50米连续箱梁造桥机初步设计计算书.docx

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50米连续箱梁造桥机初步设计计算书

50米连续箱梁造桥机初步设计计算书

本设计计算涉及到的造桥机均为下承式造桥机，主梁为钢箱梁结构，导梁为钢结构，横梁采用加工的H型钢，外模板采用大块钢模，内模采用竹胶板的结构形式。

结构形式：

钢箱梁截面形式：

1.6米*3.2米底板厚20mm，侧板厚15mm，采用A3钢;

钢导梁截面特性：

截面惯性矩也为钢箱梁的70%，A3钢；

横梁型钢：

H型钢，采用20mm的钢板制作，宽高为150mm*550mm，A3钢

（一）短导梁造桥机

计算假定：

1.外模板的重量为：

100kg/m2

2.导梁单位长度上的重量为主梁的70%；

3.模板重量均匀地分布

4.在工字钢上；

一、基本参数计算

一）钢箱梁计算（一条主梁）

q1=7.85*（1.6*0.02*2+3.16*0.0015*2）*1=1.247T/M

=12.47kn/m

I=（1.6*3.23-1.57*3.163）/12=0.240686m4

W=2I/h=2*0.240686/1.6=0.30086m3

SZ=0.03*3.16*3.16/8+1.6*0.02*3.18/2

=0.088326M3（按工字钢截面计算）

SZ/IZ=0.088326/0.240686=36.7cm

二）导梁自重计算（一条）

q2=q1*70%=12.47*0.7=8.73kn/m

三）横梁自重计算

q3=78.5*（0.15*0.02*2+0.55*0.02*2）=2.2kn/m

I=（0.15*0.553-0.13*0.513）/12=771162cm4

W=2I/H=2*771162/55=28042cm3

SZ=0.02*0.51*0.51/8+0.15*0.02*0.55/2

=1475.25cm3（按工字钢截面计算）

SZ/IZ=0.088646/0.240686=1/522.7cm

四）纵桥向每米的外模板重量

q4=1（3.17*2+2.19*2+5.56）=16.28kn/m

五）内模计算

内模重量按30kg/m2计算

q5=0.3*5.14=1.54kn/m

六）箱梁横断面混凝土分布（取平均值简化后，混凝土容重25kn/m3）

二、模板受力计算（用6mm钢板）

1.箱梁腹板位置模板受力计算（不计模板自重）

纵桥向荷载分布：

q=65*0.4*1=26kn/m

Mmax=ql2/8=0.125*26*32=29.25kn.m

由W=Mmax/[σ]=29250/215000000=136.05cm3

f=5ql4/（384EI）≤L/400=7.5mm得

f=5ql4/（384EI）=5*29250*81/（384*210*109*I）≤L/400=7.5mm

∴I≥1.469*10-7/0.0075=1958.7cm4

根据以上结果查得用2条I16工字钢满足要求

I=1130*2=2260cm4

W=141*2=282cm3

IX/SX=13.8cmb=8.8mm

截面复核

σ=Mmax/W=29250/（282*10-6）=103Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=26000*3/2/（138*2*8.8）=16.06Mpa<[τ]=125Mpa

f=5ql4/（384EI）=5*29250*81/（384*210*109*2260*10-8）

=6.5mm≤L/400=7.5mm

符合要求

2.箱梁底板位置模板受力计算

q=12.5*4.76+1*4.76+0.3*4.76=66.12kn/m

Mmax=ql2/8=0.125*66.2*9=74.5kn.m

由W=Mmax/[σ]=74500/215000000=346.5cm3

f=5ql4/（384EI）≤L/400=7.5mm得

f=5ql4/（384EI）=5*74500*81/（384*210*109*I）≤L/400=7.5mm

∴I≥4988.8cm4

根据以上结果查得5条I16工字钢满足要求

I=1130*5=5650cm4

W=141*5=705cm3

IX/SX=13.8cmb=8.8mm

截面复核

σ=Mmax/W=74500/（705*10-6）=106Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=66120*3/2/（138*5*8.8）=16.3Mpa<[τ]=125Mpa

f=5ql4/（384EI）=5*74500*81/（384*210*109*5650*10-8）

=6.6mm≤L/400=7.5mm

符合要求

3.翼板位置模板受力计算

q=7.5*3.54+1*3.54=30.1kn/m

Mmax=ql2/8=0.125*30.1*9=33.9kn.m

由W=Mmax/[σ]=33900/215000000=157.7cm3

f=5ql4/（384EI）≤L/400=7.5mm得

f=5ql4/（384EI）=5*33900*81/（384*210*109*I）≤L/400=7.5mm

∴I≥2030.5cm4

根据以上结果查得3条I16工字钢满足要求

I=1130*3=3390cm4

W=141*3=423cm3

IX/SX=13.8cmb=8.8mm

截面复核

σ=Mmax/W=33900/（423*10-6）=80.1Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=30100*3/2/（138*3*8.8）=12.4Mpa<[τ]=125Mpa

f=5ql4/（384EI）=5*33900*81/（384*210*109*3390*10-8）

=5.0mm≤L/400=7.5mm

符合要求

三、主梁不同工况受力计算

工况一：

主梁拼装完成状态（外模板系统安装完成）

RA1=（25*8.73*65.3+3*12.47*51.5+20.6*50*25-20.6*4.5*9

-12.47*1*9.5-8.73*25*22.5）/50

=722.2kn

RB1=（59*20.6+50*8.73+12.47*4）-722.2=980.7kn

MA1=-25*8.73*（3*25/2）-12.47*3*3/2=-3440kn/m

Mb1=-25*8.73*（10+12.5）-10*12.47*5-8.13*9*4.5

=-5863.4kn/m

MC1=MD1=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m

钢箱梁抗弯、抗剪验算

σ=M/W=5863.4*106/300860000=19.5Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=577000*/（367*30）=52.4Mpa<[τ]=125Mpa

工况二、（在第一跨浇注混凝土）

RA2=3787.2kn↑

RB2=4030.3kn　↑

MA2=MA1=-3440kn/m

Mb2=Mb1-105.09*9*4.5=-5863.4-4256.1=-10119.5kn/m

MC21=MD2=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m

跨中弯矩：

M=（-3440-10119.5）/2+0.125*502*105.09=26060.88kn.m

σ=M/W=26060.88*106/300860000=86.6Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=3626600/（367*30）=329.4Mpa>[τ]=125Mpa

对钢箱梁要进行局部的加强

工况三、（造桥机前移到悬臂最大时）

RA3=211.64kn↑

RB3=1490.14kn　↑

MA3=13*8.73*6.5=737.7kn/m

MC3=25*8.73*12.5-211.64*12=188.46kn/m

ME3=12.47*3*1.5+25*8.75*15.5-211.64*15=264.39kn/m

MB3=8.73*25*37.5+12.47*1*24.5+20.6*24*12=14422.69kn/m

MD3=-25*8.73*12.5=2728.13kn/m

σ=M/W=14422.69*106/300860000=47.9Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=765020/（367*30）=69.5Mpa<[τ]=125Mpa

工况四、（浇注普通箱梁梁段时）

RA4=2336.8knRB4=5677.52kn

MA4=MA2=-3440kn/mMB4=MB2=-10119.5kn/m

工况四中AB两点之间的荷载小于工况二中AB两点之间的荷载，因此不进行详的弯剪计算，只对B点的剪力进行计算。

Qmax=QB=5677.52-125.69*9-12.47*1-8.73*25=4315.59kn

τ=QSX/（IXb）=4315590/（367*30）=392Mpa>[τ]=125Mpa

钢箱梁抗剪要进行局部加强

工况五、（浇注最后一跨箱梁）

RA5=2648.72kn↑

RB5=3215.41kn　↑

MA5=12.5*8.73*25+12.47*12*6=6245.0kn/m

MC5=MD5=8.75*25*12.5=2728.1kn/m

ME5=8.75*25*33.5+12.47*21*10.5-2648.72*9=-13777.47kn/m

MB5=12.5*8.73*25+12.47*12*6+12.47*1*0.5=2952.61kn/m

Mmax=（2952.61-13777.47）/2-0.125*125.69*41*41=-31823.04kn.m

σ=M/W=31823.04*106/300860000=105Mpa<[σ]=215Mpa

τ=QSX/（IXb）=2984690/（367*30）=271Mpa>[τ]=125Mpa

抗剪不足，钢箱梁要进行局部加强

工况六、（造桥机前移，前导梁刚上牛腿时）

δ11={（25*25/2）*2*25/3+（12*12/2）*2*12/3}/（0.7EI）

+{（50+25）*25*25/2+253/2+（38*38）/2*2*38/3}/（EI）

+{12*38*（50+12）/2+12*38*38/2+（38*38）/2*2*38/3}/（EI）

=74093.55/（EI）

δ1P=-{（2781.3*25/3）*3*25/4}/（0.7EI）

-{2781.3*25*（50+25）/2+（14781.3-2781.3）*25*（25+3*25/4）/3}/（EI）

-{663.77*26*（26+50）/2+（14781.3-2781.3）*26*（24+3*26/4）/3}/（EI）

-{62.48*（12+24）/2*12+（663.77-62.48）*12*（12+3*12/4）/3}/（EI）

-{62.48*12*12/2+（752.05-62.48）*12*12/（4*3）}/（0.7EI）

=-10273099.17/（EI）

X=-{-10273099.17/（EI）}/{74093.55/（EI）}=138.65KN

由∑MA=0和∑FY=0求得

RB=1194.6KN

RA=296.36KN

MF=138.65*25-8.75*25*12.5

=731.88KN.M

MG=138.65*26-8.75*25*13.5-12.47*0.5

=645.54KN.M

MB=138.65*50-8.75*25*37.5-12.47*24.5-20.6*24*12

=-7508.94KN.M

MA=8.73*13*13/2

=737.69KN.M

MD=8.75*25*12.5-296.36*12

=-828.20KN.M

MC=8.75*25*24.5-296.36*24+12.47*12*6

=-867.68KN.M