324832挂篮计算单修汇总.docx

324832挂篮计算单修汇总.docx

《324832挂篮计算单修汇总.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《324832挂篮计算单修汇总.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

324832挂篮计算单修汇总

四十里堡特大桥

32+48+32m挂篮

计

算

单

计算人：

复核人：

中铁大桥局集团第四工程有限公司技术咨询公司

1、桥梁结构形式

32+48+32m预应力混凝土连续梁结构，梁体结构采用单箱单室、斜腹板、变高度、变截面结构，箱梁顶宽13.4m，箱粱底宽5.0至5.5m。

箱梁0#、1#块采用托架施工，边跨直线段采用满堂支架现浇施工。

其它节段采用挂篮悬浇施工，采用挂篮悬浇施工的梁段长度分为3.45m（最重为107.14t）。

2、设计依据

（1）《钢结构设计规范》（GB50017-20013）

（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

3、设计基本参数

（1）钢筋砼容重：

26KN/m3

（2）钢材的容重：

78.5KN/m3

（3）木材容重：

8.0KN/m3

（4）单侧恻模板荷载：

12KN/m

（5）内模板荷载：

20KN/m

（6）一般钢材：

Q235b

（7）焊接钢板材质：

Q235b

（8）所用销轴材质：

Q345

（9）精轧螺纹设计强度：

见具体型号给出

（10）施工荷载：

q1=2.0KN/m2

（11）人群荷载：

q2=2.0KN/m2

4、挂篮主要结构

为减轻挂篮自重，本挂篮取消了庞大的尾部平衡重或走行锚挂系统。

如下图所示：

挂篮结构侧立面示意图

5、施工时结构计算

浇注混凝土时挂篮承受的荷载有悬浇节段自重、施工荷载、挂篮荷载等。

计算模式：

1.2挂篮自重+箱粱节段重量+施工荷载+人群荷载。

箱粱最重节段按130t计算。

5.1、底模计算

5.1.1计算荷载

底模纵向分配梁采用桁架，在腹板范围按间距30cm布置，底板范围按间距100cm布置。

纵向分配梁受力情况：

（取首个3.45m节段（2#块）计算）

节段

长度（m）

节段重量（t）

R1/R2（t/m）

R3/R4（t/m）

2#

3.45

107.14

3.32

3.83

5.1.2计算模型

计算程序为通用有限元软件Midas6.17。

所有杆件均用梁单元模拟。

计算模型如下：

5.1.3计算结果及分析

项目

3.45m（2#）

前下横梁2c32b

最大下挠变形（mm）

3.45

最大组合应力（mpa）

65.6

后下横梁2I45a

最大下挠变形（mm）

2.4

最大组合应力（mpa）

22.0

纵梁桁架2c14

最大下挠变形（mm）

5.39

最大组合应力（mpa）

112.0

吊带

前吊带L1轴力（t）

32.01

前吊带L2轴力（t）

0.29

后吊带L2'轴力（t）

0.3

后吊带L1'轴力（t）

32.27

最大应力值为112mpa，均小于均小于Q235b钢材容许应力值140mpa，杆件符合要求。

最大挠度值5.39mm，较小，能满足挠度规范要求。

吊带均为Q345B钢，屈服强度为300mpa，吊带可承受荷载为N=σa=300*0.15*0.024=108t,,吊带最大受力为32.27t，则吊带安全系数为K＝108/32.27=3.35。

锚吊带所用钢销为ф60mm，材质为Q345钢，则钢销能承受剪力为：

N=n*3.14*602*145/4＝81.96t

则安全系数为K＝81.96/32.27＝2.54

钢吊带局部应力计算：

在钢销连接两侧贴10mm钢板，能承受的局部力为：

N=300*0.088*0.024+205*0.068*0.01*2=91.24t，则安全系数为K=91.24/32.27=2.83

孔壁承压：

300*0.024*0.062＝44.64满足要求。

5.2、挂篮主桁计算

5.2.1计算荷载

1.结构自重，按重力加速度g＝9.8m/s2考虑，计算模型按简化桁架的自重的1.2来计算。

2.前上横梁荷载：

由上面底模的计算结果可以得出：

R1=32.01t；R2＝0.3t

翼缘板和侧模重由前上横梁和已浇注箱梁分担：

R3＝（9.39+8.5）/2=8.945t

3.后上横梁荷载：

由上面底模的计算结果可以得出：

R4=0.3t（

5.2.2计算模型

计算程序为通用有限元软件Midas6.71。

所有杆件均用梁单元模拟。

计算模型如下：

5..3计算结果及分析

1.组合应力图

σmax＝98.1mpa均小于Q235b钢材容许应力值140mpa，杆件符合要求。

2.位移图

fmax＝14.35mm最大挠度出现在前上横梁的中部，容许挠度为：

5.7m*1/400＝1mm，不能满足挠度规范要求，因此采取在前上横梁中部贴钢板，加大刚度。

3.主桁轴力图（主桁杆件均采用绞结处理）单位t

根据杆件截面校核如下（主桁杆件截面均采用HM450*300）：

受拉杆件可以由组合应力看出均满足强度要求。

最不利受压杆件43-44，轴力为65.51t，截面为HM450*300,A=0.01574m2，

i＝0.072，λ＝l/i=6.02/0.072=83.6查φ＝0.530

σ＝N/Φa=78.52mpa，满足强度要求。

4.主桁杆件高强度螺栓M22连接计算

受拉杆件40-42，轴力为69.23t，

抗剪连接计算：

Nv＝0.9nμP=0.9*1*0.3*15.5=4.185t

n＝N/Nv＝16.54则单侧螺栓至少有9个以上。

受拉杆件40-44和受压杆42－43，轴力为48.74t，

抗剪连接计算：

Nv＝0.9nμP=0.9*1*0.3*15.5=4.185t

n＝N/Nv＝11.65则单侧螺栓至少有6个以上。

受压杆件43-40，轴力为51.22t，

抗剪连接计算：

Nv＝0.9nμP=0.9*1*0.3*15.5=4.185t

n＝N/Nv＝12.24则单侧螺栓至少有7个以上。

受压杆件43-44，轴力为65.51t，

抗剪连接计算：

Nv＝0.9nμP=0.9*1*0.3*15.5=4.1855t

n＝N/Nv＝15.65则单侧螺栓至少有8个以上。

计算时高强螺栓参考等级为8.8s进行计算的（预拉力达155KN），为保证螺栓达到1.4的安全系数，实际取材时采用性能等级为10.9s的高强螺栓，其预拉力达225KN.

5.主桁支点反力

前支点反力：

95.29t，后支点反力：

-48.03t

6.后锚计算

由支点反力计算可知后锚梁受力：

Mmax＝48.03*0.8＝38.43t.mQmax＝48.03t

后锚梁取2I56a，Wx＝2.343×103，

M=σ*2*Wx＝100.75t.m安全系数K=M/Mmax＝2.62

T剪=QmaxS/（Ib）＝19.7mpa强度满足要求

锚杆采用ф32mm精扎螺纹钢，级别为JL540,屈服强度为835mpa，吊杆可承受荷载为N=σA=835*3.14*322/4=67.12t,,锚杆单根最大受力为48.03/2=24.t，则吊杆安全系数为K＝67.12/24=2.8

6、挂篮空载走行计算

6.1挂篮底模计算

挂篮空载走行状态下，底模结构中的纵梁桁架均只承受结构的自重和外侧模板的荷载，荷载比混凝土浇注状态下小，因此不必对底模纵梁桁架进行验算。

但是对于后下横梁由原来的4个支点变为外侧两个支点，需要对后下横梁重新计算。

计算模型和浇注状态一样。

计算结果如下；

1.挂篮底模变形图

最大位移为；fmax＝1.55cm,,满足要求。

2.后下横梁组合应力

σmax＝34.8mpa均小于Q235b钢材容许应力值140mpa，杆件符合要求。

3.后下横梁吊带受力为l2’＝2.28t，前下横梁吊带受力l2＝0.11t，l1＝1.32t为小于浇注状态下荷载，所以不需要验算中上横梁。

6.2挂篮抗倾覆稳定性计算

由空载走行计算得l2，l1，l2’，利用有限元计算软件建模计算，

计算反力结果：

挂篮后、前支点的反力分别为：

-12.99t、31.10t，

后勾板需要提供最大反力F=13t，而考虑单根预埋钢筋直径25,。

粘结强度为1.29mpa，钢筋埋入深度0.8m，则T=1.29*3.14*0.025*0.8＝8.1t，四根可提供锚固力T=32t。

因此，在挂篮空载走行的最不利工况下预埋钢筋提供的锚固力是满足走行抗倾覆稳定要求。