安家寨60+100+60連續(xù)梁掛籃計(jì)算書(shū)

1、 安家寨大橋（60+100+60）m連續(xù)梁掛藍(lán) 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)中鐵十一局集團(tuán)漢江重工2016年6月第1章 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1、 (60+100+60)m施工圖紙。2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003；3、路橋施工計(jì)算手冊(cè)；4、橋梁工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)；5、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；1.2 工程概況本工程主橋橋跨組成為60+100+60m的單箱單室雙線(xiàn)連續(xù)梁。箱梁頂寬12.2m，翼緣板長(zhǎng)2.75m，支點(diǎn)處梁高7.8m，跨中梁高4.8m，梁高及底板厚按二次拋物線(xiàn)變化。腹板厚90cm（支點(diǎn)）至50cm（跨中）折線(xiàn)變化，底板厚度為130cm（支點(diǎn)）至44cm（跨中）按直線(xiàn)線(xiàn)性變化，頂板厚度為70

2、cm（支點(diǎn)）至45cm（跨中）。箱梁0#塊梁段長(zhǎng)度為12m，合攏段長(zhǎng)度為2.0m；掛籃懸臂澆注箱梁最重塊段為1#塊，其重量為174.8噸，長(zhǎng)度3m。該特大橋箱梁懸臂澆注段采用菱形掛籃施工。1.3 掛籃設(shè)計(jì)1.3.1 主要技術(shù)參數(shù)、鋼彈性模量Es2.1×105MPa；、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：Q235鋼 厚度或直徑16mm，f=215N/mm2，fV=125 N/mm2Q345鋼 厚度或直徑16mm，f=310N/mm2，fV=180 N/mm2厚度或直徑>1640mm，f=295N/mm2，fV=170 N/mm21.3.2 掛籃構(gòu)造掛籃為菱形掛籃，菱形架各桿件采用240a普通熱軋槽鋼

3、組焊，前橫梁由2I45a組焊，底托系統(tǒng)前托梁由2I45a組焊，后托梁由2I45a組焊，底縱梁由236b組焊。主桁系統(tǒng)重13.3t、行走系統(tǒng)重6.6t、前橫梁重2.8t、底托系統(tǒng)重15.7t（含底模模板重量）、內(nèi)模系統(tǒng)重5t（內(nèi)模重量估算）、側(cè)模重20.3t，整個(gè)掛籃系統(tǒng)約重63.7t。 1.3.3 掛籃計(jì)算設(shè)計(jì)荷載及組合 、荷載系數(shù)考慮箱梁混凝土澆筑時(shí)脹模等系數(shù)的超載系數(shù)：1.05；澆筑混凝土動(dòng)力系數(shù)：1.2；掛籃空載行走時(shí)的沖擊系數(shù)1.3；澆筑混凝土和掛籃行走時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.0。恒載分項(xiàng)系數(shù)K1=1.2；活載分項(xiàng)系數(shù)K2=1.4。、作用于掛籃主桁的荷載箱梁荷載：箱梁荷載取1#塊計(jì)算。

4、1#塊段長(zhǎng)度為3m，重量為174.8t計(jì)算；施工機(jī)具及人群荷載：2.5kN/m2；掛籃自重（不含行走及主桁架系統(tǒng)）：43.8t；、荷載組合荷載組合：混凝土重量+超載+動(dòng)力附加荷載+掛籃自重+人群和機(jī)具荷載；荷載組合：掛籃自重+沖擊附加荷載；荷載組合用于主桁承重系統(tǒng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算，荷載組合用于掛籃系統(tǒng)行走算。第2章 掛籃底托系統(tǒng)計(jì)算2.1 底縱梁計(jì)算2.1.1 腹板下縱梁的計(jì)算腹板下縱梁按1#梁段計(jì)算。1#梁段兩端截面高度分別為7.387m和7.004m，箱梁腹板厚0.869-0.9m，腹板每側(cè)荷載由3根底縱梁承擔(dān)，縱梁間距為0.4m。腹板處混凝土線(xiàn)荷載為：底模板重量按1.0kN/m2計(jì)，底模

5、板荷載為：人群及機(jī)具荷載為：傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載；1#塊加強(qiáng)縱梁的荷載為：加強(qiáng)縱梁的受力及計(jì)算模型下圖：加強(qiáng)縱梁受力計(jì)算圖支點(diǎn)反力分別為：最大彎矩: 底縱梁選用2-36b，查表知其截面特性參數(shù)為：A=2×68.09cm2，Wx=2×702900mm3，Ix=2×126517000mm4彎曲應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求；剪切應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求；由以上計(jì)算可知，腹板下縱梁應(yīng)力強(qiáng)度和變形條件均滿(mǎn)足要求。2.1.2 底板下縱梁的計(jì)算底板下縱梁按1#梁段計(jì)算。計(jì)算混凝土厚度0.832m0.9m，底板荷載由7根縱梁承擔(dān)。底板混凝土荷載： 模板重量按1kN/m2計(jì)，模板荷載為：人群及機(jī)

6、具荷載：傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：每根底板下縱梁的荷載為： 底板縱梁載荷小于腹板，故不做驗(yàn)算！由以上計(jì)算可知，腹板下縱梁應(yīng)力強(qiáng)度和變形條件均滿(mǎn)足要求。2.2 底托梁計(jì)算：（按1#梁段計(jì)算）2.2.1 澆注狀態(tài)后托梁由底板下縱梁的計(jì)算可知，支座反力RA=118.4KN , RB=98.2KN，。因此前托梁近似承擔(dān)底部荷載的45%，后托梁承擔(dān)底部荷載的55%。故在此只對(duì)后托梁在澆注狀態(tài)進(jìn)行受力分析。底縱梁自重：6.42KN故，對(duì)于前托梁：腹板處每根底縱梁的集中荷載：kN底板處每根底縱梁的集中荷載：kN后托梁受力簡(jiǎn)圖后托梁彎矩圖(單位:KN·m) 后托梁剪力圖(單位:KN)后托梁由2I4

7、5a組成查表可知型鋼組合截面特性參數(shù)為：A=2×10238mm2 Wx=2×1432900mm3 Ix=2×322410000mm4由彎矩圖可知最大彎矩:Mmax=435.24Kn/m彎曲應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求。剪切應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求；由以上計(jì)算可知，后托梁在澆注狀態(tài)下，滿(mǎn)足要求。2.2.2 澆注狀態(tài)前托梁對(duì)于后托梁：腹板處每根底縱梁的集中荷載： kN底板處每根底縱梁的集中荷載： kN前拖梁受力簡(jiǎn)圖前托梁彎矩圖(單位:KN·m)前托梁剪力圖(單位:N)前托梁由2I45a組成查表可知型鋼組合截面特性參數(shù)為：A=2×10238mm2 Wx=2×1

8、432900mm3 Ix=2×322410000mm4由彎矩圖可知最大彎矩:Mmax=242.6Kn/m彎曲應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求。剪切應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求；由以上計(jì)算可知，前托梁在澆注狀態(tài)下，滿(mǎn)足要求。2.2.3吊帶（桿）計(jì)算：假設(shè)前托梁所有荷載只由腹板兩側(cè)吊帶承擔(dān)，根據(jù)托梁剪力圖，可得受力最大吊帶（桿）受力值為：R=415.8+119.29=535.1 kN（后吊點(diǎn)）R=237.6+100.4=338kN（前吊點(diǎn)）吊桿強(qiáng)度驗(yàn)算：吊桿用32mm精軋螺紋鋼筋，,滿(mǎn)足要求；吊帶強(qiáng)度驗(yàn)算：吊桿用20×200mmQ345B吊帶，,滿(mǎn)足要求；2.3前橫梁2.3.1前橫梁澆注狀態(tài)下受力計(jì)算（按

9、1#梁段計(jì)算） P1=237.6+100.4=338kN，為上橫梁作用力。（腹板外側(cè)吊帶作用力） （內(nèi)模系統(tǒng)吊桿作用力） 前橫梁受力簡(jiǎn)圖前橫梁彎矩圖前橫梁剪力圖前橫梁由2I40a組成查表可知型鋼組合截面特性參數(shù)為：A=2×8607mm2 Wx=2×1085700mm3 Ix=2×217140000mm4由彎矩圖可知最大彎矩:Mmax=253.8Kn/m彎曲應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求。剪切應(yīng)力：,滿(mǎn)足要求；由以上計(jì)算可知，前橫梁在澆注狀態(tài)下，滿(mǎn)足要求。第三章 掛籃主桁架計(jì)算1澆筑最重塊（4#塊）時(shí)受力計(jì)算 混凝土重量+澆注動(dòng)力荷載+超載：前吊點(diǎn)承擔(dān)混凝土荷載的45%，即：=2

10、202×45%=991kN 掛籃荷載：前橫梁自重18.8KN前吊點(diǎn)承擔(dān)底托系統(tǒng)、側(cè)模、內(nèi)模、端模、操作平臺(tái)的50荷載：P1=48×10×1.2×50=288kN 前吊點(diǎn)承擔(dān)人群和機(jī)具荷載的50： P2=2.5×12.2×3×1.4×50 =64kN 傾倒和振搗混凝土荷載的50： P3=4×12.2×3×1.4×50=102.5kN單片主桁前吊點(diǎn)荷載：結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖每片主構(gòu)架有4根鋼筋后錨，采用預(yù)埋形式后錨。32mm的精軋螺紋鋼筋抗拉強(qiáng)度為787KN，后錨群的錨固力按70%折減，

11、F=787×4×70%=2204KN; 設(shè)后錨力為Q，則：732×5.2=4.6×Q Q=828KN;安全系數(shù)：，滿(mǎn)足抗傾覆要求！2. 主構(gòu)架各桿件計(jì)算2.1 桿件強(qiáng)度計(jì)算按澆注1#節(jié)塊時(shí)的狀態(tài)計(jì)算，由力學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算桿得：各桿件均由2-40a組成。查表可知型鋼組合截面特性參數(shù)為：A=2×7504mm2 Wx=2×878900mm3 Ix=2×175777000mm4組合應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPaMPa）位移等值線(xiàn)（18.4mm20mm）2.2 壓桿穩(wěn)定性計(jì)算軸力圖：KN(1)壓桿穩(wěn)定檢算壓桿長(zhǎng)度為4.37m，所受力為1452.4

12、kN分肢長(zhǎng)細(xì)比按取為14.5按b類(lèi)查表得 合格由以上計(jì)算可知，主構(gòu)架的各桿件強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)變形量均滿(mǎn)足受力要求。3、主構(gòu)架銷(xiāo)軸計(jì)算主桁架銷(xiāo)軸采用40Cr，直徑125mm，最大軸力1505.3KN3.1.銷(xiāo)軸強(qiáng)度驗(yàn)算:剪應(yīng)力：，滿(mǎn)足要求。3.2.節(jié)點(diǎn)板銷(xiāo)孔承壓計(jì)算節(jié)點(diǎn)板板厚為20mm，每塊節(jié)點(diǎn)板單面焊 20mm厚補(bǔ)強(qiáng)板，銷(xiāo)孔直徑D=125mm，壓力P=1505.3/2=753KN壓應(yīng)力：，滿(mǎn)足要求。3.3.桿件銷(xiāo)孔承壓計(jì)算槽鋼腹板厚為10mm，槽鋼腹板內(nèi)側(cè)焊 20mm厚補(bǔ)強(qiáng)板，銷(xiāo)孔直徑D=125mm，壓力P=1505.3/2=753KN壓應(yīng)力：，滿(mǎn)足要求。4掛籃空載行走時(shí)受力計(jì)算掛籃空載前移時(shí)，只靠反扣輪及配重平衡其傾覆力，每個(gè)反扣輪的極限承載力為90.8KN。掛籃的前橫梁、底模系、側(cè)模、內(nèi)模、端模、吊帶系統(tǒng)以及操作平臺(tái)等總重480KN，設(shè)主構(gòu)架前支點(diǎn)承