挂篮计算书1号块计算

120米跨挂篮主要杆件受力检算第一章设计计算说明1.1设计依据1、连续梁施工图；2、《钢结构设计规范》GBJ17-88；3、《路桥施工计算手册》；4、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；5、《机械设计手册》；6、《桥梁钢结构设计规范》；1.2工程概况本主桥为连续箱梁，主桥桥跨组成为65+120+65m的单箱单室连续梁。箱梁顶宽16.5m，翼缘板长3.75m，支点处梁高6.8m，跨中梁高2.8m，梁高及底板厚按1.8次抛物线变化。腹板厚90cm（支点）～60cm，底板厚度为90（支点）～32cm，顶板厚度30cm。箱梁0#块梁段长度为12m，合拢段长度为2.0m,边跨直线段长度为3.85m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为181.8t，计算时取为190t。该箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。1.3挂篮设计1.3.1主要技术参数①、砼自重GC＝26kN/m3；②、钢弹性模量Es＝2.06×105MPa；③、材料强度设计值：Q235钢[σ]=140Mp，[σw]=145Mp，[τ]=85MpQ345钢[σ]=200N/mm2，[σw]=210Mp，[τ]=120N/mm221.3.2挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由2[36b#普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前横梁由双HN500*200普通方钢组成，底篮前托梁由2I40a#普通热轧工字钢组成，底篮后托梁由2I40a#普通工字钢组成，底篮腹板下纵梁为工32b#普通热轧工字钢，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。1.3.3挂篮计算设计荷载及组合①、荷载系数混凝土浇筑时超灌系数：1.05；挂篮空载行走时的冲击系数1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0。②、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。1#块段长度为3.0m，按190t计算载荷；施工机具及人群荷载：2.5kN/m2；挂篮及模板自重：60t；③、荷载组合荷载组合Ⅰ：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合Ⅱ：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合Ⅰ用于主桁承重系统强度和稳定性计算，荷载组合Ⅱ用于挂篮系统行走算。1.3.4内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定3第二章挂篮底篮及吊杆计算2.1腹板下纵梁的计算取1#块计算，1#块梁段长度为3.0m，施工机具及人群荷载2.5MPa。混凝土超灌系数为1.05。经计算，混凝土重量与钢筋重量之和可按混凝土比重自重GC＝26kN/m3近似。梁段两端高度分别为6.423和6.062m，加强纵梁间腹板宽0.9m（每边由4片纵梁承担）。腹板处混凝土线荷载为：Q=(6.423+6.062)/2*0.9*26/4=36.52KN/mQ1=(6.423+6.062)*0.9/2*26*1.05=153.38KN/m为便于计算，除侧模外，模板重量按1kN/m2计，模板荷载为：mkNq/7.23*9.012人群及机具荷载为：mkNq/75.63*9.05.23倾倒和振捣混凝土产生的荷载；mkNq/8.103*9.044加强纵梁上的均布荷载为：Q1+Q2+Q3+Q4=173.63KN/m每根加强纵梁上的均布荷载为：q=173.63/4=43.41kn/m底纵梁的受力及计算模型如图2-1所示1234(1)(2)(3)41234(1)(2)(3)39.0739.0778.14109.3978.141234(1)(2)(3)78.1478.14-52.09-52.09图2-1支点反力分别为RA=78.14kNRB=52.09kN最大弯矩mkNM/39.109max腹板处纵梁选用32b#工字钢，截面特性参数为：43211620000007260007340mmImmWmmAxx弯曲应力：MpWMw68.1507260001039.1096f=205Mp,满足要求。最大剪应力：MpMpA856.1073401014.78][][3max,满足要求。根据上述模型计算结果可得，纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为：mm1.45000/400=12.5mm，满足整体变形要求。由以上计算可知，腹板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。2.2底板下纵梁的计算①计算普通纵梁强度取底板最重的1#块计算，1#块梁段长度为3m，底板荷载由8根普通纵梁承受。底板混凝土荷载：mkNq/904.17605.126332.79.01模板重量按1kN/m2计，模板荷载为：mkNq/2.712.72人群及机具荷载：mkNq/185.22.73倾倒和振捣混凝土产生的荷载：mkNq/8.282.7)22(45普通纵梁上的均布荷载为：mkNqqqqqi/904.2304321每根普通纵梁上的均布荷载为：.mkNqqi/863.288/904.2308/计算模型如图2-2所示：支点反力分别为RA=51.953kNRB=34.636kN最大弯矩mkNM73.72max1234(1)(2)(3)1234(1)(2)(3)51.9551.95-34.64-34.641234(1)(2)(3)25.9825.9851.9572.7351.95图2-2底板处纵梁选用32b#工字钢6弯曲应力：MpWMw2.1007260001073.726f=205Mp,满足要求。最大剪应力：MpMpA851.773401095.51][][3max,满足要求。根据上述模型计算结果可得，纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为：mm7.25000/400=12.5mm，满足整体变形要求。由以上计算可知，底板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。2.21#块段重量作用下各横梁计算2.2.1底模前托梁荷载：由普通纵梁的计算可知，支座反力RA=51.953KN,Rb=36.436KN，%40%100436.36953.51436.36BABRRR。因此前托梁承担底部荷载的40%，后托梁承担底部荷载的60%。对于前托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载：089.52%404363.173kN底板处的荷载：635.34%4083*904.230kN采用SM-Slover计算前托梁受力分析如图1234567891011121314151617181920212223(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)图2-3前托梁计算简图71234567891011121314151617181920212223(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)44.9252.2544.9247.6052.2530.9747.60-28.1130.97-3.82-28.1122.46-3.8221.0422.46-8.1021.04-36.52-8.10-8.10-36.5221.04-8.1022.4621.04-3.8222.46-28.11-3.8230.97-28.1147.6030.9752.2547.6044.9252.2544.92图2-4前托梁弯矩图(单位:kN·m)1234567891011121314151617181920212223(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)83.9631.88-20.21-72.30-124.3967.4932.85-1.78-36.42-71.0571.0536.421.78-32.85-67.49124.3972.3020.21-31.88-83.96图2-5前托梁剪力图(单位:kN)前托梁采用2I40b普通热轧工字钢，查表知2I40b工字钢组成的箱形结构截面特性参数为：8432m00000055600000004m2800000002m8820001mImWmAxx弯曲应力：MpfMpWMxw1459.2222800001025.526，满足要求。单元4中心位移值mmmm40400/160006.4满足要求。最大剪应力：MpMpA852.10188201088.191][][3max,满足要求。设前托梁所有荷载只由腹板两侧吊杆承担，则每根吊杆受力为：kNR0.994/32.6*635.342*7.1*089.52，吊杆用φ32mm精轧螺纹钢筋。验算吊杆强度MpMpAR56016.12384.803100.993，满足要求；2.2.2底模后托梁对于后托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载：134.78%604363.173kN底板处的荷载：953.51%6083*904.230kN采用SM-Slover计算后托梁受力分析如图图2-791234567891011121314151617181920212223(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)67.3878.3867.3871.4178.3846.4671.41-42.1746.46-5.72-42.1733.70-5.7231.5633.70-12.1531.56-54.78-12.15-12.15-54.7831.56-12.1533.7031.56-5.7233.70-42.17-5.7246.46-42.1771.4146.4678.3871.4167.3878.3867.38图2-8图后托梁弯矩图(单位:kN·m)1234567891011121314151617181920212223(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)125.9547.81-30.32-108.45-186.59101.2349.28-2.68-54.63-106.58106.5854.632.68-49.28-101.23186.59108.4530.32-47.81-125.9510图2-9图后托梁剪力图(单位:kN)两个I40B工字钢钢组成的箱形结构截面特性参数为：432m00000055600000004m2800002m8820001mImWmAxx弯曲应力：MpWMw14038.3422800001038.786，满足要求。挠度mmmm41000/40007.2满足要求。最大剪应力：MpMpA8530.15188201082.287][][3max,满足要求。设后托梁吊带最大受力为：kNR818.287，吊杆用φ32mm精轧螺纹钢筋。验算吊杆强度MpMpAR56005.35884.80310818.2873，满足要求。2.2.3前上横梁P1=P5=83.965KNP2=P4=191.877KNP3=142.108KN前上横梁翼板均布荷载为：1.438*3*26/3.75*0.4=11.964KN/m前上横梁顶板均布荷载为：2.961*3*26/7.2*0.4=12.831KN/m翼板吊杆支反力：P4=30.477KNP5=14.388KN顶板吊杆支反力：P6=46.192KN初选材料：2HN500*200型钢,查表可知截面参数：A0=19120mm2Ix=37570.55cm4Wx=1502.82cm3图2-10弯矩及支点反力由力学求解器计算得见图2-1111123456789101112131415(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(