XX大橋連續(xù)梁施工方案

XXX大橋掛籃施工專項方案第④分析事故原因，采取相關措施消除隱患，避免事故的再次發(fā)生7.5、掛籃施工安全專項方案掛籃施工安全專項方案及各施工緊急預案見附件2：《龍江東江大橋連續(xù)剛構掛籃施工安全專項方案》第八章掛籃單構件計算一、主橋段橋型及橋體簡要介紹XXX大橋工程起點位于惠州市博羅縣園洲鎮(zhèn)的龍叫村（上園路），南北向跨越東江，終點止于東莞市企石鎮(zhèn)的博夏村（江南大道）。線路總長1621.93m，橋長1202m。主橋采用（60+2*100+60）米預應力混凝土連續(xù)剛構，主橋全長320米，跨越東江。主橋箱梁采用懸臂現(xiàn)澆施工，箱梁縱向分塊為8.8M（邊跨尾段）+2.0m（邊跨合攏段）+5*4m+5*3.5m+2*3m（12個懸澆段）+11m(0#、1#塊）+2*3m+5*3.5m+5*4m（12個懸澆段）+2.0（跨中合攏段）。主橋每幅橋箱梁設計為單箱單室三向預應力結構，箱梁頂面寬12.5m，底面寬6.5m，單側懸臂寬度3.0m。箱梁0、1號塊梁段長11m，各墩與箱梁相接的根部斷面高5.8m，跨中及邊跨端部梁高2.8米，箱梁梁高變化采用2次拋物線設計，0#塊腹板厚95cm、1#至9#腹板厚度70cm，10#塊為過渡段，11#-14#腹板厚度為50cm。箱梁底板變化厚度為采用2次拋物線，由箱梁根部80cm漸變至跨中30cm，箱梁頂板厚0#塊采用50cm，其余均采用28cm，箱梁橫坡由腹板高度調(diào)整，底板保持水平，頂板橫向設置2%的橫坡。圖10#塊和1#塊縱斷面和橫斷面掛籃為菱形掛籃,主要包括主構架、行走及錨固裝置、底模架、內(nèi)外側模板、前吊裝置、后吊裝置、前上橫梁、后上橫梁等組成。圖2掛籃總體結構（側面圖,單位mm）圖3掛籃總體結構(橫斷面圖,單位mm）二．設計依據(jù)及主要參數(shù)1．設計依據(jù)（1）、預應力混凝土連續(xù)剛構圖紙（設計院相關圖紙）（2）、《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2013)（3）、《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50205—2001）（4）、《合金結構鋼技術條件》（GB3077-88）（5）、《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041-2010）（6）、《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》（JTJ025-86）（7）、《預應力混凝土用螺紋鋼筋》（GB／T20065-2006）（8）、《鋼結構焊接規(guī)范》（GB50661-2011）（9）、《機械設計手冊》（第五版）（10）、路橋施工計算手冊（11）、路橋施工計算專家RBCCE2．結構參數(shù)（1）懸臂澆筑砼箱梁最不利段長度為4m。（2）箱梁底板寬6.5m，頂板寬12.5m。3.設計荷載：（1）懸臂澆筑最重梁段約1281.8kN。（2）掛籃及模板總重約530kN，其中內(nèi)模系統(tǒng)自重20kN，外側模系統(tǒng)自重70kN，底模板系統(tǒng)45kN。（3）人群及機具荷載取2.5KPa。（4）荷載組合：a.1.2*(砼重+掛籃自重)+1.4*人群機具(強度、穩(wěn)定)b.砼重+掛籃自重+人群機具(剛度)c.砼重+掛籃自重+風荷載(穩(wěn)定)（5）核算參數(shù)：a.鋼筋砼比重取值為；26.5kN/m3d.主桁架前頂點變形位移小于20mm；e.頂橫梁、底橫梁撓度小于10mm；f.錨固桿、懸吊桿強度安全系數(shù)不小于2.5；g.抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于2.0。（6）最不利工況下最大組合荷載值：a.荷載組合：1.2*（1281.8+530）+1.4*2.5*12.5*3.5=2327.285kN(強度、穩(wěn)定性)b.荷載組合：1*(1281.8+530)+1.*2.5*12.5*3.5=1921.175kN(剛度)（7）主材設計標準強度4、本計算書單位除特殊標注外，長度單位為m,應力單位為Mpa，彎矩單位為kNm,剪力和軸力單位為Kn.三、主構架計算1、主構架結構圖4主構架結構2、主構架各桿件截面特性構件eq\o\ac(○,1)-eq\o\ac(○,5)均為2[32b槽鋼,Q235鋼,見下圖,圖5雙[32b槽鋼截面特性3、主構架強度和穩(wěn)定性計算模型一側主構架承受的荷載為：2327.285/2/2*（3.9/5.3）=428.08kN，見下圖。圖6菱形構架荷載情況4、主構架計算結果圖7最大截面正應力圖8剪力圖圖9軸力圖圖10支座反力及位移5、結論(1)最大正應力σ=51.5MPa<f=205MPa，滿足強度要求。(2)最大剛度：w=8.968/5300/1.2=1/714<[w]=1/400，滿足剛度要求。6、壓桿穩(wěn)定性計算3號桿為最不利受壓桿，其承載能力由其穩(wěn)定性確定。穩(wěn)定性計算結果如下：圖12軸力圖軸心壓力設計值=793.15kN截面面積A=169.8cm2繞X軸彎曲的計算長度Lx=635cm繞Y軸方向計算長度Ly=635cm繞X軸方向上截面慣性矩Ix=32453.514cm4繞Y軸方向上截面慣性矩Iy=23970.761cm4材料抗壓強度設計值f=205MPa容許長細比【λ】=150繞X軸的回轉(zhuǎn)半徑ix=EQ\r(,\f(Ix,A))=191.1cm繞Y軸的回轉(zhuǎn)半徑iy=EQ\r(,\f(Iy,A))=141.cm繞X軸的長細比λx=EQ\f(Lx,i\s(,x))=3.32<【λ】=150,剛度條件滿足要求！繞Y軸的長細比λy=EQ\f(Ly,i\s(,y))=4.5<【λ】=150剛度條件滿足要求！λx<λy，根據(jù)λy查表得穩(wěn)定系數(shù)φ=0.945穩(wěn)定性檢算：σ=EQ\f(F,φA)=46.25.7MPa<f=205MPa,結論:滿足壓桿穩(wěn)定性要求！5、主構架剛度計算剛度計算時`一片主構架的計算荷載為：1921.175/4*(3.9/5.3)=353.423kN圖13剛度計算荷載相應的變形為：圖14變形圖四、混凝土澆注時后錨力學計算菱形主構架一側由三對φ32精扎螺紋鋼筋錨固，φ32精扎螺紋鋼筋承載能力為：1/4×3.14×32×32×930=747.6kN;后錨最大錨固力為：Nmax=568.6kN,則一根φ32精扎螺紋鋼筋最大承受568.6/6=94.77kN<[P]=747.6kN軸力,抗傾覆安全系數(shù)為747.6/94.77=7.89。五、前上、下橫梁及吊桿計算1、前上橫梁及前下橫梁截面特性圖15前上和前下橫梁截面特性2、前上橫梁、前下橫梁及吊桿等效計算模型圖16前上橫梁計算模型3、前上橫梁、前下橫梁及吊桿等效計算結果圖17彎矩圖圖18吊桿拉應力圖19前上橫梁與前下橫梁的最大正應力圖圖20軸力圖圖21剪力圖圖22變形曲線4、結論（1）前上橫梁與前下橫梁的最大截面正應力為σ=166.6Mpa<f=205Mpa,滿足強度要求；（2）吊桿的最大拉應力為σ=167.9<f=930Mpa。K=930/167.9=5.54,滿足強度要求。（3）吊桿處最大位移w=9.38mm,滿足掛籃剛度要求。六、后下橫梁計算1、后下橫梁截面特性圖23截面特性2、后下橫梁計算模型圖24計算模型3、后下橫梁計算結果圖25彎矩圖圖26吊桿拉應力圖27后下橫梁最大截面正應力圖28軸力圖圖29剪力圖圖30變形曲線4、結論（1）前上橫梁與前下橫梁的最大截面正應力為σ=32.2Mpa<f=205Mpa,滿足強度要求；（2）每處吊桿有兩根精扎螺紋鋼筋，則一根精扎螺紋鋼筋的最大拉應力為σ=455.2<f=930Mpa。K=930/455.2=2.05,滿足強度要求。（3）吊桿處最大位移w=4.7/1.2=3.92mm,滿足掛籃剛度要求。七、凝土澆筑時外滑梁計算1、外滑梁截面特性圖31雙[36a截面特性2、外滑梁計算模型圖32計算模型3、外滑梁計算結果圖33彎矩圖圖34最大截面應力圖圖35剪力圖圖36變形曲線4、結論(1)最大正應力σ=99.9MPa<f=205MPa，滿足強度要求。(2)最大剛度：w=8.479/5300/1.2=1/520<[w]=1/400，滿足剛度要求。八、掛籃走行時外滑梁計算1、掛籃走行時計算模型圖37計算模型2、掛籃走行時計算結果圖38彎矩圖圖39最大截面正應力圖圖40剪力圖圖41變形曲線3、結論(1)最大正應力σ=39.7MPa<f=205MPa，滿足強度要求。(2)最大剛度：w=6.881/8000=1/1162<[w]=1/400，滿足剛度要求。九、底?？v梁計算1、底?？v梁截面特性圖53底?？v梁H30型鋼截面特性2、底?？v梁計算模型圖54計算模型3、底?？v梁計算結果圖55彎矩圖圖56最大截面正應力圖57變形曲線4、結論(1)最大正應力σ=143.9MPa<f=205MPa，滿足強度要求。(2)最大剛度：w=12.5/5300/1.2=1/509<[w]=1/400，滿足剛度要求。十、結論與注意事項1、通過對掛藍主構架、前后吊桿、前上橫梁、前下橫梁、后下橫梁、內(nèi)滑梁、外?；?、后錨吊桿等關鍵受力構件分析計算知，它們的受力滿足強度、剛度及穩(wěn)定性要求；2、建議底?？v梁腹板區(qū)不少于5根H30工字鋼；箱室區(qū)縱梁不少于9根H30型鋼，且均勻布置；底?？v梁縱根數(shù)為19根；3、必須進行掛籃荷載預壓，預壓時，注意堆載情況必須與實際節(jié)段荷載橫向分布相吻合，不符合時，需要事先對預壓荷載進行進行預壓，以避免破壞性加載；4、掛籃荷載預壓過程，需要全程變形監(jiān)測，防止發(fā)生掛籃荷載預壓安全事故；5、實際節(jié)段混凝土澆筑期間還需要進行掛籃變形檢查和監(jiān)測，確保掛籃施工安全有序進行。第九章、掛籃整體建模計算掛籃結構計算模型見下圖，包括主桁架、立柱間橫向連接系、前上下后橫梁、底籃分布梁、滑梁等所有的承重系統(tǒng)。菱形掛籃結構計算空間模型有限元節(jié)點圖有限元單元圖一、荷載計算及組合①、荷載系數(shù)自重分項系數(shù)：1.2箱梁混凝土分項系數(shù):1.2施工荷載分項系數(shù)：1.4②、作用于掛籃的荷載箱梁荷載：取2#塊計算根據(jù)箱梁截面受力特點，劃分箱梁各節(jié)段斷面如圖所示：通過建立箱梁各節(jié)段三維模型并查詢各段體積，計算箱梁斷面內(nèi)各段重量如下表所示段號2#塊(3m)備注=1\*GB3①0.65m2校核外模最外滑梁=2\*GB3②0.625m2校核外模最內(nèi)滑梁=3\*GB3③3.71m2校核腹板位置處縱梁=4\*GB3④2.2m2校核內(nèi)?；孩?.63m2校核底板位置處縱梁③、滑梁縱梁線荷載計算外模最外滑梁P1=0.65*26=16.9KN/m外模最內(nèi)滑梁P2=0.625*26=16.25KN/m腹板位置處縱梁P3=3.71*26/5=19.292KN/m內(nèi)?；篜4=2.2*26/2=28.6KN/m底板位置處縱梁P5=3.63*26/9=10.487KN/m人群荷載L=2.5*12.5/25=1.25KN/m二、掛籃剛度驗算垂直方向最大位移Wz=1.8cm<2cm，滿足要求。三、掛籃各桿件計算1．分配梁的計算正應力比fmax/[f]=0.736<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.298<1，滿足要求。2．滑梁的計算正應力比fmax/[f]=0.371<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.104<1，滿足要求。3．后下橫梁的計算正應力比fmax/[f]=0.530<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.507<1，滿足要求。4．后上桁架梁的計算正應力比fmax/[f]=0.141<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.019<1，滿足要求。5．前下橫梁的計算正應力比fmax/[f]=0.377<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.018<1，滿足要求。6．前上橫梁的計算正應力比fmax/[f]=0.608<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.397<1，滿足要求。7．32精軋螺紋鋼的計算正應力比fmax/[f]=0.719<1，滿足要求。剪應力比fvmax/[fv]=0.001<1，滿足要求。8．主桁架的計算正應力比fm