菱形掛籃計算書

1、綿陽二環(huán)路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段青義涪江大橋現(xiàn)澆箱梁菱形掛籃計算書四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司綿陽二環(huán)路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段項目經(jīng)理部二一三年六月十七日1、掛籃概況四川綿陽青義涪江特大橋連續(xù)梁掛籃總體布置圖如圖1和圖2所示。由于掛籃受力明確，底板縱梁為簡支結(jié)構(gòu)，荷載由前后下橫梁承擔(dān)，通過吊桿傳遞到主構(gòu)架上，故不需要建立整體模型，本檢算報告針對實際情況，針對各個構(gòu)件建立計算模型進行檢算。掛籃主要由三個系統(tǒng)組成：主桁承重系統(tǒng)、底籃和模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)。（1）主桁承重系統(tǒng)：主桁與前后橫梁、行走裝置、錨固裝置、懸吊分配梁等。（2）底籃和模板系統(tǒng)：底籃、外模、內(nèi)模、端模和工作平臺等。（

2、3）走行系統(tǒng)：行走滑軌、滑梁小車、后錨等。圖1 掛籃側(cè)面圖圖2 掛籃正面圖2、檢算依據(jù)（1） 青義涪江特大橋施工圖（2） 公路橋涵施工規(guī)范JTJ2004（3） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003（4） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-20023、檢算工況荷載組合為：混凝土自重+超載+動力附加荷載+人群機具荷載+掛籃自重+模板自重。3.1 檢算工況 根據(jù)試算結(jié)果，1#塊澆筑成型工況，為掛籃受力最不利荷載工況，所以本檢算以1#塊重量來進行掛籃結(jié)構(gòu)件檢算。根據(jù)設(shè)計圖紙，1#塊段最大長度為3.2m，最大梁高為8.76米，混凝土自重為82.75*2.65，該工況下驗算掛籃底籃、后吊點系統(tǒng)、掛籃主桁

3、及前吊點系統(tǒng)。此工況下后吊點系統(tǒng)受力最大。在該工況下驗算掛籃行走系統(tǒng)及掛籃系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.2 荷載組合荷載組合：1#梁段混凝土自重+超載+動力附加荷載+掛籃自重+人群和機具荷載；荷載組合II：掛籃自重+沖擊附加荷載；荷載組合用于掛籃承重系統(tǒng)強度和穩(wěn)定性計算；荷載組合II用于掛籃行走計算。4、設(shè)計參數(shù)及荷載取值（1） 材料參數(shù)鋼筋砼容重G砼=26.5kN/m3；彈性模量E鋼=2.0×105Mpa材料容許應(yīng)力：Q235鋼w=145 Mpa，=85 Mpa16Mn鋼w=305 Mpa （2） 荷載系數(shù)超載系數(shù)為：K1=1.05；混凝土澆筑時的動力系數(shù)：K2=1.2；掛籃行走沖擊系數(shù)：K3

4、=1.3：掛籃行走時的安全系數(shù)為K4=1.2；施工活載考慮如下因素：1） 施工人員、施工料具、運輸荷載，按2.0kN/m2計；2） 水平模板的砼振搗荷載，按2.0kN/m2計；3） 傾倒混凝土沖擊荷載，按2.0kN/m2計。（3）掛籃自重掛籃按照不同的構(gòu)件分別計入。（4）檢算模型建立本檢算采用Midas civil 2010進行整體建模分析，然后分部位對各桿件進行局部分析的方式進行說明：整體模型如下圖示：圖3 掛籃整體建模立體圖5 底模系統(tǒng)檢算底?？v梁為NH350*175*6*10型H型鋼，腹板下設(shè)置5根，間距0.3米,其它底板下設(shè)5根間距為1.05m，經(jīng)過分析,在澆筑1#塊砼時底縱梁受到最不

5、利荷載,所以采用在澆筑1#塊混凝土的工況下對底?？v梁進行檢算。5.1 腹板下縱梁腹板重量由5根NH350*175*6*10型H型鋼縱梁承擔(dān)荷載，1號塊腹板厚度為0.75m，塊段兩側(cè)梁高為8.76。則每根縱梁均布砼寬度為0.18m,則腹板下每道縱梁承受荷載：腹板處混凝土自重(線荷載)=0.18×26.5×8.76*1.2=50.14kN/m；施工活荷載：=0.3×6.0=1.8 kN/m；底模（底板鋼模取1.00 kN/m2）：=0.3×1.00=0.3kN/m；構(gòu)件自重在程序中自動計入。荷載總計：=50.14+1.8+0.3=52.24kN/m。采用MI

6、DAS計算結(jié)果如圖3所示。圖4 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖5 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結(jié)果（b）剪力圖圖6 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結(jié)果（c）彎矩圖圖7 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結(jié)果（d）剪應(yīng)力圖圖8 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結(jié)果（e）最大應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=143MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=33.9MPa<=80MPa；最大變形：8.1mm<=4200/400=10.5mm；1號塊施工階段腹板下底縱梁的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及變形均滿足要求。5.2底板下縱梁底板下普通縱梁NH350*175*6*10型H型鋼間距按照1.

7、05m計算，底板下縱梁承受底板混凝土自重及施工活載，承受荷載：底板混凝土自重=1.05×0.873*26.5×1.2=30.6kN/m；施工活荷載：=1.05×6.0=6.3kN/m；底模（底板鋼模1.00 kN/m2）：=1.05×1.00=1.05kN/m；構(gòu)件自重在程序中自動計入。荷載總計：=37.95 kN/m。由些可以看出，同種型號的工字鋼，底板處受到的均面荷載小于腹板下工字鋼，此處可以略去檢算過程。根據(jù)以上檢算結(jié)果推知，底板處縱梁能夠滿足最不利施工工況受力要求。6、下橫梁檢算6.1 前下橫梁檢算前下橫梁采用Q235B的32組焊而成，在施工1號

8、塊時受力最大，腹板下每根縱梁向前下橫梁傳遞的荷載為-81.2kN，在底板下縱梁向前下橫梁傳遞的荷載為-44.3kN，采用MIDAS建模計算，前下橫梁檢算結(jié)果如圖7所示。圖9 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖10 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（b） 剪力圖圖11 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（c） 彎矩圖圖12 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（d）剪應(yīng)力圖 圖13 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（e）最大應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=109.9MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=34.1MPa<=80MPa；最大變形：6.8mm<=4800/400=12mm；6.2

9、 后下橫梁檢算后下橫梁采用Q235b的II45組焊而成，在施工1號塊時受力最大，每根腹板下縱梁傳遞到后下橫梁的荷載為-83kN，由底板下縱梁傳遞的荷載為-46kN，后下橫梁計算結(jié)果如圖8所示。計算結(jié)果如圖8所示。圖14 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖15 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（b） 剪應(yīng)力圖圖16 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（c） 剪力圖圖17 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（d）彎矩應(yīng)力圖圖18 1號塊施工階段前下橫梁計算結(jié)果（e） 彎矩圖最大彎曲應(yīng)力：=146MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=56.6MPa<=80MPa；最大變形：16mm&l

10、t;=8000/400=20mm；1號塊施工階段底板下前下橫梁的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及變形均滿足要求。7、滑梁檢算7.1 外滑梁外滑梁由內(nèi)側(cè)滑梁（232）和外側(cè)輔梁（II18b）組成的檢算分兩種工況，第一種是承擔(dān)外側(cè)模板及翼緣板混凝土的自重；第二種工況是走行時，外滑梁需要承受底平臺吊掛集中載和外側(cè)模模板自重。檢算如下：第一種工況，通過試算，在這種工況下，外側(cè)滑梁受力最不利，在施工至4米節(jié)段時走行時，外側(cè)滑受力最大，受力如下：荷載總計：=23.2kN/m。外滑梁外側(cè)滑梁計算結(jié)果如圖9所示。圖19 1號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（a）變形圖圖20 1號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（b） 剪應(yīng)力圖圖21 1

11、號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（c）組合應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=133MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=14.8MPa<=80MPa；最大變形：18.8mm<=8000/40020mm；第二種工況是走行時，外滑梁32需要承受底平臺吊掛集中載和外側(cè)模模板自重。外梁在底平臺吊掛集中荷載處在滑梁中部時最不利，集中荷載48KN,外側(cè)模均布荷載為17KN/m計算結(jié)果如下：圖22 1號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖23 1號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（b） 剪應(yīng)力圖圖24 1號塊施工階段外滑梁計算結(jié)果（c）組合應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=131MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=

12、11MPa<=80MPa；最大變形：16.2mm<=8000/40020mm；綜上,外滑梁強度滿足要求！7.2 內(nèi)滑梁內(nèi)梁梁與外滑梁大小一樣,采用兩根32組焊而成，在澆筑4米長節(jié)段時受力更大，均布荷載為-53.16KN/m,側(cè)計算結(jié)果見下圖: 圖25 1號塊施工階段內(nèi)滑梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖26 1號塊施工階段內(nèi)滑梁計算結(jié)果（b） 剪應(yīng)力圖圖27 1號塊施工階段內(nèi)滑梁計算結(jié)果（c）組合應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=127MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=20.9MPa<=80MPa；最大變形：8.2mm<=8000/40020mm；所以內(nèi)滑梁滿足受力要求。8、前上

13、橫梁檢算前上橫梁采用Q235b的II56加強型疊合梁，支撐在主桁架上，承受由前下橫梁、內(nèi)外滑梁傳遞的豎向荷載，施工1號塊時前上橫梁受力較大，荷載如下：前下橫梁外吊桿傳遞的豎向荷載：136KN；前下橫梁內(nèi)吊桿傳遞的豎向荷載：317KN；內(nèi)滑梁傳遞的荷載：71kN；外滑梁傳遞的荷載：61.8kN和61.8kN。前上橫梁計算結(jié)果如圖11所示。圖28 1號塊施工階段前上橫梁計算結(jié)果（a） 變形圖圖29 1號塊施工階段前上橫梁計算結(jié)果（b） 剪應(yīng)力圖圖30 1號塊施工階段前上橫梁計算結(jié)果（c） 彎曲應(yīng)力圖最大彎曲應(yīng)力：=134MPa<=215MPa；最大剪應(yīng)力：=68MPa<=80MPa；最

14、大變形：15mm<=7000/400=17.5mm；前上橫梁強度滿足要求！9、主構(gòu)架檢算9.1主桁桿件檢算主構(gòu)架承擔(dān)前上橫梁傳遞的豎向荷載，荷載值為570kN。主構(gòu)架均由Q345b的（228b）組焊而成，計算結(jié)果如圖12所示。圖31 1號塊施工階段主桁計算結(jié)果（a） 變形圖 圖32 1號塊施工階段主桁計算結(jié)果（b） 軸力圖圖33 1號塊施工階段主桁計算結(jié)果（c） 剪應(yīng)力圖圖34 1號塊施工階段主桁計算結(jié)果（d） 最大應(yīng)力圖圖35 1號塊施工階段主桁計算結(jié)果（e） 支點反力圖主桁最大彎曲應(yīng)力：=123MPa<=145MPa；最大剪應(yīng)力：=5.4MPa<=80MPa；最大變形：1

15、5.5mm< 20mm設(shè)計位移要求； 主桁構(gòu)件強度及剛度滿足要求。10、吊帶與吊桿檢算本橋前后下橫梁全部采用16Mn材料料180*25*吊帶組成，內(nèi)外滑梁吊掛采用直徑32mm精軋螺紋鋼筋。吊帶受力最大為后下橫梁中吊帶455.5KN；吊桿受力最大為內(nèi)梁梁中吊桿111.1KN;吊帶鉆有55m直徑的銷孔，其抗拉有效截面積為：25*（180-55），則吊帶在最不利工況下最大應(yīng)力為：455.5*1000/（25*（180-55）145.7Mpa,小于=305MPa。吊桿在最不利工況下受到的應(yīng)力為：111.1*1000/803.84138.2Mpa強度滿足要求。11、澆筑階段掛籃抗傾覆驗算澆筑1號塊

16、時，掛籃后錨點受力最大，考慮1.2的沖擊系數(shù)，考慮4根直徑32mm的精軋螺紋鋼參與受力，后錨桿應(yīng)力： 801000*1.2/(4*803.84)=298MPa安全系數(shù)：K=785/298=2.63>2 掛籃灌注混凝土?xí)r的抗傾覆系數(shù)大于2。12、掛籃行走階段抗傾覆驗算12.1 傾覆力矩計算底模平臺自重：=180kN內(nèi)模自重：=40kN外模自重：=140kN菱形主桁架：=70kN風(fēng)壓：=0.5kN/m2，風(fēng)載傾覆彎矩=5.605kN·m。傾覆力矩：=2800kN·m。后支座反力：=2800/4=700kN走行傾覆力：=700kN12.2 走行抗傾覆檢算走行系統(tǒng)為后鉤輪滾動走行后鉤系統(tǒng)為銷軸結(jié)構(gòu), 為50鉻銷軸雙剪結(jié)構(gòu)容許剪應(yīng)力能提供的抗傾覆力為: 3.14*25*25*325*4=2551KN；抗傾覆安全系數(shù)：=2551/700=3.6>2滿足走行時的抗傾覆要求。13、銷軸檢算12.1主桁銷軸檢算主桁各桿件連接采用80鉻銷軸，根據(jù)主桁軸力圖知：銷軸最大受力為1138KN，銷軸受雙剪，所以銷軸在最大軸力下的最大剪應(yīng)力為：max=N/2A=113MPa<=160MPa；銷軸強度滿足要求!12.2吊帶銷軸吊帶銷軸采用50鉻銷軸,根據(jù)后下橫梁受力圖知：銷軸最大受力為455.5KN