100m跨徑掛籃計算書(實施)

1、中鐵十一局集團神華新準(zhǔn)鐵路巴準(zhǔn)線施工一標(biāo)60+100+60m三角掛籃計算書天津久安集團亨實鋼結(jié)構(gòu)有限公司2011年5月未找到目錄項。第一章設(shè)計計算說明1.1計算依據(jù)1. 路橋施工計算手冊2. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范3. 實用土木工程手冊4. 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范5. 材料力學(xué)6. 結(jié)構(gòu)力學(xué)7. 機械設(shè)計手冊；8、鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范;1.21程概況本橋為60+100 + 60ip的單箱室連續(xù)梁。箱梁頂寬7. 4m,翼緣板長lm,支點處 梁高7. 2m,梁高及底板厚按照岡曲線變化，岡曲線半徑r=309. 6667m。腹板厚90cm 50cm,底板厚144cm40cm,頂板厚度36cm。箱梁0#塊梁段長

2、度為12m,合攏段長度 為2m,邊跨直線段長度9. 75m ； 0#塊梁段采用現(xiàn)行澆筑，從1#開始使用掛藍(lán)澆筑， 1#重量為135. 46t,頂板厚36cm,腹板厚90cm,底板厚84. 678cm,由于在澆筑過程 中，腹板左右高度不同會產(chǎn)生平衡，考慮不平衡高度為lm時各桿受力情況,混凝土最重為4#,重量為136. 76t,頂板厚36cm,腹板厚90cm,底板厚度66. 360. 5cm, 大橋箱梁懸臂澆筑段采用三角形掛籃施工。1. 3掛籃設(shè)計1. 3. 1主要技術(shù)參數(shù)(1) 栓自重(2) 鋼彈性模量(3) 材料容許應(yīng)力：gc=26 kn/m3；es = 2. 1x105 mpa；q235 鋼

3、o =140mp,1. 3. 2掛籃構(gòu)造o w=145mp, t =85mp掛籃為三角形掛籃,菱形桁片由236普通熱軋槽鋼組成的格構(gòu)式構(gòu)件，前橫梁由2140普通熱軋工字鋼組成焊接箱型截面，底托系統(tǒng)前后橫梁由2136普通熱軋 槽鋼組成焊接箱型截面，底模底板下加強縱梁為132普通熱軋工字鋼，腹板位置采 用132普通熱軋工字鋼，吊桿采用雙根"32精軋螺紋鋼。1. 3. 3掛籃計算設(shè)計荷載及組合(1) 荷載系數(shù)依據(jù)交通部頒發(fā)的公路橋涵設(shè)計和施工規(guī)范，荷載系數(shù)取值如下: 考慮箱梁混凝土澆筑時脹模等系數(shù)的超載系數(shù)：1.05； 澆筑混凝土?xí)r的動力系數(shù):1.2； 掛籃空載行走時的沖擊系數(shù)1. 3；澆

4、筑混凝土和掛籃行走時的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2. 0； 掛籃止常使用時釆用的安全系數(shù)為1.2。(2) 作用于掛籃主桁的荷載箱梁荷載：箱梁荷載取4#塊計算。4#塊段長度為3. 5m,重量為140t；施工機具及人群荷載：2. 5kpa；傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：4 kpa； 掛籃口重：53t； 懸吊裝置自重：主桁架前橫梁上8個懸吊點，共計0.25 tx8； 混凝土偏載：箱梁兩側(cè)腹板澆筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。（3）荷載組合 荷載組合i :混凝土重量+振動力+掛籃口重+施工機具及人群荷載； 荷載組合ii:混凝土重量+掛籃自重+混凝土偏載+施工機具及人群荷載； 荷載組合iii：混凝土重量+掛籃

5、自重+風(fēng)載； 荷載組合iv：掛籃前行，掛籃自重+沖擊附加荷載（0.3x掛籃自重）+風(fēng)載； 荷載組合v：掛籃后退，掛籃自重（去掉內(nèi)模及內(nèi)?；海?沖擊附加荷載（0.3x 掛籃口重）+風(fēng)載； 荷載組合vl混凝土重量+掛籃自重+施工機具及人群荷載。荷載組合i、ii、iii用于掛籃結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性計算；荷載組合iv、v用于掛籃 系統(tǒng)行走計算，荷載組合vi用于剛度計算（穩(wěn)定變形）計算。所有荷載均按照線載荷施加。1.3.4內(nèi)力符號規(guī)定軸力：拉力為正，壓力為負(fù)； 應(yīng)力：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)； 其它內(nèi)力規(guī)定同結(jié)構(gòu)力學(xué)的規(guī)定。1. 3. 5載荷分配情況（1）混凝土荷載分析按照模板縱梁的位置，將4#梁體混凝土

6、前、后截面劃分成共8部分。翼模由一 根翼模下縱梁承擔(dān)；腹板部分對應(yīng)荷載由腹板下五跟縱梁均勻承擔(dān)；考慮到模板的 影響，倒角處頂?shù)装寤炷辆性撎幍匕逑驴v梁承擔(dān)；底板其余部分分為5塊，由 其下對應(yīng)5跟縱梁承擔(dān)；其余頂板部分分為兩塊由內(nèi)模兩根滑梁承擔(dān)。錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。4#梁前截面劃分（2）掛籃自重荷載分析掛籃自重共分為三部分，包括主結(jié)構(gòu)部分、模板及側(cè)模支撐桁架部分，前端懸 吊機構(gòu)。其中主結(jié)構(gòu)部分按口重施加同時考慮焊接及連接等，模板部分同上分塊按 荷載施加，前端懸吊機構(gòu)按集中荷載考慮施加到前橫梁上。（3）施工機具及人員荷載施工機具及人員按2. 5kn/m2計算，計算時按梁寬及梁節(jié)長度

7、計算，最后分塊施 加到對應(yīng)縱梁上。（4）其它荷載分析傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：4kn/in2；施加方法同上?；炷疗d：箱梁兩 側(cè)腹板澆筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t計算。施加方法同混凝土自重部分， 只是一側(cè)加載總量減少13to2. 1荷載確定取4#塊計算，4#塊梁段長度為3. 5m,施工機具及人群荷載25mpa?；炷脸?系數(shù)為1.05。經(jīng)計算，混凝土重量與鋼筋重量z和可按混凝土比重口重gc = 26kn/m3 近似。梁段兩端高度分別為5. 657m和5. 336m,加強縱梁間腹板寬0. 9m （每邊由5 片縱梁承擔(dān)）。腹板處混凝土線荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。為便

8、于計算，除側(cè)模外，模板重量按2kn/m2計，模板荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。人群及機具荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載；錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。加強縱梁上的均布荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。取 qi=30kn/m加強縱梁上的底板均布荷載為： 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。取 qi二25kn/m加強縱梁上的翼板均布荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。取 qi二35kn/m加強縱梁上的頂板均布荷載為: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。取 qi二43kn/ni 第二章掛籃結(jié)構(gòu)的強度計算計算采用有限元軟件mid

9、as/civil v 6.7.1進行計算，計算采用整體模型，除 吊桿外均采用梁單元，吊桿采用桿單元模擬，主桁架各節(jié)點的連接釋放銷軸的自由 度，計算模型如圖所示。掛籃整體計算模型2. 1荷載組合i :混凝土重量+振動力+掛籃自重+施工機具及人群荷載2. 1. 1荷載情況該工況主要用來計算掛籃的主桁承重系統(tǒng)強度和穩(wěn)定性。此種荷載組合適用于掛籃混凝土澆筑要結(jié)束前的一種最不利荷載工況，此時所有混凝土澆筑完畢(考慮 混凝土脹模的影響)ql二1.05xg混凝土，振動系統(tǒng)仍然在振搗，所以述要考慮掛籃 施工的動力附加荷載，人員機具仍在施工，因而掛籃結(jié)構(gòu)還要承受人員機具荷載。 計算模型如圖。荷載組合i計算模型2

10、 . 2結(jié)果分析(1)底托系統(tǒng)最大彎矩及最大剪力出現(xiàn)在后橫梁后錨位置，底縱梁32#工字鋼最大應(yīng) 力為116.6 mpa,底橫梁36#槽鋼最大應(yīng)力為100.0 mpa,如圖。荷載組合i上橫梁計算結(jié)果(4)主桁架計算結(jié)果：最大應(yīng)力為124 mpa(5)吊桿采用雙拼直徑32mm精軋螺紋鋼，最大應(yīng)力為212. 5 mpa。荷載組合1吊桿計算結(jié)果(6)橫向聯(lián)結(jié)桁架在該荷載組合下桿件內(nèi)力均較小，最大應(yīng)力僅121.3mpa,如圖。荷載組合i橫向聯(lián)結(jié)桁架應(yīng)力2. 2荷載組合ii （混凝土重量+掛籃自重+混凝土偏載+施工機具及人群荷載） 2. 2. 1荷載情況該荷載組合適用于掛籃混凝土澆筑過程屮的一種最不利荷載

11、工況，此時假定一 側(cè)混凝土澆筑完畢（考慮混凝土脹模的影響）ql二1.05xg混凝土，另一側(cè)尚未澆筑 完，兩側(cè)相差混凝土總量約131,人員機具仍在施工，因而掛籃結(jié)構(gòu)還耍承受人員機 具荷載。計算模型見圖，該荷載組合與與載荷組合i相比較，只是一側(cè)腹板處混凝土 荷載總量減少13t,其余荷載相同。2. 2. 2結(jié)果分析(1)底托系統(tǒng)最大應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土偏多腹板內(nèi)側(cè)的底托系統(tǒng)縱梁跨屮位置，最 大值為116. 6mpa,如圖。組合ii底托系統(tǒng)最大應(yīng)力(2)側(cè)模支撐縱梁及內(nèi)?；鹤畲髴?yīng)力為124. 7mpa,如圖。(3)前橫梁最大應(yīng)力為106. 2mpa,最大位置均在混凝土較多側(cè)主桁架支撐處如圖。(4)主桁架

12、計算結(jié)果:最大應(yīng)力為121.2mpa,最大位置均在混凝土較多側(cè)主桁架。(5)吊桿計算方法同組合i,偏重側(cè)底橫梁后錨吊桿軸向力最大，其值為210. 0 mpa。$8.ismoo卜 r<ooin§寸§iin9o:（6）橫向聯(lián)結(jié)桁架該載荷組合下，由于偏載的存在，使得橫向聯(lián)結(jié)桁架在混凝土偏重側(cè)應(yīng)力較大, 最大應(yīng)力為121.4mpa如圖。組合ii橫向聯(lián)結(jié)桁架應(yīng)力2. 3荷載組合111(混凝土重量+掛籃自重+風(fēng)載)2. 3. 1荷載情況該荷載組合適用于掛籃混凝土澆筑完畢后出現(xiàn)人風(fēng)情況，此時荷載包括混凝土自重(考慮混凝土脹模的影響)ql二1.05xg混凝土，掛籃自重及風(fēng)荷載。 風(fēng)荷

13、載按最大風(fēng)力8級考慮。wk二錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。=1. 14x0.8x1.8x0. 45=0.74 kn/m2wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。:錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。: 錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。:錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。:高度z處的風(fēng)振系數(shù); 風(fēng)荷載體形系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 基本風(fēng)壓(kn/m2)；側(cè)模板寬度4. 2m,高度6ni,所承受壓力為:qf二0. 74x4.2x6=18. 648kn錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。取 qf二0. 74x4. 2x6=20knq1二錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象

14、。=2.5 kn/mq2=0. 74x0. 36=0. 27 kn/m2. 3. 2結(jié)果分析該組合主要針對風(fēng)載作用時對主桁架、橫向聯(lián)結(jié)桁架的影響。 計算結(jié)果見表。風(fēng)荷載對掛藍(lán)的主體結(jié)構(gòu)沒有太大的影響。2. 4主桁桿件強度驗算及結(jié)論通過以上分析，主桁各桿件最不利荷載為荷載組合i。水平橫桿和立為受壓桿 件，桿件長度分別為4. 8m. 4m和3m,因3m桿件最長且軸力最大，故在此只驗算 3m桿件的應(yīng)力強度及受壓穩(wěn)定性，其軸力為1145km。3m桿件的長細(xì)比為：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。二錯誤！不能通過編輯域 代碼創(chuàng)建對象。二22綴板間距為70cm,則單肢對其1-1軸的長細(xì)比為：36單肢最小回

15、轉(zhuǎn)半徑i=2. 73cm,所以：錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。則換算長細(xì)比為:錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。二錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。=33. 75<x=150錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。(滿足耍求) 查表得到錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。二0.826(1) 平面內(nèi)穩(wěn)定性計算:錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。=113.8<145mpa（滿足要求） 由上述計算結(jié)果可知，主桁架桿件采用槽鋼236滿足要求。第三章掛籃結(jié)構(gòu)的剛度計算3.1荷載組合vl混凝土重量+掛籃自重+施工機具及人群荷載該荷載組合主要用來計算掛籃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剛度。3.1.1荷載情況此種載荷組合

16、考慮混凝土重量、掛籃自重、施工機具及人群荷載。計算模型如圖3. 1. 2結(jié)果分析該荷載組合下，掛籃變形等值線圖。由圖可知，變形最大位置為底托系統(tǒng)前 橫梁小部，最大值為26 mnio以下對各部分進行劃分分析：荷載組合vi變形等值線圖(1)掛籃主桁架部分主桁架部分最大變形位于前橫梁支點處，最大豎向變形量為15.9mm0掛籃上桁架變形等值線圖（2）前橫梁前橫梁部分最大變形位于跨屮位置，值為20. 5mm，相對變形值為:錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。 6=20. 5-15.9二4. 6mm撓跨比為:h=4. 6/4700=1/1021懸臂處最大變形為12mm,相對變形值為:錯誤！不能通過編輯域代碼

17、創(chuàng)建對象。 §二12-15.9二-3.9mm撓跨比為:q=3. 9/2150=1/551掛籃前橫梁變形等值線圖（3）側(cè)模支撐縱梁及內(nèi)?；簜?cè)模支撐縱梁最大變形值為16. 1mm,和對變形量為0.2n）ni；內(nèi)?；憾瞬孔畲笞?形值為22. 2mm,相對變形量為6. 3mm。側(cè)模支撐縱梁及內(nèi)?；鹤冃蔚戎稻€圖（4）底托系統(tǒng)底托系統(tǒng)前橫梁最人變形值為26mm,后橫梁最人變形值為8. lmmo底托系統(tǒng)變形等值線圖3. 2剛度驗算結(jié)論掛籃在此該荷載組合條件下，計算掛籃系統(tǒng)整體和齊部件的結(jié)構(gòu)剛度。其變 形最大值情況匯總為表。掛籃整體系統(tǒng)變形最大的位置為底托系統(tǒng)后橫梁跨中，值為26mm,而該值

18、為主桁架、前橫梁、吊桿及其底托前橫梁各部分變形的累積。結(jié)論：該掛籃結(jié)構(gòu) 剛度符合相關(guān)要求。掛籃變形最大值情況匯總表序 號部件位置點絕對值/mm相對值/mm說明1掛籃整體系 統(tǒng)底托系統(tǒng)后橫梁跨 屮262主桁架前橫梁兩個支點15.93前橫梁跨屮20.54.6撓跨比1/20004懸臂端部12-3. 9撓跨比1/23005側(cè)模支撐縱 梁端部16. 10.26內(nèi)模滑梁端部22.26.37底托系統(tǒng)前橫梁跨中26即為掛籃變形 最大處8后橫梁跨中8. 1第四章掛籃抗傾覆計算掛籃抗傾覆計算包括兩部分內(nèi)容：混凝土澆筑工況和掛籃移動工況，而掛籃 移動工況乂分為掛籃前行和后退兩種。4. 1混凝土澆筑時的抗傾覆計算在混凝土澆筑時，掛籃主桁架后端通過精軋螺紋鋼錨固于已經(jīng)澆筑好的混凝 土梁體上，為保證施工安全，需要驗算此種載荷組合卜的掛籃后錨點的安全性。由以上結(jié)果可知，荷載組合i時后錨點拉力最大，為643ko 單側(cè)后錨點采用直徑32mm的精軋螺紋鋼6根，則可捉供錨固力為 n二6ao 二6x3. 14x16x16x930=4485 其安全儲備為：k 二 448