武漢北貝雷梁掛藍(lán)計算

1、武漢北編組站工程56m連續(xù)梁貝雷梁掛籃計算單 計 算： 復(fù) 核： 項目負(fù)責(zé)： 總工程師：二七年一月二十五日一、 概 述：主橋采用28+56+28m的連續(xù)剛構(gòu)變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，主橋采用單箱單室直腹板截面，箱頂板寬9m，底板寬7.3m，懸臂長度0.85m，主梁每節(jié)段均設(shè)有隔墻，主梁為雙向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采用掛籃懸臂澆注法施工，0#塊節(jié)段長7m，合攏段長1.0m(2.0m)，其它各節(jié)段長3.0-4.0m，最重懸臂澆注節(jié)段為3#塊節(jié)段，其重量為98t。每只貝雷桁掛籃由兩片主桁組成，分別布置于箱梁兩邊腹板處，兩片主桁的間距為6.6m，單片主桁由2片貝雷桁組成，底模平臺、外模吊掛梁采用精軋螺紋鋼筋吊

2、掛，在掛籃走行時采用先移動主桁就位，再在主桁上移動前上橫梁和底模平臺的方法兩步進(jìn)行，以保證掛籃走行時具有必需的穩(wěn)定性，本掛籃主梁的后錨固利用箱梁腹板預(yù)埋豎向預(yù)應(yīng)力筋接長作為錨固筋。二、 設(shè)計荷載：1、計算模板、支架時，應(yīng)考慮下列荷載并按下表進(jìn)行荷載組合。(1)模板、支架自重；(2)新澆砼的重力；(3)施工荷載；(4)振搗砼時產(chǎn)生的荷載；模板，支架設(shè)計計算的荷載組合表模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合計算強(qiáng)度用驗算剛度用梁的底模板以及支承板、支架等(1)+(2)+(3)+(4)(1)+(2)2、計算模板、支架的強(qiáng)度及剛度要求驗算模板、支架及拱架的剛度時，其變形值不得超過下列數(shù)值：(1)結(jié)構(gòu)表面外露的模板，撓度

3、為模板構(gòu)件跨度的1400；(2)結(jié)構(gòu)表面隱蔽的模板，撓度為模板構(gòu)件跨度的1250；(3)支架受載后撓曲的桿件(縱梁)，其彈性撓度為相應(yīng)結(jié)構(gòu)跨度的1400；(4)模板的彈性壓縮或下沉量不得大于構(gòu)件跨度的1/1000，底模應(yīng)計算起拱高度。三、 計算說明：1、 通過計算來設(shè)計底模平臺縱梁，前、后下橫梁并求得其吊點反力。2、 通過各前吊點的反力，設(shè)計前上橫梁，然后計算掛籃主桁各部件內(nèi)力并求出掛籃前支點反力和后錨固力。3、 計算掛籃空載走行時傾覆穩(wěn)定系數(shù)。4、 通過計算為現(xiàn)場施工提供底模平臺前端預(yù)抬量參考值。5、 計算假定：A、 箱梁翼緣板砼及側(cè)模重量通過底模前后吊掛分別傳至掛籃主桁的前后上橫梁上。B、

4、 箱梁底板、腹板砼及底模平臺重量分別由前一段已施工完的箱梁底板和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。6、 荷載標(biāo)準(zhǔn)值施工荷載： 1.5KN/m2 振搗砼時產(chǎn)生的荷載： 2KN/m2砼自重： 26×1.04KN/m2單塊外模(KN) ： 23底模(kN/m2) ：1.5內(nèi)模(kN/m2) ：2.57、 荷載分解圖（單位： mm）四、 結(jié)構(gòu)計算經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，2#塊和3#塊施工為最不利荷載工況，下面按這兩種工況分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)校核。p1:標(biāo)準(zhǔn)斷面砼自重p2:隔墻增加砼自重p3:倒角增加砼自重p4:外底內(nèi)模自重2#塊后端部荷載統(tǒng)計表：縱梁編號87654321恒載p1（KN/m）23.726.0327.823

5、.621.819.719.7恒載p2（KN/m）4.816.434.538.915.1恒載p3（KN/m）4.1101314.614.6恒載p4（KN/m）0.865.71.622.43.23.63.6活載（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）3.9611.327.6329.82627.826.526.534.642.462.3065.441.633.93640.841.141.1設(shè)計值（KN/m）4.9713.9435.1238.2134.1433.9232.4432.4443.9753.8275.3279.1250.5643.1346.1449.5

6、249.9649.962#塊前端部荷載統(tǒng)計表：縱梁編號87654321恒載p1（KN/m）23.722.72214.515.617.517.5恒載p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6活載（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）3.8510.624.32416.921.624.324.3設(shè)計值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4829.829.83#塊后端部荷載統(tǒng)計表：縱梁編號87654321恒載p1（KN/m）23.722.72214.515.626.4528.7恒載p4（KN/m）0.7551.622

7、.43.23.63.6活載（KN/m）1.11.91.41.752.12.83.23.2標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）3.8510.624.32416.921.633.2535.5設(shè)計值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4840.5443.243#塊前端部荷載統(tǒng)計表：縱梁編號87654321恒載p1（KN/m）23.722.72214.515.617.517.5恒載p2（KN/m）6.420.529.933.69.9恒載p3（KN/m）4.1101314.614.6恒載p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6活載（KN/m）1.11.91.41.752.12

8、.83.23.2標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）3.8510.624.32416.921.624.324.330.437.451.5057.934.228.126.934.638.938.9設(shè)計值（KN/m）4.8413.131.1231.2523.2226.4829.829.838.9347.8262.3670.1241.6836.1735.2242.0847.3247.32注：荷載標(biāo)準(zhǔn)值=恒載+活載(p2與p3不同時組合) 荷載設(shè)計值=結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)×（恒載荷載分項系數(shù)×恒載+活載荷載分項系數(shù)×活載）(p2與p3不同時組合)其中：恒載荷載分項系數(shù)取1.2，活載荷載分項系數(shù)：

9、1.4，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0A. 縱梁計算2#塊施工工況計算圖示如下：（單位： mm）各縱梁計算匯總?cè)缦拢嚎v梁編號87654321最大彎距(KN.m)15.239.5495.95104.2392.58102.31106.0699.46最大剪力(KN)9.8325.0660.1565.5360.8567.7769.5963.63A點支反力(KN)9.8325.0660.1563.6554.0859.6762.860.24B點支反力(KN)9.8324.4659.4665.5360.8567.7769.5963.63撓度(mm)4.511.76.67.26.27.57.87.23#塊施工工況計算

10、圖示如下：（單位： mm）各縱梁計算匯總?cè)缦拢嚎v梁編號87654321最大彎距(KN.m)15.8940.6795.6197.9478.6490.61117.78116.56最大剪力(KN)10.7827.364.0567.1456.966.6281.6580.52A點支反力(KN)10.7827.364.0567.1456.966.6281.6577.17B點支反力(KN)10.7827.364.0565.1651.2558.5978.9180.52撓度(mm)4.712.16.66.85.26.28.77.1取不利的縱梁（編號2和編號7）進(jìn)行驗算：1、 編號2內(nèi)縱梁：232a232a 慣性

11、矩I=15196 cm4 抗彎模量w=950 cm3 截面靜矩S=553.8 cm3 腹板厚度tw=0.8cm彎曲應(yīng)力= Mmax /w=124 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=18.6 MPa<125 MPa（可）2、 編號7外縱梁：220a220a 慣性矩I=3560 cm4 抗彎模量w=356 cm3 截面靜矩S=209.4 cm3 腹板厚度tw=0.7cm彎曲應(yīng)力= Mmax /w=114 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=11.5 MPa<125 MPa（

12、可）3、 fmax=12.1mm< f=L/400=5000/400=12.5mm（可）B. 前下橫梁計算前下橫梁計算圖示如下（單位：KN，mm）計算得：前下橫梁最大彎矩：110.65 KN.m最大剪力：188.32KN最大扭矩：8.5KN.m最大撓度：5.1mmR1=77.86KN R2=338.65KN228b 慣性矩I33=10260cm4 抗彎模量w33=732 cm3 I22=14040 cm4 w22=763 cm3 截面靜矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.9cm 抗扭截面系數(shù) wt=956.2cm3M33=COS（7.33O）×110.65=109.

13、7 KN.mM22=SIN（7.33O）×110.65=14.1 KN.m彎曲應(yīng)力= =151 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=42.5 MPa<125 MPa（可）扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力：t= T/ wt=8.9Mpa主應(yīng)力=168 MPa<215 MPa（可）由于存在受扭，為保險起見采用232a。C. 后下橫梁計算1、 施工時后下橫梁計算圖示如下（單位：KN，mm）計算得：后下橫梁最大彎矩：129.04 KN.m最大剪力：189.41KN最大扭矩：9.2KN.m最大撓度：6.7mmR1=30.04KN R2=369

14、.74KN228b 慣性矩I33=10260cm4 抗彎模量w33=732 cm3 I22=14040 cm4 w22=763 cm3 截面靜矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.9cm 抗扭截面系數(shù) wt=956.2cm3M33=COS（7.33O）×129.04=128 KN.mM22=SIN（7.33O）×129.04=16.5 KN.m彎曲應(yīng)力= =176 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=42.7 MPa<125 MPa（可）扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力：t= T/ wt =9.6 Mpa主應(yīng)力=191

15、 MPa<215 MPa（可）由于存在受扭，為保險起見采用232a。2、 走行時后下橫梁計算圖示如下（單位：KN，mm）3#塊空荷載統(tǒng)計表：縱梁編號87654321恒載p4（KN/m）0.7551.622.43.23.63.6設(shè)計值（KN/m）16.41.922.42.883.844.324.32支反力(KN)3.113.95.696.657.619.5310.4910.49計算得：后下橫梁最大彎矩：146.42 KN.m最大剪力：65.5KNR=65.7KN 228b 慣性矩I33=10260cm4 抗彎模量w33=732 cm3 截面靜矩S33= 439.6cm3 腹板厚度tw=1.

16、9cm彎曲應(yīng)力=M/W=200 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=14.8MPa<125 MPa（可）為保險起見采用232a。D. 前后吊掛計算由前面的計算知吊掛最大受力為370KN1、 精軋螺紋鋼檢算32精軋螺紋鋼抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為835Mpa取吊掛的安全系數(shù)1.5單根吊掛容許承載力=835×3.14×322/4/1.5=447.4KN>370KN2、 吊掛連接檢算a) D4抗剪計算D4螺栓為45的45號鋼抗剪設(shè)計承載力N=nyd2f/4ny每個螺栓的受剪面數(shù)d螺栓直徑f 、f螺栓抗剪、承壓設(shè)計強(qiáng)度N=2

17、×3.14×452×200/4/1000=635.8KN>370KN構(gòu)件承壓設(shè)計承載力N=dt f=45×40×305/1000=549>370KNb) D2-3焊縫計算吊掛焊縫設(shè)計承載力=nfhelw=8×160×8×80=819.2KN>370KNn焊縫條數(shù)f角焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計值he角焊縫有效厚度lw焊縫計算長度c) D3抗拉計算D3抗拉設(shè)計承載力=AL=40×80×295=944 KN>370KNA構(gòu)件受拉面積L構(gòu)件抗拉強(qiáng)度設(shè)計值E. 前上橫梁計算前上橫梁計算圖示如

18、下：（單位：KN，mm）計算得：前上橫梁最大彎矩：366.34KN.m最大剪力：343.02KN最大撓度：18.1mmR=422.1KN 2I40a 慣性矩I33=43440 cm4 抗彎模量w33=2180cm3 截面靜矩I33/S33= 34.1cm 腹板厚度tw=2.1cm 彎曲應(yīng)力= Mmax /w=366.34×1000/2180=168MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=48 MPa<125 MPa（可）主應(yīng)力=187.4 MPa<215 MPa（可）F. 后上橫梁計算A砼澆注時，后上橫梁計算圖示如下：（

19、單位：KN，mm）計算得：后上橫梁最大彎矩：42.85 KN.m最大剪力：30.97KN最大撓度：19.2mmR=32.77KN 2I20a 慣性矩I33=4740 cm4 抗彎模量w33= 474cm3 截面靜矩I33/S33= 17.2cm 腹板厚度tw=1.4cm 彎曲應(yīng)力= Mmax /w=42.85×1000/474=90.4 MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=13 MPa<125 MPa（可）主應(yīng)力=93 MPa<215 MPa（可）B走行時，后上橫梁計算圖示如下：（單位：KN，mm）計算得：后上橫梁最

20、大彎矩：92.77 KN.m最大剪力：66.6KN最大撓度：43mmR=68.43KN 2I20a 慣性矩I33=4740 cm4 抗彎模量w33= 474cm3 截面靜矩I33/S33= 17.2cm 腹板厚度tw=1.4cm 彎曲應(yīng)力= Mmax /w=92.77×1000/474=195.7MPa<215 MPa（可）剪應(yīng)力= S×Qmax/（I×tw）=27.7 MPa<125 MPa（可）主應(yīng)力=201.5 MPa<215 MPa（可）為保險起見采用2I22a。G. 掛藍(lán)主桁計算3#塊掛藍(lán)施工計算圖示如下：（單位：KN，mm）計算得：主

21、桁最大彎矩：2253.1 KN.m最大剪力：472.1KN前支腿力：912.7KN后錨固力：423.4KN最大撓度：14.7mm2片貝雷桁容許彎矩為2×1687.5=3375KN.m>2253.1 KN.m 容許剪力為2×245.2= 490.4KN>472.1 KN主桁按桁架模式計算：相應(yīng)荷載除以1.2倍，取容許應(yīng)力校核。斜桿N1=-14.37t A=9.53cm2，=0.96=N/A=14.37e2/(0.96×9.53)=157Mpa=273MPa(可)豎桿N2=-20.9t A=9.53cm2,=0.96=N/A=20.9e2/(0.96×9.53)=228Mpa=273MPa(可)弦桿N3=67.56t,M=1.65t-m,Q=1.44t A=50.96cm2,W=206.2cm3，=0.98=N/A+M/W=67.56e2/(0.98×50.96)+1.65e4/206.2=215.3Mpa =273MPa(可)= S×Qmax/（I