主橋掛籃計算書

.z.一、工程概況及計算依據(jù)1.1、工程概況機場高速公路包含主線、東、西集散車道，均跨越淮河新河相交，本次施工的橋梁為東、西集散車道跨淮河新河大橋。東集散車道跨淮新河橋梁墩號、樁號圍：Pe13～Pe16，K4+026.57～K4+226.57；西集散車道跨淮新河橋梁墩號、樁號圍：Pw13～Pw16，K4+026.54～K4+226.54，橋梁構(gòu)造采用單箱單室斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，橋梁全寬15.5m，中墩及邊墩頂梁高為5.4m、2.7m，變高梁以腹板斜率不變，變底板寬度來實現(xiàn)。主要施工工藝：箱梁采用對稱懸臂澆筑法施工，邊跨現(xiàn)澆段搭設(shè)支架澆筑，先邊跨合攏再中跨合攏。上部構(gòu)造主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁，跨徑組合54+92+54m。中支點梁高5.4m高跨比1/17.04；跨中梁高2.7m，高跨比1/34.07。箱梁高度按2次拋物線線形變化，邊跨與中跨梁高對稱。橋梁截面為單箱單室斜腹板箱型截面，箱梁頂板寬15.2m，設(shè)置單向2%橫坡；底板橫向為平坡。截面尺寸：頂板厚28cm；底板厚30～80cm；腹板厚45～85cm；懸臂板長度3.7m，挑臂根部厚55cm。在墩頂及中跨跨中設(shè)置橫梁。箱梁節(jié)段長度0*塊為12.0m，其它節(jié)段長度3×3.0m+4×3.5m+4×4.0m，共11節(jié)段。合攏段長2.0m。全橋共設(shè)1個主跨合攏段和2個邊跨合攏段。各節(jié)段梁體參數(shù)表節(jié)段編號邊跨現(xiàn)澆段合攏段11*10*9*8*7*節(jié)段長度〔cm〕6.882.04.04.04.04.03.5節(jié)段重量〔t〕248.051.1102.43103.42104.16114.24113.71節(jié)段編號6*5*4*3*2*1*0*節(jié)段長度〔cm〕3.53.53.54.03.03.03.0節(jié)段重量〔t〕121.17126.71133.05119.65125.36131.49690.991.2、計算依據(jù)1、機高速東西集散車道跨淮河新河大橋施工圖紙〔第二冊〕；2、我單位積累的成熟技術(shù)、科技成果、施工方法以及從事類似工程的施工經(jīng)歷；3、"公路橋涵施工技術(shù)規(guī)"〔G/TF50-2011〕；4、"公路工程施工平安技術(shù)規(guī)程"〔JTJ076-95〕；5、"路橋施工計算手冊"人民交通；6、"公路鋼木構(gòu)造設(shè)計規(guī)"(JTJ025-1986)。1.3、計算荷載參數(shù)取值1、施工人員、施工料具運輸、堆放荷載：①計算模板及直接支撐模板的小棱時，取2.5KN/m2；②計算直接支撐小棱的梁或拱架時取1.5KN/m2；③計算支架立柱及支承拱架的其它構(gòu)造構(gòu)件時取1.0KN/m2；2、振搗荷載2.0KN/m2；3、模板、支架自重：0.750KN/m2；4、鋼筋混凝土容重?。海?、鋼材彈性模量取：；6、A3鋼力學(xué)性能：軸心應(yīng)力；彎曲應(yīng)力；剪應(yīng)力(其容許應(yīng)力按臨時構(gòu)造組合Ⅰ提高1.3倍)；4、計算模型本工程采用三角桁架片組成的三角掛籃，掛籃按最重節(jié)段4*重量為1330.5KN進展設(shè)計，其主要技術(shù)指標見。掛籃設(shè)計參數(shù)表項目設(shè)計參數(shù)設(shè)計承載能力〔噸〕180掛籃總重〔噸〕48掛籃自重最重懸澆梁段重量比值0.36掛籃主桁平安系數(shù)2.5掛籃承重時抗傾覆平安系數(shù)＞2.0掛籃行走時抗傾覆平安系數(shù)＞2.0掛籃前吊桿最大變形量〔mm〕5.3掛籃主承重桁架彈性撓度〔mm〕9.0掛籃累計最大變形量〔mm〕14.3本橋掛籃采用三角桁架式掛籃，掛籃主要由主桁三角架及連接器、底模系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、模系統(tǒng)、橫梁系、懸吊系、支墊梁及軌道梁等組成。〔1〕、主桁三角架：由主桁三角桁架由立柱、斜拉桿、主梁組成。主梁由2根[40b型鋼加工而成，共長11.0m，是掛籃主要的承重構(gòu)造。掛籃兩根主梁之間設(shè)有平聯(lián)、斜聯(lián)，以減少負荷后側(cè)向變形，增加整體穩(wěn)定性。每片主桁立柱由2根[32b型鋼加工而成，長420cm，銷孔間距為425cm。斜拉桿采用[22b型鋼加工而成，前斜拉桿銷孔間距為641cm、后斜拉桿銷孔間距為560cm、，立柱橫聯(lián)采用由[12焊接而成的剛性桁架。立柱、斜拉桿及主梁構(gòu)成三角桁架，共同承受主桁前、后橫梁傳給的外荷載。主梁與立柱之間采用底座連接、斜拉桿為銷軸連接?！?〕、橫梁系由前、后上橫梁；前、后下橫梁組成，橫梁由2[36b槽鋼和2[40b加工而成。前、后上橫梁固定在主桁架上，底模系統(tǒng)固定在前、后下橫梁上，前下橫梁通過吊桿吊于前上橫梁上，后下橫梁由雙頭螺桿錨固在已經(jīng)澆筑好的梁段上?！?〕、懸吊系是掛籃的升降系統(tǒng)，位于掛籃的前部，其作用是懸吊和升降底模、側(cè)模、模和工作平臺等，以適應(yīng)懸臂段高度的變化。由吊桿、吊桿座、千斤頂、手拉葫蘆等組成。吊桿及后錨桿均采用JL32精扎螺紋鋼。用精扎螺紋鋼做的各吊桿接長、錨固的連接器和螺母均采用相應(yīng)的標準件，除頂升用的螺母為單螺母外，其余均應(yīng)采用雙螺母。各前、后吊桿及后錨吊桿應(yīng)使用符合規(guī)要求的材料，各吊桿在箱梁施工過程中嚴禁碰到電焊火花。前吊桿下端與底模平臺前橫梁栓接，上端支持于前上橫梁，前上橫梁上設(shè)千斤頂及扁擔(dān)梁調(diào)節(jié)高度，以實現(xiàn)底模及工作平臺的升降。另外葫蘆控制模的前移?！?〕、行走系是掛籃前后移位的主要裝置，包括手拉葫蘆、軌道梁、前后支撐梁下鋪設(shè)滾鋼形成滾動裝置和牽引設(shè)備?！?〕、模板系由底模、側(cè)模、模、端模等組成。底模：底模由底模架和底模板組成。底?？v梁由I28b型鋼組成，底模板由[10槽鋼+5mmA3鋼板拼焊組成，底模架前端連有角鋼，組成操作平臺。側(cè)模：為桁架式整體模板，由型鋼焊成的側(cè)模骨架和其上鋪[6.3槽鋼+5mmA3鋼板組成。側(cè)模由縱梁承托在前、后下橫梁上，側(cè)?？v梁前部通過懸吊系吊在前下橫梁上。后端通過吊桿懸吊在后下橫梁上，掛籃行走時，側(cè)模與掛籃底盤一起行走。模：頂模采用型鋼焊成的桁架片其上鋪設(shè)木模組成，模架型鋼桁架片下設(shè)滑套，可以沿滑梁行走，滑梁為25b工字鋼，其后部錨在梁段頂板上，前端通過懸吊系吊在前上橫梁上。模架以箱梁上倒角上部為軸，中部、下部以型鋼對撐。模的前移在下一段的底板、腹板的鋼筋、預(yù)應(yīng)力管理、預(yù)埋件等安裝完成后進展。端模：為木模，以10*10cm方木為加勁帶，為一次性使用。為改善混凝土的外觀質(zhì)量，提高梁段接縫的平整度，在所有模板間接縫處均粘貼2cm厚的海綿條〔寬5cm以上〕，以使模板接縫嚴密不漏漿。為保證施工平安，操作方便，每套掛籃設(shè)5個工作平臺，前上橫梁設(shè)吊帶長度調(diào)整平臺1個，前上橫梁下設(shè)有1個工作平臺，底橫梁下設(shè)工作平臺1個，兩端設(shè)拉工作平臺2個。工作平臺上安裝扶手、欄桿、及防護網(wǎng)。二、掛籃驗算2.1、底模系統(tǒng)底模系統(tǒng)的組成:〔1〕、面板：采用5mm厚鋼板組成的定型鋼模?！?〕、橫向分配梁：為間距=25cm的[10槽鋼?！?〕、縱梁：I28b工字鋼。荷載組合〔1〕、以4*塊箱梁混凝土自重控制，荷載分塊為腹板Ⅰ、底板〔含倒角〕Ⅱ、頂板〔含倒角〕Ⅲ、翼緣板Ⅳ四塊?；炷涟?.6T/m3計。a、腹板砼自重:b、底板砼重:c、頂板砼自重:d、翼板砼自重:〔2〕、模板荷載：模、底模按0.75KN/m2計算?！?〕、施工人員和施工材料、機具行走或堆放荷載取2.5Kpa=0.0025N/㎜2?！?〕、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載取2.0Kpa=0.002N/㎜2。面板的強度及變形驗算面板取b=10㎜，則分配梁[10槽鋼的間距為=25cm，荷載q=10×p=10×0.0493=0.493N/㎜,按四等跨連續(xù)梁驗算。面板參數(shù)：I=bh3/12=10*53/12=104.2㎜4；W=bh2/6=10*52/6=41.7㎜3；計算圖示如圖1:計算圖彎矩圖計算結(jié)果如下：σma*=Mma*/W=79.17Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpafma*=0.35mm<[f0]=1.5mm[10槽鋼小分配梁分配梁[10槽鋼間距為=25cm。[10槽鋼的參數(shù)：I=198.3cm4W*=39.7cm3A=12.74cm2腹板下砼自重:1.2*[(4.726+4.418)/2]*26*1.03=146.926KN/㎡；底板下砼自重:1.2*1.03*305.76/[(6.75-1.3)*3.5]=19.812KN/㎡；模板自重:1.2*0.005*78.8=0.473KN/㎡；[10槽鋼楞木自重:q3=1.2*0.1=0.12KN/m；施工等荷載:1.4*4.5=6.3KN/㎡。則:腹板計算荷載:q1=250*(146.926+0.473+6.3)/1000+0.12=38.54N/mm，底板下總荷載:q2=250*(19.812+0.473+6.3)/1000+0.12=6.77N/mm，計算圖示如下列圖:計算圖彎矩圖計算結(jié)果如下：Mma*=2035393.75N·mmσma*=Mma*/W=52.27Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpafma*=0.23mm<[f0]=L/500=2.1mm縱梁以4*梁段作控制塊件，分析縱梁受力?？v梁的布置：4根I28b工字鋼縱梁承當(dāng)腹板荷載，6根I28b工字鋼縱梁承當(dāng)?shù)装搴奢d。腹板縱梁腹板縱梁采用4根I28b。I28b參數(shù):I=7480cm4W*=534.3cm3A=61.05cm2荷載取值：a、腹板砼自重：b、底模自重荷載：c、縱梁自重:d、施工荷載：總計荷載計算圖示如圖下計算圖彎矩圖反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩30.00000000207.2439500.00000000207.24395090.00000000.0000000020.00000000114.5910500.00000000114.59105090.00000000.00000000計算結(jié)果如下：Mma*=233.27KN·mσma*=Mma*/W*=108.75Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpafma*=9mm<=12.5mm底板縱梁底板縱梁采用6根I28b，荷載取值：a、底板砼自重：b、底模自重荷載：c、縱梁自重:d、施工荷載：總計荷載計算圖示如圖4。計算圖彎矩圖反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩30.00000000274.3171000.00000000274.31710090.00000000.0000000020.00000000156.7129000.00000000156.71290090.00000000.00000000計算結(jié)果如下：Mma*=309.47KN·mσma*=96.53Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpa;fma*=7.1mm<=12.5mm。2.2橫梁橫梁分前、后上橫梁和前、后下橫梁，均采用雙拼槽鋼構(gòu)造，橫梁的受力分以下兩種工況：〔1〕、懸澆狀態(tài)；〔2〕、掛籃前移前下橫梁2[36b，[36b參數(shù):I=12650cm4W*=703cm3A=68.1cm2第一工況：懸澆狀態(tài)1、腹板縱梁傳給前下橫梁的荷載：2、底板縱梁傳給前下橫梁的荷載：3、前下橫梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷載：5、翼板及腹板模板重：6、翼板上施工等荷載:則：翼板傳給橫梁集中荷載：118.69/2=59.34KN；計算圖示如下列圖:計算結(jié)果如下：反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩20.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.0000000030.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000040.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000050.0000000011.42005630.0000000011.420056390.00000000.0000000060.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000070.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000080.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.00000000σma*=Mma*/W*=34.44Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpafma*=0.4mm<=4.625mm。吊桿拉力:Nma*=174.55KN<[N0]=3.14*(16*10-3)2*650*106*10-3=525KN(JL32)。后下橫梁2[40b，[40b參數(shù):[40b參數(shù):I=18640cm4W*=932cm3A=83cm2第一工況：懸澆狀態(tài)1、腹板縱梁傳給前下橫梁的荷載：2、底板縱梁傳給前下橫梁的荷載：3、后下橫梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷載：5、翼板及腹板模板重：6、翼板上施工等荷載:則：翼板傳給橫梁集中荷載：118.69/2=59.34KN；6、計算圖示如下列圖:后橫梁的吊桿位置同前橫梁相對應(yīng)布設(shè)。7、計算結(jié)果如下：反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩20.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.0000000030.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000040.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000050.0000000024.79758040.0000000024.797580490.00000000.0000000060.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000070.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000080.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.00000000σma*=Mma*/W*=43.52Mpa<1.3*[σ0]=188.5Mpafma*=0.42mm<=4.625mm。吊桿拉力:Nma*=291.92KN<[N0]=525KN(JL32)。第二工況：掛籃前移掛籃在前移時,其后下橫梁受力為最不利,故僅對后下橫梁驗算。腹板縱梁及底模自重傳給后下橫梁的荷載：腹板縱梁采用4根I28b：單位重G=47.9Kg/m。a、底模自重荷載：b、縱梁自重:總計荷載計算圖示如圖下底板縱梁及底模自重傳給后下橫梁的荷載：底板縱梁采用6根I28b，G=47.9Kg/m。荷載取值：a、底模自重荷載：b、縱梁自重:總計荷載3、后下橫梁自重4、翼板及腹板模板重：5、計算圖示如下列圖:6、計算結(jié)果如下：反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩10.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.0000000090.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.00000000Mma*=220.13KN·mσma*=Mma*/W*=118.1Mpa<1.3[σ0]=188.5Mpa；fma*=5.2cm。前上橫梁2[40b，[40b參數(shù):[40b參數(shù):I=18640cm4W*=932cm3A=83cm2第一工況：懸澆狀態(tài)1、頂板砼自重：前上橫梁承當(dāng)1/2并由2根I25b滑梁承當(dāng)，則每根滑梁承當(dāng)荷載為:Q1=192.192/4=48.05KN；2、頂模自重:Q2=6.0*4.5*0.75=20.25KN，則每根滑梁承當(dāng):Q2=20.25/4=5.06KN；3、前上橫梁自重Q3=2*65.2=1.30KN/m；4、滑梁自重:Q4=42Kg/m*6/2=126Kg=1.26KN；5、施工等荷載:Q5=3.5*6*3.5/4=18.37KN；則滑梁前吊桿承當(dāng)荷載:P=48.05+5.06+1.26+18.37=72.74KN。前上橫梁荷載：根據(jù)前下橫梁計算結(jié)果有：從左至右依次為(KN)：19.8，122.5，174.5，72.7(頂板),11.4，72.7(頂板),174.5，122.5，19.8。5、計算圖示如下列圖:6、計算結(jié)果如下：反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩20.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.0000000030.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.00000000σma*=Mma*/W*=158.8Mpa<1.3[σ0]=188.5Mpafma*=15mm<=18mm。(在中間局部采取襯加勁板及鋼板等加強措施,減小變形值)后上橫梁第一工況：懸澆狀態(tài)因懸澆時后上橫梁不受力，其吊桿全部錨在已澆好梁段頂板和翼板上。第二工況：掛籃前移后上橫梁荷載：根據(jù)后下橫梁計算結(jié)果有：從左至右依次為(KN)：43.72,43.72。1、后上橫梁自重Q3=2*65.2=1.3KN/m；2、計算圖示如下列圖:計算結(jié)果如下：Mma*=229.83KN·m反力計算結(jié)點約束反力合力支座結(jié)點水平豎直力矩大小角度力矩20.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.0000000030.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.00000000σma*=Mma*/W*=123.56Mpa<1.3[σ0]=188.5Mpa；2.3主梁第一工況：懸澆狀態(tài)〔1〕、主桁：主桁為三角桁片，由立柱、斜拉桿、主梁組成。主梁由2根I40b型鋼加工而成，共長11.0m，是掛籃主要的承重構(gòu)造。掛籃兩根主梁之間設(shè)有平聯(lián)、斜聯(lián)，以增加整體穩(wěn)定性。每片主桁立柱由2根[32b型鋼加工而成，長420cm，銷孔間距為425cm。斜拉桿采用2根[22b型鋼加工而成，前斜拉桿銷孔間距為641cm，后斜拉桿銷孔間距為560cm，立柱橫聯(lián)采用由槽鋼[12焊接而成的剛性桁架。立柱、斜拉桿及主梁構(gòu)成三角桁架，共同承受主桁前、后橫梁傳給的外荷載。主梁與立柱之間采用底座連接、斜拉桿為銷軸連接。主梁荷載：根據(jù)前上橫梁計算結(jié)果有：R=406.25KN；計算圖示如下列圖:計算結(jié)果如下：力計算桿端1桿端2單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-406.250000-101.5625002-505.87781420.5844057-101.562500-505.87781420.5844057-2.757352473-505.8778140.75543903-2.75735247-505.8778140.755439030.0000000040.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000005-988.1508840.000000000.00000000-988.1508840.000000000.000000006661.8912090.000000000.00000000661.891