泰州长江公路大桥夹江桥三角挂篮.doc

1、泰洲长江公路大桥夹江桥挂 篮 计 算 书一、主承重系统二、模板系统（略）三、挂篮稳定性 四、挂篮抗倾覆计算编制：审核： 主承系统的计算(三角挂篮)一、设计依据：泰洲长江公路大桥夹江桥5号块原始数据1、箱梁中心高564.2cm2、底板厚61.1cm3、节段长400cm4、腹板厚93.8cm5、节段体积80.0m36、节段重量208.0T二、浇注砼重量分配从该桥施工过程知道，浇注砼重量208T。并不是挂篮中单一构件承担的。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。参照大桥箱梁图纸可以算出三个区域的浇注砼重量分为WA=35.31t、WB=27.72t、WC=147.37t三、主构架

2、计算 由挂篮结构设计图纸可知，主构架由2件对称的桁架式承载构件联结而成，因此只需计算其中一件的受力和应变情况，可以确定主构架是简支结构、杆件间以销轴连接，所以不存在超静定问题。（一）、技术参数（1） 节段浇注砼最大重量：208T（2） 底模重量13T（包括下横梁及附件）（3） 侧模重量210T（包括外滑梁）（4） 内模重量8T（包括支撑梁和内滑梁）（5） 前横梁4T（包括其上附件）（6） 另加2.5%的施工负荷：（208+13+210+8+4）2.5%=6.33T 以上重量共计：259.3T。这个负荷全部由主构架和箱梁前节段端部承受，假定两者各承担一半，则主构架负载为259.3/2=129.7

3、T按130T负载计算。（二）、受力分析及计算1、受力简图：由前可知主构架中一端负载按65T计算。2、支座反力：NA=T5000/4000=81. 25TNB=T+NA=146.25T3、杆件内力FAC=NA/sin=81.25/sin45=114.9TFAB=NACcos=114.9cos45=81.25TFBC=NB=146.25TFCD=T/sin=65/sin38.66=104.05TFBD=T/tg=65/tg38.66=81.25T式中：=arctg LBC/LAB = arctg 4000/4000=45o =arctg LBC/LBD = arctg 4000/5000=38.6

4、6o4、端部D点的拱度在整个主构架中，各构件均由两根40B槽钢拼焊而成。如图：杆件截面惯性距： IX=218600+1.028202=48400cm4IY=2640+83(36-2.442)/22+1.0283/12=45495.3cm4杆件内力图：（2）虚拟状态下的杆件内力图（T=1）根据莫尔公式： f=(FF)/(EA)Li式中：F单位力T=1作用于构件时，桁架各构件的内力。 F实际杆件内力 E弹性模量数量2.1104KN/CM2 现将杆件参数和计算结果列表如下：杆件Li(cm)Ai(cm)2F(t)FF(cm)AB400222-81.25-1.250.0872AC566222+114.9

5、+1.7680.247BC400222-146.25-2.250.282BD500222+81.25-1.250.109CD640222+104.05+1.60.229得到D点实际工作状态下的挠度： f=0.0872+0.247+0.282+0.109+0.229=0.95CM5、杆件的稳定性及强度 选择受拉应力和压应力最大的杆件进行校核，从前文可知，杆件BC的轴向压力最大，应计算其稳定性，AC的轴向拉力最大，应计算其抗拉强度。（1） 杆件BC杆的稳定性计算： 由前文可知：IX=48400cm4 IY=45495.3cm4则iy=Iy/A =14.3cm=I/ix=400/14.3=28cm3

6、=0.96BC=FBC/(A)=146.25*103/(0.96*222)=685.06kg/cm2s=1600kg/cm2(2) 杆件AC的抗拉强度验算：AC=FAC/A=114.9*103/222=517.6kg/cm2s=1600kg/cm2杆件AC强度足够。从以上杆件计算可知，未计算的AB、BD、CD杆件显然安全。四、前横梁的强度和挠度计算1、强度计算从挂篮总图可知，前上横梁有14个吊点，其中4个用于侧模，2个用于内模，8个用于底模，按14个吊点计算，假定同一部分吊点力相等，再由前文阐述，可知道各吊点力的位置和大小。如图：加2.5%施工负荷：则F1=(35.3+2*10)/8*1.02

7、5=6.913T F2= (147.37+ 13)/16*1.025=10.27T F3=(27.72+8)/4*1.025=9.153T 弯距图：可知前横梁所受最大弯矩：(因F2、F3中心间距为30CM，故计算时合成单个受力计算) Mmax=415.17KN.m前横梁为50B型工字钢两根,其抗弯截面模量为(偏安全计算) W=3880CM3弯矩最大处的横梁应力：=Mmax/W=415.17*106 /3880*103=107MPaw=160MPa故前横梁弯曲强度足够。2、挠度计算：这里仅计算特殊点的挠度，前横梁端部和中心处，其它各处挠度可依此近似算得：(1)前横梁的惯性矩:I=97120CM4

8、(2) 弹性模量E=2.1105MPa端部挠度（图乘法）y端=0.3cm (向下)跨中挠度（图乘法）y中=0.3cm（向下） 五、吊杆的强度和变形1、强度计算：吊杆为32MM精轧罗纹钢，其抗拉强度KYB=750MPA，允许张拉力为51.3T，两端吊杆中受力最大只有10.27T，所以吊杆强度足够，这里不作计算。2、变形量：因底板前吊杆最长且受力最大，所以只需计算底板吊杆变形量，吊杆长度偏安全按8M计算，32MM精轧罗纹钢截面A=8CM2，E=2.1106KG/CM2。吊杆受51.3T拉力时伸长量为0.31CM/M在不考虑超静定的前提下，8根吊杆的变形量分别为：XF=1027008000/（2.1

9、106800）=4.9mm=0.49 cm通过前面的计算，可知主承载系统的最大下挠处在跨中，其大小为：ymax=0.95+0.3+0.49=1.74cm参考有关挂篮设计资料，主承载系统的总挠度不大于20mm，所以本设计方案满足要求。六、外滑梁的挠度和强度计算 外滑梁主要承受箱梁两侧翼板重量，有前文可知每侧浇注砼重量为35.3/2=17.65T。这里不考虑外滑梁自重，并设想整个负荷是均布在外滑量上的q=（17.65T+8T）/4/2=3.21T/M（按4米最重翼板考虑,砼重按17.65T，外模按8T计算，外侧模采用双滑梁）1、外滑梁由双拼36A槽钢组成，其W=2659.7=1319CM3I=21

10、1874.2=23748.4CM42、挠度计算：最大挠度在梁中央Ymax=5.2 mm根据规范要求，外滑梁变形量不大于L/400=500/400=1.25CM因此本设计方案的外滑梁合理。3、强度计算： Mmax=ql2/8=32.152/8=100.3KN.m=M/W=76.05MPas=160MPa所以外滑梁弯曲强度足够。七、内滑梁的挠度及强度计算由前文可知内模承受荷载27.72T，顶板1只内模自重3T，则一根内滑梁上的重量（27.72+3）/2=15.36T，(按4米最重翼板考虑)假设整个负荷是均布在梁上的，则q=153600N/4000=38.4N/MM内滑梁由双拼32A槽钢组成。1、内

11、滑梁由两根32A槽钢组成，其W=2474.879=949.76CM3I=27598.06=15196.12CM4M=38.4*5000*5000/8=120000000N.MM=M/W=120000000 /949.76*103=126.3MPaw=160MPa2、挠度计算：最大挠度在梁中央Ymax=5ql4/384EI=5*38.4*50004/(384*210000*151961200)=9.8mm根据规范要求，内滑梁变形量不大于L/400=500/400=1.25CM内滑梁强度及挠度满足要求。挂蓝施工时抗倾覆稳定性计算1、后锚强度计算： 每榀三角架后部有三根后锚扁担梁，各通过二根32 m

12、m精轧螺纹钢与桥面错固，所以每榀三角架有六根后锚杆，由前文可知。每榀三角架的后锚力为NA=81.25T，而每根32 mm精轧螺纹钢的许用抗拉强度为(精轧螺纹钢fpk=780MPa)=62.4/1.5=41.6t则：六根后锚杆的许用拉力共计：6*41.6=249.6t81.25t故后锚安全。2、后锚扁担梁的强度验算： 扁担梁由三根20#槽钢和贴板拼焊而成，扁担梁的抗弯截面模量：W=2*191.4+2*18.6*1*20.52/20.5/2+1*20*20*2/6=897.4cm3截面积：A=2*32.8+1*18.6*2+1*20*2=142.8cm2三道后锚所受弯矩：M=81.25*1.6/4

13、=32.5T.M则：后锚扁担梁所受的弯曲应力：1=M/W=32.5*107/894.8*103/3=121MPa后锚扁担所受的剪切应力：=812500/6/A*103=135417/(7+10)/200=39.8 MPa最大应力：=(12+312)= (1212+3*39.82)=144.8kg/cm2s=160 MPa所以后锚扁担梁安全。综合上述分析可知，挂蓝施工时的抗倾覆稳定性可靠。挂蓝空载前移时的抗倾覆稳定性计算当挂蓝空载前移到箱梁浇筑位置时，此时处于悬伸空载下的挂蓝所受的倾覆力最大。参考外模、内模、下横梁和上横梁的重量，可初步算出一榀三角架前端荷载：T15t且反扣轮组负荷：FA=LBD

14、/LAB*T=5/4*15=18.75t1、反扣轮组联接螺栓的强度校核： 由设计图纸可知，反扣轮组与主构架的联接螺栓为10组M24*80，查表可知每组M24螺栓的额定抗拉力为F=4.375t，而每组螺栓的实际负荷为F=FA/10=18.75/10=1.875tF2、轴承负荷校核 每套反扣轮组共有8套312滚珠轴承，考虑到挂蓝实际使用时受力的不均衡，故假定只有2只轮中的4只承受力。查表可知每只312轴承的额定负荷为4.85t。4只312轴承的额定动负荷为4*4.85t=19.4tFA =18.75t故承轴安全。3、每套反扣轮组中当4根固定轴，直径 60为考虑到反扣轮组在施工中受力的不均衡性，假设只有2根轴受力。则一根轴所受的剪切力为=FA/2/(D/2)2=(18.75/2)/(6/2)2=0.33t/cm2=1.4t/cm2所以固定轴的抗剪强度足够。因为固定轴弯曲应力很小，这里不作弯