主桥挂篮计算书Word文档格式.docx
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合拢段长2.0m。
全桥共设1个主跨合拢段和2个边跨合拢段。
各节段梁体参数表节段编号边跨现浇段合拢段11#10#9#8#7#节段长度(cm)6.882.04.04.04.04.03.5节段重量(t)248.051.1102.43103.42104.16114.24113.71节段编号6#5#4#3#2#1#0#节段长度(cm)3.53.53.54.03.03.03.0节段重量(t)121.17126.71133.05119.65125.36131.49690.991.2、计算依据1、机杨高速东西集散车道跨秦淮河新河大桥施工图纸(第二册);
2、我单位积累的成熟技术、科技成果、施工方法以及从事类似工程的施工经验;
3、公路桥涵施工技术规范(G/TF50-2011);
4、公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95);
5、路桥施工计算手册人民交通出版社;
6、公路钢木结构设计规范(JTJ025-1986)。
1.3、计算荷载参数取值1、施工人员、施工料具运输、堆放荷载:
计算模板及直接支撑模板的小棱时,取2.5KN/m2;
计算直接支撑小棱的梁或拱架时取1.5KN/m2;
计算支架立柱及支承拱架的其它结构构件时取1.0KN/m2;
2、振捣荷载2.0KN/m2;
3、模板、支架自重:
0.750KN/m2;
4、钢筋混凝土容重取:
;
5、钢材弹性模量取:
6、A3钢力学性能:
轴心应力;
弯曲应力;
剪应力(其容许应力按临时结构组合提高1.3倍);
4、计算模型本项目采用三角桁架片组成的三角挂篮,挂篮按最重节段4#重量为1330.5KN进行设计,其主要技术指标见。
挂篮设计参数表项目设计参数设计承载能力(吨)180挂篮总重(吨)48挂篮自重最重悬浇梁段重量比值0.36挂篮主桁安全系数2.5挂篮承重时抗倾覆安全系数2.0挂篮行走时抗倾覆安全系数2.0挂篮前吊杆最大变形量(mm)5.3挂篮主承重桁架弹性挠度(mm)9.0挂篮累计最大变形量(mm)14.3本桥挂篮采用三角桁架式挂篮,挂篮主要由主桁三角架及连接器、底模系统、侧模系统、内模系统、横梁系、悬吊系、支垫梁及轨道梁等组成。
(1)、主桁三角架:
由主桁三角桁架由立柱、斜拉杆、主梁组成。
主梁由2根40b型钢加工而成,共长11.0m,是挂篮主要的承重结构。
挂篮两根主梁之间设有平联、斜联,以减少负荷后侧向变形,增加整体稳定性。
每片主桁立柱由2根32b型钢加工而成,长420cm,销孔间距为425cm。
斜拉杆采用22b型钢加工而成,前斜拉杆销孔间距为641cm、后斜拉杆销孔间距为560cm、,立柱横联采用由12焊接而成的刚性桁架。
立柱、斜拉杆及主梁构成三角桁架,共同承受主桁前、后横梁传给的外荷载。
主梁与立柱之间采用底座连接、斜拉杆为销轴连接。
(2)、横梁系由前、后上横梁;
前、后下横梁组成,横梁由236b槽钢和240b加工而成。
前、后上横梁固定在主桁架上,底模系统固定在前、后下横梁上,前下横梁通过吊杆吊于前上横梁上,后下横梁由双头螺杆锚固在已经浇筑好的梁段上。
(3)、悬吊系是挂篮的升降系统,位于挂篮的前部,其作用是悬吊和升降底模、侧模、内模和工作平台等,以适应悬臂段高度的变化。
由吊杆、吊杆座、千斤顶、手拉葫芦等组成。
吊杆及后锚杆均采用JL32精扎螺纹钢。
用精扎螺纹钢做的各吊杆接长、锚固的连接器和螺母均采用相应的标准件,除顶升用的螺母为单螺母外,其余均应采用双螺母。
各前、后吊杆及后锚吊杆应使用符合规范要求的材料,各吊杆在箱梁施工过程中严禁碰到电焊火花。
前吊杆下端与底模平台前横梁栓接,上端支持于前上横梁,前上横梁上设千斤顶及扁担梁调节高度,以实现底模及工作平台的升降。
另外葫芦控制内模的前移。
(4)、行走系是挂篮前后移位的主要装置,包括手拉葫芦、轨道梁、前后支撑梁下铺设滚钢形成滚动装置和牵引设备。
(5)、模板系由底模、侧模、内模、端模等组成。
底模:
底模由底模架和底模板组成。
底模纵梁由I28b型钢组成,底模板由10槽钢+5mmA3钢板拼焊组成,底模架前端连有角钢,组成操作平台。
侧模:
为桁架式整体模板,由型钢焊成的侧模骨架和其上铺6.3槽钢+5mmA3钢板组成。
侧模由纵梁承托在前、后下横梁上,侧模纵梁前部通过悬吊系吊在前下横梁上。
后端通过吊杆悬吊在后下横梁上,挂篮行走时,侧模与挂篮底盘一起行走。
内模:
顶模采用型钢焊成的桁架片其上铺设木模组成,内模架型钢桁架片下设滑套,可以沿内滑梁行走,内滑梁为25b工字钢,其后部锚在梁段顶板上,前端通过悬吊系吊在前上横梁上。
内模架以箱梁上倒角上部为轴,中部、下部以型钢对撑。
内模的前移在下一段的底板、腹板的钢筋、预应力管理、预埋件等安装完成后进行。
端模:
为木模,以10*10cm方木为加劲带,为一次性使用。
为改善混凝土的外观质量,提高梁段接缝的平整度,在所有模板间接缝处均粘贴2cm厚的海绵条(宽5cm以上),以使模板接缝严密不漏浆。
为保证施工安全,操作方便,每套挂篮设5个工作平台,前上横梁设吊带长度调整平台1个,前上横梁下设有1个工作平台,底横梁下设工作平台1个,两端设张拉工作平台2个。
工作平台上安装扶手、栏杆、及防护网。
二、挂篮验算2.1、底模系统底模系统的组成:
(1)、面板:
采用5mm厚钢板组成的定型钢模。
(2)、横向分配梁:
为间距=25cm的10槽钢。
(3)、纵梁:
I28b工字钢。
2.1.1荷载组合
(1)、以4#块箱梁混凝土自重控制,荷载分块为腹板、底板(含倒角)、顶板(含倒角)、翼缘板四块。
混凝土按2.6T/m3计。
a、腹板砼自重:
b、底板砼重:
c、顶板砼自重:
d、翼板砼自重:
(2)、模板荷载:
内模、底模按0.75KN/m2计算。
(3)、施工人员和施工材料、机具行走或堆放荷载取2.5Kpa=0.0025N/2。
(4)、振捣混凝土产生的荷载取2.0Kpa=0.002N/2。
2.1.2面板的强度及变形验算面板取b=10,则分配梁10槽钢的间距为=25cm,荷载q=10p=100.0493=0.493N/,按四等跨连续梁验算。
面板参数:
I=bh3/12=10*53/12=104.24;
W=bh2/6=10*52/6=41.73;
计算图示如图1:
计算图弯矩图计算结果如下:
max=Mmax/W=79.17Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.35mmf0=1.5mm2.1.310槽钢小分配梁分配梁10槽钢间距为=25cm。
10槽钢的参数:
I=198.3cm4Wx=39.7cm3A=12.74cm2G=10Kg/m。
腹板下砼自重:
1.2*(4.726+4.418)/2*26*1.03=146.926KN/;
底板下砼自重:
1.2*1.03*305.76/(6.75-1.3)*3.5=19.812KN/;
模板自重:
1.2*0.005*78.8=0.473KN/;
10槽钢楞木自重:
q3=1.2*0.1=0.12KN/m;
施工等荷载:
1.4*4.5=6.3KN/。
则:
腹板计算荷载:
q1=250*(146.926+0.473+6.3)/1000+0.12=38.54N/mm,底板下总荷载:
q2=250*(19.812+0.473+6.3)/1000+0.12=6.77N/mm,计算图示如下图:
.493.493.493.49312345
(1)
(2)(3)(4)250.00250.00250.00250.00yx12345
(1)
(2)(3)(4)-3301.342376.96-3301.34-2200.891100.45-2200.89-3301.341100.45-3301.342376.96计算图弯矩图计算结果如下:
Mmax=2035393.75Nmmmax=Mmax/W=52.27Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.23mmf0=L/500=2.1mm2.1.4纵梁以4#梁段作控制块件,分析纵梁受力。
纵梁的布置:
4根I28b工字钢纵梁承担腹板荷载,6根I28b工字钢纵梁承担底板荷载。
腹板纵梁腹板纵梁采用4根I28b。
I28b参数:
I=7480cm4Wx=534.3cm3A=61.05cm2G=47.9Kg/m。
荷载取值:
a、腹板砼自重:
b、底模自重荷载:
c、纵梁自重:
d、施工荷载:
38.5438.546.776.776.776.776.776.776.7738.5438.5412345678910325.00800.00900.00900.00900.00900.00900.00800.00325.00yx123456789100.00-2035393.75-2035393.75158195.22-374337.01-374337.01-478721.84241953.06-478721.84-452625.63194979.88-452625.63-452625.63205418.37-452625.63-478721.84194979.88-478721.84-374337.01241953.06-374337.01158195.22-2035393.75-2035393.75总计荷载计算图示如图下计算图弯矩图反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-30.00000000207.2439500.00000000207.24395090.00000000.0000000020.00000000114.5910500.00000000114.59105090.00000000.00000000-计算结果如下:
Mmax=233.27KNmmax=Mmax/Wx=108.75Mpa1.3*0=188.5Mpa1.442.0890.651.441234
(1)
(2)(3)0.605.000.40207.24395114.59105yx1234
(1)
(2)(3)-0.26-0.26167.99-0.12233.27-0.12fmax=9mm=12.5mm底板纵梁底板纵梁采用6根I28b,荷载取值:
a、底板砼自重:
总计荷载计算图示如图4。
计算图弯矩图反力计算-结点约束反力合力2.876.77119.432.871234
(1)
(2)(3)0.605.000.40274.3171156.7129yx1234
(1)
(2)(3)-0.52-0.52224.35-0.23309.47-0.23支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-30.00000000274.3171000.00000000274.31710090.00000000.0000000020.00000000156.7129000.00000000156.71290090.00000000.00000000-计算结果如下:
Mmax=309.47KNmmax=96.53Mpa1.3*0=188.5Mpa;
fmax=7.1mm=12.5mm。
2.2横梁横梁分前、后上横梁和前、后下横梁,均采用双拼槽钢结构,横梁的受力分以下两种工况:
(1)、悬浇状态;
(2)、挂篮前移2.2.1前下横梁236b,36b参数:
I=12650cm4Wx=703cm3A=68.1cm2G=53.4Kg/m。
第一工况:
悬浇状态1、腹板纵梁传给前下横梁的荷载:
2、底板纵梁传给前下横梁的荷载:
3、前下横梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷载:
5、翼板及腹板模板重:
6、翼板上施工等荷载:
则:
翼板传给横梁集中荷载:
118.69/2=59.34KN;
计算图示如下图:
计算结果如下:
反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.0000000030.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000040.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000050.0000000011.42005630.0000000011.420056390.00000000.0000000060.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000070.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000080.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=34.44Mpa1.3*0=188.5Mpa1.2821.2821.2821.2821.2821.2821.2821.28259.3459.34114.626.1226.1226.1226.1226.1226.12114.659.3459.34123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)1.402.702.501.901.902.502.701.4019.7922604740287122.48700373586174.54770761881911.4200563425861174.547707618819122.4870037358619.7922604740287yx123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)-1.26-1.2620.73-41.60-41.6039.2648.42-30.64-43.19-43.19-9.237.925.745.747.92-9.23-43.19-43.19-30.6448.4239.26-41.60-41.6020.73-1.26-1.26fmax=0.4mm=4.625mm。
吊杆拉力:
Nmax=174.55KNN0=3.14*(16*10-3)2*650*106*10-3=525KN(JL32)。
2.2.2后下横梁240b,40b参数:
40b参数:
I=18640cm4Wx=932cm3A=83cm2G=65.2Kg/m。
3、后下横梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷载:
6、计算图示如下图:
后横梁的吊杆位置同前横梁相对应布设。
1.31.31.31.31.31.31.31.359.3459.34207.2445.7245.7245.7245.7245.7245.72207.2459.3459.34123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)1.402.702.501.901.902.502.701.4015.6971199359961154.117770984241291.91631886151924.7975804364872291.916318861519154.11777098424115.6971199359961yx123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)-1.27-1.2715.42-52.81-52.8156.8881.12-50.10-71.14-71.14-14.4013.098.238.2313.09-14.40-71.14-71.14-50.1081.1256.88-52.81-52.8115.42-1.27-1.277、计算结果如下:
反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.0000000030.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000040.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000050.0000000024.79758040.0000000024.797580490.00000000.0000000060.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000070.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000080.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=43.52Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.42mm=4.625mm。
Nmax=291.92KNN0=525KN(JL32)。
第二工况:
挂篮前移挂篮在前移时,其后下横梁受力为最不利,故仅对后下横梁验算。
1、腹板纵梁及底模自重传给后下横梁的荷载:
腹板纵梁采用4根I28b:
单位重G=47.9Kg/m。
a、底模自重荷载:
b、纵梁自重:
总计荷载计算图示如图下2、底板纵梁及底模自重传给后下横梁的荷载:
底板纵梁采用6根I28b,G=47.9Kg/m。
总计荷载3、后下横梁自重4、翼板及腹板模板重:
5、计算图示如下图:
1.921.922.561.921234
(1)
(2)(3)6.98566.77442.872.877.772.871234
(1)
(2)(3)19.413114.95691.31.31.31.31.31.31.31.3886.983.233.233.233.233.233.236.9888123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)1.402.702.501.901.902.502.701.4043.7243.726、计算结果如下:
反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-10.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.0000000090.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.00000000-Mmax=220.13KNmmax=Mmax/Wx=118.1Mpa1.30=188.5Mpa;
fmax=5.2cm。
2.2.3前上横梁240b,40b参数:
悬浇状态1、顶板砼自重:
前上横梁承担1/2并由2根I25b内滑梁承担,则每根内滑梁承担荷载为:
Q1=192.192/4=48.05KN;
2、顶模自重:
Q2=6.0*4.5*0.75=20.25KN,则每根内滑梁承担:
Q2=20.25/4=5.06KN;
3、前上横梁自重Q3=2*65.2=1.30KN/m;
yx123456789
(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)59.9359.93112.50156.97156.97188.16199.53209.77210.67210.67216.61220.02220.13220.13220.02216.61210.67210.67209.77199.53188.16156.97156.97112.5059.9359.934、内滑梁自重:
Q4=42Kg/m*6/2=126Kg=1.26KN;
5、施工等荷载:
Q5=3.5*6*3.5/4=18.37KN;
则内滑梁前吊杆承担荷载:
P=48.05+5.06+1.26+18.37=72.74KN。
前上横梁荷载:
根据前下横梁计算结果有:
从左至右依次为(KN):
19.8,122.5,174.5,72.7(顶板),11.4,72.7(顶板),174.5,122.5,19.8。
6、计算结果如下:
反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.0000000030.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=158.8Mpa1.30=188.5Mpafmax=15mm=18mm。
(在中间部分采取内衬加劲板及钢板等加强措施,减小变形值)1.31.31.319.8122.5174.572.711.472.7174.5122.519.81234
(1)
(2)(3)4.907.204.90406.25406.25yx1234
(1)
(2)(3)-1.27-64.39-182.91-182.91253.10285.35295.36285.35253.10-182.91-182.91-64.39-1.272.2.4后上横梁第一工况:
悬浇状态因悬浇时后上横梁不受力,其吊杆全部锚在已浇好梁段顶板和翼板上。
挂篮前移后上横梁荷载:
根据后下横梁计算结果有:
43.72,43.72。
1、后上横梁自重Q3=2*65.2=1.3KN/m;
2、计算图示如下图:
Mmax=229.83KNm反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.0000000030.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.00000000-max=Mmax/