濱海號(hào)高架橋菱形掛籃計(jì)算書

濱海1號(hào)高架橋(45+80+45m)跨菱形掛籃計(jì)算書杭州市交通工程集團(tuán)有限公司二0一六年五月目錄HYPERLINK\l_Toc301681、工程概述和計(jì)算依據(jù)3HYPERLINK\l_Toc224051.1工程概述3HYPERLINK\l_Toc47681.2設(shè)計(jì)依據(jù)3HYPERLINK\l_Toc219791.3材料允許應(yīng)力及參數(shù)3HYPERLINK\l_Toc122071.4掛籃主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)4HYPERLINK\l_Toc297201.5計(jì)算組合及工況4HYPERLINK\l_Toc177522、荷載計(jì)算5HYPERLINK\l_Toc262712.1底籃平臺(tái)計(jì)算5HYPERLINK\l_Toc118742.2滑梁計(jì)算9HYPERLINK\l_Toc260192.3前上橫梁驗(yàn)算13HYPERLINK\l_Toc127532.4掛籃主桁計(jì)算14HYPERLINK\l_Toc308433、掛籃主構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定性分析17HYPERLINK\l_Toc207123.1澆筑時(shí)主桁抗傾覆計(jì)算18HYPERLINK\l_Toc237704、吊桿驗(yàn)算19HYPERLINK\l_Toc95404.1橫梁吊桿驗(yàn)算19HYPERLINK\l_Toc172684.2滑梁吊桿驗(yàn)算20HYPERLINK\l_Toc35995、錨固系統(tǒng)驗(yàn)算20HYPERLINK\l_Toc236586、掛籃行走驗(yàn)算20HYPERLINK\l_Toc199066.1掛籃行走受力分析20HYPERLINK\l_Toc285916.2后下橫梁驗(yàn)算21HYPERLINK\l_Toc180416.3滑梁驗(yàn)算22HYPERLINK\l_Toc289526.4行走吊桿驗(yàn)算22HYPERLINK\l_Toc302656.5反扣輪驗(yàn)算23HYPERLINK\l_Toc200466.6行走主桁抗傾覆計(jì)算23HYPERLINK\l_Toc220097、掛籃操作抗風(fēng)要求24HYPERLINK\l_Toc17178、結(jié)論241、工程概述和計(jì)算依據(jù)1.1工程概述主橋上部采用80m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁斷面為單箱單室斜腹板斷面。箱梁頂寬16.05m，翼緣板寬3.5m，根部梁高5m，懸澆段腹板厚50cm～70cm，底板厚度為32cm～67.3cm，懸澆段頂板厚度28cm。 箱梁0#塊在托(支)架上施工，梁段總長10m，邊、中合攏段長為2m；掛籃懸臂澆筑箱梁1#～4#塊段長3m，5#～8#塊段長3.5m，9#～10#塊段長4m，箱梁懸臂澆注采用菱形掛籃進(jìn)行施工。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)《大橋施工圖設(shè)計(jì)》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ025-861.3材料允許應(yīng)力及參數(shù)鋼材彈性模量：E=2.06+100000MPa密度：γ=7850Kg/m3泊松比：ν=0.3線膨脹系數(shù)：α=0.000012表1.鋼材允許應(yīng)力鋼材允許應(yīng)力（Mpa）應(yīng)力種類符號(hào)鋼號(hào)Q235BQ345B45#(調(diào)質(zhì)）30CrMnTTi（貝雷銷）40Si2MnnV(精軋螺紋鋼筋))抗拉、抗壓[б]1402002101105抗彎[бw]1452102201105抗剪[τ]85120125585端面承壓（磨平平頂緊）[бc]210300鋼材按容許應(yīng)力取值，臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)提高30%，節(jié)點(diǎn)銷子的抗彎允許應(yīng)力在任何荷載作用下不得提高。1.4掛籃主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)（1）梁段最大重量：118.6t；（2）梁段最大分段長度：4m；（3）梁段混凝土重量：2.65t/m3；（4）人群及機(jī)具荷載：2.5KPa；（5）超載系數(shù)取1.05；（6）新澆砼動(dòng)力系數(shù)取1.2；（7）掛籃行走時(shí)的沖擊系數(shù)取1.3；（8）抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)2.0；1.5計(jì)算組合及工況（1）荷載組合：①砼重+掛籃自重+施工、人群機(jī)具+動(dòng)力附加系數(shù)(強(qiáng)度計(jì)算)②砼重+掛籃自重(剛度計(jì)算)③掛籃自重+沖擊附加系數(shù)(行走穩(wěn)定性)（2）計(jì)算工況：根據(jù)梁段長度、重量、梁高等參數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)按以下三種工況進(jìn)行計(jì)算。工況一：1號(hào)梁段混凝土灌注完成工況。此工況梁段高度最大、混凝土重量最大。工況二：9號(hào)梁段混凝土灌注完成工況。此工況梁段長度最大、混凝土重量較大。工況三：9號(hào)梁段完成，掛籃由9號(hào)至10號(hào)梁段走行工況。此工況掛籃走行距離最長，控制掛籃走行狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定及外模、底模走行梁走行狀態(tài)的強(qiáng)度和剛度。1.6掛籃計(jì)算模型根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對掛籃的主要構(gòu)造進(jìn)行了空間建模，采用通用有限元分析程序MIDAS進(jìn)行空間分析。掛籃澆筑時(shí)砼重傳力途徑如下：（1）箱梁翼緣板砼及側(cè)模重量通過外滑梁分別傳至前一節(jié)段已施工完的箱梁翼板和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。（2）箱梁頂板砼、內(nèi)模支架、內(nèi)模重量通過內(nèi)滑梁分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁底板和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。（3）箱梁底板、腹板砼及底籃平臺(tái)重量分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。掛籃結(jié)構(gòu)計(jì)算模型見下圖，包括主桁架、立柱間橫向連接系、前上橫梁、底籃、導(dǎo)梁等所有的承重系統(tǒng)。菱形掛籃結(jié)構(gòu)計(jì)算空間模型2、荷載計(jì)算2.1底籃平臺(tái)計(jì)算2.1.1平臺(tái)加載分析表1#底縱梁計(jì)算加載：1#塊高側(cè)一根底板縱梁荷載分析表1#塊低側(cè)一根底板縱梁荷載分析表1#塊高側(cè)一根邊腹板縱梁荷載分析表1#塊低側(cè)一根邊腹板縱梁荷載分析表9#底縱梁計(jì)算加載：9#塊高側(cè)一根底板縱梁荷載分析表9#塊低側(cè)一根底板縱梁荷載分析表9#塊高側(cè)一根邊腹板縱梁荷載分析表9#塊低側(cè)一根邊腹板縱梁荷載分析表2.1.2底籃籃平臺(tái)模型型分析（強(qiáng)強(qiáng)度與剛度度）1#塊底籃平臺(tái)剪應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）1#塊底籃平臺(tái)彎應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）9#塊底籃平臺(tái)剪應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）9#塊底籃平臺(tái)彎應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）由計(jì)算模型可知知：底縱梁梁受最大彎彎矩、最大大剪力均在在1#塊，最大大彎應(yīng)力為為：154..7MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa(容許抗彎)，滿足強(qiáng)強(qiáng)度要求。最大剪應(yīng)力為：：33.55Mpa＜1.3**85Mppa=1110.5Mpa(容許抗剪)，滿足強(qiáng)強(qiáng)度要求。1#底籃平臺(tái)剛度（單單位:mm）9#底籃平臺(tái)剛度（單單位:mm）由計(jì)算模型可知知：底籃平平臺(tái)最大撓撓度為:11..6mm<<L/4000=53300/4400=113.255mm,滿足剛度度要求。2.2滑梁計(jì)算算2.2.1外滑滑梁外滑梁計(jì)算外滑梁荷載分析析表(一根外滑滑梁2[336a槽鋼)滑梁應(yīng)力驗(yàn)算如如下：外滑梁剪應(yīng)力（單單位:Mpa）外滑梁彎應(yīng)力（單單位:Mpa）最大彎應(yīng)力為::74.88MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa(容許抗彎)，強(qiáng)度滿滿足要求。最大剪力為:111.6MMpa＜1.3**85Mppa=1110.5Mpa(容許抗剪)，強(qiáng)度滿滿足要求。外滑梁剛度值（單單位:mm）最大撓度為:44.8mm＜53000/4000=13..25mmm,剛度滿足足要求。2.2.2外導(dǎo)導(dǎo)梁外導(dǎo)梁計(jì)算外導(dǎo)梁荷載分析析表(一根外滑梁梁2[288a槽鋼)導(dǎo)梁應(yīng)力驗(yàn)算如如下：外導(dǎo)梁剪應(yīng)力（單單位:Mpa）外導(dǎo)梁彎應(yīng)力（單單位:Mpa）最大彎應(yīng)力為：：161..6MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa(容許抗彎)，強(qiáng)度滿滿足要求。最大剪力為：119.8MMpa＜1.3**85Mppa=1110.5Mpa(容許抗剪)，強(qiáng)度滿滿足要求。外導(dǎo)梁剛度值（單單位:mm）最大撓度為:111.7mmm＜53000/4000=13..25mmm,剛度滿足足要求。2.2.3內(nèi)滑滑梁內(nèi)滑梁計(jì)算內(nèi)滑梁荷載分析析表(一根外滑滑梁2[336a槽鋼)滑梁應(yīng)力驗(yàn)算如如下：內(nèi)滑梁剪應(yīng)力（單單位:Mpa）內(nèi)滑梁彎應(yīng)力（單單位:Mpa）最大彎應(yīng)力為：：147..3MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa(容許抗彎)，強(qiáng)度滿滿足要求。最大剪力為：222.8MMpa＜1.3**85Mppa=1110.5Mpa(容許抗剪)，強(qiáng)度滿滿足要求。內(nèi)滑梁剛度值（單單位:mm）最大撓度為:88.5mm＜53000/4000=13..25mmm,剛度滿足足要求。2.3前上橫梁梁驗(yàn)算1#塊前上橫梁剪應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）1#塊前上橫梁彎應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）9#塊前上橫梁剪應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）9#塊前上橫梁彎應(yīng)應(yīng)力（單位位:Mpa）由計(jì)算模型可知知：最大彎彎應(yīng)力為：：65.44MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa(容許抗彎)，強(qiáng)度滿滿足要求。最最大剪力為為：21.99Mpa＜1.3**85Mppa=1110.5Mpa(容許抗剪)，強(qiáng)度滿滿足要求。2.4掛籃主桁桁計(jì)算2.4.1主桁桁變形1#塊主桁變形圖（單單位:mm）9#塊主桁變形圖（單單位:mm）由計(jì)算模型，可可知主桁架架前支點(diǎn)豎豎向變形均均小于20mmm,滿足變形形要求。2.4.2掛掛籃主桁內(nèi)內(nèi)力掛籃主桁施工荷荷載組合條條件下內(nèi)力力(銷結(jié)):塊段桿件編號(hào)桿件名稱桿件長度（mmm）軸力（KN）1#塊A1下平桿3970-568.1A2立柱3800-486.9A3后拉桿4460741.6A4前拉桿6000560A5前斜桿5350-672.59#塊A1下平桿3970-715A2立柱3800-618.3A3后拉桿4460946.4A4前拉桿6000715A5前斜桿5350-858.21#塊主桁桿件軸力力圖（單位位:KN）9#塊主桁桿件軸力力圖（單位位:KN）2.4.3掛掛籃主桁支支點(diǎn)反力1#塊主桁支點(diǎn)反力力圖（單位位:KN）9#塊主桁支點(diǎn)反力力圖（單位位:KN）9#塊單片主桁后錨錨最大反力力：-6144.3KNN、前支點(diǎn)點(diǎn)反力：11155KN。掛籃主構(gòu)件強(qiáng)度度、穩(wěn)定性性分析主桁截面特性：：Ix=2*0.0000075598m44Iy==2*0..0000003055+0.0000155858mm4A=2*0.0004877m2ix=00.1255miy=00.13mmWWx=2**0.00004755m3根據(jù)計(jì)算模型，9#塊主桁桁架桿件內(nèi)內(nèi)力最大。A、A5桿件受力力：軸壓力858..2KN；壓桿長5.355m，計(jì)算長長度4.8m。主桁A5桿件穩(wěn)定性:1)軸向壓應(yīng)力σ=8588.2/00.004487/22=88..1Mpaa＜[1400]2)壓桿穩(wěn)定性彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定定性:桿細(xì)長比λ—構(gòu)構(gòu)件在彎作作用上的細(xì)細(xì)長比：rx=0..125mmλ=L/ix==4.8//0.1225=388.4綴板間距按800cm考慮，則則單肢對其其1-1軸的長細(xì)細(xì)比為：λ1=80//2.5==32則換算長細(xì)比為為：λ=(λy2+λ12)1/2=550彎曲系數(shù)Φ1=0..861穩(wěn)定性驗(yàn)算：NN/A=888.1MMpa<Φ1[σ]=0..861**140MMpa==120..5MpaaB、A3桿拉桿最大受力力：軸拉力力946..4KN；拉桿長3.788m1)軸向拉應(yīng)力σ=9466.4/00.009974=997.2MMpa＜[1400]3.1澆筑時(shí)主主桁抗傾覆覆計(jì)算2、澆注砼時(shí)的抗抗傾覆計(jì)算算：根據(jù)計(jì)計(jì)算結(jié)果，主主縱梁后錨錨在澆注9#塊4米節(jié)段砼砼時(shí)錨力最最大，主桁桁架后錨力力P1＝614..3KN,,由電算模模型可知：：傾覆力P=4669.4KKN傾覆彎矩M=PP*L=4469.44*5.33=24887.9KKN.m后錨共設(shè)4根ΦΦ32精軋螺紋紋筋，其抗抗力達(dá)到P1=44*5000=20000KN抗傾覆彎矩M11=P1**L1=22000**4.055=81000KN..m抗傾覆系數(shù)為KK=M1//M=3..25>22，滿足規(guī)規(guī)范要求。4、吊桿驗(yàn)算4.1橫梁吊桿桿驗(yàn)算1#塊吊桿受力（KKN）由計(jì)算可得底籃籃吊桿的最最大拉力為為247..6KN：底籃吊桿采用直直徑32mm、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值為785MMPa的精軋螺螺紋鋼筋，A=8804.22mm2σ＝N/A=2447.6//804..2=3007.9MMPa<7785MPPa。4.2滑梁吊桿桿驗(yàn)算9#塊滑梁吊桿軸力力(KN)由計(jì)算可得外導(dǎo)導(dǎo)梁、內(nèi)外外滑梁吊桿桿的最大拉拉力為124..9KN：吊桿采采用直徑32mm、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值為785MMPa的精軋螺螺紋鋼筋，A=8004.2mmm2σ＝N/A=1224.9//804..2=1555.3MMPa<7785MPPa。5、錨固系統(tǒng)驗(yàn)算算從計(jì)算結(jié)果可以以得到，一一個(gè)后錨點(diǎn)點(diǎn)的最大錨錨固力為614..3KN，采用4根直徑32mm、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值為785MMPa的精軋螺螺紋鋼筋。A=804.22mm2×4=33216..8mm22,σ＝N/A=6144.3/32166.8=1190.99MPa<<f/2==392..5MPaa故后錨鋼筋滿足足規(guī)范2倍安全系系數(shù)的要求求。6、掛籃行走驗(yàn)算算6.1掛籃行走走受力分析析掛籃行行走時(shí),前端還是是通過前吊吊桿、滑梁梁吊桿把底底籃、翼板板模板及頂頂板模板吊吊在外滑梁梁上；后端端通過外滑滑梁吊住后后下橫梁（底底籃），翼翼板、頂板板模板后端端吊要己澆澆筑完的箱箱梁。行走走時(shí)后下橫橫梁變換成成了一根簡簡支梁、跨跨徑10.337m。內(nèi)外滑滑梁為一簡簡支梁，隨隨掛籃的行行走跨徑在在不斷變化化(最大為9.7mm)。內(nèi)滑梁梁支承頂板板、外滑梁梁支承側(cè)模模。行走模型6.2后下橫梁梁驗(yàn)算后下橫梁組合應(yīng)應(yīng)力（單位位：Mpa）組合應(yīng)力為：333.4MMPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa，強(qiáng)度滿滿足要求。6.3滑梁驗(yàn)算算滑梁組合應(yīng)力（單單位：Mpa）組合應(yīng)力為：1108.55MPa＜1.3**145MMpa=1188.55Mpa，強(qiáng)度滿滿足要求。6.4行走吊桿桿驗(yàn)算行走后吊桿受力力最大拉力:499.7KNN,精軋鋼滿滿足要求。6.5反扣輪驗(yàn)驗(yàn)算6.5.1反反扣輪軸抗抗彎強(qiáng)度計(jì)計(jì)算行走主桁架支點(diǎn)點(diǎn)受力單片主桁行走受受力:后錨反扣扣輪160..1KN，前支座314..7KN，反扣輪軸軸