型三角形掛籃主要構(gòu)件檢算書secret

1、GL型三角形掛籃主要構(gòu)件檢算書1 GL型三角形掛籃概述根據(jù)某特大橋的特點(diǎn)，本橋懸臂施工采用GL型三角形掛籃。掛籃的主承重架采用三角形桁架，桁架用熱軋型鋼組拼而成，結(jié)構(gòu)受力明確，自重輕，剛度較大，滑行移動(dòng)方便。掛籃底模架主要受力構(gòu)件也采用剛度大的熱軋型鋼，受力狀態(tài)良好。掛籃各種桿件聯(lián)接點(diǎn)采用焊接及栓接（以栓接為主），裝拆方便。外模采用組合鋼模，用角鋼或槽鋼焊接的外模架支撐。內(nèi)模采用組合鋼模，用槽鋼焊接的內(nèi)模架及鋼管支撐。該掛籃由斜拉組合梁吊架系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、后部臨時(shí)錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉平臺(tái)等組成，見圖1所示。掛籃承重主構(gòu)架的下弦桿及斜拉桿均由228b槽鋼組成，材料采用16Mn鋼，=

2、200MPa，w=210MPa，=0.6=120MPa。前上橫梁、前下橫梁及后橫梁均由240b槽鋼組成，縱梁由236b槽鋼組成，均采用Q235鋼材，E=2.1×105MPa，=215MPa，=125MPa。前、后吊帶均采用截面規(guī)格為150×32mm的16Mn鋼板條；當(dāng)前吊帶需接長時(shí)，采用2根截面規(guī)格為150×20mm的吊帶（采用16Mn鋼板條）與1根截面規(guī)格為150×32mm的吊帶通過銷軸聯(lián)結(jié)；銷軸采用規(guī)格為M50的40CrMo棒材，屈服強(qiáng)度825MPa，容許應(yīng)力=0.7×825MPa= 577.5MPa，容許剪應(yīng)力=0.6=346.5MPa。

3、箱梁翼緣板模板及箱梁內(nèi)頂模均采用132精軋螺紋粗鋼筋吊桿吊掛，32精軋螺紋粗鋼筋采用40Si2Mov鋼材，屈服強(qiáng)度750MPa，容許應(yīng)力=0.7×750MPa= 525MPa，容許剪應(yīng)力=0.6=315MPa。掛籃后錨系統(tǒng)采用625精軋螺紋鋼筋，盡量利用橋梁已有的豎向預(yù)應(yīng)力筋，25精軋螺紋鋼筋采用40Si2Mov鋼材，屈服強(qiáng)度750MPa，容許應(yīng)力=0.7×750MPa= 525MPa，容許剪應(yīng)力=0.6=315MPa。2 檢算簡化計(jì)算模式 對掛籃主要構(gòu)件按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范的要求，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的檢算。 三角形掛籃承重主構(gòu)架由兩片三角形桁架組成，頂部靠桁架橫聯(lián)連

4、接，故取其中一片分析即可。三角形掛籃主構(gòu)架簡化結(jié)構(gòu)圖式為一個(gè)桿件僅受軸向力作用的標(biāo)準(zhǔn)三角桁架，見圖2。 為簡化及安全起見，假設(shè)懸灌梁段施工荷載均布在CD范圍內(nèi)（即假定前、后吊點(diǎn)承受相同的力，但縱梁檢算另外假設(shè)），加載總重量為最大懸灌梁段重量的1.4陪考慮，同時(shí)考慮混凝土比重按2.6t /m3計(jì)算。經(jīng)查施工設(shè)計(jì)圖，最大懸灌重量梁段為1塊，重量為2.6t /m3×53.346 m3=138.7t，取為140t，則G=1.4×140t=196t。其中后端作用力相繼通過縱梁、后橫梁及后吊帶傳遞至已澆灌的梁段上，不對主桁架發(fā)生作用；前端經(jīng)縱梁、前下橫梁、前吊帶、前上橫梁將力傳遞至主構(gòu)

5、架上的D點(diǎn)位置。由于僅考慮其中的一片桁架作為分析對象，則：3 主桁架支承點(diǎn)反力計(jì)算及后錨系統(tǒng)的檢算 計(jì)算圖式見圖2所示。校核：FA所受的拉力由后錨系統(tǒng)的6根25精軋螺紋鋼筋承擔(dān)。6根25精軋螺紋鋼筋的容許拉力為：6×（/4）×2.52×525×10=154625.1=154.625t 54.44t，滿足要求?？箖A安全系數(shù)：K=154.625÷54.44=2.84K=2，滿足要求。4 主桁架桿件內(nèi)力計(jì)算及其檢算桿件內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見圖3所示。從圖3可知，只要檢算BC桿件的強(qiáng)度和CD桿件的剛度即可。（1）CD壓桿的剛度檢算CD壓桿的截面見圖4所示。CD

6、壓桿的自由長度l0=5.0m。據(jù)資料查得28b槽鋼的截面積A=45.62cm2，慣性矩Ixc=5130.454，慣性矩Iyc=242.1444，z0=2.016cm。則CD壓桿的截面積、慣性矩為：Am=2×45.62=91.24cm2Ix=2Ixc=2×5130.454=10260.94Iy=2(Iyc+a2A)=2242.144+(162.016)2×45.62=18326.54慣性半徑：長細(xì)比（剛度）：，剛度滿足要求；，剛度滿足要求。（2）BC壓桿的強(qiáng)度檢算 BC壓桿的截面同CD壓桿（見圖4），則截面積和慣性矩均相同。BC壓桿的自由長度l0=3.0m。 對于軸

7、心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度檢算要考慮縱向彎曲系數(shù)的影響，即要求滿足： 式中是根據(jù)長細(xì)比求得。 從（1）可知：xy，則只要求出最不利的x即可。 根據(jù)x查表得：=0.94強(qiáng)度滿足要求。5 吊帶及其銷軸檢算 (1) 吊帶檢算每根吊帶受力49t，只要檢算截面規(guī)格為150×32mm的吊帶，且位于銷軸處的最薄弱斷面即可（見圖5）。 強(qiáng)度滿足要求。(2) 銷軸檢算 檢算其剪應(yīng)力及承壓強(qiáng)度。 銷軸雙面受剪（見圖6），每面剪力為24.5t。 剪應(yīng)力滿足要求。 承壓強(qiáng)度滿足要求。6 前下橫梁檢算掛籃前端構(gòu)造示意見圖7所示。前下橫梁截面見圖8所示?？紤]掛籃在試壓時(shí)及在砼在初凝時(shí)間內(nèi)灌注完畢時(shí)（砼流動(dòng)狀態(tài)時(shí)底板壓力相

8、同），在底板6.6m寬度范圍內(nèi)基本上是均布荷載。此時(shí)，前下橫梁跨中為最不利狀態(tài)。荷載按最大梁段荷載的1.4倍考慮（即最大試壓荷載），同時(shí)忽略翼板吊桿的分擔(dān)作用，則均布荷載q=0.5G/B=0.5×196t÷6.6m=14.85t/m（見圖9）。最大剪力：最大跨中彎距：查相關(guān)資料得240b槽鋼的截面面積A=2×83.05cm2；截面模量Wx=2×932.2cm3；慣性矩Ix=2×18644.5cm4。 最大剪應(yīng)力： 最大彎曲應(yīng)力：最大彎曲應(yīng)力超出容許強(qiáng)度，此項(xiàng)是控制掛籃承載力的一項(xiàng)指標(biāo)。利用反算法得出最大承載力，此時(shí)吊桿作為G/4的拉力列入計(jì)算式

9、。根據(jù)Mmax=W，得：（G/4）×2.85-(G/4)×1.65=215×100×2×932.2×10-6=40.0846G=40.0846/0.3=135t即原承載力為135t。為達(dá)到196t的承載力，需對原掛籃前下橫梁采取補(bǔ)強(qiáng)措施，即采取在原前下橫梁的上、下面各通長焊接截面規(guī)格為400×10mm的Q235鋼板。則增加：慣性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(Ixc+a2A)/21=

10、2×800.6=1601.2cm3； 截面積A=2×40×1=80cm2。 即經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后的前下橫梁的慣性矩、截面模量、截面積如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=3465.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。剪應(yīng)力原已通過，不必再檢算，只檢算彎曲應(yīng)力及跨中撓度即可。 強(qiáng)度滿足要求。懸臂端對中跨的影響彎矩： 跨中撓度： 撓度滿足要求。7 前上橫梁檢算 前上橫梁截面同前下橫梁，見圖8所示。受力分析見圖10所示。 撓度不滿足要求，為此采取同前下橫梁一樣

11、的補(bǔ)強(qiáng)措施，即采取在原前上橫梁的上、下面各通長焊接截面規(guī)格為400×10mm的Q235鋼板。則增加： 慣性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(Ixc+a2A)/21=2×800.6=1601.2cm3； 截面積A=2×40×1=80cm2。 即經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后的前上橫梁的慣性矩、截面模量、截面積如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=346

12、5.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。 因?yàn)榧魬?yīng)力、彎曲應(yīng)力原已檢算通過，故只檢算最大撓度（跨中位置）即可。 撓度滿足要求。8 后橫梁檢算 后橫梁截面同前下橫梁，見圖8所示。根據(jù)本橋特點(diǎn)，后吊帶間距為5.0m左右，受力分析見圖11所示。強(qiáng)度不滿足要求，為此采取同前下橫梁一樣的補(bǔ)強(qiáng)措施，即采取在原后橫梁的上、下面各通長焊接截面規(guī)格為400×10mm的Q235鋼板。則增加： 慣性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(

13、Ixc+a2A)/21=2×800.6=1601.2cm3； 截面積A=2×40×1=80cm2。 即經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后的后橫梁的慣性矩、截面模量、截面積如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=3465.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。 因?yàn)榧魬?yīng)力原已檢算通過，故只檢算彎曲應(yīng)力及最大撓度（跨中位置）即可。 強(qiáng)度滿足要求。懸臂端對中跨的影響彎矩： 跨中撓度： 撓度滿足要求。懸臂端的撓度： 即懸臂端微向上翹。9 縱梁檢算縱梁由236b槽鋼組成，采用Q235

14、鋼材，E=2.1×105MPa，=215MPa，=125MPa，截面見圖12所示。本橋縱梁檢算的目的是根據(jù)強(qiáng)度確定其所需的根數(shù)，然后再驗(yàn)算其抗剪強(qiáng)度和撓度。荷載按最大梁段荷載的1.4倍考慮（即最大試壓荷載），同時(shí)忽略翼板吊桿的分擔(dān)作用，并按圖13的荷截分布模式進(jìn)行檢算，則均布荷載為：q=G/b=196t/4.5m=43.556t/mMA=0，F(xiàn)B=（a+b/2）G/L=（0.5+2.25）196t/5=107.8tMB=0，F(xiàn)A=（b/2）G/L=2.25×196t/5=88.2t校核：FA+ FB=107.8t+88.2t=196t當(dāng)剪力Q=0時(shí)，此處的彎矩M最大。假定M

15、max位于距B點(diǎn)x米，則：Q= FBqx=（a+b/2）qb/Lqx=0x=（2a+b）b/（2L）=（a+a+b）b/（2L）=（a+L）b/（2L）=（0.5+5）4.5/(2×5)=2.475mMmax=x FBqx2/2=2.475×107.843.556×2.4752/2=133.4tm查相關(guān)資料得236b的截面面積A=2×68.09cm2=136.18 cm2；截面模量Wx=2×702.9cm3=1405.8 cm3；慣性矩Ix=2×12651.8cm4=25303.6 cm4。假設(shè)所需縱梁n根，則：剪應(yīng)力滿足要求。最大撓度為： 撓度稍大于允許值，為此取n=6根。則： 撓度滿足要求。實(shí)際上一副掛籃已配置6根縱梁，故縱梁的強(qiáng)度和剛度完全滿足本橋的要求。10 結(jié)論 通過對原GL型三角掛籃主要構(gòu)件的檢算，并對前下橫梁、前上橫梁及后橫梁等桿件進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)措施（即在