最新永定新河特大桥挂篮体系计算书.docx

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最新永定新河特大桥挂篮体系计算书

0号块箱梁模板及支架体系计算书

一、荷载计算

1、箱梁荷载：

按单侧荷载计算（需扣除主墩上中横梁重量）

因箱梁为变截面，所以去要进行荷载分配

跨中处箱梁钢筋砼自重：

G=16.88（跨中箱梁面积，除去翼缘板）m2×5×26KN/m3=2191.4KN

渐变段末处箱梁钢筋砼自重：

G=14.74（跨中箱梁面积，除去翼缘板）m2×5×26KN/m3=1916.2KN

跨中箱梁（除翼缘板）荷载均按面荷载简化计算：

F=G÷S=2191.4KN÷（5m×10.5m）=41.74KN/m2

渐变段末处箱梁（除翼缘板）荷载均按面荷载简化计算：

F=G÷S=1916.2KN÷（5m×10.5m）=36.5KN/m2

2、施工荷载：

取F2=2.5KN/m2

3、振捣混凝土产生荷载：

取F3=2.0KN/m2

4、方木及竹胶板重量：

取F6=0.2KN/m2

跨中：

恒载：

41.74+0.2=41.94KN/m2；活载：

2.5+2.0=4.5KN/m2；

梁段：

恒载：

34.8+0.2=36.8KN/m2；活载：

2.5+2.0=4.5KN/m2；

恒载安全系数1.2，活载取安全系数1.4

所以跨中均布面载q=1.2×41.94+4.5×1.4=56.63KN/m2

梁段均布面载q=1.2×36.8+4.5×1.4=50.46KN/m2

腹板处均布荷载qf=1.2×3.4×26+0.2+4.5×1.4=112.66KN/m2

因考虑张拉等因素，均布荷载按56.63计算

5、底模强度计算

（1）箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用0.3m宽1m长单向板计算，如图所示。

竹胶板抗弯强度经检测为46Mpa。

（2）用结构力学求解器进行计算

竹胶板各项取值，按0.2m简支梁进行计算

1）底模板均布荷q=56.63KN/m

2）弹性模量E=10400MPa。

3）截面惯性矩：

I=bh3/12=1×0.0153/12=2.8125×10-7m4

抗拉刚度EA=156000KN

抗弯刚度EI=2.925KN×m2

输入求的结果：

弯矩

剪力

反力

4）弯矩计算

跨中最大弯矩：

0.2832KN·m

截面抵抗矩：

W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3

抗弯应力：

σ=M/W=0.2832×10-3/3.75×10-5=7.552MPa＜［σ］=46MPa

竹胶板板抗弯应力满足要求。

5）竹胶板抗剪计算：

最大剪力：

5.663KN

б=3Q/2A=3×5.663×10-3/2×（1×0.015）=0.5663Mpa＜［σ］=2MPa

6）挠度：

最大变形为0.4mm＜L/400=0.5mm

竹胶板挠度满足要求。

（3）腹板下竹胶板强度计算

按0.2m简支梁进行计算

底模板均布荷q=112.66KN/m

输入求得计算结果

弯矩

剪力

内力计算数据

位移计算数据

根据前面计算结果，满足要求

综上，竹胶板受力满足要求。

6、顺桥向方木计算

（1）顺桥向方木取荷载最大处既腹板下方木进行计算，按三跨0.6m长,0.3m宽的连续梁计算

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4

落叶松容许抗弯应力［σ］=15MPa，抗剪应力［fv］=2Mpa,弹性模量E=11×103Mpa

抗拉刚度EA=110000KN

抗弯刚度EI=91.63KN×m2

作用在顺桥向方木上的均布荷载为：

q=q’×0.2=112.66×0.2=22.532KN/m

输入求的结果：

弯矩

剪力

内力计算数值

反力

反力计算数值

变形计算数值

（2）弯矩计算

最大弯矩：

0.811KN·m

方木抗弯应力：

σ=M/W=0.811×10-3/1.67×10-4=4.86MPa＜［σ］=15Mpa

（3）方木抗剪计算

最大剪力：

Q=8.112KN

б=3Q/2A=3×8.112×10-3/2×（0.1×0.1）=1.22Mpa＜2.0Mpa

（4）变形计算

最大变形为0.22mm＜L/400=1.5mm

（5）反力

最大反力为14.871KN

7、横桥向方木计算

（1）横桥向方木间距为60cm，下部杆件为支座，间距60cm，荷载为上部顺桥方木传递，间距20cm，，其他处取值为按三跨连续梁进行计算。

荷载转换为均布荷载为：

q=74.35KN/m

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4

落叶松容许抗弯应力［σ］=15MPa，抗剪应力［fv］=2Mpa（顺纹），弹性模量E=11×103MPa

抗拉刚度EA=165000KN

抗弯刚度EI=309.1KN×m2

输入求的结果：

弯矩

剪力

反力

变形

内力计算数值

反力计算数值

变形计算数值

（2）弯矩计算

最大弯矩：

2.68KN·m

方木抗弯应力：

σ=M/W=2.68×10-3/3.75×10-4=7.15MPa＜［σ］=15Mpa

（3）方木抗剪计算

最大剪力：

Q=26.77KN

б=3Q/2A=3×26.77×10-3/2×（0.1×0.15）=2.7Mpa＜6.0Mpa（木材横纹抗剪）

（4）变形计算

最大变形为0.22mm＜L/400=1.5mm

（5）反力

最大反力为49.1KN

8、碗扣支架计算

立杆根据上述计算求得最大受力为49.1KN

钢管自重：

支架高为5米，共设4道横杆，所以钢管自重取：

5×3.841+4×0.3×4×3.841=38kg=0.38KN

钢管受力为Nw=49.1+0.38=49.48KN

钢管截面积：

4.89×10-4m2

立杆计算长度L0=h+2a=1.2+2×0.3=1.8m

λ=L0/i=180/1.58=114

钢管长细比查Q235表得：

0.489

钢管允许荷载为N=φ×A×f=0.489×205×103×4.89×10-4=50KN

Nw＜N

满足要求

9、侧模计算

（1）载标准值计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中γ--混凝土的重力密度，取24.00kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间取，6h；

T--混凝土的入模温度，取15.00℃；

V--混凝土的浇筑速度，取0.3m/h；

H--模板计算高度，取3.00m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.20；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为23.95kN/m2、72kN/m2，取较小值22.62kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=23.95kN/m2；

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.00kN/m2。

根据上述底模计算，竹胶板、方木肋均满足要求，这里不再赘述

（2）拉杆计算

计算公式如下:

其中N–拉杆所受的拉力；

A–拉杆有效面积（mm2）；

f–拉杆的抗拉强度设计值，取170.000N/mm2；

查表得：

拉杆的型号:

M20；

拉杆有效直径:

16.93mm；

拉杆有效面积:

A=225mm2；

拉杆所受的最大拉力:

N=29.95×1.2×1=35.94kN。

拉杆所受的最大拉力N=34.34kN小于拉杆最大容许拉力值[N]=38.25kN，满足要求。

10、满铺方木计算

（1）满铺方木取最不利状态进行计算，受力最大的单根碗扣支架作用在方木中间。

通过以前计算，算得立杆承受最大荷载为49.48KN，按简支梁集中荷载作用在中间进行模拟。

20×20cm方木性能如下：

截面惯性矩I=bh3/12=133.3×10-6m4

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.2×0.22/6=13.3×10-4m3

落叶松容许抗弯应力［σ］=15MPa，抗剪应力［fv］=2Mpa,弹性模量E=11×103Mpa

抗拉刚度EA=440000KN

抗弯刚度EI=1466.3KN×m2

输入数据求得计算结果：

弯矩

剪力

内力数值

位移数值

（2）弯矩计算

最大弯矩：

6.19KN·m

方木抗弯应力：

σ=M/W=6.19×10-3/13.3×10-4=4.66MPa＜［σ］=15Mpa

（3）方木抗剪计算

最大剪力：

Q=24.74KN

б=3Q/2A=3×24.74×10-3/2×（0.2×0.2）=1Mpa＜2.0Mpa

（4）变形计算

最大变形为0.1mm＜L/400=1.5mm

（1）因上部支撑体系采用满堂红支架体系，所以计算简便将360工字钢纵梁模拟成受均布荷载。

由上述计算，均布面载q=50.46KN/m2，单侧支架总重量为106KN，换算成面荷载为1.8KN/m2,工字钢自重为0.65KN/m

工字钢间距为50cm，所以作用在工字钢上的线荷载为：

（50.46+1.8×1.2）+0.65×1.2=53.4KN/m

按照现场实际布置情况，将工字钢受力模拟成如下情况：

360b型工字钢参数：

弹性模量E=205000MPa。

截面惯性矩：

I=165.3×10-6m4

截面抵抗矩：

W=919×10-6m3

截面面积矩：

Sx=541.2×10-6m3

钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa

钢材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面积：

83.5×10-4m2

抗拉刚度EA=1711750KN

抗弯刚度EI=33886.5KN×m2

输入软件求得数据：

弯矩

剪力

反力

位移

内力数值

位移数值

反力数值

（2）弯矩计算

最大弯矩：

48.66KN·m

抗弯应力：

σ=M/W=48.66×10-3/919×10-6=52.95MPa＜［σ］=205Mpa

（3）抗剪计算

最大剪力：

Q=24.74KN

ζ=QSx/It=94.896×10-3×541.2×10-6/165.3×10-6/0.012=25.89Mpa＜85Mpa

（4）变形计算

最大变形为0.78mm＜L/400=0.8mm

11、560 双拼工字钢横梁强度验算

根据上述360工字钢计算求得反力为167KN，为简化计算，将集中力转化为均布荷载进行计算，按实际布置情况进行模拟计算

工字钢上的线荷载为：

167×36/17.5=344KN/m

双拼560b型工字钢参数：

弹性模量E=205000MPa。

截面惯性矩：

I=1370.2×10-6m4

截面抵抗矩：

W=4894×10-6m3

截面面积矩：

Sx=1447.2×10-6m3

钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa

刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面积：

146×10-4m2

抗拉刚度EA=2993000KN

抗弯刚度EI=280891KN×m2

输入软件求得数据：

弯矩

剪力

反力

位移

位移数据

（2）弯矩计算

最大弯矩：

622.37KN·m

抗弯应力：

σ=M/W=622.37×10-3/4894×10-6=127.2MPa＜［σ］=205Mpa

（3）抗剪计算

最大剪力：

Q=818.87KN

ζ=QSx/It=818.87×10-3×2894.4×10-6/1370×10-6/0.0145/2=59.7Mpa＜85Mpa

（4）变形计算

最大变形为2mm＜L/400=11.7mm

满足要求

12、圆管撑计算

圆管撑长8m，直径Ø600mm，壁厚1cm。

根据上述计算求得最大反力既作用在单根圆管撑上最大的力为1602.07KN

查表得回转半径i=20.862cm

长细比为800/20.862=38.34

根据长细比查的轴心受压杆件稳定系数为：

φ=0.906

截面积：

A=3.14×0.32-3.14×2.92=0.019m2

φ×A×f=0.906×0.019×205×103=3529KN

N<φ×A×f

满足要求

悬浇梁模板计算书

一、荷载计算

以最重块件即2#号块作为本次计算块件，2#号块箱梁浇重量152t，箱梁一次性浇筑，构件承担的。

它是由侧模、内模、底模共同承担，所以有必要对其重量进行分配。

荷载分部如下

计算时需按照荷载分部原则进行计算

因4号面板为最厚面板，所以箱梁面板只计算4号处荷载

1号翼缘板面载：

G=0.4×26=10.4KN/m2

2号腹板面载：

G=2.8×26=72.8KN/m2

3号面板面载：

G=0.3×26=7.8KN/m2

4号面板面载：

G=0.6×26=15.6KN/m2

施工荷载：

取F2=2.5KN/m2

振捣混凝土产生荷载：

取F3=2.0KN/m2

恒载安全系数1.2，活载取安全系数1.4

所以

1号翼缘板均布面载q1=1.2×10.4+4.5×1.4=18.78KN/m2

2号腹板均布面载q2=1.2×72.8+4.5×1.4=93.66KN/m2

3号面板均布面载q3=1.2×7.8+4.5×1.4=15.66KN/m2

4号面板均布荷载q4=1.2×15.6+0.2+4.5×1.4=25.22KN/m2

二、底模强度计算

（1）箱梁底模采用钢板，板厚t=6mm，槽钢横肋间距为25cm，且面板约束长边与短边比大于3，所以验算模板强度采用宽0.25m长0.7m（腹板厚度）的单向板进行计算。

（2）用结构力学求解器进行计算

按0.25m简支梁进行计算

钢板各项取值，

1）底模板均布荷按最大荷载即腹板下荷载进行计算，q=93.66×0.7=65.56KN/m

2）弹性模量E=210000MPa。

3）钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.7×0.0063/12=0.13×10-7m4

截面抵抗矩：

W=bh2/6=4.2×10-6

抗拉刚度EA=307500KN

抗弯刚度EI=2.665KN×m2

输入求的结果：

荷载

弯矩

剪力

变形

位移数据

4）弯矩计算

跨中最大弯矩：

0.51KN·m

抗弯应力：

σ=M/W=0.51×10-3/4.1×10-6=124.4MPa＜［σ］=205MPa

竹胶板板抗弯应力满足要求。

5）竹胶板抗剪计算：

最大剪力：

8.2KN

б=3Q/2A=3×8.2×10-3/2×（0.7×0.006）=2.93Mpa＜［σ］=85MPa

6）挠度：

最大变形为0.53mm＜L/400=0.625mm

面板挠度满足要求。

三、横肋槽钢计算

横肋实际情况如图所示：

纵横肋布置图

（1）腹板处横梁计算按三跨连续梁进行计算

1）各项参数

横梁间距：

25cm，腹板下纵梁间距为15cm

腹板下荷载进行计算，q=93.66×0.25=23.4KN/m

2）弹性模量E=210000MPa。

3）钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=1.98×10-6m4

截面抵抗矩：

W=39.7×10-6m3

截面面积矩;：

Sx=23.5×10-6m3

抗拉刚度EA=266700KN

抗弯刚度EI=415.8KN×m2

输入求的结果：

荷载

弯矩

剪力

位移数据，可忽略不计

（1）面板处横梁计算按实际布置情况进行计算

1）各项参数

横梁间距：

25cm，腹板下纵梁既支座间距如示意图

腹板下荷载进行计算，q=25.22×0.25=6.305kN/m

2）弹性模量E=210000MPa。

3）钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=1.98×10-6m4

截面抵抗矩：

W=39.7×10-6m3

截面面积矩;：

Sx=23.5×10-6m3

抗拉刚度EA=266700KN

抗弯刚度EI=415.8KN×m2

输入求的结果：

荷载

弯矩

剪力

位移数据

根据上述计算，求得最大弯矩为1.1KN.m,最大剪力为3.72KN，最大位移为0.38mm。

4）弯矩计算

跨中最大弯矩：

1.1KN·m

抗弯应力：

σ=M/W=1.1×10-3/39.7×10-6=27.7MPa＜［σ］=205MPa

抗弯应力满足要求。

5）抗剪计算：

最大剪力：

3.72KN

ζ=QSx/It=3.72×10-3×23.5×10-6/（1.98×10-6×0.0053）=8.33Mpa＜［σ］=85MPa

6）挠度：

最大变形为0.38mm＜L/400=2.75mm

横肋方木满足要求

四、侧模钢板计算

（1）载标准值计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中γ--混凝土的重力密度，取25.00kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间取，6h；

T--混凝土的入模温度，取15.00℃；

V--混凝土的浇筑速度，取0.3m/h；

H--模板计算高度，取3.00m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.20；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为24.95kN/m2、62.4kN/m2，取较小值24.95kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=24.95kN/m2；

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.00kN/m2。

根据上述底模面板、肋板计算均满足要求，这里不再赘述

（2）拉杆计算

计算公式如下:

其中N–拉杆所受的拉力；

A–拉杆有效面积（mm2）；

f–拉杆的抗拉强度设计值，取170Mpa；

查表得：

拉杆的型号:

M20；

拉杆有效直径:

16.93mm；

拉杆有效面积:

A=225mm2；

拉杆所受的最大拉力:

N=30.95×1.2×1=37.14kN。

拉杆所受的最大拉力N=37.14kN小于拉杆最大容许拉力值[N]=38.25kN，满足要求。

悬浇梁挂篮计算书

一、计算原则

为简化计算，按照箱梁整体荷载平均至面荷载，腹板处按照腹板荷载进行计算。

1、外模及翼缘板重量由外模总量承受

2、箱梁箱室及腹板荷载由小纵梁承受

3、前下横梁及前上横梁各承受箱梁一般重量。

二、主要技术参数

砼自重G砼=26kN/m3；

钢材弹性模量E钢=2.1×105Mpa

节段浇注重量最大：

152t

单个挂篮重量为50t

内外模板重量为20t

另加2％的施工负荷：

（152+95+20）×2%＝5.34t

三、荷载取值

1、箱梁荷载：

按单侧荷载计算。

跨中处箱梁钢筋砼自重：

G=14.74（箱梁面积，除去翼缘板）m2×4×26KN/m3=1532.96KN

F=G÷S=1532.96KN÷（4m×10.5m）=36.5KN/m2

2、施工荷载：

取F2=2.5KN/m2

3、振捣混凝土产生荷载：

取F3=2.0KN/m2

4、底板模板重量：

取F6=53KN（底模重量）÷10.5÷4=1.262KN/m2

恒载：

36.5+1.262=37.8KN/m2；活载：

2.5+2.0=4.5KN/m2；

恒载安全系数1.2，活载取安全系数1.4

所以跨中均布面载q=1.2×37.8+4.5×1.4=51.66KN/m2

腹板处均布荷载qf=1.2×3.4×26+1.262+4.5×1.4=113.64KN/m2

四、底模下小纵梁计算

小纵梁受力实际情况如下图所示：

小纵梁长5.4m，受荷载长度为3.66米

腹板下小纵梁间距0.15m，底板下间距为1.18米

1、面板下小纵梁荷载计算

1）各项参数

受线荷载为51.66×1.18=60.96KN/m

钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=173.8×10-6m4

截面抵抗矩：

W=1086×10-6m3

截面面积矩;：

Sx=636.2×10-6m3

抗拉刚度EA=1022700KN

抗弯刚度EI=36498KN×m2

输入软件求得结果：

荷载

弯矩

剪力

反力

变形

变形数据

根据上述计算，求得最大弯矩为177.84KN.m,最大剪力为147.5KN，最大位移为0.95mm。

4）弯矩计算

跨中最大弯矩：

177.84KN·m

抗弯应力：

σ=M/W=177.84×10-3/1086×10-6=163.8MPa＜［σ］=205MPa

抗弯应力满足要求。

5）抗剪计算：

最大剪力：

147.5KN

ζ=QSx/It=147.5×10-3×636.2×10-6/（173.8×10-6×0.016）=33.8Mpa＜［σ］=85MPa

6）挠度：

最大变形为0.95cm＜L/400=1.35cm

满足要求

求得作用于后下横梁上的反力为147.5KN,前下横梁反力为75.61。

2、腹板下小纵梁计算

1）各项参数

受线荷载为113.64×0.15=17.1KN/m

钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=86.9×10-6m4

截面抵抗矩：

W=543×10-6m3

截面面积矩;：

Sx=328.1×10-6m3

抗拉刚度EA=1022700KN

抗弯刚度EI=18249KN×m2

输入软件求得结果：

荷载

弯矩

剪力

反力

变形

变形数据

根据上述计算，求得最大弯矩为49.89KN.m,最大剪力为41.38KN，最大位移为0.72mm。

根据面板处计算，满足要求，这里不再重复

求得

求得作用于后下横梁上的反力为41.38KN,前下横梁反力为21.21。

五、外模纵梁计算

实际受力如下图所示

按连续梁进行计算，吊点为支座

1、面板下小纵梁荷载计算

1）各项参数

纵梁为双拼300型槽钢

模板重量为：

46（模板重量）/4/3=3.83KN/m2

翼缘板处荷载为：

26×1.2（翼缘板面积）/4/3=2.6KN/m2

翼缘板处均布面载q=1.2×（3.83+2.6）+4.5×1.4=14.06KN/m2

受线荷载为14.06×3=42.18KN/m

钢材抗弯强度：

［σ］=205Mpa，刚材抗剪强度：

fv=85Mpa

截面惯性矩：

I=173.8×10-6m4

截面抵抗矩：

W=1086×10-6m3

截面面积矩;：

Sx=636.2×10-6m3

抗拉刚度EA=1022700KN

抗弯刚度EI=36498KN×m2

输入软件求得结果：

荷载

弯矩

剪力

反力

位移

位移数据

根据上述