梁受力分析

块件号

项目

左幅2#块（411.3cm）

1

普通纵梁传给后托梁的荷载

kg

Rb1=q×c×a/L=1375×4.113×2.9435/5.5

=3026.7

2

将1项化为作用于后托梁的均布荷载（纵梁间距为0.645m）

kg／m

3026.7/0.645=4692.5

3

后托梁自重

kg／m

120

4

作用于后托梁的均布荷载q

kg／m

4692.5+120=4812.5

5

腹板下方加强型纵梁传至后托梁的支座反力

kg

Rb2=q×c×a/L=2761×4.113×2.9435/5.5

=6077.5

6

将5项化成集中荷载P（假设4条纵梁连成一体）

kg

P=6077.5×4=24310.1

2、后托梁强度校核

后托梁两端的吊点主要用于空载移篮。

在浇筑砼时，两端所受的力比较小，其荷载由底篮后锚所承受，所以对后托梁计算时，可按图5的受力示意图进行分析。

2.1悬臂端最大弯矩：

MA=q×m12／2+pm2

=4812.5×0.92／2+24310.1×0.6

=16535.1kg.m

跨中最大弯矩值：

M中=ql2[1-4×（0.9/6.2）2]/8-Pm

=4812.5×6.22×［1-4×（0.9/6.2）2］/8+24310.1×0.6

=6588.9kg.m

2.2后托梁的断面特性：

后托梁选用与前托梁相同的断面，参见前托梁的断面特性。

2.3强度校核

由上可知：

Mmax=16535.1kg.m

最大弯曲应力：

σ=Mmax/Wx

=16535.1×104／（1.22×106）

=135.5N/mm2<215N/mm2

2.4后托梁刚度校核

后托梁在图5示工况下悬臂端的挠度

f1=Pa2（3L-a）/6EI+qL4/8EI=243101×0.62×（3×0.9-0.6）/（6×2.06

×1011×1.65×10-4）+48125×0.94/（8×2.06×1011×1.65×10-4）

=1.1×10-3m=1.1mm

后托梁跨中的挠度

f中=5qL4/（384EI）-MAL2/（8EI）=（5×48125×6.24/384-165351×6.22/8）/（2.06×1011×1.65×10-4）

=3.9×10-3m=3.9mm＜L/400=15.5mm

满足要求。

五、纵梁与滑梁计算

1、纵梁计算

1.1纵梁的受力分析

箱梁节段翼板的最大重量乘1.2动载系数

G1=[（0.9+0.5）×0.6/2+（0.5+0.15）×3.525/2]×4.113×2600

×1.2×1.05=21096kg

侧模板自重约：

G2=2000kg

箱梁翼板重心距箱梁腹板外边缘的距离：

e=1570mm

箱梁翼板重量与侧模板重量传予内纵梁与外纵梁的荷载可近似成图6所示计算。

内纵梁承受的荷载为：

P1=RA=（G1+G2）×1130/1950

=13383.8kg

外纵梁共2条，单条外纵梁承受的荷载为：

P2=RB／2=（Gl+G2）×820×0.5／1950

=4856.1kg

1.1.1内纵梁

浇筑砼时内纵梁受力示意图如图7所示

ql=P1/4.113+72=3326kg/m

Mmax=qcb[d+cb／（2L）]／L

=3326×4113×2556.5×

[887+（4113×2556.5）/（2

×5500）]/5500

=1.17×108N.mm

内纵梁选用I36a工字钢，其断面特性：

Wx=8.75×105mm3

Ix=1.576×108mm4

σ=Mmax／Wx=1.1×108／（8.75×105）=134N／mm2<215N／mm2

强度满足要求。

最大挠度：

fmax=EIy=-qcx3/12+q（x-d）4/24+mx+n

代入q=3326Kg/m，c=4.113m,d=0.887m,得:

由边界条件y|x=0=0,得:

n=-85.78

由边界条件y|x=5.5=0,得:

m=23091

EIy=-1140x3+138.58（x-0.887）4+23091x-85.78

ymax=y|x=2.75=41375.4×10/（2.06×1011×1.576×10-4）

=12.7×10-3m=12.7mm＜L／400=13.75mm

满足要求。

1.1.2外纵梁

外纵梁受力示意图如图8所示

q2=4856.1／4.113+3l

=1211.7kg.m

Mmax=qcb[d+cb／（2L）]／L

=4.26×107N.mm

外纵梁选用I25a工字钢，其断面特性：

IT\\.1__________________________________________________________________________________________________________________________

Wx=4.02×105mm3IT\\.1__________________________________________________________________________________________________________________________

Ix=5.02×107mm4

外纵梁强度:

σ=Mmax／Wx=3.96×107／4.02×105=106.0N／mm2<215N／mm2

满足要求。

最大挠度：

fmax=EIy=-qcx3/12+q（x-d）4/24+mx+n

代入q=1211.7Kg/m，c=4.113m,d=0.887m,得:

由边界条件y|x=0=0,得:

n=-31.26

由边界条件y|x=5.5=0,得:

m=8410.7

EIy=-415.3x3+50.5（x-0.887）4+8410.7x-31.26

ymax=y|x=2.75=15069.6×10/（2.06×1011×5.02×10-5）

=14.6×10-3m=14.6mm＞L／400=13.75mm

不满足要求,改为I25b工字钢。

Ix=5.28×107mm4,由此可得:

ymax=12.7mm＜L／400=13.75mm

满足要求。

2、滑梁计算

2.1滑梁受力分析

箱梁顶部砼通过内模传给单条滑梁的荷载：

G1=[（0.9+0.5）×0.6／2+（0.5+0.25）×1.5／2+0．25×1.3]×4.113×2600

×1.2×1.05

=17617.5kg

内模自重传给单条滑梁的荷载

G2=2400／2=1200kg

2.2滑梁的选定

滑梁在砼浇筑时，其受力示意图如图9所示

q3=（G1+G2）/4.113+60

=（16832+1200）/4.113+60

=4635kg/m

Mmax=qcb[d+cb／（2L）]／L

=1.63×108N.mm

滑梁选用I36a工字钢，其断面特性为

Wx=8.75×105mm3

Ix=1.576×108mm4

滑梁强度：

σ=Mmax/Wx

=1.576×108/（8.75×105）

=186N／mm2<215N／mm2

最大挠度：

fmax=EIy=-qcx3/12+q（x-d）4/24+mx+n

代入q=4635Kg/m，c=4.113m,d=0.887m,得:

由边界条件y|x=0=0,得:

n=-119.5

由边界条件y|x=5.5=0,得:

m=32176.4

EIy=-1588.6x3+193.125（x-0.887）4+32176.4x-119.5

ymax=y|x=2.75=17.76mm＞L／400=13.75mm

不满足要求,改为I40a工字钢。

Ix=2.172×108mm4,由此可得:

ymax=12.89mm＜L／400=13.75mm

满足要求。

U75*1050______________________________________________________________________________________________________________________六、分配梁与吊带计算

1、分配梁7

由内纵梁传予分配梁7的荷载（参见图7）

R1=q1cb／L=3326×4.113×2.5526／5.5=6358.6kg

单条外纵梁传予分配梁7的荷载：

R2=q2cb／L=1211.7×4.113×2.5565／5.5二2316.5kg

分配梁7的受力示意图如图10所示：

RA=3107.3kg

RB=7884.3kg

跨中弯矩：

Ml=RB×1100-R1×1300=7884.3

×1100-6358.6×1300

=4.07×106N．mm

悬臂端最大弯矩：

M2=Rl×200=63586×200

=1.27×107N．mm

分配梁7选用两条槽钢[12.6，槽钢[12.6的断面特性:

Wx=3.64×104mm3

Ix=3.91×106mm4

分配梁7的强度：

σ=M2/（2Wx）=1.18×107／（2×3.64×104）=162.1MPa<215MPa

满足要求。

2、分配梁2

由分配梁7通寸Φ32预应力钢筋传予分配梁2的荷载（参见图10）

RA=3107.3kg

RB=7884.3kg

分配梁2的受力示意图如图12所示：

Rc=（RA×2350+RB×150）／2500

=（3107.3×2350+7884.3×150）/2500

=3393.9kg

RD=7597.7kg

Mmax=3393.9×1250-3107.3×1100=8.24×106N.mm

分配梁2选用两条[10槽钢，[10槽钢的断面特性：

Wx=3.97×104mm3

Ix=1.98×106mm4

分配梁2的强度：

σ=Mmax／（2Wx）=8.24×106／（2×3.97×104）=103.8MPa<215MPa

满足要求。

3.分配梁4

分配梁4用于空篮时对侧模板与纵梁进行调整，分配梁4所受的荷载较小，拟选定分配梁4用两条槽钢[8即可满足要求。

4.分配梁1

由前托梁通过Φ32预应力钢筋传至分配梁1的荷载（参见图3）

R1=P+q1／2

=21114+4495.5×8／2

=37896kg

由内滑梁通过Φ32预应力钢筋传至分配梁1的荷载（参见图9）

R2=q3ca／L=4635×4.113×2.9435／5.5

=10202.6kg

分配梁1的受力示意图如图13所示。

RE=（R1×819．5+R2×520）／1397

=26028.0kg

RF=22070.6kg

Mmax=RE×577.5=260280×577.5

=1.50×108N．mm

分配梁1选用两条工字钢I25a，工字钢I25a的断面特性：

Wx=4.01×105mm3

Ix=5.02×107mm4

分配梁1的强度：

σ=Mmax／（2Wx）=1.50×108／（2×4.01×105）=187.0MPa<215MPa

满足要求。

5.分配粱5

分配梁5仅用于空篮时对底篮与内模进行调整，选定两条槽钢[10即可。

6.分配梁8

分配梁8的受力状况同分配梁7,可选用相同的断面。

7．分配梁3

分配梁3主要承受移篮时的部分侧模与部份底模传来的荷载，此荷载较小，分配梁3选用两条槽钢[10即可。

8．分配梁6

分配梁6用于空篮时对底模与侧模进行调整，选定两条槽钢[8即可。

9．Ф32预应力钢筋

据以上分析可知，前托梁处的预应力筋承受的荷载为最大，单根预应力筋所承受的最大荷载（参见图3）。

N=（P+qL／2）／2=37896／2二18948kg

σ=N/A=（189480×4）/（3.14×322）=235.7MPa

Ф32预应力钢筋的标准强[σ]=750MPa

安全系数n=[σ]／σ=750／235.7=3.2

10．钢吊带

分配梁2处的单条钢吊带I所承受的最大荷载（参见图12）。

F=RD=7597.7kg

σ=F／A=7597.7／（100×20）=38.0MPa<215MPa

安全系数η=215／38.0=5.7

分配梁1处的单条钢吊带II所承受的最大荷载（参见图13）。

F=RE=26028.0kg

σ=F／A=260280／（110×20×2）=59.2MPa<215MPa

安全系数n=215／59.2=3.6

11．后托梁锚杆与锚梁

后托梁锚杆所受的最大荷载（参见图5）。

F=P+ql/2

=24310.1+4812.5×8/2

=43560.1kg

σ=F／A=435601×4/（3.14×702）=113.2MPa

安全系数η=[σ]／σ=6.9

后锚梁仅在空载时调节底模所用,据以上对分配梁的受力分析,可选用两条槽钢[8即可。

七、主桁架横梁

1、前横梁

前横梁承受由钢吊带传来的荷载，前横梁受力示意图如图14所示

F1=33939N（分配梁2通过钢吊带I传来的力）

F2=75977N（分配梁2通过钢吊带I传予前横梁）

F3=260280N（直接传予主桁架，可不考虑其作用于前横梁）

F4=220706N（分配梁1通过钢吊带II传予前横梁）

下面分别对各杆件的轴力进行计算：

支座反力：

F支=-（Fl+F2+F4）=-330.6kN

对A点：

α1=27.4740

FABCOSα1+FAC=0

FABSinα1=F1

FAB=73.57kN（拉）RnAC周0260_______________________________________________________________________________________________________________________

FAC=-65.27kN（压）RnAC周0260_______________________________________________________________________________________________________________________

对C点:

FBC=0kN（拉）RnAC周0260_______________________________________________________________________________________________________________________

FCD=FAC=-65.27kN（压）RnAC周0260_______________________________________________________________________________________________________________________

对D点:

FBD=75.98kN（拉）RnAC周0260________________________________