挂篮计算书设计图说明书.docx
《挂篮计算书设计图说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挂篮计算书设计图说明书.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
挂篮计算书设计图说明书
挂篮结构计算书
1、工程概况
寂静特大桥主桥为80米+150米+80米三跨预应力混凝土连续钢构桥，主墩为薄壁空心与双肢矩形实心相结合的组合式桥墩。
根据施工组织图要求，除两边跨各有一现浇段和主墩墩顶的0#、1#块及合龙段外，其余块件全部采用挂篮悬臂浇筑的方式施工。
主梁2#至4#块长为2.5米，最大控制重量为2#块148.93吨；主梁5#至10#块长为3米，最大控制重量为5#块160.31吨；主梁11#至16#块长为3.5米，最大控制重量为11#块145.26吨；主梁17#至21#块长为4米，最大控制重量为17#块117.03吨。
按施工要求，本桥主梁采用工厂订做的轻型箱梁挂篮悬臂浇筑施工。
2、计算基本资料
2.1编制依据
（1）钢结构设计规范（GB50017-2003）；
（2）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；
（3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025）；
（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）
（5）路桥施工计算手册；
（6）挂篮结构图纸
2.2荷载系数
有关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工规范，荷载系数取值如下：
a.考虑箱梁砼浇筑时胀模、动力等因素的超荷载系数取1.05；
b.混凝土浇筑时的动力系数取1.2；
c.挂篮空载行走时冲击系数取1.3；
d.浇筑混凝土和挂篮行走时抗倾覆稳定系数取2.0
2.3作用于挂篮的荷载
a．箱梁混凝土的容重：
26KN/m3。
b．挂篮自重：
50t
c．施工机具及人群荷载：
2.5KN/m2
d．风荷载：
0.8KN/m2
2.4荷载组合：
荷载组合I：
砼重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重
荷载组合II：
砼重量＋挂篮自重+风载
荷载组合III：
砼重量+挂篮自重+施工机具和人群重
荷载组合IV：
挂篮自重+冲击附加荷载+风载
荷载组合I～II用于挂篮主要承重构件的强度和稳定性计算；荷载组合III用于刚度计算；荷载组合IV用于挂篮行走验算。
3、荷载计算
3.1挂篮自重计算：
G自重＝500KN，详见挂篮设计图；
3.2箱梁混凝土荷载计算：
箱梁控制性块相关数据表
块编#
梁长（cm）
梁方量（m3）
重量（T）
腹板厚（cm）
顶板厚（cm）
底板厚（cm）
梁高（cm）
2#
250
57.28
148.93
70
30
114.3~108.9
862.7~826.6
5#
300
61.66
160.31
70
30
98.4~92.4
757.6~718.3
11#
350
55.87
145.26
70
30
66.5~61.4
547.3~513.5
17#
400
45.01
117.03
50
30
41.5~38.3
382.4~361.8
4、挂篮主纵梁在最不利荷载组合下前端受力分析
在计算挂篮主纵梁前端受力计算时，根据块长度和对应的混凝土重量及各种荷载组合情况下分别计算，找出作用在主纵梁前端上最不利的荷载组合，挂篮前吊杆受力计算：
挂篮自重G自重=G前上横梁+G前下横梁+G滑梁/2+G模板×0.7+G底篮×0.7
=1.65+1.39+4.81/4+23.62×0.5+9.64×0.7
=22.8t
自重计算时，模板为23.62T，前上横梁为2[40a、滑梁、底篮前后横梁为2[36a。
箱梁混凝土自重引起的前吊点受力计算：
2#块G砼=（0.5+2.5/2）/5×148.93=52.13t
3#块G砼=（0.5+3/2）/5×160.31=64.12t
11#块G砼=（0.5+3.5/2）/5×145.26=65.37t（最不利）
17#块G砼=（0.5+4/2）/5×117.03=58.52t
施工机具及人群荷载引起的前吊点受力计算：
G机=2.5×6.75×4.5×0.7=53.2KN=5.32t
由上述计算知，在荷载组合I情况下，挂篮在浇筑11#块时，主纵梁（单片）前吊杆受力最不利，最大受力：
Gmax=（G自重+G砼×1.05×1.2+G机）/2=552.4KN
挂篮计算简图（单位：
mm）
5、挂篮主桁受力计算
使用MIDAS软件建立空间模型进行受力分析
1）荷载组合：
主桁自重+预应力+配重
经计算在挂篮主桁架施加预应力后，前吊点产生向上的位移过大，超出规范要求，结构不安全，为此在预应力张拉前在挂篮前吊点处设配重70KN（单片桁架）以保证结构的安全。
此配重在挂篮底篮安装完成后进行拆除。
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
拉杆内力图（单位：
KN）
拉杆应力图（单位：
KN/m2）
主纵梁及竖杆应力图（单位：
KN/m2）
剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
主纵梁的最大应力为38.1MPa，斜拉杆的最大应力为34.3MPa，竖梁的最大应力为13.1MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），前吊点处的剪应力为2.5MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）；纵梁前吊点产生向上的位移为12.1mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm）。
综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。
2）荷载组合：
自重+预应力+前吊点荷载（最大）
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
拉杆受力图（单位：
KN）
拉杆应力图（单位：
KN/m2）
主纵梁及竖杆应力图（单位：
KN/m2）
主纵梁剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
主纵梁的最大应力为62.3MPa，斜拉杆的最大应力为198.0MPa，竖梁的最大应力为73.2MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），中支点处的剪应力为2.2MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）；纵梁前吊点产生向下的位移为9.0mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm）。
综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。
7、底篮纵梁受力计算
底篮纵梁受力计算以底板和腹板截面积最大的2#块和前吊点受力最大的11#块作为控制计算，箱梁混凝土各部分面积示意图如下：
1）2#块参数：
S1=6.1506m2G21砼=6.1506×2.5×26=400.14KN
S2=2.325m2G22砼=2.325×2.5×26=151.13KN
S3=5.9126m2G23砼=5.912×2.5×26=384.32KN
S4=1.3062m2G24砼=1.3062×2.5×26=84.90KN
1.1腹板处的I40a受力荷载有q23砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4
q23砼=384.32×1.05×1.2/2.5/4=48.434KN/m
q1=67.6×0.01=0.676KN/m
q2=0.7×17×10×0.01/4.5/4=0.066KN/m
q3=0.7×4.5×0.005×78.5/4.5/4=0.069KN/m
q4=0.7×4.5×2.5/4.5/4=0.438KN/m
计算图示如下：
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
组合应力图（单位：
KN/m2）
剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
跨中产生的最大竖向位移为6.1mm，小于[f]（[f]=l/400=500/400=12.5mm），应力为98.6MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为22.4MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。
1.2底板处的I40a受力荷载有q11砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4
q11砼=400.14×1.05×1.2/2.5/6=33.612KN/m
q1=67.6×0.01=0.676KN/m
q2=5.35×17×10×0.01/4.5/6=0.337KN/m
q3=5.35×4.5×0.005×78.5/4.5/6=0.350KN/m
q4=5.35×4.5×2.5/4.5/6=2.229KN/m
计算图示如下：
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
组合应力图（单位：
KN/m2）
剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
跨中产生的最大竖向位移为4.8mm，小于[f]（[f]=l/400=500/400=12.5mm），应力为76.0MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为17.1MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。
2）11#块参数：
S1=3.6013m2G111砼=3.6013×3.5×26=327.72KN
S2=2.325m2G112砼=2.325×3.5×26=211.58KN
S3=3.7128m2G113砼=3.7128×3.5×26=337.86KN
S4=1.3062m2G114砼=1.3062×3.5×26=118.86KN
2.1腹板处的I40a受力荷载有q113砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4
q113砼=337.86×1.05×1.2/3.5/4=30.407KN/m
q1=67.6×0.01=0.676KN/m
q2=0.7×17×10×0.01/4.5/4=0.066KN/m
q3=0.7×4.5×0.005×78.5/4.5/4=0.069KN/m
q4=0.7×4.5×2.5/4.5/4=0.438KN/m
计算图示如下：
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
组合应力图（单位：
KN/m2）
剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
跨中产生的最大竖向位移为5.4mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），应力为82.4MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为16.8MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。
2.2底板处的I32a受力荷载有q111砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4
Q111砼=327.72×1.05×1.2/3.5/6=19.663KN/m
q1=67.6×0.01=0.676KN/m
q2=5.35×17×10×0.01/4.5/6=0.337KN/m
q3=5.35×4.5×0.005×78.5/4.5/6=0.350KN/m
q4=5.35×4.5×2.5/4.5/6=2.229KN/m
计算图示如下：
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位：
m）
组合应力图（单位：
KN/m2）
剪应力图（单位：
KN/m2）
计算结果：
跨中产生的最大竖向位移为4.0mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），应力为61.1MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为12.4MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。
8、底篮后横梁受力计算
根据上述计算，底篮后横梁腹板处受力最大为81.6KN×4，底板处受力最大为62.2KN×6，受力简图如下：
反力图（单位：
KN）
位移等值线图（单位
升级会员 