菱形掛籃計算書(超經(jīng)典實用)

1、28菱形掛籃計算書目錄 TOC o 1-5 h z 第1部分設(shè)計計算說明21設(shè)計依據(jù)2工程概況2掛籃設(shè)計3主要技術(shù)參數(shù)3掛籃構(gòu)造3，33掛籃計算設(shè)計荷載及組合3L3.4梁段假面分區(qū).3第2部分 底模結(jié)構(gòu)計算42.1面板和小楞驗算42.”面板和小楞的參數(shù)42.1.2面板所受荷載.52/3面板和小楞的計算模型5 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 2.1.4強度驗算.52.L5剛度驗算.6 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 2.2底?？v梁檢算7 HYPERLINK l bookmark23 o Curr

2、ent Document 2.2構(gòu)造7222強餒分析.7223剛度分析.9第3部分側(cè)模結(jié)構(gòu)計算9側(cè)模構(gòu)造9荷載10 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 側(cè)模面板強度驗算10 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 側(cè)模橫向小肋8計算10 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 結(jié)構(gòu)特點.10 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 載荷分析.11 HYPERLINK l bookmark59 o Current Do

3、cument 343強度驗算.11 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 344撓度驗算.12 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 第4部分 掛籃各橫梁結(jié)構(gòu)分析12 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 4后下橫梁結(jié)構(gòu)分析12前下橫梁結(jié)構(gòu)分析15外?；航Y(jié)構(gòu)分析15內(nèi)模滑梁結(jié)構(gòu)分析18前上橫梁結(jié)構(gòu)分析21第5部分主桁架結(jié)構(gòu)分析24 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 構(gòu)造24載荷分析25建模25分析，結(jié)果提

4、取25第6部分 混凝土強度，掛籃抗傾翻，鋼吊帶及主桁連接銷檢算27主桁后錨點混凝土強度計算27后下橫梁后錨點混凝土強度計算27掛籃澆注時后錨抗傾茯計算28掛籃行走時軌道的抗傾卷計算28計算前上橫梁吊帶伸長量29主桁連接銷計算29第1部分設(shè)計計算說明設(shè)計依據(jù)通橋（2008） 2368A-V 60m+100m+60m無祚軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（雙 線）相關(guān)設(shè)計圖紙；鐵路橋涵施工規(guī)范TB10203-2002；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范TB10210-2001鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范TB 10002.2-2005工程概況本橋為向莆鐵路FJ-3A標(biāo)連續(xù)梁，橋跨結(jié)構(gòu)為

5、60m+100m+60m的變截而單 室連續(xù)梁，采用垂直腹板。箱梁頂寬13.4m,底寬6.7m,翼緣板長3.35m,支點 處梁高為7.85m,跨中梁高為5.046m,梁高及地板厚按二次拋物線變化，腹板 厚100cm （支點）60cm （跨中），底板厚度為120cm （支點）40cm （跨中）, 頂板厚度為40cm。該特大橋箱梁主跨采用懸臂澆筑施工法，邊跨采用支架施工。箱梁0#塊梁端長度為7m,邊、中合攏段長度為2m；設(shè)計計算取1#塊，重量為158t。該橋 箱梁懸臂澆注擬采用菱形掛籃進行施工。掛籃設(shè)計主要技術(shù)參數(shù)碎容重Gc = 26kN/m3；鋼容重Gs=78kN/nr*鋼彈性模量E=2.1xl（

6、）5MPa；材料容許應(yīng)力：Q235鋼：5 = 140MPa,o- = 135MPa,r = 80MPa,端部承壓200MPa40Cr鋼：bj = 460Mpa,b = 460MPa,r = 230Mpa掛籃構(gòu)造掛籃為菱形掛籃，菱形主桁片由232b普通熱軋槽鋼組成的箱形截面桿件構(gòu) 成，前橫梁由2140a普通熱軋工字鋼組成，底籃前、后橫梁由240b普通熱軋槽 鋼組成，底籃縱梁為128b普通熱軋工字鋼，吊桿采用巾精軋螺紋鋼。掛籃計算設(shè)計荷載及組合（1）懸臂澆筑碎結(jié)構(gòu)最大重量1650kN,鋼筋混凝土重力密度取26kN/n?；（2）模板自重按設(shè)計圖紙中模板自重計算；（2）人群及機具荷載，計算模板板材和小

7、楞時取2.5kPa,計算支撐小楞的縱 梁時取1.5kPa。（3）超載系數(shù)取ki=1.05；（4）新澆稅動力系數(shù)取k2=1.2；（5）掛籃行走時的沖擊系數(shù)取k3=l.l；（6）抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)2.0。梁段截面分區(qū)充分考慮掛籃的安全性，根據(jù)半橋結(jié)構(gòu)立面圖分析，以1#塊混凝土碎截面 為參考截面得出混凝土混合截面，并以此為研究對象，以2.5m為澆注計算長度。 為便于計算，將梁段截面分為如下幾個區(qū)（見圖1.1）由圖1.1可以分別計算以上幾區(qū)的近似載荷：1 區(qū)載荷： G1=2.6xO.4x3.35x2.5=8.71t；2區(qū)載荷：G2=2.6xl.0 x (7.193+6.85) /2x2.5=45.64t；

8、3 區(qū)載荷：G3=2.6x4.7xO.4x2.5= 12.22t；4 區(qū)載荷：G3=2.6x4.7x 1.2x2.5=36.661 ；一節(jié)混凝土全重： G=2*Gi+2*G2+G3+G4=157.58tl58t；第2部分底模結(jié)構(gòu)計算面板和小楞驗算面板和小楞的參數(shù)面板支撐在由L50X50X5和8組成的小楞上，每個小格的尺寸為/“X6,=416mmX440mm,面板厚度 /?=5mm,長寬比尸440/416=1.U面板所受荷載由混凝土梁段分區(qū)可知，1#梁段下部混凝土對底模面板的壓力最大，其值 為：p1= y cHi=26x7.193=187kN/m2面板在腹板底部的最小壓力為：P2= Y cH2=

9、26x6.85=178kN/m2面板和小楞的計算模型腹板下部模板受力最大，使用Midas civil對腹板下部面板和小楞系統(tǒng)進行 板單元建模，網(wǎng)格劃分較密，單元的厚度和長度比小于1/10,故采用厚板單元。 在槽鋼下部和縱梁接觸處的節(jié)點出設(shè)置豎向支撐，荷載采用根據(jù)腹板高度線性 變化的均布荷載、模板自重和混凝土振搗荷載，模型如圖2.1所示：圖2.1腹板下部面板和小愣計算模型2.L4強度驗算模型的正應(yīng)力狀態(tài)如圖2.2所示，剪應(yīng)力如圖2.3所示。由圖可見，最大正 應(yīng)力：o=136.7MPao=140Mpa,符合規(guī)范要求；最大剪應(yīng)力t=69.9MPa1.3*T=1.3*80=104MPa （1.3為臨時

10、結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力放大系數(shù)），符合規(guī)范要求。圖2.2底模正應(yīng)力rw 0VrIf 4 gne rrrwgT OW 3八P4C4B 3；SS 4,8 I cxtm i9 32* 8， M77y，2工,麗S I 4 ”Eg。，加u“e圖2.3底模剪應(yīng)力2.1.5剛度驗算(1)L5OX5OX5的變形驗算角鋼所受最大均布荷載為：q=187X0.416=77.8kN/m按保守計算，角鋼看作支撐在槽鋼上的簡支梁，則最大變形為:6 max=5ql4/384EI=5X44.8X103X0.444/ (384X2.1 X IO11 X 1.121 X IO7)=0.00093ml/400=0.0011m(2) 8的變形

11、驗算8支撐在縱梁上，在腹板處的最大跨度為336mm，小于角鋼的間距，所以8的變形自動滿足規(guī)范要求。2.2底模縱梁檢算構(gòu)造底板縱梁選用136b工字鋼，其截面特性為：Wz=9.21 xlO4m3Iv=1.6574xl0-4m4J以2#塊混凝土底縱梁為研究對象，腹板下有4根縱梁，每根縱梁有效作用范圍為0.25m,底板縱梁載荷狀況見表2.1,底板縱梁荷載見圖2.4：表2.1底板縱梁荷載分析表工況：1#塊澆筑1底板險壓力(混凝土腹板下部)kN/m21872底板碎設(shè)計載荷(0.25米作用范圍)kN/m1.05*1.2*187*0.25 = 58.93施工荷載kN/m2.5*0.3=0.754底模自重kN/

12、m0.25縱梁自重kN/m0.386荷載取值(縱梁間距0.25m)kN/m56.1+0.75+0.24+0.38=60.2r，9其：一 0 一名:q7000一q=60.2kN/mAB佟12.4底模縱梁受力分析示意圖強度分析由上圖載荷可知：Ra=60.2*2.5*3.25/4.9=99.8kNRb=60.2*2.5-99.8=5O.7kN設(shè)最大彎矩出現(xiàn)在距離A點x處，則彎矩值為：M = 99.8x - 60.2 x (x - 0.4) x(x- 0.4) / 2對彎矩求導(dǎo)，有：= 99.8 60.2 x(x-0.4)當(dāng)導(dǎo)數(shù)為零時，有：X=2.06此時，最大彎矩為：223剛度分析縱梁的最大撓度為:

13、60.2*2.5*4.9384EI8 4*49=9.6mm ,混凝土澆筑時側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值:由式 Fc=72v/(v+1.6)取v=4m/h（澆筑速度）有:Fc=72*4/(4+1.6)=51.4kN/m22,傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載設(shè)計值為：2kN/m23,總荷載設(shè)計值為:Fo=51.4+2=53.4 kN/m2側(cè)模面板強度驗算側(cè)?？僧?dāng)作支撐在小楞8上的連續(xù)梁，8間距400mm,取單寬面板進行強 度驗算。梁的最大彎矩為：Mm” =0.0899/2 = 0.0899 * 53,4 * 0,42 = 0.768kN-m單寬板的截面抵抗矩為：I匕=1加=1 * 0.0062 / 6 = 6 x 1

14、0- of6最大正應(yīng)力：0=以吧=” = 128MPab = 140MPa,符合規(guī)范要求。a 憶 6x10-6L 最大剪力：Qmax=0.5/=0.5*53.4*0.4=10.7kN最大剪應(yīng)力：Tmax=3Qmax/2A=3* 10.7*103/(2*0.006* 1.0)=2.7MPaT=80MPa,符合規(guī)范要求。側(cè)模橫向小肋8計算結(jié)構(gòu)特點8 的截面面積：A=1.024X 10 3m2截面抗彎慣性矩：Iy=1.013X10-6m4截而抵抗矩：W=2.5325X 105m3面板與背肋組成的組合截而(見圖3.1)圖3.1側(cè)模肋及面板結(jié)構(gòu)示意圖經(jīng)計算，組合截面的抗彎慣性矩為：Z=2.2734xl0

15、/n4慣性中心距離上下邊界的距離分別為：y 1=15.4mm, y2=70.6mm組合截面的截面抵抗矩為：W = 2.2734X 10 / 70.6 X10-3 = 3.22 xl05m3截面靜矩為：Sx=1.1117X10-5m3載荷分析8與面板組合梁受力分析可以看作為以相鄰兩豎向桁架為支點的簡支梁, 均布荷載大小為： = 53.4x0.4 = 21.36kN/m強度驗算：均布荷載作用在簡支梁上，最大彎矩為：M =與廣=1* 21.36 * 0.975? = 2.54kN mM 88則最大彎曲應(yīng)力為：4皿=也”=78.9MPacr = 140MPa，滿足規(guī)范要求。W 3.22x10-5l最大

16、剪力為：Qmax=0.5*q/=0.5*21.36*0.975= 10.4kN最大剪應(yīng)力為：Tmax=QSz/bIz=l0.4* 103*l.1117*105/ (0.005*2.2734* 1 O-6)= 10.2MPaT=80MPa,符合規(guī)范要求。可由此得，組合肋強度滿足要求。撓度驗算萬 _ 5/ _5x21.36x1()3x0.9754max 384E7 384x2.1xl0 x2.2734xl0/0.975=0.00053m = 0.00244m400400可由此得，組合肋剛度滿足要求。28第4部分掛籃各橫梁結(jié)構(gòu)分析4.1后下橫梁結(jié)構(gòu)分析后下橫梁由2根工40b組成，承擔(dān)底板、肋板及部分

17、翼板的荷載。從機械設(shè) 計手冊可查出，每根工字鋼的截面特性：A=9.407X10-3m2,1=2.2781 X 10-4m4o根據(jù)施工圖及掛籃后下橫梁吊點分布的位置可將每根工字鋼受力簡化為以 下的受力模式（圖4.1）：Fl F2 F3 F4 F5 F6 F7 Fs F8 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1$I I77777777，7閉而T/77T777777/圖4.1后下橫梁簡化結(jié)構(gòu)分析示意圖圖中每個集中荷載代表縱梁對橫梁的作用力，由2.2.2分析可知，后橫梁所 承擔(dān)的混凝土和模板自重的比例為99.8/ (99.8+50.7) =66.3%,前橫梁承擔(dān)的比 例為33.7%。根據(jù)施工圖和掛籃

18、設(shè)計圖，每個集中荷載可計算如下：f； =1.05*1.2*(0.058 + 0.265 / 2) * 187 * 2.5+(2.5 +0.2 +0.38) * 4.9 *0.663/2 = 38.4kN/s =1.05*L2*(0.336/2+0.265/2)*187*2.5 + (2.5+0.2+0.38)*4.9*0.663/2 = 60.6kN=1.05*1.2*(0.336/2 + 0.246/2)*187*2.5+(2.5+0.2+0.38)*4.9*0.663/2=58.7kN/；= 1.05*1.2*187*(0.095 + 0.246/2)*2.5 + 31.2*(0.32/2

19、-0.095)*2.5 +(2.5 + 0.2 + 0.38) * (0.264/2 + 0.32/2)* 4.9J * 0.663 / 2 = 46.5kNF5 =1.05*1.2*0.32*31.2*2.5+(2.5+0.2+0.38)*4.9*0.663/2 = 12.4kN& = 1.05 * 1.2* (0.32/ 2+0.72/ 2) * 31.2 * 2.5+(2.5+0.2+0.38) * 4.9 *0.663/2 = 20.2kN/ = 1.05 * 1.2 * 0.72 * 31.2 * 2.5+(2.5+0.2+0.38) * 4.9 * 0.663 / 2 = 28kN

20、/=1.05*1.2*0.72 *31.2* 2.5 + (2.5+0.2 + 0.38) * 4.9 *0.663/2 = 28kN采用Midas civil軟件對后下橫梁進行建模和計算分析，梁單元應(yīng)力如圖4.2所示： oaa. a ey8，34了-3 ，8，1 ,W8, Y 8838,Y tty8.圖4.2后下橫梁彎矩圖后下橫梁應(yīng)力如圖4.3所示，由圖可見，梁單元在自重、混凝土荷載、施工荷載作用下，最大等效應(yīng)力：。皿=51.6MPao=140MPa,符合規(guī)范要求。圖4.3后下橫梁應(yīng)力圖后下橫梁變形如圖4.4所示，由圖可見，梁單元在組合荷載作用下的最大變形：6 max= 1,5mm/400=

21、4700/400= 11.75mm,符合規(guī)范要求。后下橫梁剪應(yīng)力如圖4.5所示，由圖可見，在組合荷載作用下梁單元的最大4.2前下橫梁結(jié)構(gòu)分析由于前下橫梁和后下橫梁均由2根工40b組成，兩個橫梁所受荷載的位置相同，前下橫梁所受荷載值小于后下橫梁（約為后下橫梁的1/2）,后下橫梁的強度和變形均符合規(guī)范要求，故前下橫梁不必驗算，自動滿足規(guī)范要求。4.3外?；航Y(jié)構(gòu)分析澆注混凝土?xí)r，外模滑梁受力為1#區(qū)域混凝土重量加外模重量；根據(jù)前面 分析，1#區(qū)域混凝土重G1=87.1kN,模板和外桁架重57.6kN,則外模滑梁受總 力F=87.1+230.5=317.6kN。作用力通過外模桁架，分6個點作用在滑梁

22、上，4個 集中力大小分別為B、F2、F3、F4、F5和F6；外?；河蓛筛?5b槽鋼組焊而 成。（圖4.6）Fl F2 F3 F4 F5 F6100 . I 975975975975- 100 00-*4900圖4.6外模滑梁簡化分析示意圖外?；涸谝粋?cè)有兩根，將外模自重和1#區(qū)域混凝土重量按照各桁架所作 用的區(qū)域分配到一根梁上，有：Fi=57.6* (100+975/2) /4300/2=4.OkNF2=57.6*975/4300/2=6.6kNF3=57.6* (200/2+975/2) /4300+1.05* 1.2*87.1 *(250+200/2)/2500/2=l 1.7kNF4=

23、57.6* (200/2+975/2) /4300+1.05*1.2*87.1 *(975/2+200/2)/2500/2= 16.9kNF5=57.6*975/4300+1.05* 1.2*87.1 *975/2500/2=28.0kNF6=57.6* (100+975/2) /4300+1.05* 1.2*87.1 *975/2/2500/2= 14.7kN采用有限元分析軟件Midas civil對外?；哼M行結(jié)構(gòu)分析。桿件簡化為雙25b截面，簡支結(jié)構(gòu)，左節(jié)點施加X, Y位移約束，右節(jié)點施加y向約束。經(jīng)過軟件分析，外?；瑱M梁的變形圖見圖4.7,正應(yīng)力圖見圖4.8,剪應(yīng)力 見圖4.9。前點支

24、反力RA=33.2kN,后點支反力RB=51.7kN。* 1Y3OQ*4i衣 YM-八CCCMB E。圖4.7外模滑梁變形圖由上圖可以看出，外?；鹤畲笞冃瘟浚? max= 10.3mmL/250=4900/400= 12.5mm,符合規(guī)范要求。，OR-，W8,. 18：”83，力 2C4J82圖4.8外?；赫龖?yīng)力圖，33”，-1，門 SL31，.”938由上圖可以看出，外?；核茏畲笳龖?yīng)力:。max=111.3MPa。=140MPa,由上圖可以看出，外?；核茏畲蠹魬?yīng)力：ax=13.8MPam=8OMPa,符合規(guī)范要求綜合上述分析結(jié)果，外?；涸O(shè)計符合要求。4.4內(nèi)模滑梁結(jié)構(gòu)分析澆注混

25、凝土?xí)r，內(nèi)?；菏芰?#區(qū)域混凝土重量加內(nèi)模重量；根據(jù)前面 分析，3#區(qū)域混凝土重122.2kN,半片為61.1kN,內(nèi)模重45.8kN,半片為22.9kN。 作用力通過內(nèi)模骨架，分5個點作用在滑梁上，5個集中力大小都為分別為F1、 F?、F3、F4和F5；兩根內(nèi)?；悍謩e由兩根25b槽鋼組焊而成。內(nèi)模滑梁計算 圖式如圖4.10所示。4900I 500二1988F2I988% 988F4I1036二 54。r1r r1r1于/77777777T7而/圖4.10內(nèi)模滑梁簡化分析示意圖根據(jù)內(nèi)模自重和梁段的位置，各力數(shù)值如下：F=22.9/4/2=2.9kNF2=22.9/4=5.7kNF3=22

26、.9/4+1.05*1.2*61.1 *(2500-988-1036+988/2)/2500=35.6kNF4=22.9/4+1.05* 1.2*61.1* (988+1036) /2/2500=36.9kNF5=22.9/4/2+1.05*1.2*61.1*1036/2/2500= 18.9kN采用Midas civil對內(nèi)模滑梁進行建模，桿件簡化為雙25b截面，簡支結(jié)構(gòu), 左節(jié)點施加X, Y位移約束，右節(jié)點施加y向約束。材料參數(shù)為Q235b材質(zhì)， 抗拉強度為145Mpa,抗彎強度為140MPao模型如圖4.11所示。圖4.14。由圖4.12可見，梁的最大變形為12.9mmv4900/250

27、= 19.6mm,符合規(guī)范要求；由圖4.13可見,最大應(yīng)力為141Mpa1.3o=182MPa, （1.3為臨時結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力放大系數(shù)）符合規(guī)范要求；由圖4.14可見，最大剪應(yīng)力為17.3MPax=80MPa,符合規(guī)范要求。后點支反力RA=65kN,前點支反力RB=38kN。圖4.12內(nèi)?；鹤冃螆D圖4.13內(nèi)模滑梁應(yīng)力圖4.5前上橫梁結(jié)構(gòu)分析前上橫梁由140a工字鋼組成，從機械設(shè)計手冊可查出每根工字鋼的參數(shù)：A=8.607X 10-3m21=2.1714 X lOm4根據(jù)施工圖及掛籃前上橫梁吊點分布的位置可簡化為以下的受力模式（圖4.15）：FlJ3000圖4.15前上橫梁簡化結(jié)構(gòu)分析示意圖由

28、外模滑梁分析可知：F1=F2=66.4kN由后下橫梁中分析和前后下橫梁荷載分配比例可知：F3=54kNF4=246.4kN由內(nèi)?；悍治隹芍篎5=76kN可得主桁架前支點受力大?。篎=2*(F+F?+F3+F4+F5)=2*(66.4+66.4+54+246.4+76)=1018.4kN利用Midas civil對前上橫梁進行建模，模型如圖4.16所示，前上橫梁的變形 圖見圖4.17,正應(yīng)力圖見圖4.18,剪應(yīng)力見圖4.19。節(jié)點支反力為512.2kN。由上圖可以看出，前上橫梁最大變形量為1.5mmvL/400=6160/400=15.4mm, 符合規(guī)范要求。由上圖可以看出，前上橫梁頂而最大應(yīng)力為118.7MPa140Mpa,符合規(guī)范要規(guī)范要求。第5部分主桁架結(jié)構(gòu)分析構(gòu)造主桁架為菱形桁架，所有桿件均為口32b, 主桁結(jié)構(gòu)簡化受力分析示意圖如下：圖5.1主桁架簡化結(jié)構(gòu)分析示意圖載荷分析在進行混凝土澆注時，桁架所受的載荷最大。其載荷包括丁混凝土碎重，模 板重，施工載荷重量（人，工具，機器），由前上橫梁計算得出桁架受力F值為 512.2kNo5 找采用Midas civil對主桁架進行結(jié)構(gòu)分析。桿件簡化為雙32b截面，菱形桁 架結(jié)構(gòu)，A節(jié)點施加全約束，C節(jié)點施加y向約束。材料參數(shù)為Q235b材質(zhì)， 抗拉強度為145Mpa,抗彎強度為140MPa