XXX挂篮检算资料.docx

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XXX挂篮检算资料

XXX黄河大桥

挂篮检算资料

XXXXXX挂篮检算资料

一、设计说明：

⒈XXXXXXXX设计文件。

⒉参考斜拉式、菱形式挂篮设计。

⒊考虑了斜拉挂篮的施工缺陷，现场加工能力和今后周转运输方便，设计为选用合理桁架结构；设计以施工变形大小控制。

二、设计资料：

⒈人均平面荷载:

P=200kg/m3

⒉最大箱梁砼重按：

P=117t

⒊砼冲击力和其它不利因素系数选1.2

三、挂篮构造示意图（单位mm）：

四、各部位砼重量：

PT1=[（0.18＋0.62）/2]×4×4×2500=15360（㎏）

PT2=[（0.26×2＋0.396）1.4+4.4+0.26]×4×2500=24264（㎏）

PT3=0.4×4.091×3.5×2500=14319（㎏）

PT4=7.2×0.538×3.5×2500=33894（㎏）

PT5=[（0.2×0.2）/2]×3.5×2500=175（㎏）

五、三角挂篮结构杆件检算：

㈠底板纵梁

⒈纵梁承担重量——P

⑴底板模型重P1=2200（㎏）

⑵纵梁9根自重P2=752×9=6768（㎏）

⑶砼重量P3=PT3×2＋PT4=14319×2＋33894=62532（㎏）

⑷人均荷载P4=200×8×3.5=5600（㎏）

纵梁承担重量P=P3×1.2＋P1＋P2＋P4=89606（㎏）

∴Q=P/c=89606/350=256（㎏/㎝）

单位：

mm

⒉纵梁均布应力、挠度、剪切应力

⑴r=C/L=350/520=0.673

Mmax=QCL（2-r）/8

=256×350×520×（2-0.673）/8

=7728448（kg*cm）

W=（WI306×2+W板）×9

=（404.45×2+37×12×2/6+37×1×15.52×2/16）×9

=17391.5（cm3）

E=Mmax/W=7728448/17391.5=444.4（kg/cm2）<[δ]

⑵挠度

fmax=[QCL/（384EI）]（8-4r2+r3）

I=17391.5×16=278264

fmax=[（256×350×5202）/（384×2.1×106×278264）]（8-4×

0.6732+0.6733）

=0.364（cm）

⑶剪切应力

剪切应力最大处最薄弱面A=（30/2）×0.7×18=189（cm2）

τ=P/A=89606/189=474.1（kg/cm2）<[τ]

底板纵梁实际受力不够，腹板处受力最大，根据上述检算将腹板调整成两根纵梁，其余匀布不再检算。

⒊腹板地纵梁检算

⑴砼重量

PZ1=（PT3+PT5）×1.2

=（14319+175）×1.2

=17392.8（kg）

⑵人均荷载

PZ2=0.76×3.5×200=532（kg）

⑶总重

P=PZ1+PZ2+P纵=17392.8+532+752.2×2=19429.2（kg）

Q=P/C=19429.2/350=55.5（kg/cm2）

⑷图示

⑸应力

Mmax=QCL（2-r）/8

=55.5×350×520×（2-0.673）/8

=1675503.4（kg*cm）

E=Mmax/W=1675503.4/[（17391.5/9）×2]=433.5（kg/cm2）<[δ]

⑹挠度

fmax=[QCL/（384EI）]（8-4r2+r3）

I=[（17391.5×16）/9]×2=61836.4

fmax=[（55.5×350×5202）/（384×2.1×106×61836.4）]（8-4×

0.6732+0.6733）

=0.325（cm）

由上述检算可知纵梁最大应力444kg/cm2；剪切应力474.1kg/cm2；挠度3.6mm。

㈡前下横梁

⑴横梁荷载

a.横梁自重

PH1=1227.5㎏

Q1=1227.5/1300=0.94（kg/cm）

b.砼重量、人荷载

Q2=（P砼4×1.2）/（2×2）+（200×2+3.5）/2=31.7（kg/cm）

c.腹板砼重量

Q3=[（409.1－53.8）×3.5×2500×1.2]/2=186.5（kg/cm）

⑵检算图示

实际前下横梁为4个吊杆，因每侧吊杆距离较近，把它看成一点来检算。

⑶参数

2W[366=2×702.9=1405.8cm3

2I[366=2×12651.7=25303.4cm4

λ1=M1/L1=345/610=0.566

λ2=M2/L1=95/610=0.156

⑷横梁中应力

a.Mmax=QL2（1－4λ2）/8

Mmax1=Q1L12（1－4λ12）/8

=0.94×6102（1－4×0.5662）/8

=－12304.3（kg*cm）

Mmax2=Q2L12（1－4λ22）/8

=31.7×6102（1－4×0.1562）/8

=1330917.8（kg*cm）

Mmax2=MC=－Q3M3（M3/2＋55）

=－186.5×40（40/2＋55）

=－559500（kg*cm）

Mmax中=Mmax1＋Mmax2＋Mmax3=－12304.3＋1330917.8－559500

=759113.5（kg*cm）

σ=Mmax中/W=759113.5/1405.8=540（kg/cm2）<[σ]

b.前下衡量吊点处应力

MA1=Q1M12/2=0.94×3452/2=－55941.8（kg*cm）

MA2=Q2M22/2=－31.7×952/2=－143046.3（kg*cm）

MA3=MC=－559500（kg*cm）

MA=MA1＋MA2＋MA3

=－55941.8－143046.3－559500

=－758488.1（kg*cm）

σ=MA/W=－758488.1/1405.8=－539.5（kg/cm2）<[σ]

⑸前下横梁挠度

a.中间

fmax=QL4（5－24λ2）/（384EI）

fmax1=Q1L14（5－24λ12）/（384EI）

=0.94×6104×（5－24×0.5662）/（384×2.1×106×25303.4）

=－0.02（cm）

fmax2=Q2L14（5－24λ22）/（384EI）

=31.7×6104×（5－24×0.1562）/（384×2.1×106×25303.4）

=0.95（cm）

不考虑腹板砼作用对前下横梁中间挠度的影响。

f中=fmax1＋fmax2=0.93（cm）

f中/2=0.93/610=1/656>1/800

b.腹板外侧挠度

f1=Q1M1L1（－1＋6λ2＋3λ3）/（245EI）

=0.94×345×610×（－1＋6×0.5662＋3×0.5663）/（245×2.1×106×25303.4）

=1.4×10-4（cm）

f2=Q2M2L1（－1＋6λ2＋3λ3）/（245EI）

=31.7×95×610×（－1＋6×0.5662＋3×0.5663）/（245×2.1×106×25303.4）

=－7.5×10-4（cm）

f3=PM2L（3＋2λ）/6EI

M=95（cm）

P=MC/M=559500/95=5889.5（kg）

λ=M/L=95/610=0.156

f3=5889.5×952×610（3＋2×0.156）/（6×2.1×106×25303.4）

=0.34（cm）

∑f=f3=0.34（cm）

由上挠度分析，双吊杆向内移动一根使L=560cm,M=120。

∴λ=120/560=0.214

fmax2中=31.7×5604（5－24×0.2142）/（384×2.1×106×25303.4）

=0.6（cm）

∑f中=0.58（cm）f中/L=0.58/560=1/965.5<1/800

⑹前下横梁总承重

P总=PH1＋[P砼4＋2（P砼3＋P砼5）]×1.2＋P4

=1227.5＋[33894＋2（14319＋175）]×1.2＋3.5×200×8

=82285.9（kg）

每个吊杆承重力P=P总/4×2=82285.9/8=10285.8（kg）

㈢后下横梁

选用两根[366槽、上下缘加焊厚20mm钢板和厚10mm钢板。

I=2I[366＋2I2板＋I1板

=2×（12651.7＋30×28/12＋30×2×192）＋30×13/12＋30×1×202

=68663.4＋12002.5

=80665.9（cm4）

前横梁I、W大几倍，且后下横梁施工吊点近似相同，故不检算后下横梁施工状态。

⑴控载移动时，计算图示

Q1=P自重/1660=3062/1660=1.84（kg/cm）

Q1=[（P1＋P2＋P4）/2]/800=[（2200＋752.2×9＋5600）/2]/800

=9.11（kg/cm）

⑵最大应力

Mmax1=QL2/8=1.84×16602/8=633788（kg*cm）

Mmax2=QCL（2－r）/8=9.11×800×1660/8=2295720（kg*cm）

Mmax=Mmax1＋Mmax2=2929508（kg*cm）

σ=Mmax/W=2929508/4188.2=699.5（kg/cm2）

⑶挠度

fmax1=5QL4/384EI

=（5×1.84×16604）/（384×2.1×106×80665.9）

=1.07（cm）

fmax2=[QCL/（384EI）]（8-4r2+r3）

=[9.11×800×16603/（384×2.1×106×80665.9）]×[8－4×（800/1660）2＋（800/1660）3]

=3.68（cm）

∑f=fmax1＋fmax2=3.68＋1.07=4.75（cm）

f/L=4.75/1660=1/349.4>1/800

不是施工状态可取。

㈣后上横梁

由于立柱对后上横梁两支点压力很大，横梁两端按一端简支，一端固定，中间按两端固定计算，材料选用[28a槽钢、加焊δ=10mm钢板。

I=2I[28a＋2I板

=2（4572.5＋23.4×13/12＋23.4×14.52）

=18988.6（cm4）

W=2W[28a＋2W板

=2（339.5＋23.4×12/6＋23.4×14.52/15）

=1342.8（cm3）

计算图示，翼缘板

翼缘板砼重量分配：

a.砼重心

y=L1（2r＋1）/[3（r＋1）]

r=18/62=0.29

y=4（2×0.29＋1）/[3（0.29＋1）]=1.63（cm）

P’=P砼/2=15360/2=7680（kg）

PA=P’×[200－（163＋25－65.8）]/200

=7680×77.8/200

=2987.5（kg）

PB=P’－PA=4692.5（kg）

b.加砼冲击不利系数和人行荷载及侧模重量。

实际人行荷载PB承担、侧模PA承担。

∴PA’=1.2PA＋P侧/2=1.2×2987.5＋6000/2=6585（kg）

PB’=1.2PB＋P人=1.2×4692.5＋（4×4/2）×200=7231（kg）

c.最大应力

Mmax=Pab2（3－β）/（2L2）β=b/L

βA=65.8/455=0.145βA=265.8/455=0.584

MmaxA=6585×389.2×65.82×（3－0.145）/（2×4552）

=76512.7（kg*cm）

MmaxA=7231×189.2×265.82×（3－0.584）/（2×4552）

=563992.8（kg*cm）

Mc=Pab（1＋α）/2L

αA=389.2/455=0.855

αA=189.2/455=0.416

MCA=6585×389.2×65.8（1×0.855）/（2×455）

=－343761（kg*cm）

MCB=7231×189.2×265.8（1×0.416）/（2×455）

=－565843（kg*cm）

叠加后最大弯矩在C点。

MC=MCA＋MCB=－909604（kg*cm）

σ=－MC/W=909604/1342.8=677.4（kg*cm2）<[σ]

d.剪力

θDC=－Pb2（2L＋a）/2L3

θDCA=－6585×65.82×（2×455＋389.2）/（2×4553）=－196.6（kg）

θDCB=－7231×265.82×（2×455＋189.2）/（2×4553）=－2980.7（kg）

θDC=θDCA＋θDCB=－196.6－2980.7=－3177.3（kg）

θCD=PA’＋PB’－θDC=6585＋7231－3177.3=10638.7（kg）

τ=θCD/AC=10638.7/（76.3×2＋23.4×2）=53.4（kg*cm2）<[τ]

e.挠度

fxDP=[RA（3L2x－x3）－3Pb2x]/（6EI）

fXpc=[R4（3L2x－x3）－3Pb2x＋P（x－a）3]/（6EI）

x1=189（cm）

fx1A=[196.6×（3×4552×189－1893）－3×6585×65.82×189]/（6×2.1×106×18988.6）

=0.023（cm）

fx1B=[2980.7×（3×4552×189－1893）－3×7231×265.82×189]/（6×2.1×106×18988.6）

=0.168（cm）

∴fx=fx1A＋fx1B=0.023＋0.168=0.2（cm）

x2=220（cm）

fx2A=[196.6×（3×4552×220－2203）－3×6585×65.82×220]/（6×2.1×106×18988.6）

=0.025（cm）

fx2B=[2980.7×（3×4552×220－2203）－3×7231×265.82×220＋7231×（220－189.2）2]/（6×2.1×106×18988.6）

=0.16（cm）

∴fx=fx2A＋fx2B=0.025＋0.16=0.2（cm）

f.计算图后上横梁中间两端固定

⑴应力

4P=P砼×1.2＋P人＋P内膜

=24264×1.2＋7.5×4×200＋2770

=37886.8（kg）

P=9471.7（kg）

Mmax=Pa2/L=9471.7×1852/750=432225.2（kg*cm）

σ=Mmax/W=432225.2/1342.8=321.9（kg/cm）

⑵挠度

fmax=Pa2L（3－4α）/（24EI）

=9471.7×1852×750×（3－4×185/750）/（24×2.1×106×18988.6）

≈0.5（cm）

㈤前上横梁

选用材料A3钢[366槽钢2根，翼缘加焊δ=10mm钢板。

I=2I[366＋2I板=2×（12651.7＋26.6×13/12＋26.6×1×18.5）

=43575.5（cm4）

W=2W[366＋2W板=2×[702.9＋26.6/2＋（26.6＋0.52）/19]

=2373（cm3）

⑴计算图示

⑵前上横梁

已知：

P1=7231kgP2=6585kgP3=10285.8kgP4=9471.7kg

PA=P1＋P2＋P3＋P4=33573.5kg

⑶应力

M中=－40.8×P1－440.8×P2＋375×PA－320×P3＋280×P3－190×P4

=－640.8×7231－440.8×7231＋375×33573.5－320×10285.8－280×10285.8－190×9471.7

=2842714.7（kg*cm）

MA=265.8×P1＋65.8×P2

=265.8×7231＋65.8×6585

=2355292.8（kg*cm）

σ中=M中/W=2842714.7/2373=1197.9（kg/cm2）

σA=MA/W=2355292.8/2373=992.5（kg/cm2）

⑷挠度

a.前上横梁中间挠度

PA’=M中/（L/2）=2842714.7/（750/2）=7580.6（kg）

f中=PL3/（48EI）

=7580.6×7503/（48×2.1×106×43515.5）

=0.73（cm）

f中/L=0.73/750=1/1028.7<1/800

b.前上横梁两端挠度

P’=MA/M=2355292.8/265.8=8861.1（kg）

fC=PM2L（3＋2λ）/6EI

λ=M/L=265.8/750=0.354

∴fC=8861.1×265.82×750×（3＋2×0.354）/（6×2.1×106×43515.5）

=3.18（cm）

两端悬臂需加焊型钢，使惯性矩加大5倍即可。

㈥主梁、立柱

主梁每片由两根I40a工字钢组成，立柱由两根[366槽钢组成。

已知：

P=33573.5kgAI40a=86.1×2=172.2cm2

A[366=68.09×2=136.2cm2II40a=21720×2=43440cm4

I[366=12651.7×2=253034cm4α=30°48′37″

⒈图示⒉

⒉主梁轴向压力

N=P/tgα=33573.5/tg30°48′37″=56297（kg）

σ=N/A=56297/172.2=326.9（kg/cm2）<[σ]

⒊主梁临界失稳压力

Nmax=π2EI/（4L2）=π2×2.1×106×43440/（4×6202）=585552（kg）⒋斜拉杆拉力

F=P/sinα=33573.5/sin30°48′37″=65548（kg）

斜拉杆每侧采用四根φ32Ⅳ精扎螺钢。

每根拉力：

fφ32=F/4=65548/4=16387（kg）

⒌立柱

承压N=2P=2×33573.5=67147（kg）

应力σ=N/A=67147/136.2=493（kg/cm2）

主梁，后上、下横梁接长栓孔按材料等面强度设计摄制。

㈦后下横梁、底板吊杆

材料40铬直径φ70

吊杆拉力F=P总/4=82285.9/4=20571.5（kg）

σ=F/A=20571.5/（72×π/4）=534.5（kg/cm2）<[σ]

㈧底板高差造成最大的水平力

⒈底板重量：

P1=P砼＋P下横梁＋P纵梁＋P底模

=8×0.53×4×2500＋4290＋752.2×9＋2200

=55659.8（kg）

⒉底板高差：

3.5米高差20cm；α=3°16′14″

tgα=20/350=0.05714

⒊向后水平力：

F=P1sinα=55659.8×20/350=3180.6（kg）

混凝土与钢模摩擦系数μ=0.4

模板与混凝土接触面压力χ

χ·Aμ≥fχ≥f/（Aμ）=3180.6/（0.5×8×0.4）=1988（kg）㈨滑梁

⒈侧模滑梁选用两根[28a槽钢、加焊δ=10钢板。

I=2I[28a＋2I板=2（4752.5＋23.4×13/12＋23.4×1×14.52）

=19348.6（cm4）

W=2W[28a＋2W板=2（339.5＋23.4×12/6＋23.4×14.52/15）

=1342.8（cm3）

a.控载滑动状态

b.应力计算

Ⅰ模板重量＋滑梁、吊梁重量。

ⅡP应力=6000×1.1=6600（kg）

PA=P×（430/2＋70）/L=6600×285/1100=1710（kg）

M中=PAL/2=1710×1100/2=940500（kg*cm）

σ=Mmax/W=940500/1342.8=700.4（kg/cm2）

Ⅲ挠度

已知：

χ=550cmc=430cmb=285cm

fx=Qcb[（4L－4b2/c－c2/L）χ－4χ3/L]/（24EI）

=6600×430×285×[（4×1100－4×2852/430－4302/1100）×550－4×5503/1100]/（24×2.1×106×19348.6）

=3（cm）

c.满载状态

已知：

PA=7231kga=45cm

Mmax=PA·a=7231×45=325395（kg*cm）

σ=Mmax/W=325395/1342.8=242.3（kg*cm2）

fmax=QcL3（8－4r2＋r3）/（384EI）

=2PAL3[8－4（c/L）2＋（c/L）3]/（384EI）

=2×7231×5203×[8－4×（430/520）2＋（430/520）3]/（384×2.1×106×430×19348.6）

≈0.76（cm）

⒉内模滑梁

已知：

P自重=3000＋2000=5000kg

每侧滑梁承重P=2500kg

PA=P（430/2＋70）/L=2500×285/1100=658（kg）

M中=LPA/2=658×1100/2=361900（kg*cm）

W=M中/σ=361900/800=452.4（cm3）

查表可知槽钢[22W=233.8,用两根即可。

施工状态于侧模滑梁受力接近，不在检算。

选用材料加工。