常用掛籃受力分析建模

1、關(guān)于橋梁施工常用掛籃計(jì)算優(yōu)化思路的探討掛籃是橋梁連續(xù)梁、斜拉橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等施工常用的一種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備 體系，技術(shù)已日趨成熟，但施工中常常忽視其結(jié)構(gòu)體系的整體詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，現(xiàn) 以連申線70+120+70m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁施工用三角掛籃為例，就其復(fù)核 計(jì)算分析做如下探討：掛籃簡(jiǎn)介連申線70+120+70m連續(xù)梁用掛籃為三角掛籃，主要受力結(jié)構(gòu)由3片三角形 主桁架組成，主桁主梁為工45b型鋼，前后拉桿為28a型鋼，立柱為36a型 鋼；前橫梁為雙拼HN450*200*9/14；底籃前托梁為雙拼HN450*200*9/14，后托 梁為雙拼 HN600*200*11/17；底籃縱梁為 HN350*17

2、5*7/11 ；內(nèi)滑梁為 HM340*250 *9/14，外滑梁為280*82*7.5/12.5；兩片并列橫聯(lián)弦桿為14a，腹桿為10； 所有吊桿均采用PSB785 （屈服強(qiáng)度785Mpa） 632精軋螺紋鋼；型鋼材質(zhì)均為 Q235。荷載分析荷載主要為掛籃自重+施工恒活載，施工恒活載按照施工1#塊時(shí)的荷載加載， 施工活載按4.5（人機(jī)及振搗荷載）kN/m2考慮，施工恒載中的混凝土按照26kN/ m3考慮，模板重量按照1.2kN/m2考慮，承載能力分析時(shí)施工恒載按照1.2系數(shù)考 慮，施工活載按照1.4系數(shù)考慮；位移計(jì)算時(shí)均按照1.0系數(shù)考慮。移動(dòng)工況時(shí)風(fēng)荷載組合系數(shù)按照0.6考慮。建模過(guò)程采用M

3、idas/Civil對(duì)連申線70+120+70m掛籃進(jìn)行整體建模分析計(jì)算，由于 主桁架受荷主要由吊桿傳來(lái)的節(jié)點(diǎn)荷載，因此主桁架按桁架單元和梁?jiǎn)卧?duì) 結(jié)果影響不大，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，主桁架和其他構(gòu)件均按梁?jiǎn)卧⒛Ｐ?，吊桿錨固 處按照固結(jié)考慮，主桁前端點(diǎn)（主節(jié)點(diǎn)）與前橫梁按剛性連接連接（考慮前橫梁 轉(zhuǎn)動(dòng)），前后吊桿與前后梁采用剛性連接。施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下：位置恒載（kN/m）活載（kN/m）邊腹板下底縱梁27.80.7中腹板下底縱梁18.50.5底板下底縱梁16.83.6內(nèi)滑梁21.611.5外滑梁18.55.9僅在掛籃移動(dòng)工況下考慮風(fēng)荷載（混凝土澆筑時(shí)不考慮風(fēng)載，因?yàn)槎盏停L(fēng) 載小，且有腹板

4、鋼筋骨架抵擋），為二電上&心。二CO.Boi -0.5） X 1.38X 0.55= （14 ”：甘,二）二（0,3 頃一5） X 1.38X。,55 = 0,93kN/m=（壓）或 0.58kN/m=（S壓），得出正壓區(qū)側(cè)模板風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值合力為18.2kN，負(fù)壓區(qū)側(cè)模板風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為 11.4kN。移動(dòng)時(shí)掛籃總重量按照500kN考慮，壓重按照400kN考慮，在軌道梁上的摩 擦系數(shù)為0.4,則每片主桁架處需要的牽引力按照120kN考慮。建模如下：分析計(jì)算4.1應(yīng)力分析程序進(jìn)行計(jì)算后，得出應(yīng)力：（1）底板下底縱梁103MPa，邊腹板下底縱梁139MPa，中腹板下底縱梁95MPa；前托梁48MP

5、a，后托梁29MPa。如下圖：(2)前橫梁應(yīng)力125MPa。如下圖:三角主桁架，主梁壓應(yīng)力191MPa,立柱壓應(yīng)力166MPa，前后拉桿最大 拉應(yīng)力214MPa；橫聯(lián)弦桿34MPa，橫聯(lián)腹桿28MPa。如下圖：hDH-UUWil4HO *.WMU43底板上后吊桿最大應(yīng)力499MPa，底板上前吊桿432MPa，頂板上后吊桿 160MPa，頂板上前吊桿148MPa。如下圖：POSTHJROOES-SOR8EAM STRESSI船笠？ 4713 4.1&UBUM-Q023aZ37HS X觀Z.ISWrHKli: 2jO7W4*KH! ，婦 i4.2節(jié)點(diǎn)位移(荷載按照標(biāo)準(zhǔn)值取值)分析最大位移出現(xiàn)在前托

6、梁位置，即前吊桿底端，為40mm，主桁架前端點(diǎn)位移 為23mm。如下圖：5.掛籃行走時(shí)抗傾覆驗(yàn)算沖財(cái)抗傾覆力矩為4.2x（x為壓重）；抗傾覆安全系數(shù)取2.5；傾覆力矩為 M1=138X2.5+96X2.5+50X2.5=710kN.m；則 710X2.5=4.2x得出壓重x=422kN,所以每根軌道采用1根分配梁和2根PSB785 6 25精軋螺紋鋼錨固，每根按照 200kN考慮,合計(jì)為1200kN。6.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)6.1銷(xiāo)軸計(jì)算銷(xiāo)軸采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度785MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f =453MPa, 一、一v 抗拉壓彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=706MPa。以中間三角主桁架后拉桿與主梁的連接銷(xiāo)軸

7、為例，軟件分析出的內(nèi)力如下圖:可知，后拉桿最大拉力為N=1459kN。算法一：計(jì)算節(jié)點(diǎn)板厚度：襟=業(yè)苴=2 X 0.785X453（1- = 7ri.21ds銷(xiāo)軸抗剪承載力設(shè)計(jì)值;銷(xiāo)軸承壓承載力設(shè)計(jì)值:= -： -（t=35mm節(jié)點(diǎn)板厚度及28a腹板加厚后的厚度）；所以 min*：=24710d=1459000，d=59mm，取 d=60mm，銷(xiāo)軸抗剪承載力設(shè)計(jì)值；=2560kN1459kN，滿足要求；cr = =174MP.a f = 205MPa節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度 項(xiàng)，滿足要求（300mm為拉桿底端在節(jié)點(diǎn)板處的節(jié)點(diǎn)板有效寬度，應(yīng)力擴(kuò)散角取30）。算法二:IT _ CJE _ 4Xaa5X1459D

8、DI3J圓形截面銷(xiāo)軸最大剪應(yīng)力：=MPa,所以 d=52.3mm，取 d=60mm；再計(jì)算節(jié)點(diǎn)板厚度：|5二三二二 205MPm 所以 t=29.6mm，取 t=35mm。此時(shí)銷(xiāo)軸承壓承載力設(shè)計(jì)值為N：=:攔= : _： ; = -1459kN，滿足要求。6.2軌道局部承壓計(jì)算此處以中間三角主桁架立柱在軌道處的局部承壓為例計(jì)算：設(shè)掛籃行走軌道為工40a普通工字鋼，h=400mm,b=142mm,t j10.5mm,t=16.5mm。有軟件分析可得：中間三角主桁架立柱處反力為R=1882kN。工字鋼軌道腹板計(jì)算高度上邊緣的局部承壓強(qiáng)度為_(kāi) uF _i.3 5?.iaa2c - LD.Si45D-|-5：-=546MPaf=205MPa,所以應(yīng)對(duì)主桁架立柱下的軌道采用支承加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)，在軌道支承點(diǎn)的腹板兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置兩塊間距l(xiāng)=2X 15=300mm的橫向加勁肋，外伸寬度為b=h0/30+40=370/30+40=60mm，厚度 t b /15=4mm，取為 14mm；_ _F_ _站.13 口口 _貝惴面承壓強(qiáng)度隊(duì)翌口沖監(jiān)MPafce=205MPa，滿足要求。7.建議施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)線形監(jiān)控和標(biāo)高量測(cè)，考慮底籃變形后調(diào)整好底 籃標(biāo)高；前、后托梁型鋼截面可適當(dāng)減?。豁敯迳锨昂蟮鯒U截面尺寸可適當(dāng)減?。粰M聯(lián)截面尺寸可適當(dāng)減?。恢麒旒芮昂罄瓧U截面應(yīng)加強(qiáng)；（6