(40+56+40)m連續(xù)梁三角形掛籃計算書

1、.（40+56+40）m連續(xù)梁三角形掛籃計算書 蘭州華豐建筑器材有限公司 2016年05月 1.三角形掛籃結(jié)構(gòu)形式，主要性能參數(shù)及特點(diǎn)1.1.掛籃總體結(jié)構(gòu)掛籃由三角形主桁架、底模平臺、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成。圖1掛籃總體結(jié)構(gòu)主桁架：主桁架是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)。由2榀三角主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系組成。2榀主桁架中心間距為6.22米，每榀桁架前后節(jié)點(diǎn)間距分別為4.85m、4.1m，總長9.67m，主桁架桿件采用槽鋼焊接的格構(gòu)式，節(jié)點(diǎn)采用承壓型高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)。橫向聯(lián)結(jié)系設(shè)于兩榀主桁架的豎桿上，其作用是保證主桁架的橫向穩(wěn)定,并在走行狀態(tài)懸吊底模平臺后橫梁。圖2 主桁架底模平臺：底模

2、平臺直接承受梁段混凝土重量，并為立模，鋼筋綁扎，混凝土澆筑等工序提供操作場地。其由底模板、縱梁和前后橫梁組成。底模板采用大塊鋼模板；其中縱梁采用雙32槽鋼和單I32工字鋼，橫梁采用雙36b槽鋼，前后橫梁中心距為5.1m，縱梁與橫梁螺栓聯(lián)接。圖3 底模平臺模板系統(tǒng):外側(cè)模的模板采用大塊鋼模板拼組，內(nèi)模采用組合鋼模板拼組。外模板長度為4.3m。內(nèi)模板為抽屜式結(jié)構(gòu),可采用手拉葫蘆從前一梁段沿內(nèi)模走行梁整體滑移就位。圖4 外側(cè)模圖5 內(nèi)模懸吊系統(tǒng)：懸吊系統(tǒng)用于懸吊底模平臺、外模和內(nèi)模。并將底模平臺、外模、內(nèi)模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷載傳遞到主構(gòu)架和已成梁段上。懸吊系統(tǒng)包括底模平臺前后吊桿、外

3、模走行梁前后吊桿、內(nèi)模走行梁前后吊桿、墊梁、扁擔(dān)梁及螺旋千斤頂。底模前后橫梁各設(shè)4個吊點(diǎn)，采用雙25精軋螺紋鋼筋。底模平臺前端懸吊在掛籃前上橫梁上，前上橫梁上設(shè)有由墊梁、扁擔(dān)梁和螺旋千斤頂組成的調(diào)節(jié)裝置，可任意調(diào)整底模標(biāo)高。底模平臺后端懸吊在已成梁段的底板上和翼緣板上。外模走行梁和內(nèi)模走行梁的前后吊桿均采用單根25精軋螺紋鋼筋。其中外模走行梁前吊點(diǎn)與走行梁銷接，以避免吊桿產(chǎn)生彎曲次應(yīng)力。錨固系統(tǒng)：錨固系統(tǒng)設(shè)在2榀主桁架的后節(jié)點(diǎn)上，共2組，每組錨固系統(tǒng)包括2根后錨扁擔(dān)梁、2根后錨橫梁、6根后錨桿。其作用是平衡澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的傾覆力矩，確保掛籃施工安全。錨固系統(tǒng)的傳力途徑為主桁架后節(jié)點(diǎn)后錨橫梁后

4、錨上扁擔(dān)梁后錨桿箱梁頂板、翼板。圖6 主桁架后錨走行系統(tǒng): 走行系統(tǒng)包括墊枕、軌道、前支座、后支座、內(nèi)外走行梁、滾輪架、牽引設(shè)備。掛籃走行時前支座在軌道頂面滑行，聯(lián)結(jié)于主構(gòu)架后節(jié)點(diǎn)的后支座反扣在軌道翼緣下并沿翼緣行走。掛籃走行由2臺YCL60型千斤頂牽引主桁架并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移就位。走行過程中的抗傾覆力傳力途徑為主桁架后節(jié)點(diǎn)后支座軌道墊枕豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。內(nèi)模在鋼筋綁扎完成后采用手拉葫蘆沿內(nèi)模走行梁滑移就位。圖7 走行牽引裝置1.2.主要特點(diǎn) 三角形主桁架結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，重量輕、剛度大。 三角形掛籃重心低，掛籃的拼裝、使用、拆除安全、方便。 操作方便、安全，施工人員站在梁頂即可完

5、成各項操作。 掛籃設(shè)計采用大型結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行整體三維空間分析，使用安全可靠。 掛籃的外模板采用大塊鋼模板，可保證箱梁混凝土外觀質(zhì)量。 可變寬輕型門式內(nèi)?？蚣埽畲笙薅鹊谋ＷC箱內(nèi)操作空間。 底模平臺高度小，可用于施工期間需控制橋下通航、通車凈空的懸灌梁橋的施工。 采用無平衡重液壓千斤頂牽引方式，走形平穩(wěn)、安全。1.3.主要技術(shù)性能及參數(shù)： 適應(yīng)最大梁段重：1320KN 適用施工節(jié)段長：3.54.0m 適用梁體寬度（底/頂）：6.712.6m 適用梁高：3.054.35m 掛籃自重：500KN 走行方式：液壓千斤頂或手拉葫蘆牽引 工作狀態(tài)傾覆穩(wěn)定系數(shù)：4.1 走行狀態(tài)傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.9 主構(gòu)架前節(jié)

6、點(diǎn)最大彈性變形：16mm2.掛籃設(shè)計2.1.設(shè)計規(guī)范鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)2010241號）高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)2010241號）鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程（TB 10110-2011）鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))懸臂澆筑施工技術(shù)指南（TZ324-2010）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程(JGJ82-2001)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2001）公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范（JTG D64-2015）2.2.材料 鋼材：Q235B：用于除銷軸、吊帶（桿）以外的其

7、它構(gòu)件。40Cr號鋼：用于銷軸40Si2MnV(高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋)：用于吊桿及錨桿。連接材料：10.9S級鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)副E43XX 焊條Er49-1 CO2氣體保護(hù)焊絲2.3.計算荷載2.4.1.混凝土容重: 26KN/m32.4.2.混凝土超載系數(shù): 1.052.4.3.鋼材容重: 78.5KN/m32.4.4.施工人員、材料、機(jī)具荷載: 1.0KN/m2,按梁段頂面積計算。2.4.5.風(fēng)荷載： 50年一遇基本風(fēng)壓為0.6KN/m22.4.6.混凝土灌注狀態(tài)動力系數(shù)取1.12.4.7.掛籃走行狀態(tài)動力系數(shù)取1.22.4.主要技術(shù)指標(biāo)梁段長度：4.0m梁段重量：1400KN主構(gòu)架前節(jié)點(diǎn)

8、最大下?lián)现担?lt;20mm前上橫梁、走行梁、底模平臺橫梁和縱梁剛度：支撐計算跨徑的1/400底模板、外模剛度：支撐計算跨徑的1/400內(nèi)模剛度：支撐計算跨徑的1/400工作狀態(tài)抗傾覆系數(shù)：>2.0走行狀態(tài)抗傾覆系數(shù)：>2.0 材料允許應(yīng)力表1.鋼材允許應(yīng)力鋼材允許應(yīng)力（Mpa）應(yīng)力種類符號鋼號Q235BQ345B40Cr(調(diào)質(zhì)）40Si2MnV(精軋螺紋鋼筋)第1組第2、3組第一組第二組抗拉、抗壓和抗彎170155240215375375抗剪10095145130225端面承壓（磨平頂緊）c255230360320表2.焊縫允許應(yīng)力焊縫允許應(yīng)力（Mpa）焊縫種類應(yīng)力種類符號構(gòu)件鋼

9、號Q235B第1組第2、3組對接焊縫抗拉、抗壓170155抗剪10095貼角焊縫抗拉、抗壓和抗剪120120表3.螺栓和銷軸允許應(yīng)力螺栓和銷軸連接允許應(yīng)力(MPa)螺栓的性能等級、銷軸和構(gòu)件的鋼號普通螺栓銷軸承壓型連接高強(qiáng)度螺栓抗拉抗剪承壓c抗彎抗剪抗拉抗剪承壓c普通螺栓4.8級145100銷軸45號30018040Cr 550330承壓型高強(qiáng)度螺栓8.8級28517510.9級360215構(gòu)件Q235 255335Q345 3604202.5.計算工況節(jié)段主要參數(shù)表節(jié)段名稱0123456節(jié)段長度(cm)350350350400400400節(jié)段重量(t)131.9124.708118.4971

10、25.44112.564110.136截面梁高(cm)435397.6366.8341.3321.1309.4305.0根據(jù)梁段長度、重量、梁高等參數(shù)，設(shè)計時按以下4種工況進(jìn)行計算。工況一： 1號梁段混凝土灌注完成工況。 此工況梁段長度最小、混凝土重量最大。工況二： 4號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。以上三種工況荷載組合為：計算強(qiáng)度時：1.1的動力系數(shù)X梁段混凝土重量X1.05的超載系數(shù)1.2的動力系數(shù)X掛籃自重施工人員、材料、機(jī)具荷載+風(fēng)荷載計算剛度時：梁段混凝土重量掛籃自重施工人員、材料、機(jī)具荷載工況四：4號梁段完成，掛籃由3號至4號梁段走行工況。此工況掛籃走

11、行距離最長，控制掛籃走行狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定及內(nèi)外模走行梁走行狀態(tài)的強(qiáng)度和剛度。此工況荷載組合為：1.2的動力系數(shù)X掛籃自重風(fēng)荷載2.6.結(jié)構(gòu)計算采用大型結(jié)構(gòu)計算軟件進(jìn)行整體空間內(nèi)力分析。按允許應(yīng)力法進(jìn)行檢算。計算模型全部采用梁單元，主桁架考慮節(jié)點(diǎn)次彎矩。為使模型簡潔，便于計算結(jié)果分析，外側(cè)模和外模走行梁自重、箱梁翼緣板混凝土重量及其上的施工人員、材料、機(jī)具荷載荷載轉(zhuǎn)換為集中荷載施加在前上橫梁上。內(nèi)模和內(nèi)模走行梁自重、箱梁頂板混凝土重量及其上的施工人員、材料、機(jī)具荷載荷載轉(zhuǎn)換為集中荷載施加在前上橫梁上。圖8.掛籃總體計算圖式圖9掛籃總體計算圖式三維效果圖2.7.計算成果經(jīng)計算，在混凝土灌注狀態(tài)，走行

12、梁強(qiáng)度剛度由工況二控制，其余所有構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度均由工況一控制。2.7.2.主桁架變形值見圖11。圖11主桁架變形值計算表明主桁架前節(jié)點(diǎn)撓度值f1=16mm<20mm，主桁剛度符合規(guī)范要求。2.7.3.主桁架內(nèi)力、應(yīng)力圖12主桁架軸力值圖13主桁架軸力圖圖14主桁架平面內(nèi)次彎矩圖主桁架桿件內(nèi)力表桿件名稱軸力(KN)桿端次彎矩(KN.m)備注桿AB-657A端B端軸力:拉為，壓為彎矩:底邊受拉為，底邊受壓為12.3-38.1桿BC-1051B端C端1.80.5桿CD812C端D端-10.8-10.3桿AC865A端C端-12.4-10.3桿BD-657B端D端-36.310.5主桁架桿件應(yīng)

13、力圖15主桁架桿件應(yīng)力圖主桁架桿件考慮桿端次應(yīng)力時絕對值最大應(yīng)力為120.7MPa<= 170MPa，強(qiáng)度滿足要求。主桁架壓桿穩(wěn)定主桁架桿件采用230b雙槽鋼綴板連接的格構(gòu)式，橫截面尺寸為 (1).桿BD設(shè)計參數(shù)： 、1整體穩(wěn)定對實(shí)軸（Y軸）計算：查截面型鋼表可得：230b，對實(shí)軸（Y軸）演算剛度和整體穩(wěn)定：，滿足要求按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表C：可得：則：對虛軸（X軸）計算：計算肢間距離。分肢長細(xì)比,則：從而，取單個槽鋼30b的截面數(shù)據(jù)為：整個截面對虛軸（X-X軸）數(shù)據(jù)：， 按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表C：得： 則：2.分肢穩(wěn)定滿足要求。3.綴板設(shè)計初選綴板尺寸：寬度：端綴板

14、： 中綴板：厚度：，且不小于10mm。中綴板取：端綴板?。壕Y板間凈距 ，取相鄰綴板中心距離 綴板線剛度之和與分肢剛度比值為：，滿足要求橫向剪力：綴板與分肢連接處的內(nèi)力為：在剪力和彎矩的共同作用下，該處角焊縫強(qiáng)度滿足下式要求：根據(jù)構(gòu)造要求：，最后確定取，可以滿足要求。 (2).桿BC設(shè)計參數(shù)： 、1整體穩(wěn)定對實(shí)軸（Y軸）演算剛度和整體穩(wěn)定：，滿足要求按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表C：可得：則：對虛軸（X軸）計算：，則 按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表C：得：則： 2.7.4.主桁架節(jié)點(diǎn)連接螺栓驗(yàn)算。桿AB與節(jié)點(diǎn)板B的連接螺栓驗(yàn)算。桿AB軸力絕對值較大，桿端次彎矩最大,連接螺栓個數(shù)最少。節(jié)點(diǎn)采用

15、雙節(jié)點(diǎn)板，每側(cè)螺栓群計算剪力V=657/2=328.5KN,扭矩為M=38.1/2=19KN.m。計算表明，受力最大的螺栓承受剪力為56.88KN，而每個螺栓的抗剪容許承載力為98.26KN，螺栓群有較大的安全儲備。桿BC與節(jié)點(diǎn)板B的連接螺栓驗(yàn)算。桿BC軸力絕對值最大，桿端次彎矩最小，連接螺栓個數(shù)較少。每側(cè)螺栓群計算剪力V=1051/2=525.5KN。計算表明，受力最大的螺栓承受剪力為43.79KN，而每個螺栓的抗剪承載力為98.26KN，螺栓群有較大的安全儲備。2.7.5.主桁架整體線彈性屈曲穩(wěn)定圖16.主桁架整體線彈性屈曲在工況二作用下，主桁架整體線彈性屈曲第一階屈曲穩(wěn)定系數(shù)為28，主桁

16、架整體屈曲穩(wěn)定有足夠的安全系數(shù)。2.7.6.前上橫梁強(qiáng)度圖17.前上橫梁彎曲應(yīng)力值圖18.前上橫梁剪應(yīng)力值在工況一作用下前上橫梁最大彎曲應(yīng)力=45.9MPa<= 170MPa，最大剪應(yīng)力=31.1MPa<=100MPa，前上橫梁強(qiáng)度符合要求。2.7.7.前上橫梁變形值圖19前上橫梁變形值前上橫梁跨中撓度為20.7mm，扣除主桁架前節(jié)點(diǎn)撓度值16mm，前上橫梁的相對撓度值f/l=(20.7-16)/6220=0.0008，剛度滿足要求。2.7.8.底模平臺剛度底模平臺由工況一控制。在不累加主桁架、前上橫梁、吊桿的變形值的情況下，底模平臺最大撓度發(fā)生在縱梁的跨中，最大值為10.7mm,

17、相對撓度為(10.7-0.4)/5100=0.002<f/l=1/400。表明底模平臺縱梁剛度滿足要求。 圖20.底模平臺變形值2.7.9.底模平臺強(qiáng)度圖21.底模平臺邊縱梁彎曲應(yīng)力值圖22.底模平臺邊縱梁剪應(yīng)力值在工況一作用下底模平臺邊縱梁最大彎曲應(yīng)力=126.2MPa<= 170MPa，最大剪應(yīng)力=15.5MPa<=100MPa，底模平臺縱梁強(qiáng)度符合要求。圖23.底模平臺后橫梁應(yīng)力值在工況一作用下底模平臺后橫梁最大應(yīng)力=46MPa<= 170MPa，底模平臺橫梁強(qiáng)度符合要求。2.7.11. 掛籃后錨抗傾覆系數(shù)的計算圖25.掛籃前支座和后錨反力值前支座反力R1=107

18、7.1KN，后錨反力R2=567.6KN。圖26.掛籃后錨計算圖式圖27.后錨桿軸力值后錨桿最大拉力Nmax=116.8KN, 精軋螺紋鋼筋屈服拉力為481KN，則工作狀態(tài)抗傾覆系數(shù)為K1=481/116.8=4.1>2.0,符合要求。圖28.后錨上扁擔(dān)梁和后錨橫梁應(yīng)力值后錨上扁擔(dān)梁最大綜合應(yīng)力值為45.6MPa,強(qiáng)度滿足要求。后錨橫梁最大綜合應(yīng)力值為43.7MPa,強(qiáng)度滿足要求。2.7.12.內(nèi)外模走行梁工作狀態(tài)變形值圖29a內(nèi)模走行梁工作狀態(tài)變形值圖29b外模走行梁工作狀態(tài)變形值內(nèi)模走行梁工作狀態(tài)最大變形值為11.1mm,相對撓度為11.1/5000=0.0022<f/l=1/

19、400; 外模走行梁工作狀態(tài)最大變形值為8.5mm,相對撓度為8.5/5000=0.0017<f/l=1/400；表明內(nèi)、外模走行梁在工作狀態(tài)下剛度滿足要求。2.7.13.內(nèi)外模走行梁工作狀態(tài)應(yīng)力值圖30a內(nèi)模走行梁工作狀態(tài)應(yīng)力值圖30b外模走行梁工作狀態(tài)應(yīng)力值內(nèi)模走行梁工作狀態(tài)最大應(yīng)力值為141.4MPa<=170MPa；外模走行梁工作狀態(tài)最大應(yīng)力值為120.4MPa<=170MPa；表明內(nèi)、外模走行梁在工作狀態(tài)下強(qiáng)度滿足要求。2.7.14.內(nèi)外模走行梁走行最不利狀態(tài)變形值圖31a內(nèi)模走行梁走行最不利狀態(tài)變形值圖31b外模走行梁走行最不利狀態(tài)變形值內(nèi)模走行梁走行狀態(tài)最大變形

20、值為22.0mm,相對撓度為22.0/9450=0.0023<f/l=1/400; 外模走行梁走行狀態(tài)最大變形值為23.1mm,相對撓度為23.1/9650=0.0023<f/l=1/400；表明內(nèi)、外模走行梁在走行狀態(tài)下剛度滿足要求。2.7.15.內(nèi)外模走行梁走行最不利狀態(tài)應(yīng)力值圖32a內(nèi)模走行梁走行最不利狀態(tài)應(yīng)力值圖32b外模走行梁走行最不利狀態(tài)應(yīng)力值內(nèi)模走行梁走行狀態(tài)最大應(yīng)力值為86.0MPa<=170MPa; 外模走行梁走行狀態(tài)最大應(yīng)力值為98.0MPa<=170MP；表明內(nèi)、外模走行梁在走行狀態(tài)下強(qiáng)度滿足要求。2.7.16.掛籃走行最不利狀后支座反力計算附表走

21、行狀態(tài)后錨最大反力名稱單重(kg)件數(shù)總重(kg)備注前上橫梁2785.612785.6前吊桿墊梁102.584410.32前吊桿扁擔(dān)梁102.584410.32QD32型螺旋千斤頂2012240前吊桿186.924747.68內(nèi)模前吊桿51.812103.62外模前吊桿51.812103.62底模平臺12470.516235.25一半重量作用于前上橫梁外模前吊桿力5750211500內(nèi)模前吊桿力403028060以上合計30596.41單榀主構(gòu)架前節(jié)點(diǎn)力15298.205主桁架前節(jié)點(diǎn)間距4.1主桁架后節(jié)點(diǎn)間距4.85動力系數(shù)1.2單榀主構(gòu)架后錨計算反力15519.004kg由上可知，走行狀態(tài)最不利時單榀主構(gòu)架后支座反力為R=155KN2.7.17.后支座與主構(gòu)架連接螺栓計算每個后支座與主構(gòu)架由12個M27-10.9S高強(qiáng)螺栓連接，按鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接的設(shè)計、施工、及驗(yàn)收規(guī)程JGJ82-91，每個螺栓抗拉、抗剪、承壓承載力設(shè)計值為圖33后支座與主構(gòu)架連接螺栓計算連接螺栓在掛籃走行時拉力N=R=155KN;摩擦力所產(chǎn)生的剪