無(wú)砟軌道現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨度掛籃計(jì)算書（16頁(yè)）

1、掛籃計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)： 鐵路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 鐵路橋涵剛結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 無(wú)砟軌道現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（雙線）跨度：60+100+60m 結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué) 路橋施工計(jì)算手冊(cè)二、荷載組合： 考慮掛籃自重、梁體重、施工荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載對(duì)掛籃的不同部件采用不同的荷載組合進(jìn)行計(jì)算，以下計(jì)算都取箱形梁的一半進(jìn)行計(jì)算。其中： 1、在掛籃施工中節(jié)段混凝土自重：取1#，4#，8#不利段進(jìn)行比較選擇對(duì)施工最不利的節(jié)段。根據(jù)節(jié)段點(diǎn)分析：前吊點(diǎn)伸出0.1m，后吊點(diǎn)伸入已澆混凝土0.2m，簡(jiǎn)化受力模型如下圖所示：1#段：L=2.5m M=154.778t q=619.112KN/m B點(diǎn)支反力

2、RB=801.53KNRA=746.25KN4#段：L=3m M=159.625t q=532.083KN/m B點(diǎn)支反力 RB=822.31KN RA=773.94KN8#段：L=3.5m M=153.118t q=437.48KN/m B點(diǎn)支反力 RB=785.74KN RA=745.44KN所以，施工時(shí)4#節(jié)段自重荷載是最不利的，取q1=532.083/2=266.04KN/m 2、模架及模板總重21t，掛籃下自防護(hù)重16t，總計(jì)37t，則?。?3、施工荷載（包括人群、機(jī)具等）2.5,振搗產(chǎn)生荷載1, 4、風(fēng)荷載按風(fēng)壓強(qiáng)W=0.8 5、雪荷載按0.3米雪厚度來(lái)計(jì)算雪產(chǎn)生的壓強(qiáng)，其壓強(qiáng)為0

3、.30.35=0.105, 荷載組合： 組合一： 組合二：其中主桁、下橫梁設(shè)計(jì)安全系數(shù)必需大于2，吊帶設(shè)計(jì)安全系數(shù)必需大于4，后錨固端設(shè)計(jì)安全系數(shù)必需大于3。三、桁架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算（取最不利荷載組合進(jìn)行計(jì)算）：將底模受力簡(jiǎn)化為如下模型：可得，B點(diǎn)支反力RB=665.91 KN所以,前吊帶所受的力為665.91KN。主構(gòu)架簡(jiǎn)化受力結(jié)構(gòu)模型如下圖：其中：AB=CD=5.0m BC=3.5m 則AC=BD=6.1m桁架桿件均由2根32b槽鋼組成，對(duì)于每片32b槽鋼： 兩片槽鋼如圖4拼接后圖. 4 A=109.8cm2 E=210 GPa ix=12.16mm iy=14.08mm 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求各桿件

4、受力大小為： FAC=1161.21KN FBD=1161.21KN FAB=951.30KN FCD=951.30KN FBC=665.91KN則 受拉力最大的桿件：Fmax=1161.21 KN 受壓力最大的桿件：Fmax=1161.21 KN由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得位移圖為： 最大位移為D點(diǎn)處y方向的位移為17.62mm小于20mm滿足規(guī)范要求。1、主構(gòu)架內(nèi)受最大拉壓力桿件均為2根32b槽鋼焊接的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即 主構(gòu)架安全系數(shù)： 滿足設(shè)計(jì)安全系數(shù)。2、主桁桿件穩(wěn)定性計(jì)算： 主桁均采用2根普通熱軋32b槽鋼組成，BD桿件長(zhǎng)度6.1m，軸力為1161.21KN，桿件的長(zhǎng)細(xì)比為： y=L/iy=61

5、00/140.8=43.32 x= L/ix= 6100/121.6=50.16換算長(zhǎng)細(xì)比為： 查表得0.773 該桿穩(wěn)定性滿足要求3、主桁螺栓校核：由以上計(jì)算可知BD桿受力最大為1161.21KN，BD桿與節(jié)點(diǎn)板間采用15個(gè)M30普通螺栓連接，其承受的最大剪應(yīng)力為： max= 滿足要求而BC桿受力為665.91KN，其連接采用12個(gè)M30螺栓則： max= 滿足要求而CD桿受力為951.3KN，其一側(cè)連接采用12個(gè)M30螺栓則： max= 滿足要求4、主桁架后錨：由掛藍(lán)受力簡(jiǎn)圖可得主桁架后錨處受力為665.91KN，掛藍(lán)后錨采用4根32精軋螺紋鋼，單根應(yīng)力為： =P/A= 其安全系數(shù)為n=7

6、85/207.1=3.793 滿足要求四、掛籃底籃及吊桿計(jì)算： 計(jì)算4#段箱梁斷面內(nèi)各段重量如下：?jiǎn)芜呉戆澹?7KN 單個(gè)腹板：436KN底板： 371 KN 頂板： 174 KN1、腹板下縱梁的計(jì)算（腹板下布置3根縱梁，間距0.3m）：1）、荷載計(jì)算 (a)、混凝土荷載為：q1=436/3*3=48.44 KN/m(b)、模板（除側(cè)模）按2.5 KN/m2計(jì)：q2=2.5*0.3=0.75 KN/m(c)、施工荷載（包括人群、機(jī)具等）2.5 KN/m2振搗荷載1 KN/m2q3=（2.5+1）*0.3=1.05 KN/m（d）、風(fēng)荷載取0.8 KN/m2 q4=0.8*0.3=0.24KN/

7、m（e）、縱梁自重為：q5=1.063 KN/m腹板處縱梁上的均布荷載為： q總= q1+ q2+ q3+ q4+ q5=51.54 KN/m2）、受力分析：腹板下縱梁采用2根36b槽鋼，截面特性參數(shù)： Wx=1405.744cm3 Ix=25303.4cm4A13618mm2受力示意圖如下：由求解器得腹板下縱梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下：剪力圖為： 支座反力Ra=57.53KN Rb=97.09KN彎矩圖為： 其最大彎矩Wmax=100.97KN.m 滿足要求撓度圖為： 其最大撓度f(wàn) max=3.55mm20 mm 滿足要求2、底板下普通縱梁的計(jì)算（底板下布置7根縱梁，間距0.7m） 1）

8、、混凝土荷載為：q1=371*/3*7=17.67KN/m2）、模板按2.5KN/m2計(jì)：q2=2.5*0.7=1.75 KN/m3）、施工荷載（包括人群、機(jī)具）2.5 KN/m2，振搗荷載為 1 KN/m2 q3=（2.5+1）*0.7=2.45 KN/m4）、風(fēng)荷載取0.8 KN/m2：q4=0.8*0.7=0.56 KN/m5）縱梁自重為：q5=0.532 KN/m底板處縱梁上總的均布荷載： q總= q1+ q2+ q3+ q4+ q5=22.96KN/m受力分析：底板下采用一根36b槽鋼加工，其表面截面特征參數(shù)如下： Wx=702.872cm3 Ix=12651.7cm4 A=6809

9、mm2 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得底板下縱梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下：剪力圖： 支座反力Ra=25.63KN Rb=43.25KN彎矩圖： 其最大彎矩Wmax=44.98KN.m 滿足要求撓度圖： 其最大撓度f(wàn) max=3.16mm20 mm 滿足要求3、底籃前橫梁受力驗(yàn)算 模板支架按2.5KN/m2計(jì)，人群、機(jī)具荷載按2.5 KN/m2計(jì)，傾倒和振搗混凝土荷載按4.0 KN/m2計(jì)，由前面底籃縱梁計(jì)算可知前橫梁受力簡(jiǎn)圖如下：其中：F1為底板下普通縱梁作用于前橫梁上的支座反力 F2為腹板下縱梁作用于前橫梁上的支座反力q為人群、機(jī)具、模板作用于前橫梁上的均布荷載取25KN/m前橫梁采用2根I40

10、a工字鋼加工，其截面及力學(xué)參數(shù)如下：截面面積 A=166.08 cm2 截面慣性距Ix=37288.8cm4 抗彎截面模量 Wx=1864.44cm3由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得底板下縱梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下：剪力圖：其支座反力 ：R1=5.43KN R2=64.4+14.57=78.97KN R3=129.78+112.57=242.35KN R4=24.07+27.77=51.84KN R5=19.18+19.18=38.36KN彎矩圖： 其最大彎矩 ：Wmax=20.36KN.m 安全儲(chǔ)備系數(shù)大于2 滿足要求撓度圖：其最大撓度： f max=0.05mm20 mm 滿足要求4、底籃后橫

11、梁受力驗(yàn)算：模板支架按2.5KN/m2計(jì)，人群、機(jī)具荷載按2.5 KN/m2計(jì)，傾倒和振搗混凝土荷載按4.0 KN/m2計(jì)，由前面底籃縱梁計(jì)算可知后橫梁受力簡(jiǎn)圖如下：其中：F1為底板下普通縱梁作用于后橫梁上的支座反力 F2為腹板下縱梁作用于后橫梁上的支座反力q為人群、機(jī)具、模板作用于后橫梁上的均布荷載取25KN/m后橫梁采用2根I40b工字鋼加工，其截面及力學(xué)參數(shù)如下：截面面積 A=188.14cm2 截面慣性距Ix=45562cm4 抗彎截面模量 Wx=2278.1cm3由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得底板下縱梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下：剪力圖：其支座反力 ：R1=4.02KN R2=15.98+

12、67.71=83.69KN R3=104.88+52.33=157.21KN R4=1.07+3.74=4.81KN R5=3.74+3.74=7.48KN彎矩圖：其最大彎矩 ：Wmax=24.07KN.m 安全儲(chǔ)備系數(shù)大于2 滿足要求撓度圖： 其最大撓度： f max=0.05mm20 mm 滿足要求5、吊桿（為精軋螺紋鋼）計(jì)算： 由前面底籃的前、后橫梁的受力驗(yàn)算可知，前橫梁處所承受的最大支反力為242.35KN，此處采用扁鋼承重，其應(yīng)力為： b=N/A=24235/（32*200）=37.87M Pa 其安全儲(chǔ)備系數(shù)為：K=260/37.87=6.84 滿足要求其余吊桿位置均采用一根32精

13、軋螺紋鋼，驗(yàn)算承受最大支反力處應(yīng)力，其最大支反力為83.69KN，其應(yīng)力為： b=N/A=83690/803.84=104.1MPa 其安全儲(chǔ)備系數(shù)為：K=785/104.1=7.54滿足要求6、掛藍(lán)內(nèi)導(dǎo)梁受力驗(yàn)算： 內(nèi)導(dǎo)梁在掛藍(lán)施工中承受箱梁頂部混凝土自重、內(nèi)模自重，其采用2根32b槽鋼加工，其截面形式及截面特性如下：截面面積 A=109.8 cm2 截面慣性距Ix=16113.6cm4 抗彎截面模量 Wx=1007.1cm3澆筑4#塊混凝土?xí)r按4米長(zhǎng)來(lái)計(jì)算（此時(shí)頂板混凝土重231.92KN），內(nèi)導(dǎo)梁上的荷載主要通過內(nèi)模背架傳遞至內(nèi)導(dǎo)梁，其受力簡(jiǎn)圖如下：其中：P1、P2、P3、P4、P5、P

14、6為箱梁頂部混凝土及內(nèi)模自重作用于導(dǎo)梁的荷載w1為導(dǎo)梁自重。作用于內(nèi)導(dǎo)梁上荷載如下：模頂部混凝土荷載為：231.92KN內(nèi)模荷載取為：54KN導(dǎo)梁荷載為：0.814KN/m所以，P1=P2=P3=P4=P5=P6=231.92*/（6*2）+54/（6*2）=23.82KNw1=0.814KN/m由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得內(nèi)導(dǎo)梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下： 剪力圖： 其支座反力 ：RA= 73.21KNRB=73.21KN 彎矩圖：其最大彎矩 ：Wmax=89.64KN.m 滿足要求 撓度圖：其最大撓度： f max=5.12mm20 mm 滿足要求7、掛籃外導(dǎo)梁受力驗(yàn)算： 外導(dǎo)梁在掛藍(lán)施工中承

15、受箱梁翼緣處混凝土自重、外模自重，外導(dǎo)梁采用2根32b槽鋼加工，其截面形式及截面特性如下：截面面積 A=109.cm2 截面慣性距Ix=16113.6cm4 抗彎截面模量 Wx=1007.1cm3澆筑4#塊時(shí)(按4米長(zhǎng)計(jì)算此時(shí)4#塊重116KN），外導(dǎo)梁上的荷載主要通過外模模背架傳遞至外導(dǎo)梁，其受力簡(jiǎn)圖如下：其中：P1、P2、P3、P4、P5、P6為翼緣頂部混凝土及外模自重作用于導(dǎo)梁的荷載w1為導(dǎo)梁自重。作用于外導(dǎo)梁上荷載如下： 頂部翼緣處混凝土荷載為：116KN內(nèi)模荷載取為：50KN導(dǎo)梁荷載為：0.814KN/m所以，P1=P2=P3=P4=P5=P6=116/6+50/6 =27.67KN

16、w1=0.814KN/m由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得內(nèi)導(dǎo)梁的剪力圖、彎矩圖、撓度圖如下： 剪力圖：其支座反力 ：RA= 84.76KNRB= 84.76KN彎矩圖：其最大彎矩 ：Wmax=103.83KN.m 滿足要求撓度圖：其最大撓度： f max=5.94mm20 mm 滿足要求8、掛籃空載前移驗(yàn)算： 掛藍(lán)前移4m時(shí)，導(dǎo)梁受力最不利，外導(dǎo)梁主要承受外模重量及自重，受力簡(jiǎn)圖如下所示：其中：P1、P2、P3、P4、P5、P6為外模自重作用于導(dǎo)梁的荷載w1為導(dǎo)梁自重。所以，P1=P2=P3=P4=P5=P6=50/6 =8.331KNw1=0.814KN/m掛藍(lán)空載前移時(shí)，導(dǎo)梁僅承受模板自重，其強(qiáng)度無(wú)需校核，主要校核其剛度變形情況。由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器可求得內(nèi)導(dǎo)梁的撓度圖如下：其最大撓度： f max=13.9mm20 mm 滿足要求9、掛藍(lán)前橫梁受力驗(yàn)算： 前上橫梁承受荷載為前吊掛反力，由前面計(jì)算可得出前橫梁受力簡(jiǎn)圖如下：其中：F2為掛藍(lán)外導(dǎo)梁前吊桿作用于前橫梁的荷載（單位KN）F1、F3、F4、F5、F6、F7為底藍(lán)前橫梁內(nèi)側(cè)吊桿作用于前橫梁的荷載