武广客运专线三角挂篮计算单.docx
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武广客运专线三角挂篮计算单
武广客运专线三角挂篮计算单
一、设计参数
1、取最重段：
4＃段重量（147.302t）为最不利工况;
2、砼超重系数取1.1;
3、冲击系数取1.2;
4、钢筋混凝土容重取2.6t/m3;
5、底模自重150kg/m2,施工荷载200kg/m2，内模及支撑150kg/m2，合计500kg/m2；
6、钢材弹性模量E=210GPa;
7、杆件承担砼重的弹性挠度取构件跨度的1/400;
8、杆件承担挂篮自重的弹性挠度取构件跨度的1/250;
9、应力取值:
A3钢:
16Mn钢:
45#钢:
二、主要杆件检算
1、底模纵梁检算
①边腹板底纵梁
边腹板底纵梁采用3片I28b工字钢组合面
截面模量：
4#段偏于安全取4＃段和3＃之间的截面作为计算截面。
梁高H1=3.786m,长度L=4.25m，腹板D1=0.8m，
底板厚D2=0.598m，顶板厚D3=0.40m
底板宽B1=6.7m，顶板宽B2=13.4m
纵梁自重：
q1=43.5×3×1.2＝156kg/m=1.56kn/m
混凝土重：
q2=3.152×26×1.1×1.2=108.2kn/m
施工荷载及内模：
q3=5kn/m2×0.88=4.4kn/m
纵梁计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=354.1KN·mfmax=8.9mmR1=234.2KNR2=253.2KN
σ＝Mmax/W=354.1÷（1602×2）＝110.5Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=8.9÷5050＝1/567<1/400满足要求
底板部位纵梁计算
底板纵梁共由7组每组由2I28b组成，计算时取受力最大的一组。
I=7480×2＝14960cm4W=534.3×2＝1068.8cm3
纵梁自重：
q1＝0.96kn/m
混凝土重：
q2=1.047×26×1.1×1.2=35.93kn/m
施工荷载及内模：
q3=5kn/m2×0.87=4.35kn/m
计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=127.9KN·mfmax=9.6mmR1=84.9KNR2=92KN
σ＝Mmax/W=127.9÷1068.6＝119.7Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=9.6÷5050＝1/526<1/400满足要求
2、前下横梁计算
前下横梁由槽钢2［36a组成
截面惯性矩:
I=11874×2＝23748cm4
截面模量：
W=659.7×2＝1319.4
前下横梁自重：
q1＝1.6kn/m
底板部位底模纵梁对前线横梁的作用力：
q2=476.7÷4.94=96.6KN/m
腹板下底模纵梁对前线横梁的作用力：
q3=253.2÷0.88=287.7KN/m
计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=95.3KN·mfmax=0.4mm
R1=123.8KNR2=374.6KNR3=374.6KNR4=123.8KN
σ＝Mmax/W=95.3÷1319.4＝72.2Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
3、后下横梁检算
后下横梁由槽钢2［36a,上下δ=10mm钢板组成.
截面模量:
I=40643cm4W=2139.1cm3
梁自重q1=1.61KN/m;
底板部位底模纵梁对前线横梁的作用力：
q2=439.2÷4.94=89.9KN/m
腹板下底模纵梁对前线横梁的作用力：
q3=234.2÷0.88=266.1KN/m
计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=89.8KN·mfmax=0.4mm
浇筑混凝土时1＃和5＃吊杆不力，所以R1=R6=0
R2=R5=122.4KNR3=R4=345.7KN
σ＝Mmax/W=89.8÷2139.1＝42Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
空载滑动时后下横梁检算
后下横梁自重：
q1＝1.6kn/m
底模及底模纵梁自重产生的荷载:
q2=10.78KN/m（后下横梁承担底模及底模板重量的一半）
计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=231.5KN·mfmax=52.1mm
R1=R2=48.19KN
σ＝Mmax/W=231.5÷2139.1＝108.2Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=52.1÷14000＝1/269<1/250满足要求
4、侧模滑梁检算
侧模滑梁由槽钢2［36a及上下δ=10mm钢板组成。
截面模量：
侧模用0＃的模板
单侧模板和桁架每米重:
q2=1.2×100/4.25=28.24kn/m
滑梁自重：
q1=1.2×1.5t/10.8=0.17t/m=1.6KN/m
翼缘砼重：
q3=1.31×26×1.1×1.2=44.96kn/m
施工荷载：
q4=3.35×2=6.7kn/m
施工状态计算:
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=245.3KN·mfmax=6.9mmR1=174.4KNR2=182.6KN
σ＝Mmax/W=245.3÷2117.5＝116Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=6.9÷5100＝1/739<1/400满足要求
侧模滑梁空载滑动时检算
滑梁自重：
q1=1.61kn/m
模板及施工荷载：
q2=28.24+6.7=34.94kn/m
滑梁空载时计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得：
Mmax=233.4KN·mfmax=25mmR1=46.4KNR2=119.2KN
σ＝Mmax/W=233.4÷2117.5＝110.2Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=25÷9850＝1/394<1/250满足要求
5、内模滑梁检算
内模滑梁由工字钢2Ⅰ28b组成。
截面模量：
A=61.004×2=122cm2
滑梁每米自重：
0.096t/m=0.96kn/m
内模板每米自重：
150×5.1/2=0.38t/m=3.8kn/m
顶板砼每米重：
5.3×0.4×1×2.6×1.1×1.2=7.3t/m=73kn/m
施工荷载：
200kg/m2
滑梁受力:
施工状态计算
q1=0.96kN/m
q2=73/2+3.8+2×5.3/2=45.6kN/m
计算简图：
由Etools2.0中连续梁程序得:
Mmax=139.9KN·mfmax=10.8mmR1=99.6KNR2=104.6KN
σ＝Mmax/W=139.9÷1068＝131Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=10.8÷5100＝1/472<1/400满足要求
内模滑梁空载时受力很小，不控制结构受力，不做详细计算。
6、前上横梁检算
前上横梁由2I40b及上下各焊δ＝10mm钢板组成。
截面惯性矩：
I=（22800+30×13/12+30×1×20.52）×2＝70820cm4
截面模量：
W=I/y=70820÷21＝3372.4cm3
前上横梁计算简图：
P1=174.4KN（侧模滑梁支反力）
P2=123.8KN（前下横梁支反力）
P3=374.6KN（前下横梁支反力）
P4=99.6KN（内模滑梁支反力）
计算得：
Mmax=351.3KN·mfmax=9.1mm
R1=783.9KNR2=783.9KN
σ＝Mmax/W=351.3÷3372.4＝104.2Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=9.1÷6020＝1/662<1/400满足要求
7、后上横梁检算
后上横梁由2［36a组成，其中在后上横梁和主梁连接部位上下各焊接δ＝20mm的钢板，局部加强。
I=58436cm4W=2921.8cm3
梁自重q=1.6KN/m;
由立柱传递的集中荷载：
P=1660.4KN
重载时受力简图如下：
Mmax=347.3KN·m（x=4.54m）fmax=0.2mm
R1=826.7KNR2=845.8KNR3=845.8KNR4=826.7KN
σ＝Mmax/W=347.3÷2921.8＝118.9Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
fmax/l=0.2÷880＝1/4400<1/400满足要求
空载时检算：
空载时由后下横梁传递的荷载为：
P1=48.19KN
由立柱传递的荷载为：
P2=222KN
计算得：
Mmax=184.5KN·m（x=4.1m）fmax=12.5mm
σ＝Mmax/W=184.5÷2139.1＝85.3Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
8、滑道检算：
滑道采用10mm和12mm的钢板焊接成箱形
惯性矩：
I=2×（10×2563÷12＋220×123÷12＋220×12×1342）×2＝24566.6×104mm4＝23566.6cm4
截面模量：
W=I/y=24566.6÷14=1754.8cm3
底模系统重15.2t，侧模系统重16t，滑梁吊梁重3.0t，前上横梁1.8t，前平联及吊杆1t。
以上合计37×1.2＝44.4t
以上重量由两根主桁承重，假设考虑全部由前支点承担，每根主桁取其二分之一，则每根主桁前端受集中力F=44.4÷2=22.2t
压轨扁担梁最大间距4m,按照简支梁计算滑道受力简图如下：
P1=222KN
计算得：
Mmax=222KN·m（x=2m）
σ＝Mmax/W=222÷1754.8＝126.5Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求。
滑块对滑道的压力作用按照简支梁计算，受力图如下：
P=44.4KN
计算得：
Mmax=222KN·m（x=1m）
σ＝Mmax/W=222÷1754.8＝126.5Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求。
9、吊杆检算
（1）前吊杆
由前上横梁知，前吊杆最大拉力为374.6kN，由两根吊杆承担。
Φ32Ⅳ级精扎螺纹钢抗拉强度为550Mpa。
σ＝F/2Aφ32＝374.6÷804÷2＝233Mpa<550Mpa
满足要求
抗拉安全系数：
n=550/233=2.36
（2）后锚杆：
在砼浇注施工状态下，由后下横梁计算过程得后锚点的最大拉力为345.7KN，由两根φ32的精扎螺纹钢承担，每根的拉力为：
345.7kN/2=172.85kN
Φ32Ⅳ级精扎螺纹钢抗拉强度为550Mpa。
σ＝F/Aφ32＝172.85÷804＝215Mpa<550Mpa
抗拉安全系数：
n=550/215=2.56
10、吊耳：
吊耳最大拉力F=374.6÷2＝187.3kN
Abs=20×50×2=2000mm2
σ＝F/A1=187.3÷3560×1000＝52.6Mpa<140Mpa
τ＝F/2A2=187.3÷2÷2220×1000＝42.2Mpa<85Mpa
吊耳孔壁局部承压计算
σbs=F/Abs=187.3×1000÷2000=93.65Mpa<140Mpa
吊耳销轴φ50，材质45#钢
受力简图如下：
=98125mm3
=1962.5mm2
τ＝3Q/2A=3×93.65×103÷（2×1962.5）=71.6Mpa<[τ]=85Mpa
11、扁担梁检算:
主梁扁担梁受力最不利,受力图如下:
由主梁计算可知P=876.5KN
主梁扁担梁由2［36a和10mm钢板组成,A=18220mm2
I=406430000mm4W=2139100mm3
满足要求
12、三角主桁检算
主梁（II）I45bI=67600cm4W=3000cm3
A2=222cm2
立柱（［］）［36a，在两侧加焊150×10mm钢板
Ix=35304cm4Iy=22282cm4
A2=6089×2+1500×2=151.78cm2
ix=15.2cmiy=12.1cm
λ=l/i=450÷12.1=37.2
查表得轴心受压杆件得稳定系数φ＝0.948
拉杆采用6根φ32精扎螺纹钢：
A=6×803.8mm2=4823.04mm2
偏于安全采用如下计算简图
计算得：
C点弯矩最大：
Mmax=422.5KN·m
AC杆的轴力：
N1=996KN
BD杆的轴力：
N2=1844KN
AD杆和CD杆的轴力为：
N3=1357KN
A点的支反力分别为：
RB=876.5KN
B点的支反力分别为：
RB=1660.4KN
主梁计算
σ＝Mmax/W=422.5÷3000＝140.8Mpa>[σ]=140Mpa
在主梁的C点焊接20mm的钢板，计算的惯性矩：
I=160392cm4截面模量：
W=6546cm3截面积：
A=27900cm2
σ1=Mmax/W=422.5÷6546＝64.5Mpa
σ2=N/A1=996÷22200＝44.9Mpa
σ=σ1+σ2=64.5+44.9=109.4Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求。
立柱计算
σ＝N2/ΦA2=1844÷0.948÷151.78×10=128.2Mpa<[σ]=140Mpa
满足要求
斜拉杆计算
σ＝N3/A3=1357÷4823×1000=281Mpa<[σ]=550Mpa
满足要求。
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