三角掛籃計(jì)算書

1、綿陽二環(huán)路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段青義涪江大橋現(xiàn)澆箱梁三角掛籃計(jì)算書四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司綿陽二環(huán)路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段項(xiàng)目經(jīng)理部二一三年六月十七日一、基本資料綿陽青義涪江大橋?yàn)?8+138+78m連續(xù)剛構(gòu)，主梁采用單箱單室截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁頂板寬16.5m，箱底寬9.1m，單側(cè)懸臂寬度3.7m。箱梁跨中梁高3.1m，墩頂根部梁高9.0m，單“T”箱梁梁高從跨中至箱梁根部，箱高以1.8次拋物線變化。箱梁底板厚從箱梁根部截面的125cm厚漸變至跨中或邊跨合攏段截面的30cm厚，按2次拋物線變化。箱梁腹板厚度采用55、75cm二種厚度，厚度變化按直線漸變，均在一個(gè)

2、節(jié)段內(nèi)完成(箱梁根部至10號梁段腹板厚75cm，11號梁段腹板厚由75cm漸變?yōu)?5cm，12號梁段至19號梁段腹板厚55cm。主梁混凝土為C55。結(jié)合有利施工、縮短懸臂澆注周期、降低施工鋼材數(shù)量的原則考慮，主梁懸臂澆注梁段長度共劃分為3.2m和4.0m二種長度的節(jié)段，合攏段長2.0m。0號段采用托架施工，1號18號梁段采用掛籃分段對稱懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制重量2151.5KN。1-10#節(jié)段為3.2m長節(jié)段，1#節(jié)段最重，砼自重2151.5KN，11-18節(jié)段長4.0m， 11#塊砼最重，混凝土自重1659.6KN，12-18#節(jié)段為長節(jié)段。主梁的懸臂施工掛籃采用三角形掛籃。二、

3、掛藍(lán)受力計(jì)算的荷載取值1、三角形掛籃主體、前后橫梁以及掛藍(lán)底模平臺在計(jì)算中自行計(jì)入自重。自重系數(shù)取1.15。2、操作腳手及部分施工荷載約2.5噸，分?jǐn)側(cè)霋焖{(lán)的兩側(cè)走道。內(nèi)模支架計(jì)算頂、底板混凝土中，外側(cè)模架計(jì)入翼板混凝土中。3、側(cè)模系統(tǒng)和內(nèi)模系統(tǒng)分別按布置位置加載在內(nèi)外滑梁上。4、混凝土自重按1.05倍取值，其中，5%為混凝土超大系數(shù)。同時(shí)考慮1.1倍安全系數(shù)。因此混凝土荷載按1.15倍加載。鋼筋混凝土容重按設(shè)計(jì)圖取值，取=26KN/m3。計(jì)算荷載情況如下：表1 計(jì)算荷載組成工況1#塊11#塊荷載FX (tonf)FY (tonf)FZ (tonf)FX (tonf)FY (tonf)FZ (

4、tonf)掛藍(lán)承重結(jié)構(gòu)自重0.00 0.00 37.34 0.00 0.00 37.34 底模0.00 0.00 3.43 0.00 0.00 3.43 底平臺施工荷載0.00 0.00 2.52 0.00 0.00 2.52 內(nèi)模系統(tǒng)0.00 0.00 10.79 0.00 0.00 13.48 外模系統(tǒng)0.00 0.00 13.54 0.00 0.00 16.92 掛藍(lán)自重0.00 0.00 67.62 0.00 0.00 73.70 混凝土荷載0.00 0.00 248.11 0.00 0.00 190.81 總荷載0.000.00315.730.00 0.00 264.51三、掛籃受力

5、體系掛籃受力主體為兩片三角形主桁，其主縱梁為2I63a組焊形成，三角斜拉桿為雙鋼帶，采取鉸接與主縱梁連接。上下游兩片主桁，通過型鋼橫聯(lián)連接在一起，形成穩(wěn)定受力體系。主縱梁前端橫向布置一根前上橫梁2I63a，通過吊帶懸掛底模平臺。掛籃模板平臺采用前后共兩組橫梁2I40b支承，前橫梁懸掛于前上橫梁上，后橫梁通過吊桿懸掛于已澆塊件上，前后下橫梁通過縱梁（I40b和I32b）連接在一起，縱梁兼作模板支架分配梁，形成穩(wěn)定的模板支承體系。掛籃前支點(diǎn)支承于已澆塊件前端，后支點(diǎn)通過錨桿錨固于已澆塊件上。掛籃在澆注砼時(shí)，其傳力路徑為：各工況計(jì)算時(shí)按照以上步驟分別計(jì)算校核受力情況。.四、掛藍(lán)使用各工況受力計(jì)算該施

6、工掛藍(lán)，完成主梁1-18#節(jié)段的懸臂施工。根據(jù)節(jié)段的劃分，結(jié)合各段的結(jié)構(gòu)情況，擬定對本施工掛藍(lán)進(jìn)行以下三個(gè)工況的受力計(jì)算：1）、1#節(jié)段混凝土澆筑（長3.2m，約215t）；2）、11#節(jié)段混凝土澆筑（長4.0m，約166t）；3）、掛藍(lán)空載行走。根據(jù)以上確定的受力計(jì)算工況，其控制截面有1#-2#和11#-12#。由于翼緣板荷載無變化，通過支架直接傳至平臺上。將腹板和底板混凝土荷載作用在底模上，根據(jù)底模分配梁布置間距，按梯形荷載加載到掛藍(lán)系統(tǒng)底模分配梁上。掛藍(lán)系統(tǒng)用MIDAS6.7.1軟件按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，其所用材料特性和模型如下：A、材料特性表2 鋼材的容許應(yīng)力(Mpa)應(yīng)力種類鋼 號A3

7、16Mn45#精軋螺紋軸向應(yīng)力140200210760彎曲應(yīng)力145210200剪應(yīng)力85120125緊密接觸的承壓應(yīng)力70100105自由接觸的承壓應(yīng)力5.58.08.5節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁承壓應(yīng)力210300節(jié)點(diǎn)銷子的彎應(yīng)力240 340B、截面特性表3 型材截面特性部位規(guī)格材質(zhì)有效面積cm2抗彎慣性矩cm4三角主縱梁和前上橫梁2I63aQ235309.18188008外滑梁2I45b222.867518內(nèi)滑梁I45b111.433759前后下橫梁2I40b188.1445562底模分配梁I40b94.0722781I32b73.5211626三角主桁立柱232b108.815955操作平臺22

8、5b73.411620三角斜拉鋼帶2×20×200Q34580底模平臺鋼吊帶20×20040內(nèi)模吊桿32精軋螺紋鋼8.04C、掛藍(lán)模型：圖1 掛藍(lán)建模模型計(jì)算結(jié)果匯總后見下表：表4 掛藍(lán)受力計(jì)算結(jié)果一覽表計(jì)算內(nèi)容細(xì)目單位工 況3.2m節(jié)段施工4.0m節(jié)段施工掛藍(lán)行走狀態(tài)(1#節(jié)段)(11#節(jié)段)反力中支反力t129.82125.1850.48后支反力t-63.26-60.90-22.92后內(nèi)側(cè)反力t32.9719.18后外側(cè)反力t30.7518.36內(nèi)滑梁錨固t13.1514.592.54外滑梁錨固t14.4315.826.65撓度前吊點(diǎn)mm1919前上橫梁mm2

9、1219前下橫梁澆筑前mm56澆筑后mm242215后下橫梁mm3230內(nèi)滑梁mm212115外滑梁mm252329整體最大變形mm252330軸力主縱梁（壓）t-57.19-55.06-21.20鋼帶2*20*200mmt82.7579.6730.8鋼帶20*200mmt32.9719.185.732精軋螺紋t13.1514.595.2232bt-115.02-110.85-43.516bt-10.13-9.74-3.9彎矩三角主縱梁2I63at.m-32.29-31.14-12.64前上橫梁2I63at.m-26.88-29.25-14.91前下橫梁2I40bt.m-9.56,8.71-8

10、.41,6.11-3.38后下橫梁2I40bt.m-13.85.8.78-8.18,4.458.21內(nèi)滑梁I45bt.m17.2520.8311.23外滑梁2I45bt.m17.2520.9524.56底模分配梁I40bt.m12.837.870.54底模分配梁I32bt.m5.023.140.41平臺225bt.m2.221.520.44五、掛藍(lán)各種材料的受力分析（一）、底模系統(tǒng)分配梁計(jì)算縱梁共二種截面，腹板和倒角處所用分配梁為I40b，其他均為I32b。從不同的受力工況分析得，底模系統(tǒng)的分配梁其受力最不利工況出現(xiàn)在1#節(jié)段施工，I40b最大彎矩Mmax=12.83t.m，I32b最大彎矩M

11、max=5.02t.m。其彎拉應(yīng)力：I40b=I32b=（二）、后下橫梁后下橫梁為一根2I40b的組合梁，其最不利受力狀態(tài)為1#節(jié)段澆筑時(shí)，其最大彎矩為Mmax=13.85t.m。其受力計(jì)算結(jié)果見附圖：行走后下橫梁彎矩圖.bmp。彎拉應(yīng)力：=在總體結(jié)構(gòu)里，其變形（三）、前上、下橫梁前上、下橫梁通過6根吊桿連接，其上橫梁為2I63a，下橫梁為2I40b。前上橫梁最大受力彎矩均出現(xiàn)在11#節(jié)段，Mmax上=29.25t.m，前下橫梁最大受力彎矩出現(xiàn)在1#節(jié)段，M max下=9.56t.m。前上橫梁彎拉應(yīng)力：=前下橫梁彎拉應(yīng)力：=（四）、吊桿系統(tǒng)1、對于20×200鋼帶，承受最大拉力為32

12、.97t：=2、對于內(nèi)模架的吊桿受力，最大拉力為14.59t：=（五）、三角形主桁受力體系主桁主縱梁為2I63a成“II”組合，斜拉雙鋼帶（2×200×20錳板）通過75mm（上端）、125mm（下端）銷軸與其鉸接，立柱為232b。銷子為40Cr鋼，上端銷軸斷面積A=78.5cm2。每側(cè)后錨采用3組32精軋螺紋（共6根）錨于已澆砼節(jié)段上。從以上二種工況計(jì)算結(jié)果來看，雙鋼帶最不利受力出現(xiàn)在3.2m節(jié)段（1#節(jié)段），其最大軸向拉力Nl=82.75t，立柱最大軸向壓力Ny=115.02t，則其最大拉應(yīng)力=立柱高5.0m其回轉(zhuǎn)半徑i=，按較不利受力模式取L0=L=5.0m，=查壓桿

13、穩(wěn)定系數(shù)表，得=0.94，則有：=前端最大撓度f=19mm（）。銷子剪應(yīng)力： (銷子為雙剪受力)后錨桿最大拉力為63.26t，由6根32精軋螺紋共同受力，則其最大拉應(yīng)力=其安全系數(shù)K=>>2，滿足規(guī)范要求。前支點(diǎn)拖子壓力為129.82t。（六）、滑梁系統(tǒng)受力本套掛藍(lán)采用內(nèi)滑梁為I45b，作內(nèi)頂板提架，外滑梁為2I45b，作翼緣板模板和外側(cè)模的提架，亦作掛藍(lán)行走時(shí)內(nèi)、外模架以及后下橫梁的吊點(diǎn)，通過三種受力工況分析，內(nèi)滑梁受力最大時(shí)出現(xiàn)在4m節(jié)段混凝土施工時(shí)，其最大彎矩，Mmax=20.83t.m其彎曲應(yīng)力：=。外滑梁在掛藍(lán)行走至最前方時(shí)，外滑梁將產(chǎn)生最大彎矩，Mmax=24.56t.

14、m，其彎曲應(yīng)力：=，滿足規(guī)范要求。（七）、掛藍(lán)變形從二種荷載工況計(jì)算結(jié)果來看，掛藍(lán)在1#節(jié)段施工時(shí)掛藍(lán)變形量大，在掛藍(lán)走到位并錨固時(shí)，前下橫梁變形為5mm（），混凝土澆筑后前下橫梁變形至24mm（），即在1#塊施工時(shí)，掛藍(lán)前下橫梁將產(chǎn)生19mm（）變形。掛藍(lán)行走狀態(tài)下，外滑梁產(chǎn)生較大變形，為29mm（），前橫梁變形9mm，外滑梁變形剛度（吊點(diǎn)間距9.25m）：，滿足規(guī)范要求。（八）、掛藍(lán)形走穩(wěn)定性計(jì)算掛藍(lán)行走狀態(tài)下，后下橫梁應(yīng)力和變形最大，后端行走小車的反掛力為22.92t。為了確保掛藍(lán)行走安全，小車的反掛能力按不小于2倍安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)置。亦可采用壓重方式。六、結(jié)論和建議根據(jù)本掛藍(lán)的使用功能，對其進(jìn)行了三種工況（二個(gè)不同節(jié)段長度和一個(gè)行走狀態(tài)）進(jìn)行受力分析，所選用的主桁、前上橫梁、前下橫梁和后下橫梁，其強(qiáng)度、剛度均滿