橋梁掛籃強度驗算計算書

臨澧合口澧水大橋A1合同段 掛藍強度驗算計算書合口澧水大橋掛籃強度驗算計算書一、計算說明1、 計算依據及參考資料1.1 常德臨澧縣合口澧水大橋工程招標文件 第四卷 設計圖表 橋梁、涵洞 第二冊1.2 掛藍施工設計圖1.3 懸澆箱梁施工組織設計1.4 公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ-041-2000）1.5 路橋施工計算手冊1.6 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004）1.7 鋼結構設計規(guī)范GB 50017-20032、 基本參數(shù)2.1 鋼筋混凝土密度取2.5t/m3，鋼材密度取7.85t/m，鋼材彈性模量E=2.1x105Mpa。2.2 Q235鋼彎曲容許應力=145Mpa；剪切容許應力=85Mpa； Q420鋼（貝雷插銷）抗剪強度設計值fv=195Mpa；貝雷梁Q345鋼抗拉、抗壓和抗彎強度設計值f=310Mpa，抗剪強度設計值fv=180Mpa，容許彎矩M=900KN.M；25、32精軋螺紋鋼筋（吊桿和錨桿）采用785級，按兩倍安全系數(shù)控制拉應力不大于390Mpa。 3、 計算方法和內容3.1計算工況：根據設計圖紙，本橋箱梁梁段長度有3.5m和4.0m兩種，取3.5m和4.0m長度的梁段，即最重的1#和5#梁段進行計算。3.2荷載施加：混凝土澆筑時，箱梁腹板及底板混凝土自重荷載作用在掛籃底模面板上；頂板混凝土及內模自重作用在掛籃內模走行梁上；翼板混凝土和外模自重作用在外模；掛籃其他結構在計算模型中以自重形式施加；各部分混凝土方量均按1#和5#梁段后端進行計算；主要計算內容：掛籃主體結構的總體強度和剛度。4、荷載傳遞路徑翼板荷載 外模行走梁 已澆梁段翼板 主桁架 頂板、底板、腹板荷載 底?？v梁 底模前橫梁 前吊橫梁 底模后橫梁 已澆梁段二、 荷載計算單個掛藍構件重量明細表構架名稱組成材質單位單位重量（kg)數(shù)量總重（kg)編號主桁架4排貝雷片組480029600G1上橫梁2排貝雷片組300026000G2下橫梁雙40#工字鋼組190023800G3底模整體鋼模套530015300G4外側模整體鋼模套420028400G5內側模組合鋼模套150023000G6頂板模整體鋼模套330013300G7合計(kg)39400最重梁段重量計算梁段號梁段長頂板重量(kg)翼板重量(kg)底板重量(kg)腹板重量(kg)總重(kg)編號G8G9G10G111#塊350cm165622*10829229582*20800102778編號G12G13G14G155#塊400cm189282*12376260522塊砼數(shù)量（m3)6.372*4.168.832*839.535#塊砼數(shù)量（m3)7.282*4.7610.022*5.137.02三、 吊桿系統(tǒng)強度驗算由于底模、外側模、頂板模吊桿系統(tǒng)為獨立支撐，因此各系統(tǒng)吊桿分別對應承受底腹板砼重量、翼板砼重量、頂板砼重量以及相對應系統(tǒng)自重之和。1. 底籃吊桿系統(tǒng)受力驗算對于1#塊1）、吊桿受力簡圖：P1=2G3+G4=9.1噸P2=G13=62噸則前吊桿受力 R前=32噸 后吊桿受力 R后=39噸由于前后吊桿系統(tǒng)均承受5根32精軋螺紋鋼，則每根前吊桿受力為6.4噸，取7噸；后吊桿受力為8噸，吊桿強度滿足要求。2）、同理對于5#塊受力分析后：單根前吊桿受力為7噸，單根后吊桿受力為10噸，同理滿足強度要求。2.外側模吊桿系統(tǒng)外側模吊桿系統(tǒng)共設計吊桿32精軋螺紋鋼4根，前、后吊桿各2根1）、對于1#塊受力圖為： P1=G5=4.2噸 P2=G12=11噸則R外=1.3噸 R內=13.9噸單根吊桿R外=1.3/2=0.65噸 R內=13.9/2=7.0噸滿足強度要求2)、對于5#塊，同樣分析之后，R外=0.7噸，R內 =7.5噸，滿足強度要求3.頂板模吊桿系統(tǒng)頂板吊桿系統(tǒng)共設計32精軋螺紋鋼4根，前、后各2根吊桿1）、對于1#塊受力圖為：P1=G6=3.3噸 P2=G11=16噸則R后=10.5噸 R前=8.8噸單根吊桿受力：R后=10.5/2=5.3噸 R前=8.8/2=4.4噸吊桿滿足強度要求2）、對于5#塊 同樣分析之后，R前=R后=5.3噸，滿足強度要求 通過以上對底藍、外側模、頂板模吊桿受力計算，吊桿受力最大為8t，則最大拉應力為：=N/A=8104/1.61.610-4=99.5Mpa=390Mpa，滿足要求。 4.后錨桿受力驗算本掛籃共設主桁架2組，單組主桁架設3根25精軋螺紋鋼作為后錨桿，取3根后錨桿距支點中心平均距離為350cm，由于前吊桿錨固于前橫梁上，后吊桿錨固在已澆注的梁段上，所以后錨桿只承受所有底藍、外側模、頂板模前吊桿的受力，以及前橫梁、主桁架、吊桿、其他材料的自重。1)、對于1#塊 P1=（32+7*2+8.8+3+0.5）/2=29.2噸 取30噸P2、P3為主桁架自重，長分別為7m，5mP2=7100kg/m4=2.8噸P3=5100kg/m4=2.0噸則P4=(304.5+2.83.5-22.5)/3.5=40噸單根25精軋螺紋鋼受力為40/3=13.3噸，則拉應力為：=N/A=13.3104/1.251.2510-4=271Mpa=390Mpa，滿足要求。四、 主桁架受力驗算單個掛籃共設主桁架2組，每組由4片貝雷片組成，其梁段自重及模板自重等荷載通過吊桿傳遞上橫梁，最后傳遞給主桁架，但由于吊桿系統(tǒng)設前后吊桿，前吊桿錨固在前上橫梁上，后吊桿錨固在已澆箱梁砼上，故梁板自重與模板自重等荷載只有一半由主桁架承受，另外一半由已澆梁段承受。4排單層主桁架容許彎矩為M=90*4=360t.m1)、1#塊 受力圖如下： 支座處為最大彎矩截面 P1=30噸 P2=2.8噸 則 M=30*4.5+2.8*3.5=144.8t.m主桁架的安全系數(shù)為：360/144.8=2.48 滿足要求同理分析可得 5#塊主桁架所收最大彎矩為:M=28*4.5+2.8*3.5=135.8t.m滿足要求五、 底藍系統(tǒng)強度驗算 一）、底藍縱梁計算書 底藍縱梁均由I36工字鋼組成，分為A、B兩種，A縱梁主要承受腹板組合荷載為雙I36工字鋼，B縱梁主要承受底板砼，為單I36工字鋼，受力圖如下： 1、 縱梁A計算：1.1、 按1#梁段驗算（1） 荷載計算單側腹板砼重 G腹=G11=21t 則q腹=21*0.6*6/(0.6*3.5)=60KN/m底板自重 G底=2.2t 則q底=2.2*10*0.6/(6*3.5)=0.6KN/m施工荷載 G施= 2.5 KN/m2 則G施=2.5*0.6=1.5 KN/m則q=q腹+ q底+ q施=60+0.6+1.5=62.1 KN/ma=250cm b= 300cm c=350cm d =250cm L=a+b=500cm（2） 受力計算支點反力 R前=q*c*a/(a+b)=62.1*35*2/5=87KN當X=(d+c*b)/(a+b)=(0.25+3.5*3)/5=2.35m時,彎矩最大Mmax=q*c*b*(2*5*d+c*b)/2*52=62.1*3.5*3(2*5*0.25+3.5*3)/2*25=170KN.m max=Mmax/w=170*103/(2*877.6*10-6)=97Mpa=145Mpa 滿足要求 最大剪力Q=R后=130KN max=Q*S/(I*)=130*103*508.8/(15796*10*10-3)=42Mpa=85Mpa 滿足要求 同理,當X=2.3m時,縱梁A的撓度最大,則, fmax=q*c*b/(24E*I)*(4*L-4*b2/L-c2/L)*x-4*X3/L+(x-d)4/b*c =6.3mmL/460=5*103/400=12.5mm 滿足要求1.2 按5#梁段驗算與分析 單則腹板的重量：G腹=G15=13.3t 則q腹=13.3*10*0.6/(0.5*4)=37.6KN/m 底板自重 G底=22.2 t 則q底=0.6 KN/m 施工荷載 G施=2.5 KN/m2 則q施=1.5 KN/m 則q=376+0.6+1.5=39.7 KN/m其中a=225cm b= 275cm c=400cm d =25cm L=a+b=500cm 支座反力 R后=q*c*B/L=39.7*4*2.75/5=87KN R前=q*c*a/L=39.7*4*2.25/5=71KN 當X=(d+c*b)/L=0.25+4*2.75=2.45時,彎矩最大 Mmax=q*c*b*(2*L*d+c*b)/2L2=39.7*4*2.75*(2*5*0.25+4*2.75)/2*52=118KN.m max=Mmax/w=118*103/(2*877.6*10-6)=67Mpa=145Mpa 最大剪力Qmax=87KNmax=Qmax*S/(I*)=87*103*508.8/(15796*10-2*10*10-3) =28Mpa=85Mpa 當X=2.45m時,撓度最大,則 c=q*c*b/(24E*I*2)*(4*L-4*b2/L-c2/L)*x-4*X3/L+(x-d)4/b*c =4.8mm5*103/400=12.5mm 滿足要求2、 縱梁B計算 2.1按1#梁段驗算和受力分析（1） 荷載計算底板砼 G底=2.3t 則q底=2.3*10*1.0/(4.8*3.5)=13.7KN/m底腹板砼 G底=2.2t 則q底=0.6KN/m施工荷載 G施= 2.5 KN/m2 q底=2.5KN/m縱梁自重 q梁=0.6KN/m受力圖“1.1”,其中a=250cm b= 300cm c=350cm d =250cm（2） 縱梁分布荷載q=13.7+0.6+2.5+0.6=17.4KN/m（3） 受力計算：由“1.1”計算可知支點反力 R前=24.4KN R后=36.4KN當X=2.35時,彎矩最大,Mmax=47.6KN.mmax=Mmax/w=47.6*103/(877.6*10-6)=54Mpa=145Mpa撓度最大值fmax=3.6mm L/400=5*103/400=12.5mm最大剪力Qmax=36.4KNmax=Qmax*S/(I*)=36.4*103*508.8/(15796*10-2*10*10-3)=11.7Mpa=85Mpa 故縱梁B強度、剛度等滿足要求。2.3 按5#梁段驗算和受力分析 受力簡圖同“1.2” 且a、b、c、d值也相同 荷載計算底板砼 G底=2.6t 則q底=26*16*1.0/(4.8*4)=13.5KN/m底模自重 G底=2.2t 則q底模=0.6KN/m施工荷載 G施= 2.5 KN/m2 q施=2.5*1.0=2.5KN/m縱梁自重 G梁=0.6KN/m q梁=0.6KN/m 縱梁分布荷載 q=13.5+0.6+2.5+0.6=17.2KN/m 受力計算 由“1.2”計算可知支點反力 R后=37.7KN R前=31KN當X=(d+c+b)/L=2.45時,彎矩及撓度最大最大,Mmax=51KN.mmax=Mmax/w=51*103/(877.6*10-6)=58Mpa=145Mpa最大剪力Qmax=37.7KNmax=Qmax*S/(I*)=37.7*103*508.8/(15796*10-2*10*10-3)=12Mpa=85Mpa撓度最大值fmax=4.1mm L/400=5*103/400=12.5mm 二）、底籃前后橫梁計算 1、前橫梁計算 1.1、按1#梁段驗算和受力分析 （1）荷載計算 底籃前橫梁主要承受底?？v梁A、B傳下來的荷載，根據“”的計算結果可知，PA前=87KN，PB前=24.4KN，其中A縱梁為8板，B縱梁為4板，受力圖如下： (2)前橫梁強度、剛度計算 簡化計算，取PA=PB=87/2=43.5KN，各支點間距為等距188cm，則B點彎矩最大：Mmax=0.286PL=0.28643.51.88=23.4KN.mB點左剪力最大：Qmax=1.286P=55.9KNmax=23.4103/（2877.610-6）=13.3mpa=145mpamax=QmaxS /I*S=55.9508.8103/（157961010-210-3）=18mpafmax=1.764PL3/100E2=43.5=85mpa=1.76443.51031.883/（1002.110510621579610-8）=0.076mmL/400=4.7mm，故強度及剛度滿足要求。1.2、 按5#梁段驗算和受力分析（1） 荷載計算底籃后橫梁主要承受縱梁A、B傳遞的荷載，由“”的計算可知PA前=71KN，PB前=31KN。（2） 前橫梁強度及剛度計算根據受力計算及簡化計算可知5#梁段受力荷載小于1#梁段，故前橫梁強度、剛度均滿足要求。2、后橫梁計算2.1、按1#梁段驗算和受力分析（1）荷載計算受力簡圖同前，PA后=130KN，PB后=36.4KN（2）后橫梁強度、剛度計算簡化計算，取PA=PB=130/2=65KN，各支點間距為1.88m等間距，則B點彎矩最大。Mmax=0.286PL=0.286651.88=35KN.mQmax=1.286P=1.28665=83.6KNmax=35103/（2877.610-6）=20mpa=145mpamax=QmaxS/I*S=83.6508.8103/（157961010-210-3）=27mpa=85mpafmax=1.764PL3/100E2=0.11L/400=4.7mm2.2、按5#梁段驗算和受力分析（1）荷載計算受力簡圖同前，PA后=87KN，PB后=37.7KN（2）后橫梁強度、剛度計算根據受力計算簡化計算可知，5#梁段受力荷載小于1#梁段，故后橫梁強度，剛度均滿足要求，不另行計算。六、外側模吊桿梁計算1、吊桿梁所受力情況由于5#塊翼板砼大于1#塊砼重量，故以5#塊為計算，同時翼板砼取對稱結構，經計算翼板砼重心距腹世板為1.28m，翼板模板重心距腹板外0.78m，故內側梁受力圖如下；則R外=10.60.32-4.20.18/2.44=1.1tR內=13.7t2、吊桿梁強度驗算外側吊桿梁采用214槽鋼，內側梁用225工字鋼，受力簡圖如下：2.1、外側梁：14槽鋼均布荷載為q=29kg/mP=1.1/5=0.22噸則：R前=P（4.