掛籃有限元分析計算報告

1、65+110+65m跨連續(xù)梁施工掛籃有限元分析計算報告計算： 批準(zhǔn)： 批準(zhǔn)： 佛山市三水中德路橋材料有限公司二二二二二二年一月五日目 錄1概況12主要計算工況及計算荷載23設(shè)計參數(shù)34參照規(guī)范35鋼材設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度46材質(zhì)參數(shù)47掛籃澆筑狀態(tài)有限元分析計算57.1掛籃1#節(jié)段澆筑工況加載示意圖（t/m2）57.2掛籃段澆筑狀態(tài)整體剛度變形云計算57.2.1整體變形云圖57.3掛籃段澆筑狀態(tài)整體體強(qiáng)度計算37.3.1澆筑首個1#節(jié)段系統(tǒng)最大應(yīng)力：37.3.2澆筑首個4#節(jié)段系統(tǒng)最大應(yīng)力：37.3.3預(yù)壓工況下的掛籃整體最大應(yīng)力：47.4主桁架系統(tǒng)應(yīng)力及變形云圖57.4.1澆筑1#節(jié)段主桁最大應(yīng)力：

2、57.4.2澆筑4#節(jié)段主桁最大應(yīng)力：57.4.3預(yù)壓工況下主桁最大應(yīng)力：67.4.4澆筑1#節(jié)段主桁最大變形：67.4.5澆筑4#節(jié)段主桁最大變形：77.4.6預(yù)壓工況下主桁最大變形：77.5前上橫梁應(yīng)力計算87.6澆筑狀態(tài)下中橫梁計算97.7后錨扁擔(dān)梁應(yīng)力強(qiáng)度計算（按照228b計算）107.8底模系統(tǒng)應(yīng)力及變形云圖117.9底模預(yù)壓計算127.10前后下橫梁計算137.11外模模板計算(0#段施工)147.12吊桿內(nèi)力圖（單位t）177.13后錨桿內(nèi)力圖（單位kN）187.14支點(diǎn)最大反力計算197.15主桁內(nèi)力207.16主桁銷軸模擬218掛籃行走狀態(tài)有限元分析計算228.1掛籃行走工況

3、加載示意圖228.2行走最大豎向變形及應(yīng)力云圖238.3主桁架系統(tǒng)應(yīng)力云圖248.4前后下橫梁應(yīng)力云圖258.5中橫梁內(nèi)力258.6吊桿內(nèi)力圖（單位t）268.7行走狀態(tài)下內(nèi)外滑梁計算278.8行走后錨固力（單位t）289掛籃后退工況有限元分析計算289.1后退錨固力（單位t）299.2后退工況掛籃整體系統(tǒng)最大應(yīng)力309.3后退工況掛籃整體系統(tǒng)最大變形計算309.4后退吊桿內(nèi)力3110掛籃穩(wěn)定性分析計算3110.1澆筑工況3110.2掛籃行走工況3210.3主桁抗傾穩(wěn)定性計算3211結(jié)論與說明3321 概況該工程計算跨度65+110+65m混凝土連續(xù)梁。梁高4.2m，連續(xù)梁頂板寬33.2m，底

4、板寬度18.82m。連續(xù)梁0#段長12米，節(jié)段長為3.0m；1#、4#節(jié)段重量分別為300及330t，掛籃施工節(jié)段17節(jié)。橋跨結(jié)構(gòu)布置圖菱形掛籃具有性能可靠、穩(wěn)定性好，操作簡單，易于復(fù)合等特點(diǎn)。掛籃總體結(jié)構(gòu)見下圖圖1.掛籃縱向裝置圖2. 掛籃中部橫向結(jié)構(gòu)圖3 掛籃前端橫向結(jié)構(gòu)圖3. 掛籃計算模型2 主要計算工況及計算荷載（1） 首個3m節(jié)段（最重=300）澆筑狀態(tài)下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計算計算；（2） 4#段330t澆筑狀態(tài)下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計算；（3） 掛籃自重107T(不含內(nèi)模，）（4） 預(yù)壓工況計算（5） 行走狀態(tài)下的強(qiáng)度、剛度計算；（6） 后退工況計算荷載組合組合: 混凝土重量+動

5、力附加荷載+掛籃自重+施工機(jī)具和人群重;荷載組合: 混凝土重量+掛籃自重+混凝土偏載+施工機(jī)具和人群重;荷載組合: 混凝土重量+掛籃自重+風(fēng)載;荷載組合: 混凝土重量+掛籃自重+施工機(jī)具和人群重;荷載組合: 掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載。荷載組合用于主桁承重系統(tǒng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算;荷載組合用于剛度計算; 荷載組合用于掛籃行走及后退驗算。（6）模板側(cè)壓力公式?。海ǜ拱錒0=4.17m，底板H1=0.7,頂板H2=0.4）；（7）鋼筋砼比重取值為；（8）人群及施工荷載，按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范取1.5kN/m2；（9）基本風(fēng)壓：廣東省城市名海拔高度風(fēng)壓(kN/m2)(m)n=10n=50n=100江門

6、市6.60.30.500.63 設(shè)計參數(shù)（1）超載系數(shù)1.2；（2）掛籃允許最大累加變形（前橫梁及底板）20mm以內(nèi)；（3）施工時、行走時的抗傾覆安全系數(shù)大于2；（4）自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)大于2；（5）斜拉水平限位系統(tǒng)安全系數(shù)大于2；（6）上水平限位安全系數(shù)大于2。4 參照規(guī)范（1）設(shè)計依據(jù)：本項目工程圖；（2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500172003；（3）鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GB502052001；（4）鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范GB50661-2011（5）碳鋼焊條GB/T511895 GB/T511895；（6）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-20005 鋼材設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度鋼材牌號厚度或直徑d（m

7、m）國標(biāo)GB500172003抗剪拉，彎應(yīng)力端面承壓Q235Bd1612521532516d4012020540d60115200Q345Bd1618031040016d3517029535d50155265注：表中厚度是指計算點(diǎn)的鋼材厚度；對軸心受力桿件是指截面中較厚鋼板的厚度.6 材質(zhì)參數(shù)序號桿件規(guī)格材質(zhì)1底縱梁H350*175Q2352前下橫梁228/20Q2353后下橫梁228/20Q2354吊 桿32/232/30*180吊帶PSB8305后錨梁2*250bQ2356模 板腹板6mm,底板6mmQ2357前上橫梁2H600*200Q2358滑 梁232Q2359主 梁2*320b組焊

8、件Q23510立 柱2320b組焊件Q23511斜拉桿228bQ235斜壓桿2320b組焊件Q2357 掛籃澆筑狀態(tài)有限元分析計算7.1 掛籃1#節(jié)段3m澆筑工況加載示意圖（t/m2） 該工況節(jié)段重量為300 t。34加載圖（自重+節(jié)段重量+人群+鳳載+振搗）側(cè)模及內(nèi)模加載圖7.2 掛籃段澆筑狀態(tài)整體剛度變形云計算7.2.1 整體變形云圖首個節(jié)段施工最大變形18mm位于掛籃前端4#節(jié)段施工最大變形20mm位于掛籃前端超載102%預(yù)壓最大變形23mm位于掛籃前端7.3 掛籃段澆筑狀態(tài)整體體強(qiáng)度計算7.3.1 澆筑1#節(jié)段3m節(jié)段系統(tǒng)最大應(yīng)力：澆筑1#節(jié)段時整體模型應(yīng)力分布云圖，最大應(yīng)力216MP

9、a，位于后下精軋螺紋吊桿上慮掉精軋螺紋筋后，系統(tǒng)梁單元最大應(yīng)力129<215Mpa，位于底?？v筋上7.3.2 澆筑4#節(jié)段系統(tǒng)最大應(yīng)力：澆筑4#段時整體模型應(yīng)力分布云圖，最大應(yīng)力122 MPa，位于吊桿桿位置7.3.3 預(yù)壓工況下的掛籃整體最大應(yīng)力：預(yù)壓時整體模型應(yīng)力分布云圖，最大應(yīng)力165<215MPa（局部應(yīng)力），位主桁后端錨固位置7.4 主桁架系統(tǒng)應(yīng)力及變形云圖7.4.1 澆筑1#節(jié)段主桁最大應(yīng)力：澆筑1#節(jié)段時主桁架系統(tǒng)最大應(yīng)力為80Mpa<215Mpa，滿足使用要求。7.4.2 澆筑4#節(jié)段主桁最大應(yīng)力：澆筑4#節(jié)段時主桁架系統(tǒng)最大應(yīng)力為85Mpa<215Mp

10、a，滿足使用要求。7.4.3 預(yù)壓工況下主桁最大應(yīng)力：主桁架系統(tǒng)預(yù)壓最大應(yīng)力為118Mpa<215Mpa，滿足使用要求7.4.4 澆筑1#節(jié)段主桁最大變形：主桁架系統(tǒng)最大變形為15<20mm 發(fā)生在與前上橫梁外端位置。位于前橫梁外端7.4.5 澆筑4#節(jié)段主桁最大變形：主桁架系統(tǒng)最大變形為15<20mm 位于前橫梁外端7.4.6 預(yù)壓工況下主桁最大變形：掛籃主桁預(yù)壓變形23mm,滿足使用要求，位于前橫梁外端7.5 前上橫梁應(yīng)力計算1#節(jié)段澆筑，前上橫梁最大應(yīng)力73MPa<215Mpa4#節(jié)段澆筑，前上橫梁最大應(yīng)力77MPa<215Mpa預(yù)壓前上橫梁最大應(yīng)力107M

11、Pa<215Mpa7.6 澆筑狀態(tài)下中橫梁計算1#節(jié)段澆筑，中橫梁最大應(yīng)力51MPa<215Mpa4#節(jié)段澆筑，中橫梁最大應(yīng)力53MPa<215Mpa預(yù)壓狀態(tài)下82Mpa<215Mpa7.7 后錨扁擔(dān)梁應(yīng)力強(qiáng)度計算（按照228b計算）澆筑1#節(jié)段時后錨扁擔(dān)梁的最大應(yīng)力為104Mpa<215Mpa，滿足使用要求。澆筑4#節(jié)段時后錨扁擔(dān)梁的最大應(yīng)力為111Mpa<215Mpa，滿足使用要求。預(yù)壓狀態(tài)，后錨梁最大應(yīng)力147 Mpa<215Mpa7.8 底模系統(tǒng)應(yīng)力及變形云圖澆筑1#節(jié)段時底模系統(tǒng)最大應(yīng)力為112Mpa<215Mpa澆筑1#節(jié)段時底模系統(tǒng)

12、最大累加變形15<20mm澆筑4#節(jié)段時底?？v梁最大應(yīng)力為103Mpa<215Mpa澆筑4#節(jié)段時底模系統(tǒng)最大累加變形16<20mm7.9 底模預(yù)壓計算計算荷載：翼緣板砼由吊帶承受一半，則底板砼預(yù)壓時承受330-26=304t，每平米壓力很在=304/3/18.820=5.38t/m2=53.8KN/m2超載120%預(yù)壓底?？v梁最大應(yīng)力為174Mpa<215Mpa超載120%預(yù)壓底模系統(tǒng)最大累加變形19mm7.10 前后下橫梁計算澆筑1#節(jié)段時前、后下橫梁最大應(yīng)力73<215Mpa澆筑4#節(jié)段時前后下橫梁最大應(yīng)力77<215Mpa預(yù)壓工況下最大應(yīng)力107&l

13、t;215Mpa。7.11 外模模板計算(0#段施工)0#模板施工加載總圖0#模板施工加載圖澆筑0#節(jié)段時外模板系統(tǒng)最大應(yīng)力為112Mpa<215Mpa， 外模背杠最大應(yīng)力112<215Mpa，位于前端滑梁接觸位置。10縱筋最大應(yīng)力117<215Mpa最大橫向變形2.7mm面板應(yīng)力最大41Mpa拉桿最大內(nèi)力7.7t7.12 吊桿內(nèi)力圖（單位t）澆筑1#節(jié)段時吊桿的最大內(nèi)力為23t。澆筑4#節(jié)段時吊桿的最大內(nèi)力為26t。預(yù)壓：最大內(nèi)力為36t (采用雙支吊桿)7.13 后錨桿內(nèi)力圖（單位kN）澆筑1#節(jié)段時后錨桿單只最大內(nèi)力為14t，滿足使用要求。澆筑4#節(jié)段時后錨單只最大內(nèi)力

14、為15t，滿足使用要求預(yù)壓：后錨桿單只最大內(nèi)力為16，滿足使用要求7.14 支點(diǎn)最大反力計算澆筑1#節(jié)段時中支點(diǎn)最大反力94t澆筑4#節(jié)段時中支點(diǎn)最大反力98t預(yù)壓狀態(tài)下最大反力138t7.15 主桁內(nèi)力1#節(jié)段最大拉力68t，4#節(jié)段最大拉力72t，t預(yù)壓最大拉力101t，7.16 主桁銷軸模擬計算得知掛籃單桁架最大內(nèi)力101t，將吊桿內(nèi)力加載于主桁上，計算結(jié)果如下圖：全部銷軸中最大163Mpa8 掛籃行走狀態(tài)有限元分析計算8.1 掛籃行走工況加載示意圖 荷載組合：自重+風(fēng)載0.6KN/m2 （向下）+ 機(jī)具=自重+0.15+0.06=自重+2.1kN/m2 加載圖（自重+機(jī)具+風(fēng)載）8.2

15、 行走最大豎向變形及應(yīng)力云圖行走時總體豎向最大變形量為73mm，行走狀態(tài)下最大應(yīng)力151<215Mpa，位于后下橫梁上8.3 主桁架系統(tǒng)應(yīng)力云圖行走時主桁架系統(tǒng)最大應(yīng)力為132Mpa<215Mpa，位于邊柱中橫梁桁架上。8.4 前后下橫梁應(yīng)力云圖行走時后下橫梁最大應(yīng)力為151Mpa<215Mpa，滿足使用要求。8.5 中橫梁內(nèi)力中橫梁最大應(yīng)力132<215Mpa中橫梁最大變形11mm，滿足使用要求8.6 吊桿內(nèi)力圖（單位t）行走時吊桿的最大內(nèi)力為11t，滿足使用要求。8.7 行走狀態(tài)下內(nèi)外滑梁計算行走狀態(tài)下滑梁最大應(yīng)力36<215Mpa行走狀態(tài)下滑梁最大8mm,滿

16、足要求8.8 行走后錨固力（單位t）行走時桁架后端錨固力單側(cè)總計最大12t。行走最大反力52t9 掛籃后退工況有限元分析計算后退時，側(cè)模放于前后下橫梁上，見下圖掛籃后退工況9.1 后退錨固力（單位t）最大反力64t最大錨固力17t9.2 后退工況掛籃整體系統(tǒng)最大應(yīng)力掛籃系統(tǒng)后退最大應(yīng)力142<215Mpa9.3 后退工況掛籃整體系統(tǒng)最大變形計算掛籃系統(tǒng)后退最大變形137mm9.4 后退吊桿內(nèi)力后退最大吊桿內(nèi)力12t10 掛籃穩(wěn)定性分析計算10.1 澆筑工況主桁架預(yù)壓工況(最大荷載工況)臨界荷載因子：k=4.2>410.2 掛籃行走工況掛籃后退臨界荷載因子：k=4.3>4，首先

17、失穩(wěn)部位在于中橫梁上10.3 主桁抗傾覆穩(wěn)定性計算1、計算簡圖如下：2、澆注砼時的抗傾覆計算：根據(jù)計算結(jié)果，主縱梁后錨在澆注4#塊3米節(jié)段砼時支座反力最大，每個主桁架支座反力PA980KN由上圖可計算出：傾覆力PD=472.5KN PB=980-472.5=507.5KN傾覆彎矩M=Pd*L=472.5*4.4=2079KN.m后錨共設(shè)4根32精軋螺紋筋，其抗力達(dá)到P=4*500=2000KN抗傾覆彎矩M1=P*L=2000*4.726=9452KN.m主桁抗傾覆系數(shù)K=M1/M=9452/20794.552，滿足規(guī)范要求。3、掛籃走行時的抗傾覆計算：根據(jù)走行工況計算結(jié)果，主縱梁后走反扣輪錨力N120KN, 由電算模型可知：傾覆力P=128.9KNM2=P*L=128.9*4.4=567.16KN.