最新50米连续箱梁造桥机初步设计计算书汇总.docx
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最新50米连续箱梁造桥机初步设计计算书汇总
50米连续箱梁造桥机初步设计计算书
50米连续箱梁造桥机初步设计计算书
本设计计算涉及到的造桥机均为下承式造桥机,主梁为钢箱梁结构,导梁为钢结构,横梁采用加工的H型钢,外模板采用大块钢模,内模采用竹胶板的结构形式。
结构形式:
钢箱梁截面形式:
1.6米*3.2米底板厚20mm,侧板厚15mm,采用A3钢;
钢导梁截面特性:
截面惯性矩也为钢箱梁的70%,A3钢;
横梁型钢:
H型钢,采用20mm的钢板制作,宽高为150mm*550mm,A3钢
(一)短导梁造桥机
计算假定:
1.外模板的重量为:
100kg/m2
2.导梁单位长度上的重量为主梁的70%;
3.模板重量均匀地分布
4.在工字钢上;
一、基本参数计算
一)钢箱梁计算(一条主梁)
q1=7.85*(1.6*0.02*2+3.16*0.0015*2)*1=1.247T/M
=12.47kn/m
I=(1.6*3.23-1.57*3.163)/12=0.240686m4
W=2I/h=2*0.240686/1.6=0.30086m3
SZ=0.03*3.16*3.16/8+1.6*0.02*3.18/2
=0.088326M3(按工字钢截面计算)
SZ/IZ=0.088326/0.240686=36.7cm
二)导梁自重计算(一条)
q2=q1*70%=12.47*0.7=8.73kn/m
三)横梁自重计算
q3=78.5*(0.15*0.02*2+0.55*0.02*2)=2.2kn/m
I=(0.15*0.553-0.13*0.513)/12=771162cm4
W=2I/H=2*771162/55=28042cm3
SZ=0.02*0.51*0.51/8+0.15*0.02*0.55/2
=1475.25cm3(按工字钢截面计算)
SZ/IZ=0.088646/0.240686=1/522.7cm
四)纵桥向每米的外模板重量
q4=1(3.17*2+2.19*2+5.56)=16.28kn/m
五)内模计算
内模重量按30kg/m2计算
q5=0.3*5.14=1.54kn/m
六)箱梁横断面混凝土分布(取平均值简化后,混凝土容重25kn/m3)
二、模板受力计算(用6mm钢板)
1.箱梁腹板位置模板受力计算(不计模板自重)
纵桥向荷载分布:
q=65*0.4*1=26kn/m
Mmax=ql2/8=0.125*26*32=29.25kn.m
由W=Mmax/[σ]=29250/215000000=136.05cm3
f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm得
f=5ql4/(384EI)=5*29250*81/(384*210*109*I)≤L/400=7.5mm
∴I≥1.469*10-7/0.0075=1958.7cm4
根据以上结果查得用2条I16工字钢满足要求
I=1130*2=2260cm4
W=141*2=282cm3
IX/SX=13.8cmb=8.8mm
截面复核
σ=Mmax/W=29250/(282*10-6)=103Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=26000*3/2/(138*2*8.8)=16.06Mpa<[τ]=125Mpa
f=5ql4/(384EI)=5*29250*81/(384*210*109*2260*10-8)
=6.5mm≤L/400=7.5mm
符合要求
2.
箱梁底板位置模板受力计算
q=12.5*4.76+1*4.76+0.3*4.76=66.12kn/m
Mmax=ql2/8=0.125*66.2*9=74.5kn.m
由W=Mmax/[σ]=74500/215000000=346.5cm3
f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm得
f=5ql4/(384EI)=5*74500*81/(384*210*109*I)≤L/400=7.5mm
∴I≥4988.8cm4
根据以上结果查得5条I16工字钢满足要求
I=1130*5=5650cm4
W=141*5=705cm3
IX/SX=13.8cmb=8.8mm
截面复核
σ=Mmax/W=74500/(705*10-6)=106Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=66120*3/2/(138*5*8.8)=16.3Mpa<[τ]=125Mpa
f=5ql4/(384EI)=5*74500*81/(384*210*109*5650*10-8)
=6.6mm≤L/400=7.5mm
符合要求
3.翼板位置模板受力计算
q=7.5*3.54+1*3.54=30.1kn/m
Mmax=ql2/8=0.125*30.1*9=33.9kn.m
由W=Mmax/[σ]=33900/215000000=157.7cm3
f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm得
f=5ql4/(384EI)=5*33900*81/(384*210*109*I)≤L/400=7.5mm
∴I≥2030.5cm4
根据以上结果查得3条I16工字钢满足要求
I=1130*3=3390cm4
W=141*3=423cm3
IX/SX=13.8cmb=8.8mm
截面复核
σ=Mmax/W=33900/(423*10-6)=80.1Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=30100*3/2/(138*3*8.8)=12.4Mpa<[τ]=125Mpa
f=5ql4/(384EI)=5*33900*81/(384*210*109*3390*10-8)
=5.0mm≤L/400=7.5mm
符合要求
三、主梁不同工况受力计算
工况一:
主梁拼装完成状态(外模板系统安装完成)
RA1=(25*8.73*65.3+3*12.47*51.5+20.6*50*25-20.6*4.5*9
-12.47*1*9.5-8.73*25*22.5)/50
=722.2kn
RB1=(59*20.6+50*8.73+12.47*4)-722.2=980.7kn
MA1=-25*8.73*(3*25/2)-12.47*3*3/2=-3440kn/m
Mb1=-25*8.73*(10+12.5)-10*12.47*5-8.13*9*4.5
=-5863.4kn/m
MC1=MD1=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m
钢箱梁抗弯、抗剪验算
σ=M/W=5863.4*106/300860000=19.5Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=577000*/(367*30)=52.4Mpa<[τ]=125Mpa
工况二、(在第一跨浇注混凝土)
RA2=3787.2kn↑
RB2=4030.3kn ↑
MA2=MA1=-3440kn/m
Mb2=Mb1-105.09*9*4.5=-5863.4-4256.1=-10119.5kn/m
MC21=MD2=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m
跨中弯矩:
M=(-3440-10119.5)/2+0.125*502*105.09=26060.88kn.m
σ=M/W=26060.88*106/300860000=86.6Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=3626600/(367*30)=329.4Mpa>[τ]=125Mpa
对钢箱梁要进行局部的加强
工况三、(造桥机前移到悬臂最大时)
RA3=211.64kn↑
RB3=1490.14kn ↑
MA3=13*8.73*6.5=737.7kn/m
MC3=25*8.73*12.5-211.64*12=188.46kn/m
ME3=12.47*3*1.5+25*8.75*15.5-211.64*15=264.39kn/m
MB3=8.73*25*37.5+12.47*1*24.5+20.6*24*12=14422.69kn/m
MD3=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m
σ=M/W=14422.69*106/300860000=47.9Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=765020/(367*30)=69.5Mpa<[τ]=125Mpa
工况四、(浇注普通箱梁梁段时)
RA4=2336.8knRB4=5677.52kn
MA4=MA2=-3440kn/mMB4=MB2=-10119.5kn/m
工况四中AB两点之间的荷载小于工况二中AB两点之间的荷载,因此不进行详的弯剪计算,只对B点的剪力进行计算。
Qmax=QB=5677.52-125.69*9-12.47*1-8.73*25=4315.59kn
τ=QSX/(IXb)=4315590/(367*30)=392Mpa>[τ]=125Mpa
钢箱梁抗剪要进行局部加强
工况五、(浇注最后一跨箱梁)
RA5=2648.72kn↑
RB5=3215.41kn ↑
MA5=12.5*8.73*25+12.47*12*6=6245.0kn/m
MC5=MD5=8.75*25*12.5=2728.1kn/m
ME5=8.75*25*33.5+12.47*21*10.5-2648.72*9=-13777.47kn/m
MB5=12.5*8.73*25+12.47*12*6+12.47*1*0.5=2952.61kn/m
Mmax=(2952.61-13777.47)/2-0.125*125.69*41*41=-31823.04kn.m
σ=M/W=31823.04*106/300860000=105Mpa<[σ]=215Mpa
τ=QSX/(IXb)=2984690/(367*30)=271Mpa>[τ]=125Mpa
抗剪不足,钢箱梁要进行局部加强
工况六、(造桥机前移,前导梁刚上牛腿时)
δ11={(25*25/2)*2*25/3+(12*12/2)*2*12/3}/(0.7EI)
+{(50+25)*25*25/2+253/2+(38*38)/2*2*38/3}/(EI)
+{12*38*(50+12)/2+12*38*38/2+(38*38)/2*2*38/3}/(EI)
=74093.55/(EI)
δ1P=-{(2781.3*25/3)*3*25/4}/(0.7EI)
-{2781.3*25*(50+25)/2+(14781.3-2781.3)*25*(25+3*25/4)/3}/(EI)
-{663.77*26*(26+50)/2+(14781.3-2781.3)*26*(24+3*26/4)/3}/(EI)
-{62.48*(12+24)/2*12+(663.77-62.48)*12*(12+3*12/4)/3}/(EI)
-{62.48*12*12/2+(752.05-62.48)*12*12/(4*3)}/(0.7EI)
=-10273099.17/(EI)
X=-{-10273099.17/(EI)}/{74093.55/(EI)}=138.65KN
由∑MA=0和∑FY=0求得
RB=1194.6KN
RA=296.36KN
MF=138.65*25-8.75*25*12.5
=731.88KN.M
MG=138.65*26-8.75*25*13.5-12.47*0.5
=645.54KN.M
MB=138.65*50-8.75*25*37.5-12.47*24.5-20.6*24*12
=-7508.94KN.M
MA=8.73*13*13/2
=737.69KN.M
MD=8.75*25*12.5-296.36*12
=-828.20KN.M
MC=8.75*25*24.5-296.36*24+12.47*12*6
=-867.68KN.M