挂篮荷载计算讲解Word文档格式.docx

1、3.4.1 荷载计算 243.5悬臂端挠度计算 25第4章 挂篮支点反力计算 254.1.1 作用荷载 254.2 混凝土作用下挂篮支点反力 27第1章 设计计算说明1.1 设计依据、公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-2011；、钢结构设计规范GB 50017-2003；、路桥施工计算手册；、桥梁工程、结构力学、材料力学；、其他相关规范手册。1.2 工程概况 XXXXXXXXX跨越XXX，主桥桥跨组成为35+55+35m的变截面单箱单室连续梁，采用垂直腹板。箱梁顶宽8m，底宽4.5m，翼缘板长1.75m，支点处梁高3.2m，跨中、桥台支点处梁高1.8m，梁高及底板厚按二次抛物线变化。箱梁顶

2、板厚28cm，底板厚度由梁端和跨中的28cm渐变至桥墩横隔板处的55cm；腹板厚度跨中为45cm，渐变至桥墩处为65cm，在端支点、中支点共设4道横隔梁，在中跨跨中设40cm横隔板。横桥向箱梁顶、底板均保持平行，桥面横坡由顶、底板斜置形成。主梁悬臂施工，悬臂浇筑单个梁段长3.03.5m，边跨支架现浇段长6.5m，中、边跨合拢段长2m。 箱梁0#块梁段长度为9m,挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为57.46t。根据施工现场实际情况及我公司现有设备,该桥箱梁悬臂浇注拟采用贝雷梁挂篮进行施工。XXX箱梁悬臂浇注段采用贝雷挂篮施工其各块段基本情况如下表1-1所示。表1-1 各梁段基本情况名称砼

3、（m3）重量（吨）长度（m）高度（cm）底板厚（cm）腹板（cm）顶板（cm）1#块22.157.463.02.89250.670282#块20.753.822.63945.43#块19.0149.432.41640.84#块17.144.46222.436.8605#块15.9241.39206.433.5506#块17.9346.623.5193.930.97#块17.5345.58184.128.88#块9.9525.8721801.3 挂篮设计1.3.1 主要技术参数、砼自重GC26kN/m3；、钢弹性模量Es2.1105MPa；、材料容许应力：容许材料应力提高系数：1.3。1.3.2

4、 挂篮构造 挂篮为贝雷梁挂篮，桁片由321军用贝雷片组成，每道桁片采用双排单层贝雷梁,梁长12m,前上横梁由2I56B工字钢组成，底篮前下横梁由240普通槽钢组成，底篮后下横梁由240普通槽钢组成，底篮腹板下加强纵梁为由I25普通热轧工字钢组成，底篮底板纵梁为I25普通热轧工字钢，吊杆采用32精轧螺纹钢。主桁系统9.6t。行走系统2.1t，底篮8.2t，前提升系统5.7t，外模7.6t、底模2.4t、内模1t，张拉操作平台及端模1.5t。整个挂篮系统重36.6t，自重与载荷比为（以1#为例）0.66：1。挂篮示意图如下：1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数

5、的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：1.8；挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。4#块段长度为3.0m，重量为57.46t；施工机具及人群荷载：2.5kPa；挂篮自重：38.1t；混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。、荷载组合荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；荷载组合II：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合III：混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷

6、载组合IV：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合I、II用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载III用于刚度计算（稳定变形）计算；荷载组合IV用于挂篮系统行走计算。1.3.4 内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定。第2章 挂篮底篮及吊杆计算挂篮底篮计算荷载：取1#块计算，1#块梁段长度为3.0m，重量为57.46t，施工机具及人群荷载；2.5103KN/m2。2.1 1#块段重量作用下底篮各项指标计算 1#块段长度为3.0 m，重量为57.46t，恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4。各项参数情况如下表：项 目1#块（300

7、cm）1模板单位荷载Kg/m2250纵梁单位荷载Kg/m42.033底板砼单位理论荷载（0.506+0.454）*2600/2=12484单侧腹板单位荷载（2.892+2.639）*2600/2=7190.35（4*1.05+1）*恒载分项系数1.2（7190.3*1.05+250）*1.2=9359.86人群、机具荷载7腹板荷载取值QfQf=5+6*1.4=9359.8+250*1.4=9709.88底板荷载取值（顶板砼荷载通过内支架传递于底板）QdQd=（1248+0.28*2600）*1.2=2371.22.1.1 腹板下面加强纵梁的计算 箱梁梁段两端高度分别为2.892m和2.639m

8、，腹板宽度为0.65m,则腹板单位荷载q=97.1*.65=63.1KN/m：标题：腹板下纵梁内力计算杆端内力值 （ 乘子 = 1）- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 1 0.00000000 105.166666 0.00000000 0.00000000 105.166666 52.5833333 2 0.00000000 105.166666 52.5833333 0.00000000 -84.1333333 84.1333333 3 0.00000000 -84.1333333 84.1333333 0.00000000 -84.1333333

9、0.00000000反力计算约束反力值 （ 乘子 = 1） 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 1 0.00000000 105.166666 0.00000000 105.166666 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 84.1333333 0.00000000 84.1333333 90.0000000 0.00000000加强纵梁（箱梁腹板正下方）强度计算（采用25#b型工钢）：WX=423CM3 IX=5280CM4 ,其受力示意图如图示：跨中最大弯矩M=139.7KN.m=M/w=139700/423=3

10、30.3mpa,330.3/140=2.4，则腹板下需两根I25工字钢，即：330.3Mpa420Mpa加强型纵梁（腹板正下方）刚度计算：纵梁为4.5米，外伸端0.5米，为张拉平台,取4米中间弯距最大处。F=5ql4/（384EJ） =10.1mml/400=11.3mm满足要求。1.2 底板下普通纵梁的计算 计算普通纵梁强度 计算混凝土高度按腹板内边的底板厚度0.4540.506m，顶板厚度0.28，顶板砼荷载通过内支撑传递至底板模板，底板宽3.2m,则底板砼单位荷载：Qd=23.71KN/m2,底板有效宽度线荷载为：QD=75.9KN/m，受力情况如下图表：底板下纵梁 1 0.000000

11、00 126.500000 0.00000000 0.00000000 126.500000 63.2500000 2 0.00000000 126.500000 63.2500000 0.00000000 -101.200000 101.200000 3 0.00000000 -101.200000 101.200000 0.00000000 -101.200000 0.00000000 1 0.00000000 126.500000 0.00000000 126.500000 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 101.200000 0.00000000

12、101.200000 90.0000000 0.00000000M=167.99KN.m=M/w=167990/423=397.1mpa,397.1/140=2.84,即取：3根25工字钢，底板宽度：3.2m,为方便布设,底板下可设5根纵梁,间距为0.8m。F=5ql4/（384EJ） =7.2mm2.1.3 底篮后横梁受力验算1#块箱梁横断面计算如图2-3所示，图中尺寸以米计。模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载均按2.0kN/m2计，1#块长度为3.0m，前、后横梁均采取40槽钢对口两边用1cm钢板焊接，但由于后横梁处荷载大于前横梁，则取

13、后横梁验算，如满足要求，则前横梁也满足要求。则后横梁腹板（65cm）部位承载q=（97.1+2.5*1.2+2*1.4）*3/2=151.4KN/m,底板（320cm）部位承载q=（23.7+2.5*1.2+2*1.4）*3/2=44.3KN/m,受力示意图如下:图2-3 底篮后横梁受力示意图后横梁 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 0.00000000 55.8820726 0.00000000 0.00000000 55.8820726 16.7646217 3 0.00000000

14、55.8820726 16.7646217 0.00000000 -42.5279273 21.1047190 4 0.00000000 -42.5279273 21.1047190 0.00000000 -73.5379273 -19.5183301 5 0.00000000 39.8700000 -19.5183301 0.00000000 -39.8700000 -19.5183301 6 0.00000000 73.5379273 -19.5183301 0.00000000 42.5279273 21.1047190 7 0.00000000 42.5279273 21.104719

15、0 0.00000000 -55.8820726 16.7646217 8 0.00000000 -55.8820726 16.7646217 0.00000000 -55.8820726 0.00000000 9 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 0.00000000 55.8820726 0.00000000 55.8820726 90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 113.407927 0.00000000 113.407927 90.0000000 0

16、.00000000 6 0.00000000 113.407927 0.00000000 113.407927 90.0000000 0.00000000 9 0.00000000 55.8820726 0.00000000 55.8820726 90.0000000 0.00000000（a）底篮后横梁剪力图 由上述计算结果可知，荷载作用下，后横梁最大弯矩为：M= 27.04kNm；最大剪力为Q=73.54kN；，四个吊杆反力为55.9kN、113.4kN, 113.4kN 、55.9kN。 底篮后横梁采用两片40槽钢对口焊接，其截面特性参数为：从而可以得到其应力为：=M/W=27040/1

17、846=14.6Mpa=145Mpa（满足要求） =QS/It=73540*1422/（37200*12.5*10）=22.5Mpa=85Mpaf=5ql4/（384EJ）=5*151.4*16504/384*210000*37200=0.2mm腹板位置跨中最大挠度为0.2mmL/400=650/400=1.6mm，满足变形要求 由上述计算可知，底篮后横梁满足应力强度和变形要求。由于底篮前横梁计算过程与上述一致，前横梁与后横梁采取同样型钢一样组合，且其荷载小于后横梁，则前横梁也应满足要求。2.1.4 挂篮前上横梁受力验算挂篮上横梁采用两片56工字钢焊接，中间穿精扎螺纹钢吊杆，图示1：其各项参数

18、如下：截面积：A=293cm2 WX=4893cm3 S=2894.4cm3 IX=137006cm4（应为1#块）其荷载为：1#块恒定荷载574.6KN 模板荷载为：2.5KN/m2 ，活动荷载为：2.5KN/m2前上横梁取恒定与活动总荷载的50%。根据前述下横梁的计算，箱梁腹板及底板对四根吊杆产生的反力分别为四个吊杆反力为55.9kN、113.4kN, 113.4kN 、55.9kN。吊杆同时对上横梁施加相同的集中力，同时每个集中力需加上底横梁重的1/4，即65.19*9*2*1.2/4=352kg（3.5Kn）,每侧翼缘通过两根吊杆对上根梁产生集中力为:（单根吊杆）（0.2+.45）/2

19、*1.75*3*26+2.5*1.75*3）*1.2+4.5*1.75*3*1.4/2/2=25.6KN上横梁自重均布荷载为2.3*1.2=2.76KN/m前上横梁受力分析如下： 图1：弯距图图2：剪力图前上横梁 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.65600000 -0.49680000 2 0.00000000 -27.2560000 -0.49680000 0.00000000 -30.9820000 -39.8074500 3 0.00000000 -56.5820000 -39.8074500 0.00000000 -57.1340000 -51.1790500 4 0.00000000 -116.534000 -51.1790500 0.00000000 -117.707000 -100.955262 5 0.00000000 122.213000 -100.955262 0.00000000 119.384000 22.8632000 6 0.00000000 2.48400000 22.863200