挂篮模板及结构设计计算书(共29页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 (65+120+65)m连续梁桥三角挂篮设计计算书日期：2010年10月专心-专注-专业目 录一、挂篮设计总则1.1 设计依据钢结构设计规范（GBJ17-88）公路桥梁钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）铁路桥涵施工设计技术规范 (40+64+40)m连续梁桥施工图(沪宁城际施图(通桥)-I-17)1.2 结构参数 悬臂浇筑砼箱梁共63段，分段长度为：1#6#段3.5m，7#14#段4m，边跨及中跨合拢段为2m； 箱梁根部高度7m，跨中高度2.8m，箱梁根部底板厚100cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2次抛物线变化。 箱梁腹板根部厚70c

2、m，跨中厚40cm，中间由两个箱梁节段变化，箱梁顶板厚度28cm。箱梁顶宽16.22m，底宽9.22m，顶板悬臂长度3.5m，悬臂板端部厚15cm，根部厚70cm。详细参数见唐白河大桥主桥箱梁构造图。1.3 设计荷载 悬臂浇筑砼最大重量2263KN（1#块，87.04m3）。 挂篮总重（包括箱梁内外模板）：86吨(系数0.38)。 人群及机具荷载取2.5KPa。 荷载参数： 钢筋砼比重取值为26KN/m3； 新浇砼动力系数取1.2； 挂篮行走时冲击系数取1.1； 施工时、行走时抗倾覆稳定系数不小于2.0； 钢的材料特性：弹性模量E=2.06102 GPa泊松比0.3密度7850 kg/m332

3、精轧螺纹粗钢筋：弹性模量E=2.0102GPa泊松比0.3密度7850 kg/m3容许应力：Q235：170 MPa =100 MPa 承压应力：j300 MPaQ345：250 MPa =150 MPa承压应力：j440 MPa40Cr： d100 mm 385 MPa =220 MPa高强精轧螺纹钢：600 MPa1.4 荷载传递路径内顶板荷载内滑梁翼板荷载外滑梁前横梁底板、腹板荷载底纵梁前托梁底篮后锚后托梁主桁架本计算书根据各自的荷载情况对底纵梁、前托梁、后托梁、内滑梁、前后吊杆、前横梁、主桁架等各杆件的强度和刚度进行计算，并对节点板及销轴的强度进行了计算。1.5 挂篮结构材料挂篮主桁架

4、、底纵梁、前托梁、后托梁、内滑梁、前横梁等采用组合型钢（Q235），吊带采用Q345钢，销子采用40Cr。二、底篮模板1.1 底模面板（1）荷载悬浇节段以1#块底板为最大厚度，新浇混凝土对底篮模板的压力标准值：面板自重：（）施工载荷：倾倒混凝土对底篮模板的压力设计值：（2）面板验算选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支。由于，查表知：最大弯矩系数，最大挠度系数。a、强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为： b、挠度验算其中： E为弹性模量，为泊松比。则： 满足要求。1.2 横肋计算（1）计算简图 计算载荷为： 底模中横肋的最大间距为380mm。因小纵肋最长者为380mm，满焊在

5、横肋上，故按两端固定梁计算，见上示意图。（2）强度的验算1）板肋共同作用时确定面板的有效宽度b1；小纵肋间距较小，与面板共同作用，为此，先算出在载荷作用下面板与小纵肋组合截面的应力值，见下示意图。组合截面的形心：y1=S/AA=8450+5100=4.1103mm2y1=S/A= /4.1103=10.6mmy2=108-10.6=97.4mm截面惯性矩：截面弹性抵抗距： 弯矩按两端固定梁计算，查表得：组合截面的最大应力：根据，查表得，即得：b1=548=432mm2）强度验算：b1宽的面板与小肋组成的组合截面的截面形心：（见上图）y1=S/AA=8432+5100=3.96103mm2y1=

6、S/A= /3.96103=10.8mmy2=108-10.8=97.2mm截面惯性矩：截面弹性抵抗距： 小纵肋的内力按五跨连续梁计算，查手册得最大弯矩系数为-0.105，最大弯矩： 最大应力： （2）挠度验算说明，底模面板和纵肋用料较大，可适当更改。1.3 横肋计算横肋与小纵肋、面板共同工作承受外力，底篮纵肋是横肋的支撑，横肋的计算简图简化为两跨连续梁。见下示意图。（1）荷载（2）横肋截面特性横肋采用槽钢10，其截面特性：（3）强度底篮宽度在变化过程中,支撑横肋10槽钢的两纵梁间距为1000mm，则：（4）挠度 a、悬臂部分挠度底模悬臂部分主要承受箱梁腹板传来的荷载，底篮纵梁跨度设300mm

7、，则:悬臂端支撑横肋惯性矩： 满足要求。b.跨中部分挠度 三、底篮纵梁计算1、箱梁腹板之间、底板正下方纵梁计算1.1受力分析块件号项 目1块（350cm）7#块(400cm）1底篮模板自重kg/m2112.3112.32纵梁自重kg/m56563底板砼理论重量kg/m24项动载系数1.2kg/m2197213425施工荷载kg/m22502506荷载取值q (纵梁间距取1m)kg/m1760.31.2强度计算底篮普通纵梁选用I32a工字钢,其截面特性为: 浇注1块砼时，处于两腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图如图1所示。 浇注7#块砼时，处于腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图如图2所示。

8、1.3刚度计算浇注1#块砼时，处于腹板之间、底板正下方的纵梁挠度最大，以1#块的荷载对纵梁进行挠度计算，参见上图。 当时（弯矩最大处） 纵梁刚度满足要求。2、处于箱梁腹板正下方的纵梁计算2.1受力分析：块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1底篮模板自重kg/m2112.3112.32纵梁自重kg/m56563单侧腹板重量kg/m24施工荷载kg/m22502505荷载取值q(腹板下侧布置4条纵梁,间距为0.2m)kg/m22142.2强度计算:处于腹板正下方的加强纵梁选用工字钢I32a，其截面特性为: 浇注1#块砼时，处于斜腹板正下方的纵梁受力示意图同图1所示，则： 浇注7#块砼

9、时，处于腹板正下方的纵梁受力示意图同图2所示，则： 2.3刚度计算:浇注1#块砼时，处于腹板正下方的纵梁挠度最大，以1#块的荷载对纵梁挠度进行计算，参见图1。 当时（弯矩最大处） 纵梁刚度满足要求。四、底篮前托梁计算1受力分析块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1固定纵梁传给前托梁的荷载kg35202将(1)项化为作用于前托梁的均布荷载kg/m35203前托梁自重kg/m1381384作用于前托梁的均布荷载qkg/m36585活动纵梁传予前托梁的支座反力kg44286将(5)项化成集中荷载P(假设4条活动纵梁连成一体)kg177122强度与刚度计算（1）对前托梁进行受力分析时，以

10、1#块荷载对其进行计算且不考虑工作梁带来的荷载（很小），则前托梁受力示意图如图3所示。P=215KN，q=39KN/m（2）前托梁断面特性：前托梁断面结构见图4所示：槽钢32a截面特性：组合截面特性：（3）计算结果对图3的计算采用“手工”计算较为繁琐，采用“电算”更为准确，其计算结果如下：最大弯应力：在中点处，挠度：在距左端1073mm处，挠度：故最大挠度：支座反力： （）五、底篮后托梁计算1受力分析块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1固定纵梁传给后托梁的荷载kg35202将(1)项化为作用于后托梁的均布荷载kg/m35203后托梁自重kg/m1561564作用于后托梁的均布荷

11、载qkg/m36765活动纵梁传予后托梁的支座反力kg44286将(5)项化成集中荷载P(假设4条纵梁连成一体)kg132842强度与刚度的计算（浇注砼时）（1）对后托梁进行计算时，以1#块荷载对其进行验算，在浇注时不考虑箱梁两侧的吊点受力，同时也不考虑工作梁带来的荷载（很小），则后托梁受力示意图如图5所示。图5，均布载荷q=48KN/m（2）后托梁断面特性后托梁采用断面结构如图6所示，其截面特性:槽钢36a截面特性：组合截面特性： (3) 计算结果对图5的计算同样采用“电算”，其结果如下：最大弯应力：挠度采用“手算”。在中点处，挠度：在距左端处，挠度：故最大挠度： 支座反力： 以上结果可知，

12、后托梁在浇注砼的强度和刚度均能满足要求。 六、侧模支撑梁与内模滑梁计算1侧模纵梁计算（1）纵梁的受力分析箱梁翼板的最大重量:取侧模板自重 振捣载荷2kpa，施工载荷1.5kpa，将其转化为重量： 箱梁翼板重心距箱梁内边缘的距离： 箱梁翼板重心距外纵梁距离：箱梁翼板重量与侧模板重量传予内纵梁与外纵梁的荷载可近似按图7所示计算：P=286KN内、外纵梁承受的荷载为： (外纵梁) (内纵梁)内、外纵梁的受力示意图如图8所示：（2）纵梁强度计算内、外纵梁分别选用工字钢I45a、I25a，其抗弯截面模量特性分别为：内、外纵梁弯矩：内、外纵梁最大弯应力： 内、外纵梁支座反力： 内、外纵梁挠度： 2前、后分

13、配梁 （1）受力分析 前、后分配梁承受由侧模传来的荷载，其受力示意图如图9所示：（2）计算结果 对图9受力模式进行“电算”可知： 前、后分配梁选用双槽钢20a，截面特性： 前、后分配梁支座反力： 由于支座与载荷相对位置很小，故不需计算挠度。3内模滑梁计算（1）滑梁受力分析箱梁顶部砼通过内模传给单条滑梁的最大荷载：取内模自重传给单条滑梁的荷载：内滑梁受力示意图参见图8：（2）滑梁强度内滑梁选用工字钢I36b，其截面特性：最大弯应力： 最大挠度：支座反力；七、吊杆与锚杆计算1. 前吊杆校核从对前托梁的受力分析可知,单条吊杆承受的最大荷载:前吊杆采用32精轧螺纹钢,则:安全系数2. 后锚杆校核从对后

14、托梁的受力分析可知，单条后锚杆承受的最大荷载为： 后锚杆同样采用32精轧螺纹钢，则： 安全系数：八、中横梁及斜拉杆计算1中横梁计算 （1）受力分析 中横梁主要承受挂篮前移时外侧后悬吊传来的荷载，在浇注砼时传予中横梁的荷载极小（可忽略）。中横梁悬臂端受力示意图如图10所示(最不利状况)。侧模后分配梁传予中横梁的荷载：底篮后托梁传予中横梁的荷载（估算）： （2）计算结果中横梁悬臂端承受的最大弯矩：中横梁选用双槽钢28a，其截面特性：中横梁悬臂端强度能满足要求。2斜拉杆计算 （1）受力分析 中横梁斜拉杆承受由中横梁悬臂端传来的荷载，其受力示意图如图11所示。中横梁斜拉杆承受的轴力：中横梁承受的轴力：

15、 （2）计算结果 中横梁斜拉杆选用双槽钢212.6，其截面积： 中横梁斜拉杆强度能满足要求。 中横梁受压端强度亦能满足要求。九、前横梁计算1. 受力分析前横梁受力示意图如图12所示（最不利状况）。 (前分配梁传来的荷载) (前分配梁传来的荷载) (前托梁外吊杆传来的荷载) (内滑梁传来的荷载) (前托梁内吊杆传来的荷载) (内滑梁传来的荷载) (前托梁内吊杆传来的荷载)2. 强度2.1前横梁断面特性前横梁断面形状如图13所示，工字钢I36a的截面特性: 组合截面特性:2.2计算结果 对图12的计算采用“电算”，其结果如下： 最大弯应力： 最大挠度： 支座支力：十、主梁计算1. 受力分析前横梁传

16、给单条主梁的荷载：单榀三角架受力示意图如图14所示。（平衡方程）上主梁在CO段产生的最大弯矩:各杆件轴力的计算: 对C点: 对E点: AB段与OC段为同一杆件，即：2. 强度计算2.1主梁压应力主梁最小截面积:2.2主梁弯应力(CE段)主梁在CE段的断面形状如图15所示:工字钢I36b截面特性:组合截面特性:最大弯应力:2.3斜拉带斜拉带选用双槽钢上下加焊钢板220 +26 组焊而成,斜拉带最小截面积:最大拉应力:（较危险）2.4立柱立柱所受的最大轴力为: 立柱断面如图16所示,角钢10010012mm的断面特性:组合截面特性:惯性矩：惯性半径： 长细比：查表，稳定系数最大压应力: 2.5 销

17、子校核斜拉带与主梁的连接销采用80，销子材质为40cr钢，销子主要承受剪力，所承受的最大剪力：（纵向两端接触）最大剪应力:斜拉带与立柱连接销采用90，销子材质为40cr，销子所承受的最大剪力同主梁连接销子80，所以无需校核。2.6 主桁后锚校核后横梁校核后横梁受力示意图如下图17所示则：后横梁断面采用变截面，校核后锚横梁以最小截面计算，最小截面采用2条I36b工字钢，其截面特性： 后横梁的强度：后横梁的强度能满足要求。后横梁在支座A、B点处的位移：后锚纵梁校核 后锚纵梁受力示意图如图18所示： 后锚纵梁截面特性如图19所示： 后锚纵梁强度能满足要求。后锚杆校核 主桁后锚杆采用32粗钢筋，单条后

18、锚杆承受的最大荷载：安全系数：3.主梁挠度 计算主梁挠度以C点的竖向位移为准。由上面计算可知，CD杆、CO杆、AD杆、AB杆、DO杆所受的轴力为: NCD=691.67KN NCO=-529.85KN NAD=824.3NNAB=-529.85KN NDO=-1076KN当荷载变为单位荷载时CD杆、CO杆、AD杆、AB杆、DO杆所承受的轴力为:NCD1 =1.5557 NCO1= -1.1917 NAD1=1.854NAB1=-1.1917 NDO1=-2.4202C点的垂直位移为:主梁挠度满足规范要求。 十、行走小车轴承计算挂篮空载前移时，作用于主桁架前端的荷载：Fl=前横梁自重=2390k

19、gF2=0.5底篮自重=5021kgF3=0.5(纵梁自重+滑梁自重)=1063kgF4=0.45(侧模板+内模)=6937kgF5=前悬吊=1300kg作用于单榀主桁架前端的荷载：单个行走小车承受的荷载: 以此为依据对行走小车进行校核:行走小车单个轴承所受的径向负荷,轴承转速n10r/min使用寿命可按计算。轴承的径向当量静负荷：轴承的安全系数：轴承的基本额定静负荷：选用的轴承为:调心球轴承1609，其径向基本额定静负荷 不符合要求! 挂篮前移时拟在主梁尾部再加设反压行走滚轮，既降低了行走小车所承受的荷载，又加多了一道保险。 二九年一月参考资料：建筑结构静力计算手册 机械设计手册简明钢结构设计手册 天正钢结构计算软件建筑工程模板施工手册很多力学知识有待深入学习!