贵州某桥挂蓝复核计算书

'目录一、验算依据-1-二、结构参数-1-三、设计荷载-1-(1)荷载系数-1-(2)作用于挂篮的荷载-1-(3)荷载组合-2-四、最重梁段分块荷载计算-3-五、挂篮结构材料与计算分析-4-5.1腹板底模纵梁计算:-4-5.2底板底模纵梁计算：-6-5.3前托梁计算：-8-5.4后托梁计算：-9-5.5外滑梁计算：-11-5.6内模滑梁计算：-14-5.7前上横梁计算：-17-5.8三角主桁受力计算：-18-5.9高强精轧螺纹钢吊杆计算：-22-六、结论与建议-22- 一、验算依据(1)《钢结构设计规范》(GBJ17-88)(2)《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)(3)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)二、结构参数(1)悬臂浇筑砼箱梁分段长度为：1#-2#段3m，3#-4#段3.5m,5#-9#段4.0m，10#-14#段4.5m，合拢段2.0m。(2)箱梁底板宽9m，顶板宽17.25m。(3)箱梁高度变化范围：7.136m~3.2m，中间按1.8次抛物线变化。三、设计荷载3.1荷载系数相关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工规范，荷载系数取值如下：①、考虑箱梁混凝土浇筑时胀膜、动力等因素的超载系数取1.05；②、浇注混凝土时的动力系数取1.2；③、挂篮行走时冲击系数取1.3；④、浇筑混凝土和挂篮行走时抗倾覆稳定系数取2；⑤、吊杆的安全系数不小于2。3.2作用于挂篮的荷载①、箱梁砼荷载：浇筑箱梁的最大重量为2162.4kN(砼容重取26.5kN/m³)；②、施工机具及人群荷载2.5Kpa；振捣混凝土产生的荷载：2.0KPa③、挂篮自重：800kN④、风荷载：基本风压400Kpa-23- 3.3荷载组合①荷载组合I砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数(强度、稳定)②荷载组合Ⅱ砼重+挂篮自重+人群机具(刚度)③荷载组合Ⅲ挂篮自重+冲击附加荷载+风载(行走验算)四、最重梁段分块荷载计算最重梁段为3＃块，箱段根部1/2断面分块面积计算，箱梁断面如图4-1：-23- A1=18658.25，A2=64030，A3=13938，A4=25750。图4-13＃块1/2箱梁断面分块面积表4-13＃块1/2分块重量计算表(忽略节段梁高度变化)分块断面面积()顶面面积()混凝土重量(kN)备注A118658.25144375173.06计算长度为3.5mA26403035000593.88A313938122500129.27A425750122500238.83合计　半边梁段重量　1135.04注：1、断面面积为CAD图中读取数据，顶面面积＝计算长度×分块宽度；2、混凝土重量=断面面积×计算长度×混凝土容重。五、挂篮结构材料与计算分析5.1腹板底模纵梁计算:1截面特性：。-23- 2荷载计算：每侧腹板下布置2根纵梁，计算长度5.15m，承受荷载：(1)纵梁自重：q1；(2)腹板A2范围混凝土重：G2＝593.88kN，荷载范围：x＝0.3m～x=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载：q2＝593.88/2/3.5＝84.84kN/m；(3)施工荷载(人员机具振捣等)：G3＝3.5×4.5kPa=15.75kN，荷载范围：x＝0.3m～x=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载：q3＝15.75/2/3.5＝2.25kN/m；(4)腹板下底模板重量：G4＝1×4.6×0.80=3.68kN(底模板每平方重按照0.80kN计算),荷载范围：x＝0.15m～x=4.75m，在每根纵梁上产生均布荷载：q4＝3.68/2/4.6=0.4kN/m。3计算图式：图5-1腹板底模纵梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出纵梁自重q1。4计算结果：利用midas建模，计算结果如下：(1)应力图：(a)下缘拉应力-23- (b)上缘压应力图5-2腹板底模纵梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：图5-3腹板底模纵梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为8.797mm，，满足要求。(3)构件反力：图5-4腹板底模纵梁支反力(单位：kN)前支点反力为122.2kN，后支点反力为184.4kN。5.2底板底模纵梁计算：1截面特性：。2荷载计算：-23- 底板下布置8根纵梁，计算长度l=5.15m，承受荷载：(1)纵梁自重：q1；(2)底板范围混凝土重：G2＝238.83×2=477.66kN，荷载范围：x＝0.3m～x=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载q2＝477.66/8/3.5＝17.06kN/m；(3)施工荷载(人员机具振捣等)：G3＝12.25×2×4.5kPa=110.25kN，荷载范围：x＝0.3m～x=3.8m，在每根纵梁上产生均布荷载q3＝110.25/8/3.5＝3.94kN/m；(4)底板下模板重量：G4＝7×4.6×0.80=25.76kN(底模板每平方重按照0.80kN计算)，荷载范围：x＝0.15m～x=4.75m，在每根纵梁上产生均布荷载q4＝25.76/4.6/8＝0.7kN/m。3计算图式：图5-5底板底模纵梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出纵梁自重q1。4计算结果：利用midas建模，计算结果如下：(1)应力图：(a)下缘拉应力-23- (b)上缘压应力图5-6底板底模纵梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：图5-7底板底模纵梁变形图(单位：mm)最大挠度为2.35mm，，满足要求。(3)反力：图5-8底板底模纵梁支反力(单位：kN)前支点反力为：34.2kN，后支点反力为：49.3kN。5.3前托梁计算：因在浇筑混凝土时和空载行走时，吊杆作用位置不变，故只计算不利工况即浇筑混凝土时荷载计算。-23- 1截面特性：前托梁采用双40b槽钢计算长度l=18m。2荷载计算：承受荷载：(1)承受横梁自重：q1，荷载范围：x＝0～x=18m；(2)腹板纵梁支反力：F1＝122.2kN，荷载范围：见图；(3)底板纵梁支反力：F2＝34.2kN，荷载范围：见图。3计算图式：图5-9前托梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出前托梁自重q1。4计算结果利用midas建模计算，计算结果如下：(1)应力图：图5-10前托梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：-23- 图5-11前托梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为2.6mm，，满足要求。(3)支反力：图5-12前托梁支反力图(单位：kN)支反力分别为：128.3kN，232.9kN，62.9kN，232.9kN，128.3kN。5.4后托梁计算：后托梁采用双40b槽钢，计算长度l=12m。分两个工况进行计算：混凝土浇筑过程和挂篮滑移阶段。1浇筑混凝土过程计算：(1)荷载计算：①后托梁自重：q1②腹板纵梁支反力：F1＝184.4kN，荷载范围：见图；③底板纵梁支反力：F2＝49.3kN，荷载范围：见图。(2)计算图式：-23- 图5-13后托梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出后托梁自重q1。(3)计算结果：利用midas建模计算，计算结果如下：①应力图：图5-14后托梁截面应力图(单位：MPa)，可以。②挠度：图5-15后托梁变形图(单位：mm)构件最大挠度为1.497mm，，满足要求。③支反力：图5-16后托梁支反力图(单位：kN)支反力分别为：151.3kN，400.2kN，51.6kN，400.2kN，151.3kN。2挂篮滑移阶段后托梁受力计算：-23- 挂篮滑移阶段，后托梁只承受底篮模板和纵梁的重量和自重，跟浇筑混凝土相比，受力较小，不予计算。5.5外滑梁计算：侧模滑梁有二个工况(取单侧翼缘进行计算)：工况1：施工状态，承受翼缘板钢筋混凝土重量：G1=173.06kN；施工荷载、浇注和振捣荷载：G2=14.4375×4.5KPa=65.00kN；侧模和外模骨架自重：G3=61.61kN；工况2：挂篮走行状态，内侧外滑梁承受侧模和外模骨架传来的重量N=61.611kN；底篮对滑梁的吊点力：(31.48+96.21/2)/2=39.8kN。吊点力1浇筑混凝土阶段：(1)外模滑梁荷载分配两根外模滑梁承受荷载为：①翼板A1混凝土重及施工荷载：G1+G2＝238.06kN，其重心位置由cad计算出，详见图5-17；②翼缘底模和外模骨架自重：G3=61.61kN，其重心位置假定为中心位置；图5-17两根外模滑梁承受荷载分布图(单位：cm)经midas计算，得出支点反力,如图5-18：图5-18两根外模滑梁荷载分配图(单位：kN)-23- 靠近腹板侧外滑梁承担的力为196.9kN，远离腹板侧外滑梁承担的力为102.8kN，简化计算，作用在外滑梁的荷载按均布荷载考虑，荷载范围：x=0.15m～3.65m，荷载集度q1分别为：56.26kN/m，29.37kN/m；外滑梁计算长度为5.15m。外模滑梁自重：q2。(2)截面特性：。(3)靠近腹板侧外滑梁受力计算：①计算图式如图5-19：图5-19外滑梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出外滑梁自重q2。②计算结果利用midas建模计算，计算结果如下：a截面应力图：图5-20外滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。b挠度：图5-21外滑梁挠度(单位：mm)-23- 构件最大挠度为5.445mm，，满足要求。c支反力：图5-22外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：129.9kN，前支点反力：82kN。(4)远离腹板侧外滑梁受力计算由于所受荷载比靠近腹板侧外滑梁小，因此靠近腹板侧外滑梁在满足要求的情况下，可不计算，只须求出前后支点反力，经计算后支点反力为：69.4kN,前支点反力为：44.4kN。2挂篮滑移阶段外模滑梁受力计算：靠近腹板侧滑梁承受底模、侧模和外模骨架传来的重量N=61.61kN，简化计算，按均布荷载处理，荷载范围为0.2m～5m，荷载集度为：q1=61.61/4.8=12.84kN/m；底篮吊点的反力约39.8kN；外滑梁计算长度9.95，自重q2。(1)计算图式：图5-23挂篮滑移阶段外滑梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出外滑梁自重q2。(2)计算结果：①截面应力：-23- 图5-24挂篮滑移阶段外滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。②挠度：图5-25挂篮滑移阶段外滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为24mm，，满足要求。③支反力：图5-26挂篮滑移阶段外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：43kN，前支点反力：71kN。5.6内模滑梁计算：1浇筑混凝土阶段(1)内模滑梁承受荷载：顶板A3范围混凝土传递荷载：G1＝173.06kN，施工荷载、浇注和振捣荷载：G2=14.44×4.5KPa=65kN,荷载范围0.15m~3.65m,q1=(G1+G2)/3.5=68kN/m；顶板底模板及内模支架重量：假设G＝71.248kN，简化计算，按均布荷载计算,荷载范围：0.15m～4.65m，q2=71.248/4.6=15.5kN/m，滑梁计算长度取5.15m。内模滑梁自重：q3。-23- (2)计算图式：图5-27浇筑混凝土阶段内滑梁计算图式(单位：kN)注：计算图式未示出内滑梁自重q3。(4)计算结果：利用midas建模计算，计算结果如下：①截面应力：图5-28浇筑混凝土阶段内滑梁截面应力(单位：MPa)，可以。②挠度：图5-29浇筑混凝土阶段内滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为8.9mm，，满足要求。③支反力：-23- 图5-30浇筑混凝土阶段内滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：190.7kN，前支点反力：123.6kN。2挂篮滑移阶段内模滑梁计算：内梁承受内模及骨架传来的重量N=71.248kN，荷载范围0.2m~5m,q1=71.248/2/4.8=7.42kN/m；计算长度：l=9.95m；内滑梁自重q2。(1)计算图式：图5-31内篮滑移阶段外滑梁计算图式(单位：mm)注：计算图式未示出内滑梁自重q2。(2)计算结果：①截面应力：图5-32挂篮滑移阶段内滑梁截面应力图(单位：MPa)，可以。②挠度：图5-33挂篮滑移阶段外滑梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为8.5mm，，满足要求。③支反力：-23- 图5-34挂篮滑移阶段外滑梁支反力(单位：kN)后支点反力：15.6kN，前支点反力：32.6kN。5.7前上横梁计算：1截面特性：前上横梁采用双56b工字钢。2荷载计算：前上横梁只验算最不利情况，即混凝土浇筑时的情况。该情况下，前上横梁承受荷载如下：前托梁前吊杆支反力：N1=128.3kN;N2=232.9kN;N3=62.9kN；N4=232.9kN；N5=128.3kN;外模滑梁前吊杆支反力：N6=82kN；N7=44.4kN；内模滑梁前吊杆支反力：N5＝123.6kN；前上横梁自重：q。3计算图式：图5-35前上横梁计算图式(单位：kN)4计算结果：-23- 建立模型，计算结果如下：(1)截面应力：图5-36前上横梁截面应力图(单位：MPa)，可以。(2)挠度：图5-37前上横梁挠度(单位：mm)构件最大挠度为21mm，，满足要求。(3)支反力：图5-38前上横梁支反力(单位：kN)支点反力：663kN。5.8三角主桁受力计算：1三角主桁受力分析：三角主桁受力简图如图5-39：-23- 图5-39三角桁架受力示意图(单位：kN)斜杆为桁架杆，只受拉压；立杆为受压杆，水平杆可受弯。现分别计算各杆受力情况。2主梁检算：(1)截面特性：主梁选用2×40b槽钢。(2)计算结果：建模计算，结果如下：①截面应力：图5-40主桁截面应力图(单位：MPa)主梁弯应力：，可以。②主梁挠度：-23- 图5-41主桁挠度(单位：mm)最大位移：f=14.58mm，，满足要求。3立柱检算：(1)截面特性：为受压杆件，使用2×40b槽钢；(2)立柱所受内力：图5-42主桁内力图(单位：kN)立柱所受轴力最大为1427.2kN。计算长度为0.7×3.5=2.45m。惯性半径分别为：-23- ；。长细比：；。查表，稳定系数分别为：0.98；。，可以。4斜拉杆抗拉检算：①强度检算：，可以。②斜拉杆销接位置截面削弱处验算：连接处斜拉杆截面A＝166.56，销钉孔直径为Φ121mm，[40b的腹板厚度为d＝12.5mm，则削弱后的截面面积为：；，满足要求。5支反力计算：-23- 图5-43三角桁架支反力(单位：kN)前支点反力为1457.1kN后支点反力为-794.1kN。5.9高强精轧螺纹钢吊杆计算：1前吊杆计算：由前上横梁知，前吊杆最大反力为前下横梁吊杆N＝233kN，采用Ⅳ级精轧螺纹钢，截面特性：。Φ32精轧螺纹钢抗拉强度为650MPa，则。则前吊杆最小抗拉安全系数：，满足要求。2后托梁锚杆计算：在混凝土浇注施工状态下，后下横梁在底板每个锚杆最大拉力为N＝400.2kN，则<650MPa，满足要求。3挂篮主桁架后锚杆计算：-23- 由前面的三角主桁架计算可知，主桁后支点的反力为794.1kN，挂篮的抗颠覆系数取k=2，后锚采用精轧螺纹钢，n为后锚数量，则：-23-六、结论与建议由前面计算所知，挂篮在浇筑混凝土和行走工况强度、刚度及稳定性可以满足施工要求；建议在挂篮施工前严格按照预压方案进行预压，以得出挂篮的荷载-变形曲线。-23-'