挂篮计算书091101.docx
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挂篮计算书091101
（40+56+40）m连续梁挂篮计算书
一、计算说明
1、计算依据及参考资料
1.1《有砟轨道预应力混凝土连续梁40+56+40m（通桥（2008）2261A-Ⅵ》
1.2《40+56+40m连续梁梁部施工方案》
1.2《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）
1.3《钢结构设计规范》GB50017-2003
2、基本参数
2.1钢筋混凝土密度取2.6t/m3，钢材密度取7.85t/m3，钢材弹性模量E=2.1x105Mpa，泊松比取0.3。
2.2Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=215Mpa，抗剪强度设计值[fv]=125Mpa；Q345钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=310Mpa，抗剪强度设计值[fv]=180Mpa；φ32精轧螺纹钢筋（吊杆和锚杆）采用785级，按两倍安全系数控制拉应力不大于390Mpa。
3、计算方法和内容
本挂篮采用ANSYS通用有限元程序，按照挂篮实际结构建立空间模型进行整体分析计算。
计算工况：
根据设计图纸，本桥箱梁梁段长度有3.0米、3.5米两种，取3.0米长度的第一个梁段，即最重的A1号梁段进行计算。
荷载施加：
混凝土浇筑时，箱梁腹板及底板混凝土自重荷载作用在挂篮底模面板上；顶板混凝土及内模自重作用在挂篮内模滑梁上；翼板混凝土和外模自重作用在外模滑梁上；挂篮其他结构在计算模型中以自重形式考虑；各部分混凝土方量均按A1号梁段后端的J16截面进行计算，计算砼重量超过设计重量5%；
主要计算内容：
挂篮整体结构的强度和刚度。
4、荷载组合
①模板及挂篮自重；
内模自重5.175t，外模自重6.707t，分别以均布荷载形式施加在内、外滑梁上，挂篮其他结构自重按7.85t/m3在计算模型中考虑。
②新浇筑钢筋混凝土自重；
砼体积的计算偏安全考虑，以J16截面的面积按等截面计算后，按2.6t/m3的密度换算成计算荷载。
③施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；
人群、机具等临时荷载取g临=1KN/m2。
④振捣混凝土时产生的荷载；
砼振捣对水平面模板的荷载取g平=2KN/m2。
⑤新浇筑混凝土对模板侧面的压力；
侧模板上的砼侧压力根据桥涵施工技术规范的公式计算。
箱梁砼初凝时间8小时，浇筑速度为1m/h，砼比重为24KN/m3，则侧压力为：
P1=0.22γ0t0.k1.k2.v1/2=0.22x2.4x8x1.2x1.15x11/2=58.3KN/m2
⑥倾倒混凝土时产生的荷载。
砼倾倒对垂直面模板的荷载取g垂=2KN/m2。
强度计算：
①+②+③+④+⑤+⑥
刚度验算：
①+②+⑤
5、荷载计算
5.1新浇砼重量计算（单位：
t）：
部位
顶板砼
底板砼
腹板砼
翼板砼
计算砼总重
设计总重
A1梁段
17.5
20
57.7
17.6
112.8
107.9
5.2作用在底篮上的荷载：
a、腹板位置：
新浇砼荷载：
P1=115.4KN/m2
人群及机具等临时荷载：
g临=1KN/m2
砼振捣时产生的荷载：
g平=2KN/m2
均布面荷载合计：
P1+g临+g平=118.4KN/m2
b、底板位置：
新浇砼荷载：
P1=18m2
人群及机具等临时荷载：
g临=1KN/m2
砼振捣时产生的荷载：
g平=2KN/m2
均布面荷载合计：
P1+g临+g平=21KN/m2
c、外模滑梁：
q1=33KN/m
d、内模滑梁：
q2=31KN/m
6、单位说明
计算模型及计算结果中，力的单位采用牛顿，长度单位采用mm，均布线荷载单位为N/mm，均布面荷载单位为N/mm2，应力单位采用Mpa，挠度单位采用mm。
二、计算结果
整体计算模型见图1、2。
图1挂篮整体计算模型
图2挂篮受力变形图
1、底篮前横梁
底篮前横梁最大应力16.8MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
前横梁挠度：
（23.7-20.5）/14000=1/4375<1/400满足规范要求。
2、底篮后横梁
底篮后横梁最大应力68.7MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
后横梁挠度：
（17.2-0.8）/14000=1/854<1/400满足规范要求。
3、底篮底模横肋
底篮底模横肋最大应力67.8MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
底模横肋挠度：
（30.4-25.5）/5600=1/1143<1/400满足规范要求。
4、底篮纵工字钢梁
底篮纵工字钢梁最大应力188.6MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
底篮纵工字钢梁挠度：
14.6/6000=1/411<1/400满足规范要求。
5、前吊横梁
前吊横梁最大应力60MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
前吊横梁挠度：
12.9/10310=1/799满足规范要求。
6、外模滑梁
外模滑梁最大应力163MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
外模滑梁挠度：
5.5/4900=1/891<1/400满足规范要求。
7、内模滑梁
内模滑梁最大应力153MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
内模滑梁挠度：
6.4/4900=1/766<1/400满足规范要求。
8、主桁架
主桁架下平杆最大应力189MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
主桁架斜拉杆最大应力71.8MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
主桁架受压竖杆最大应力90MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
前吊横梁处的挠度：
f=-19mm；
主桁架竖杆受压稳定性：
轴力应力90MPa，长细比λ=32.5，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），查表C-2得稳定系数φ=0.91。
σ=90/0.91=99MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
9、吊杆
底篮前吊杆
吊杆编号
1#、6#
2#、5#
3#、4#
应力（MPa）
37
85
102
单根轴力（N）
29748
68340
82008
延伸量（mm）
1
2.2
3
底篮后吊杆
吊杆编号
1#、2#
应力（MPa）
336
单根轴力（N）
270144
延伸量（mm）
2
主桁架后锚吊杆
吊杆编号
1#
2#
应力（MPa）
255
368
单根轴力（N）
205020
295872
未预紧延伸量（mm）
1.6
2.2
内模滑梁吊杆
吊杆编号
前吊杆
后吊杆
应力（MPa）
68
79
单根轴力（N）
54672
63516
延伸量（mm）
1
0.6
外模滑梁吊杆
吊杆编号
前吊杆
后吊杆
应力（MPa）
72
84
轴力（N）
57888
67536
延伸量（mm）
1
0.4
10、底模面板
底模面板最大应力175MPa<[f]=215MPa，满足规范要求。
面板局部变形：
1mm满足规范要求。
11、挂篮各支反力计算结果
挂篮主桁后锚
-2x（205020+295872）=-1001784N
主桁前支座
2x817170=1634340N
内模滑梁后锚
2x63516=127032N
外模滑梁后锚
2x67536=135072N
底篮后锚
2x270144=540288N
12、连接插销计算
底篮前吊杆连接插销直径为65mm，插销截面积A=3316mm2，底篮前吊杆最大轴力82008N，则双剪状态插销最大剪应力τ=12.4MPa<[fv]=180MPa。
主桁架杆件连接插销直径为100mm，插销截面积A=7850mm2，各杆件最大轴力821160N，则双剪状态插销最大剪应力τ=52MPa<[fv]=180MPa。
三、结论
1、本次计算未对锚固吊杆进行预紧，实际施工时应根据各锚固在箱梁上的吊杆轴力进行预紧。
2、施工期间要对精轧螺纹钢筋采取有效保护措施，防止碰电焊或强电流通过，而导致其强度下降，并要随时检查，发现问题及时更换。
3、挂篮空载移动前，应设置竖向保险装置，以及水平限位设施。
4、最后的计算结果表明该挂篮结构整体刚度和强度能满足施工要求。
四、挂篮计算结果附图
图3挂篮底篮前横梁变形图
图4挂篮底篮前横梁应力图
图5挂篮底篮后横梁变形图
图6挂篮底篮后横梁应力图
图7挂篮底篮横肋变形图
图8挂篮底篮横肋应力图
图9挂篮底篮纵工字钢梁变形图
图10挂篮底篮纵工字钢梁应力图
图11挂篮前吊横梁变形图
图12挂篮前吊横梁应力图
图13挂篮主桁架下平杆变形图
图14挂篮主桁架下平杆应力图
图15挂篮主桁架斜杆和竖杆应力图
图16内模滑梁变形图
图17内模滑梁应力图
图18外模滑梁变形图
图19外模滑梁应力图
图20挂篮底模板应力图
图21挂篮底模板变形图
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