青山河大桥悬浇挂篮设计验算.docx

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青山河大桥悬浇挂篮设计验算

青山河特大桥挂篮模板设计及验算

路桥集团公路一局一公司

“马鞍山至芜湖高速公路青山河桥”主桥

悬浇挂篮设计及验算

一、设计依据：

1、设计图纸“S5-3

（2）-06”

2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

3、《钢结构设计规范》

4、设计代表梁段：

3#、4#梁段

（1）梁体自重：

63.1t

（2）梁段长度：

3.0m

（3）梁底：

宽度为6.0m，厚度为0.4m，倒角1/2×（0.2×0.2）m

（4）腹板：

梁高为2.2m，厚度为0.4m

（5）梁顶：

梁宽为13.5m，翼板悬挑3.75m，顶板厚0.28m，翼板厚≈0.4m，顶板倒角1/2×（0.4×0.5）m，翼板倒角1/2×（1.0×0.4）m

二、系统构成：

1、主吊架系统：

该系统主要由主吊架、前上横梁、前后吊带、后锚梁、轨道及行走系统等部分组成。

2、模板系统：

该系统主要由底篮、外模、内模及封头模板系统构成。

三、工艺概述：

挂篮施工工艺主要分为两个阶段，即砼浇筑阶段与挂篮行走阶段，具体描述如下：

1、砼浇筑阶段：

（1）底篮通过设置于前后下横梁上的吊耳进行悬吊，其中前下横梁通过吊带吊挂于挂篮主吊架的前上横梁上，后下横梁则通过后吊带吊挂于手前一节段的箱梁砼底板上。

（2）外模系统搁置在外滑梁上，其中外滑梁前端则通过前吊带吊挂于挂篮主吊的前上横梁上，后端则通过后吊带吊挂于前一节段的砼翼板上。

（3）内模系统搁置在内滑梁上，其中内滑梁前端则通过前吊带吊挂于挂篮主吊架的前上横梁上，后端则通过后吊带吊挂于前一节段的箱梁砼顶板上。

（4）主吊架则通过轨枕支垫及后箱梁的锚固反吊进行各自前吊带力的平衡。

2、挂篮行走阶段：

（1）底篮前下横梁仍通过前吊带悬挂于挂篮主吊架上，随挂篮主吊架一并行走；而后下横梁后吊带解除，通过手动葫芦悬挂于外滑梁上，随挂篮主吊架一并行走。

（2）外模系统仍搁置于外滑梁上，放松前吊带，但仍悬挂于挂篮主吊架的前上横梁，解除后吊带及悬吊架，使外滑梁后端落于悬挂轮上，悬挂轮则通过后吊带悬挂于前一节段砼翼板上，外模系统随挂篮主吊架一并行走。

（3）内模系统仍搁置于内滑梁上，放松前吊带，但仍悬挂于挂篮主吊架的前上横梁上；解除后吊架及悬吊架，使内滑梁后端落于悬挂轮上，悬挂轮则通过后吊带悬挂于前一节段的箱梁砼顶板上，内模系统随挂篮主吊架一并行走。

（4）解除主吊架的后锚梁，使挂篮主吊架反扣于挂篮轨道上自由滑行。

四、底篮设计：

（一）、面板验算：

1、面板选用S=5mm钢板，q=0.4t/m2

2、腹模处面板验算：

（1）计算荷载：

砼：

q1=2.6×2.2＝5.72t/m2

自重：

q2=0.04t/m2

施工荷载：

q3=0.20t/m2

q=q1+q2+q3=5.96t/m2

（2）计算跨度：

（同横向小梁布置间距）

L=0.25m

（3）弯距计算：

M=（1/8）qL2=4.67×10-3t-m

（4）弯应力验算：

σ=M/W=1113Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

腹板处横向小梁按＠=0.25米布置。

3、非腹板模处面板验算：

（1）计算荷载：

砼：

q1=0.78t/m2

自重：

q2=0.04t/m2

施工荷载：

q3=0.2t/m2

q=q1+q2+q3=1.02t/m2

（2）计算跨度：

（同横向小梁布置间距）

L=0.5m

（3）弯距计算：

M=（1/8）qL2=3.19×10-4t-m

（4）弯应力验算：

σ=M/W=765.6Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

4、结论：

底篮面板选用S=5mm钢板

（二）横向小梁验算：

1、横向小梁选用[8槽钢：

q=0.0081t/m，w=25.3cm3，I=101.3cm4，横向布置间距为＠=0.5m，横向小梁长为6.0m

2、腹板处横向小梁验算：

（1）计算荷载：

砼：

q1=2.86t/m

自重：

q2=0.029t/m

（2）弯应力验算：

σ=M/W=637.4Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（3）挠度验算：

f=5qL4/384EI=0.09cm

＜[f]=0.25cm

满足要求

4结论：

底篮横向小梁选用[8槽钢，横桥向布置间距为＠=0.25m

（三）纵梁验算：

1、纵梁选用I20a工字钢：

q=0.036t/m，w=237cm3，I=2370cm4，其顺桥向布置间距腹板处为＠=0.5m，非腹板处为＠=1.0m纵梁长为4.5m。

2、腹板模处纵梁验算：

（1）计算荷载：

砼：

q1=1.53t/m

自重：

q2=0.054t/m

施工荷载：

q3=0.1t/m

q=q1+q2+q3=1.69t/m

（2）计算跨度：

（同前、后横梁间距）

L=4.0m

（3）受力计算：

（该为作为集中荷载作用于前、后下横梁上）

RA=RB=1/2qL=3.38t

（4）弯距计算：

M=1/8qL2=3.38t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=1426.2Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（6）挠度验算：

f=5qL4/384EI=1.12cm

≈[f]=1.0cm

基本满足要求

3、非腹板处纵梁验算：

（1）计算荷载：

砼：

q1=1.04t/m

自重：

q2=0.094t/m

施工荷载：

q3=0.2t/m

q=q1+q2+q3=1.34t/m

（2）计算跨度：

（同前、后横梁间距）

L=4.0m

（3）受力计算：

（该为作为集中荷载作用于前、后下横梁上）

RA’=RB’=1/2qL=2.68t

（4）弯距计算：

M=1/8qL2=2.68t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=1130.9Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（6）挠度验算：

f=5qL4/384EI=0.9cm

＜[f]=1.0cm

满足要求

结论：

底篮纵梁选用I20a工字钢，顺桥向布置间距腹板处为＠=0.5m，非腹板处为：

＠=1.0m

（四）前、后下横梁验算：

1、前、后下横梁选用[]28a双拼槽钢：

q=0.064t/m，w=680cm3，I=9529.2cm4，前后下梁间布置间距为＠=4.0m，下横梁梁长为11.5m

2、受力图示：

（即前、后吊带的布置间距）（单位：

cm）

3、吊带受力验算：

（1）A吊带：

DA=RA×（1.5+1.0）+1/2qL2=4.80t

（2）B吊带DB=RA×（0.4+0.9）+1/2q（1.9-2.35）2+1/2（2RA+ql）+RA

=7.78t

（3）吊带选型：

选用ΦL32精轧螺纹钢：

[R]32=πD2[σ]/4=π×3.22×7.65/4=61.5t

R32=0.75[R]32=46.1t

选用ΦL25精轧螺纹钢：

[R]25=πD2[σ]/4=π×2.52×7.65/4=37.5t

R25=0.75[R]25=28.1t

4、横梁受力验算：

（1）弯距计算：

（按弯距叠加法简支简化计算）

MAB=2.30t-m

MBC=2.78t-m

M=MBC=2.78t-m

（2）弯应力验算：

σ=M/W=408.5Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（3）挠度验算：

fAB=RA/48EI

=[40×（3×1902-4×402）+90×（3×1902-4×902）+5qL4/384EI

=0.05cm＜[f]AB=0.47cm

fBC=RA×2/48EI[100×（3×3002-4×1002）]+5qL4/384EI

=0.15cm＜[f]BC=0.75cm

满足要求

结论：

底篮前、后横梁选用[]=8a双槽钢；吊带各布置4根，选用ΦL32精轧螺纹钢。

（五）底篮构造：

（自上而下）：

1、S=5mm面板。

2、[8槽钢横向小梁，横桥向布置间距为＠=0.25m。

3、I20a工字钢纵梁，顺桥向布置间距腹板处为＠=0.5m，非腹板模处为＠=1.0m。

4、[]28a双拼槽钢前、后下横梁，前后梁间间距＠=4.0m。

5、ΦL32精轧螺纹钢吊带，前后、吊带各4根。

五、外模设计：

（一）翼板部位：

1、面板验算：

（1）面板选用S=5mm钢板，q=0.04t/m2

（2）计算荷载：

砼：

q1=1.82t/m2

自重：

q2=0.04t/m2

施工荷载：

q3=0.2t/m2

q=q1+q2+q3=2.06t/m

（2）计算跨度：

（同纵肋布置间距）

L=0.3m

（3）弯距计算：

M=1/8qL2=2.32×10-4t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=556.8Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

2、纵肋验算：

（1）外模纵肋选用[b.3槽钢：

q=0.007t/m，w=16.123cm3，I=50.186cm4，顺桥向布置间距为＠=0.3m

（2）计算荷载：

砼：

q1=0.55t/m

自重：

q2=0.019t/m

施工荷载：

q3=0.06t/m

q=q1+q2+q3=0.63t/m

（3）计算跨度：

（同外模桁架片横桥向布置间距）

L=0.7m

（4）弯距计算：

M=1/8qL2=0.04t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=248.1Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（6）挠度验算：

f=5qL4/384EI=6.3×10-4cm

＜[f]=0.075cm

满足要求

（二）侧板部位:

1、侧面板验算：

（1）面板选用S=5mm钢板

（2）计算荷载：

按V=2.0m/h的浇筑速度计算砼侧压力

pmax=0.22rt0k1k2V1/2=4.5t/m2

（3）计算跨度：

（同横肋高度方向布置间距）

L=0.3m

（4）弯距计算：

M=1/8pmaxL2=5.1×10-4t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=1224Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

2、横肋验算：

（1）外模横肋选用[6.3槽钢：

q=0.007t/m，w=16.123cm3，I=50.186cm4，顺桥向按间距为＠=0.3m布置。

（2）计算荷载：

砼：

q1=pmax，＠=1.35t/m

（3）计算跨度：

（同外横桁架片横桥向布置间距）

L=0.7m

（4）弯距计算：

M=1/8qL2=0.09t-m

（5）弯应力验算：

σ=M/W=558.3Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（6）挠度验算：

f=5qL4/384EI=1.4×10-3cm

＜[f]=0.075cm

满足要求

（三）外滑梁验算:

1、内侧外滑梁：

（1）内侧外滑梁选用[]25a双拼槽钢：

q=0.055t/m，w=539.19cm3，I=6739.24cm4，外滑梁长为10.0m

（2）计算荷载：

砼：

q1=2.81t/m

自重：

q2=0.55t/m

施工荷载：

q3=0.36t/m

q=q1+q2+q3=3.72t/m

（3）计算跨度：

（同前后吊带间距）

L=4.0m

（4）吊带受力验算：

（ΦL32=46.1t）

WB=1/2qL=7.44t

（5）弯距计算：

M=1/8qL2=7.44t-m

（6）弯应力验算：

σ=M/W=1380Kg/cm2

＜[σ]＝1700Kg/cm2

满足要求

（7）挠度验算：

f=5qL4/384EI=0.88cm

＜[f]=1.0cm

满足要求

2、外侧外滑梁

（1）外侧外滑梁选用[]22a双拼槽钢：

q=0.05t/m，w=435.2cm3，I=4787.