王家渡涪江大橋掛藍(lán)計(jì)算書(20140805)

1、附件1射洪縣王家渡涪江大橋施工掛藍(lán)計(jì)算書二O一四年七月目 錄一、基本資料3二、掛藍(lán)受力計(jì)算的荷載取值3三、掛籃受力體系4四、掛藍(lán)使用各工況受力計(jì)算5五、掛藍(lán)各種材料的受力分析9（一）、底模系統(tǒng)分配梁計(jì)算9（二）、后下橫梁9（三）、前上、下橫梁9（四）、吊桿系統(tǒng)9（五）、三角形主桁受力體系9（六）、滑梁系統(tǒng)受力10（七）、掛藍(lán)變形11（八）、掛藍(lán)形走穩(wěn)定性計(jì)算11六、結(jié)論和建議12七、附圖13一、基本資料王家渡涪江大橋?yàn)?0+120+70m連續(xù)剛構(gòu)，主梁采用單箱單室截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁頂板寬12.48m，箱底寬7.0m，單側(cè)懸臂寬度2.74m。箱梁跨中梁高2.7m，墩頂根部梁高7.7m

2、，單“T”箱梁梁高從跨中至箱梁根部，箱高以1.6次拋物線變化。箱梁底板厚從箱梁根部截面的80cm厚漸變至跨中或邊跨合攏段截面的30cm厚，按1.6次拋物線變化。箱梁腹板厚度采用70、50cm二種厚度，厚度變化按直線漸變，均在一個(gè)節(jié)段內(nèi)完成(箱梁根部至5號(hào)梁段腹板厚70cm，6號(hào)梁段腹板厚由70cm漸變?yōu)?0cm，7號(hào)梁段至13號(hào)梁段腹板厚55cm。主梁懸臂澆注梁段長(zhǎng)度共劃分為3.6m和4.5m二種長(zhǎng)度的節(jié)段，合攏段長(zhǎng)2.0m。主梁混凝土為C55。0號(hào)段采用托架施工，1號(hào)13號(hào)梁段采用掛籃分段對(duì)稱懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制重量1843.4KN。1-5#節(jié)段為3.6m長(zhǎng)節(jié)段，1#節(jié)段最重，

3、砼自重1843.4KN，6-13節(jié)段長(zhǎng)4.5m， 6#塊砼最重，混凝土自重1635.4KN。主梁的懸臂施工掛籃采用三角形掛籃。二、掛藍(lán)受力計(jì)算的荷載取值1、三角形掛籃主體、前后橫梁以及掛藍(lán)底模平臺(tái)在計(jì)算中自行計(jì)入自重。自重系數(shù)取1.25。2、操作腳手及部分施工荷載約2.5噸，分?jǐn)側(cè)霋焖{(lán)的兩側(cè)走道。側(cè)模系統(tǒng)和內(nèi)模系統(tǒng)分別按布置位置加載在內(nèi)、外滑梁上，底模板攤?cè)氲啄７峙淞荷稀?、混凝土自重按1.05倍取值，其中，5%為混凝土超大系數(shù)。同時(shí)考慮1.2倍安全系數(shù)。因此混凝土荷載按1.25倍加載。鋼筋混凝土容重按設(shè)計(jì)圖取值，取=26KN/m3。計(jì)算荷載情況如下：荷載組成工況1#塊6#塊荷載FZ (ton

4、f)FZ (tonf)掛藍(lán)承重結(jié)構(gòu)自重36.099 36.099 底模（1cm鋼板）2.493 2.493 底平臺(tái)施工荷載2.568 2.568 內(nèi)模系統(tǒng)9.498 7.997 外模系統(tǒng)12.450 10.863 掛藍(lán)自重63.108 60.020 混凝土荷載230.724 203.325總荷載291.75 261.26三、掛籃受力體系掛籃受力主體為兩片三角形主桁，其主縱梁采用2根2I56a，由于0#塊只有10m寬，兩側(cè)掛藍(lán)需交錯(cuò)布置，形成兩套寬分別為6.6m和5.5m的”II”型梁掛藍(lán)。掛藍(lán)三角斜拉桿為雙鋼帶2×（250×20mm），采取鉸接與主縱梁連接。上下游兩片主桁，

5、通過型鋼橫聯(lián)連接在一起，形成穩(wěn)定受力體系。主縱梁前端橫向布置一根前上橫梁2I45b，通過吊帶(200×20mm)懸掛底模平臺(tái)。掛籃模板平臺(tái)采用前后共兩組橫梁，前下橫梁為2I40b，后下橫梁2I45b，前下橫梁懸掛于前上橫梁上，后下橫梁通過吊桿(200×20mm)懸掛于已澆塊件上，前后下橫梁通過縱梁I36b連接在一起，縱梁兼作模板支架分配梁，形成穩(wěn)定的模板支承體系，兩側(cè)操作平臺(tái)用I32b作分配梁。掛籃前支點(diǎn)支承于已澆塊件前端，后錨點(diǎn)采用分配梁+精軋螺紋組（一組6根）形成反壓錨固。掛藍(lán)的內(nèi)外模采用滑梁，一端通過鋼帶與前上橫梁連接，另一端則錨固在已澆混凝土節(jié)段上。外滑梁采用2I4

6、5b，內(nèi)滑梁采用232b(上下貼12mm板，寬150mm)。掛籃在澆注砼時(shí)，其傳力路徑為： 各工況計(jì)算時(shí)按照以上步驟分別計(jì)算校核受力情況。.四、掛藍(lán)使用各工況受力計(jì)算該施工掛藍(lán)，完成主梁1-13#節(jié)段的懸臂施工。根據(jù)節(jié)段的劃分，結(jié)合各段的結(jié)構(gòu)情況，擬定對(duì)本施工掛藍(lán)進(jìn)行以下三個(gè)工況的受力計(jì)算：1）、1#節(jié)段混凝土澆筑（長(zhǎng)3.6m，約185t）；2）、6#節(jié)段混凝土澆筑（長(zhǎng)4.5m，約164t）；3）、掛藍(lán)空載行走。根據(jù)以上確定的受力計(jì)算工況，其控制截面有1#-2#和6#-7#。由于翼緣板荷載無變化，通過外側(cè)模支架直接傳至外滑梁上。將腹板和底板混凝土荷載作用在底模上，根據(jù)底模分配梁布置間距，按梯形

7、荷載加載到掛藍(lán)系統(tǒng)底模分配梁上。掛藍(lán)的空載行走采取反掛法，無額外加載。掛藍(lán)系統(tǒng)用MIDAS2011軟件按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，其所用材料特性和模型如下：A、材料特性鋼材的容許應(yīng)力(Mpa)應(yīng)力種類鋼 號(hào)A316Mn45#精軋螺紋軸向應(yīng)力140200210760彎曲應(yīng)力145210200剪應(yīng)力85120125緊密接觸的承壓應(yīng)力70100105自由接觸的承壓應(yīng)力5.58.08.5節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁承壓應(yīng)力210300節(jié)點(diǎn)銷子的彎應(yīng)力240 340B、截面特性型材截面特性部位規(guī)格材質(zhì)有效面積cm2抗彎慣性矩cm4三角主縱梁2I56aQ235270.76131152前上、后下橫梁2I45b222.867518

8、前下橫梁2I40b188.1445562底模分配梁I36b83.6416574操作平臺(tái)I32b73.5211626外滑梁2I45b222.867518內(nèi)滑梁232b上下加貼mm鋼板，寬mm144.825879三角主桁立柱232b14723252三角斜拉鋼帶2×20×25016Mn100底模平臺(tái)鋼吊帶20×20040后錨桿32精軋螺紋鋼8.04C、掛藍(lán)模型：26計(jì)算結(jié)果匯總后見下表：掛藍(lán)受力計(jì)算結(jié)果一覽表計(jì)算內(nèi)容細(xì)目單位工 況控制值3.6m節(jié)段4.5m節(jié)段掛藍(lán)行走狀態(tài)(1#節(jié)段)(6#節(jié)段)反力中支反力t127.98133.0343133.03后支反力t-60.8-

9、63.29-11.663.29后內(nèi)側(cè)反力t27.9718.827.97后外側(cè)反力t27.6318.3627.63內(nèi)滑梁錨固t11.7912.2612.26外滑梁錨固t13.6413.3613.64撓度前吊點(diǎn)mm161717整體最大變形mm22.3722.4922.9222.92軸力主縱梁2I56b（壓）t65.0267.767.7鋼帶2*20*250mmt-87.55-91.0791.07鋼帶20*200mmt-28.31-26.1228.3132精軋螺紋t-60.85-63.3563.35立柱232bt115.05119.64119.6416bt5.96.146.14L100*100*10t

10、7.898.218.21彎矩三角主縱梁2I56bt.m19.8320.6120.61前上、后下橫梁2I45bt.m27.8530.146.2430.14前下橫梁2I40bt.m9.269.79.7內(nèi)滑梁bt.m16.7317.938.4117.93外滑梁2bt.m19.7519.8521.8321.83底模分配梁I36bt.m11.538.0811.53操作平臺(tái) I32bt.m2.932.93應(yīng)力最大組合應(yīng)力Mpa149.09177.84177.84注:最大組合應(yīng)力是出現(xiàn)在鋼吊帶處。五、掛藍(lán)各種材料的受力分析（一）、底模系統(tǒng)分配梁計(jì)算底模縱梁分配梁為I36b。從不同的受力工況分析得，底模系統(tǒng)的

11、分配梁其受力最不利工況出現(xiàn)在1#節(jié)段施工，Mmax=11.53t.m。其彎拉應(yīng)力：I36b=（二）、前上、后下橫梁前上、后下橫梁為一根2I45b的組合梁，其最不利受力狀態(tài)為6#節(jié)段澆筑時(shí)，其最大彎矩為Mmax=30.14t.m。其彎拉應(yīng)力：=（三）、前下橫梁前下橫梁為2I40b，最大受力彎矩出現(xiàn)在6#節(jié)段，M max =9.7t.m。其彎拉應(yīng)力：=（四）、吊桿系統(tǒng)1、對(duì)于20×200鋼帶，承受最大拉力為28.31t：=（五）、三角形主桁受力體系主桁主縱梁為2I56a成“II”組合，斜拉雙鋼帶（2×250×20錳板）通過75mm（上端）、125mm（下端）銷軸與其鉸

12、接，立柱為232b。銷子為40Cr鋼，上端銷軸斷面積A=78.5cm2。每側(cè)后錨采用3組32精軋螺紋（共6根）錨于已澆砼節(jié)段上。從以上三種工況計(jì)算結(jié)果來看，雙鋼帶最不利受力出現(xiàn)在4.5m節(jié)段（6#節(jié)段），其最大軸向拉力Nl=91.07t，立柱最大軸向壓力Ny=119.64t，則其最大拉應(yīng)力=立柱高5.0m其回轉(zhuǎn)半徑i=，按較不利受力模式取L0=L=5.0m，=查壓桿穩(wěn)定系數(shù)表，得=0.942，則有：=前端最大撓度f=17mm（）。銷子剪應(yīng)力： (銷子為雙剪受力)后錨桿最大拉力為63.29t，由6根32精軋螺紋共同受力，則其最大拉應(yīng)力=其安全系數(shù)K=>>2，滿足規(guī)范要求。前支點(diǎn)拖子壓

13、力為133.03t。（六）、滑梁系統(tǒng)受力本套掛藍(lán)采用內(nèi)滑梁為232b(貼板)，外滑梁為2I45b，作翼緣板模板和外側(cè)模的提架，亦作掛藍(lán)行走時(shí)內(nèi)、外模架以及后下橫梁的吊點(diǎn)，通過三種受力工況分析，內(nèi)滑梁受力最大時(shí)出現(xiàn)在6m節(jié)段混凝土施工時(shí)，其最大彎矩，Mmax=17.93t.m其彎曲應(yīng)力：=。外滑梁在掛藍(lán)行走至最前方時(shí)，外滑梁將產(chǎn)生最大彎矩，Mmax=21.83t.m，其彎曲應(yīng)力：=，滿足規(guī)范要求。（七）、掛藍(lán)變形從二種荷載工況計(jì)算結(jié)果來看，掛藍(lán)在1#節(jié)段施工時(shí)掛藍(lán)變形量大，在掛藍(lán)走到位并錨固時(shí)，前上橫梁變形為5mm（），混凝土澆筑后前上橫梁變形至16mm（），即在1#塊施工時(shí)，掛藍(lán)前上橫梁將產(chǎn)生

14、11mm（）變形。掛藍(lán)行走狀態(tài)下，外滑梁產(chǎn)生較大變形，為22.92mm（），前橫梁變形5mm，外滑梁變形剛度（吊點(diǎn)間距9.25m）：fL=22.92-59.25*103=1403<1400滿足規(guī)范要求。（八）、掛藍(lán)形走穩(wěn)定性計(jì)算掛藍(lán)行走狀態(tài)下，后下橫梁應(yīng)力和變形最大，后端行走小車的反掛力為11.6t。為了確保掛藍(lán)行走安全，小車的反掛能力按不小于2倍安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)置。亦可采用壓重方式。六、結(jié)論和建議根據(jù)本掛藍(lán)的使用功能，對(duì)其進(jìn)行了三種工況（二個(gè)不同節(jié)段長(zhǎng)度和一個(gè)行走狀態(tài)）進(jìn)行受力分析，所選用的主桁、前上橫梁、前下橫梁和后下橫梁，其強(qiáng)度、剛度均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，是安全的。建議：1、在進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)時(shí)，按計(jì)算結(jié)果作好節(jié)點(diǎn)處理(包括銷軸的選擇和銷孔的加強(qiáng)處理)。2、掛藍(lán)拼裝和使用過程中，應(yīng)采取措施保證掛藍(lán)的整體穩(wěn)定性。投入使用前，需按1#塊荷載形式進(jìn)行按規(guī)范要求試驗(yàn)，確保掛藍(lán)的使用安全，同時(shí)便于掌握掛藍(lán)實(shí)際變形情況（理論預(yù)抬值11mm）。七、附圖1#