桥梁挂篮模板和0#块托架、边跨支架计算书.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date桥梁挂篮模板和0#块托架、边跨支架计算书XX特大桥(40+64+40)m连续梁挂篮模板铁路特大桥(40+64+40)m连续梁挂篮模板和0#块托架、边跨支架计算书1、工程概况新建铁路客运专线,某特大桥100#-103#连续梁线路里程为:DK2+700.790-DK2+846.490,采用挂篮悬臂施工。(40+64+40)m连续梁设计采用无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)
2、通桥(2008)2368A-:梁体全长145.5m,梁体为单箱单室、变高度、变截面结构;箱梁顶宽12m、底宽6.7m,中支点处梁高6.05m,跨中10m直线段及边跨13.75m直线段梁高为3.05m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。根据设计图规定: 施工挂篮、机具、人群等各种施工荷载的总重量不得超过700KN。 各中墩采取临时锚固措施,临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩25404KNm及相应竖向支反力24137KN。悬臂施工时,理论上宜完全对称浇筑,如混凝土泵送有困难而难以实现时,应控制两端混凝土灌筑不平衡重量不超过20吨。铺设无砟轨道时梁体的实测线形与设计线形
3、的偏差:上拱不大于10mm,下挠不大于20mm。竖向预应力筋采用25mm高强精轧螺纹钢筋,型号为PSB785,其抗拉极限强度为785MPa,锚下张拉控制应力为700MPa。竖向预应力筋沿梁体纵向基本按间距500mm设置。锚具体系采用JLM-25型锚具,预留管道内径为35mm。在结构两侧腹板上设置直径为100mm的通风孔,通风孔距悬臂板根部距离为300mm,间距2m左右。无砟轨道箱梁桥面采用三列分区排水方式,两线承轨台间的梁体中间设泄水管,间距约8m。2、编制依据新建客运专线铁路特大桥:宁杭客专施图(桥)-03无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线) 通桥(2008)2368A-客运专线桥涵工程施工技
4、术指南 TZ213-2005客运专线桥涵工程施工质量验收暂行标准 铁建设2005160号铁路工程施工安全技术规程 TB10401.1、2-2003;建筑施工计算手册中国建筑工业出版社 江正荣 2006年4月好易懂结构分析器和结构力学求解器软件分析、计算结果宁杭铁路客运专线施工图记设计交底等设计文件现场施工技术调查和我单位现有施工技术水平和资源3、挂篮设计计算荷载(40+64+40)m连续箱梁悬浇设:0#块 + 中跨15节段 + 边跨29节段,节段布置如下图示。图1 (40+64+40)m连续箱梁悬浇节段布置示意图(40+64+40)m连续箱梁悬浇节段长度、体积、重量如下表。表1 (40+64+
5、40)m连续箱梁节段长度、体积、重量表跨 别节段名称节段长度(cm)节段体积(m3)节段重量(t)备注边跨977587.136226.554边跨现浇段820020.54053.41边跨合拢段740041.083106.816边跨悬浇节段642544.623116.020542548.563126.263442555.298143.775335050.413131.074232550.242130.630130049.750129.3500#块0900162.431422.322墩顶现浇段(半)中跨130049.750129.350中跨悬浇节段232550.242130.630335050.41
6、3131.074442555.298143.775542548.563126.263642544.623116.020740041.083106.8168/210010.27126.704边跨合拢段箱梁的结构参数:箱梁的节段长度为3.04.25m,箱梁底板宽6.7m,顶板宽12.0m,梁段高变化范围为6.053.05m,箱梁为单箱单室。最大梁段自重: 1438KN挂篮及模板自重: 550KN施工人群及机具: 20KN施工振动荷载: 20KN风荷载: 10KNP=1438+550+20+20+10=2038KN1.5安全系数=3057KN挂篮计算总荷载取: P=3057KN设计变形:fmax=L
7、/4003、三角挂篮结构组成挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、外侧模板、内侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成。图2 挂篮模板侧面图图3 挂篮模板正面图表2 三角挂篮构配件表4、挂篮结构检算悬臂浇注节段模板设计以0#块中心断面(全联最大单箱单室截面处)作为计算截面,箱室中心高6.05m,顶板厚0.4m,底板厚0.8m,腹板宽度0.8m。如图3所示。侧(内)模受力检算计算荷载新浇混凝土对模板最大侧压力计算Pmax=cH (1) Pmax=0.22ct012V1/2 (2) 采用内部振捣器振捣时,新浇注的混凝土作用于模板的最大的侧压力,可按上述二式计算,并取二式中的较小值。 混凝土的容重
8、,取26.5 kN/m3t0混凝土初凝时间,取10小时;1外加剂影响系数;2坍落度影响系数;V混凝土浇筑速度,取2.8m/h(每小时浇筑1.5米)。Pmax =0.2226.5101.21.152.81/2=135KPaPmax =26.56.05=160KPa新浇混凝土对模板的侧压力F1 =135 KN/m2倾倒混凝土时因冲击产生的荷载F2=6 KN/m2混凝土振捣对侧模产生的水平压力F3=5.2KN/m2混凝土浇注对模板总侧压力为:F=F1+F2+F3=135+6+5.2=146.2 KN/m2面板计算挂篮侧模板面板设计为厚度=6mm钢板,水平肋间距为0.3m,竖肋间距为0.4m,面板按双
9、向板四边固定设计计算:图4 面板计算示意图挠度=表中系数qL4/K弯距=表中系数qL2式中L取Lx和Ly中之较小者。K=Eh3/12(1-)=2.11080.0063/12(1-0.3)= 5.4E-弹性模量;钢材E=2.1105MPa;h-板厚;-泊松比,钢材=0.30;、max-分别为板中心点的挠度和最大挠度;Mx-为平行于Lx方向板中心点的弯距;My-为平行于Ly方向板中心点的弯距;M0x-固定边中点沿Lx方向的弯距;M0y-固定边中点沿Ly方向的弯距; 弯距-使板的受荷面受压者为正;挠度-变位方向与荷载方向相同者为正。附表:Lx/LyMxMyM0xM0y0.500.002530.040
10、00.0038-0.0829-0.05700.550.002460.03850.00560.0814-0.05710.600.002360.03670.0076-0.0793-0.05710.650.002240.03450.00950.0766-0.05710.700.002110.03210.01130.0735-0.05690.750.001970.02960.01300.0701-0.05650.800.001820.02710.0144-0.06640.05590.850.001680.02460.0156-0.0626-0.05510.900.001530.02210.0165-0
11、.0588-0.05410.950.001400.01980.0172-0.0550-0.05281.000.001270.01760.0176-0.0513-0.0513Lx/Ly=300/400=0.75Mx=0.0296qL2=0.0296146.20.40.32=0.16KNmMy=0.0130qL2=0.0130146.20.40.32=0.07KNmM0x=0.0701qL2=0.0701146.20.40.32=0.37KNmM0y=-0.0565qL2=-0. 0.0565146.20.40.32=-0.30KNmW=bh2/6=0.40.0062/6=2.410-6m3max
12、= M0x/W=0.37/(2.410-6)=154167KN/m2=154.2 MPamax=154.2MPa=215MPa 满足要求!=0.00197qL4/K=0.00197146.20.40.34/5.4=0.09mm挠度f=0.09f=1400=0.75 满足要求!水平肋计算计算参数:侧模水平肋、竖肋均采用10槽钢。水平肋间距为400mm,竖肋间距为300mm。10槽钢:Ix=198cm4,Wx=39.7cm3,A=12.7cm2,单位重量10kg/m,型钢=170MPa,E=2.1105MPa,f=1400。挂篮侧模水平肋受力检算按均布荷载q=146.2KN/m,简支梁式计算。图7
13、 侧模水平肋受力模型弯矩M=qL2/8=146.20.42/8=2.924KNmmax= M/Wx=2.924/(39.710-6)=73652 KN/m2=73.7MPamax=73.7MPa=170MPa 通过!=5qL4/384EI=5146.20.44/384(2.110819810-6) =0.0000012=0.0012mm挠度 f=0.0000012f=1500=0.8mm 通过!竖肋计算挂篮侧模竖肋受力检算按均布荷载q=146.2KN/m,简支梁式计算。图8 侧模竖肋受力模型弯矩M=qL2/8=146.20.32/8=1.645KNmmax= M/Wx=1.645/(39.71
14、0-6)=73652 KN/m2=41.4MPamax=41.4MPa=170MPa 通过!=5qL4/384EI=5146.20.34/384(2.110819810-6) =0.0000004=0.0004mm挠度 f=0.0004mmf=1500=0.6mm 通过!侧模固定桁架检算图8 侧模固定桁架示意图侧模固定桁架靠侧模采用双14b槽钢制作,其余由10槽钢制作,固定桁架内弦杆和水平加固横杆受力面在同一平面内,侧模固定桁架按照每0.5m设置一道,水平加固横杆间距1.605m。10槽钢:Ix=198cm4,Wx=39.7cm3,A=12.7cm2,单位重量10kg/m,型钢=170MPa,
15、E=2.1105MPa,f=1400。侧模固定桁架承受荷载按混凝土最大侧压力换算,即q=146.20.5=73.1KN/m,桁架受力计算图示9所示:图9 侧模桁架计算图示 计算结果分析:计算结果分析:应力最大出现在单元8上,最大应力为101MPa=170MPa,通过!最大变形出现在节点10上,最大变形为f=1.01mmf=1500/400=3.75mm,通过。拉杆计算腹板拉杆采用32mm精轧螺纹钢筋,栏杆布置间距按2.01.5m布置,并采用双螺帽拧紧。 模板承受侧压力为146.2KN/m2,单根拉杆承受的荷载为:P=146.22.01.5=438.6KNP=7850.93.140.0162=5
16、67.9KN,拉杆承载力满足要求。主桁计算根据节段最大重量和其他附加荷载,挂篮计算总荷载取: P=3057KN,前、后下横梁共同分担梁体重量,后下横梁通过精轧螺纹锚在已浇筑成形砼梁体中,承受一半的砼梁体重量;前下横梁承受另一半的砼梁体重量,通过精轧螺纹吊杆传递给三角桁架,共两付三角桁架,每付三角桁架的前挂点受力为:F=P22=305722=764.25KN该处连续梁挂篮主桁架采用2根40b槽钢对拼构成,其中分为主梁、前斜拉梁、后斜拉梁和立柱组成,受力模型如图10所示:单片40b槽钢:Ix=18640cm4,Wx=932cm3,A=83cm2,单位重量65.2kg/m,型钢=170MPa,E=2
17、.1105MPa,f=1400。图10 主桁架受力计算模型根据计算结果分析, 最大应力为105MPa,小于允许应力170MPa,满足要求。最大变形在3号点,1.4cm,满足挂篮设计挠度要求。底模板计算底板面板箱身底模受力检算时,梁重按大截面不变高、不变截面检算(偏安全),如下图示。图11 底模板计算箱梁截面计算图示悬浇段侧模、内模、端模板及支架总重量按55t考虑。施工和机具荷载按5.0KN/m2考虑,振捣混凝土荷载按3KN/m2考虑。梁重F=47.294.25=201t。则底模板承受的荷载Q=(50+201)10(6.74.25)+5+3=96.1 KN/m2 底模板计算跨度取l=0.3m,取
18、1.0m计算,即计算荷载:q=96.11=96.KN/m钢板弹性模量E=2.1105MPa,强度=170Mpa,截面积:A=bh=10.006=0.006 m2,截面惯性矩:I=bh3/12=10.0063/12=1.810-8m4,截面抵抗矩:W= bh2/6=10.0062/6=610-6m3查建筑施工计算手册,按照三等跨连续梁模型计算:M=0.1ql2=0.196.10.32=0.86KN/m=M/W=0.86/610-6=143MPa=170MPa,强度满足要求。截面挠度按下式计算:=5ql4/384EI=596.10.34/384(2.11081.810-8)=0.27mm300/4
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