石龙火车站雨棚铝单板挂篮计算书,设计图,说明书

'石龙火车站雨棚铝单板吊篮施工方案1、工程概况雨棚铝单板施工位置为站台雨棚纵向450米，横向80米的三条雨棚四侧檐口，施工时工作离地面高约10米。按施工要求，本铝单板施工借助于现场制作吊篮配合施工。铝单板吊篮安装施工图：2、计算基本资料2.1编制依据1、挂篮结构图纸2.2荷载系数有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：a.考虑箱梁砼浇筑时胀模、动力等因素的超荷载系数取1.05；b.混凝土浇筑时的动力系数取1.2；c.挂篮空载行走时冲击系数取1.3；d.浇筑混凝土和挂篮行走时抗倾覆稳定系数取2.02.3作用于挂篮的荷载a．箱梁混凝土的容重：26KN/m3。b．挂篮自重：50tc．施工机具及人群荷载：2.5KN/m2d．风荷载：0.8KN/m221 2.4荷载组合：荷载组合I：砼重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重荷载组合II：砼重量＋挂篮自重+风载荷载组合III：砼重量+挂篮自重+施工机具和人群重荷载组合IV：挂篮自重+冲击附加荷载+风载荷载组合I～II用于挂篮主要承重构件的强度和稳定性计算；荷载组合III用于刚度计算；荷载组合IV用于挂篮行走验算。3、荷载计算3.1挂篮自重计算：G自重＝500KN，详见挂篮设计图；3.2箱梁混凝土荷载计算：箱梁控制性块相关数据表块编#梁长(cm)梁方量(m3)重量(T)腹板厚(cm)顶板厚(cm)底板厚(cm)梁高(cm)2#25057.28148.937030114.3~108.9862.7~826.65#30061.66160.31703098.4~92.4757.6~718.311#35055.87145.26703066.5~61.4547.3~513.517#40045.01117.03503041.5~38.3382.4~361.84、挂篮主纵梁在最不利荷载组合下前端受力分析在计算挂篮主纵梁前端受力计算时，根据块长度和对应的混凝土重量及各种荷载组合情况下分别计算，找出作用在主纵梁前端上最不利的荷载组合，挂篮前吊杆受力计算：挂篮自重G自重=G前上横梁+G前下横梁+G滑梁/2+G模板×0.7+G底篮×0.7=1.65+1.39+4.81/4+23.62×0.5+9.64×0.7=22.8t自重计算时，模板为23.62T，前上横梁为2[40a、滑梁、底篮前后横梁为2[36a。箱梁混凝土自重引起的前吊点受力计算：2#块G砼=(0.5+2.5/2)/5×148.93=52.13t3#块G砼=(0.5+3/2)/5×160.31=64.12t11#块G砼=(0.5+3.5/2)/5×145.26=65.37t（最不利）17#块G砼=(0.5+4/2)/5×117.03=58.52t施工机具及人群荷载引起的前吊点受力计算：21 G机=2.5×6.75×4.5×0.7=53.2KN=5.32t由上述计算知，在荷载组合I情况下，挂篮在浇筑11#块时，主纵梁（单片）前吊杆受力最不利，最大受力：Gmax=(G自重+G砼×1.05×1.2+G机)/2=552.4KN挂篮计算简图（单位：mm）5、挂篮主桁受力计算使用MIDAS软件建立空间模型进行受力分析1）荷载组合：主桁自重+预应力+配重经计算在挂篮主桁架施加预应力后，前吊点产生向上的位移过大，超出规范要求，结构不安全，为此在预应力张拉前在挂篮前吊点处设配重70KN（单片桁架）以保证结构的安全。此配重在挂篮底篮安装完成后进行拆除。反力图（单位：KN）21 位移等值线图（单位：m）拉杆内力图（单位：KN）拉杆应力图（单位：KN/m2）主纵梁及竖杆应力图（单位：KN/m2）21 剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：主纵梁的最大应力为38.1MPa，斜拉杆的最大应力为34.3MPa，竖梁的最大应力为13.1MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），前吊点处的剪应力为2.5MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）；纵梁前吊点产生向上的位移为12.1mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm）。综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。1）荷载组合：自重+预应力+前吊点荷载（最大）反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）21 拉杆受力图（单位：KN）拉杆应力图（单位：KN/m2）主纵梁及竖杆应力图（单位：KN/m2）主纵梁剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：主纵梁的最大应力为62.3MPa，斜拉杆的最大应力为198.0MPa，竖梁的最大应力为73.2MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），中支点处的剪应力为2.2MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）；纵梁前吊点产生向下的位移为9.0mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm）。综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。21 7、底篮纵梁受力计算底篮纵梁受力计算以底板和腹板截面积最大的2#块和前吊点受力最大的11#块作为控制计算，箱梁混凝土各部分面积示意图如下：1）2#块参数：S1=6.1506m2G21砼=6.1506×2.5×26=400.14KNS2=2.325m2G22砼=2.325×2.5×26=151.13KNS3=5.9126m2G23砼=5.912×2.5×26=384.32KNS4=1.3062m2G24砼=1.3062×2.5×26=84.90KN1.1腹板处的I40a受力荷载有q23砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4q23砼=384.32×1.05×1.2/2.5/4=48.434KN/mq1=67.6×0.01=0.676KN/mq2=0.7×17×10×0.01/4.5/4=0.066KN/mq3=0.7×4.5×0.005×78.5/4.5/4=0.069KN/mq4=0.7×4.5×2.5/4.5/4=0.438KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）21 位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为6.1mm，小于[f]（[f]=l/400=500/400=12.5mm），应力为98.6MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为22.4MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。1.2底板处的I40a受力荷载有q11砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4q11砼=400.14×1.05×1.2/2.5/6=33.612KN/mq1=67.6×0.01=0.676KN/mq2=5.35×17×10×0.01/4.5/6=0.337KN/mq3=5.35×4.5×0.005×78.5/4.5/6=0.350KN/mq4=5.35×4.5×2.5/4.5/6=2.229KN/m计算图示如下：21 反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为4.8mm，小于[f]（[f]=l/400=500/400=12.5mm），应力为76.0MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为17.1MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。2）11#块参数：S1=3.6013m2G111砼=3.6013×3.5×26=327.72KNS2=2.325m2G112砼=2.325×3.5×26=211.58KN21 S3=3.7128m2G113砼=3.7128×3.5×26=337.86KNS4=1.3062m2G114砼=1.3062×3.5×26=118.86KN2.1腹板处的I40a受力荷载有q113砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4q113砼=337.86×1.05×1.2/3.5/4=30.407KN/mq1=67.6×0.01=0.676KN/mq2=0.7×17×10×0.01/4.5/4=0.066KN/mq3=0.7×4.5×0.005×78.5/4.5/4=0.069KN/mq4=0.7×4.5×2.5/4.5/4=0.438KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）21 剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为5.4mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），应力为82.4MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为16.8MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。2.2底板处的I32a受力荷载有q111砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4Q111砼=327.72×1.05×1.2/3.5/6=19.663KN/mq1=67.6×0.01=0.676KN/mq2=5.35×17×10×0.01/4.5/6=0.337KN/mq3=5.35×4.5×0.005×78.5/4.5/6=0.350KN/mq4=5.35×4.5×2.5/4.5/6=2.229KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）21 位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为4.0mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），应力为61.1MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为12.4MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。8、底篮后横梁受力计算根据上述计算，底篮后横梁腹板处受力最大为81.6KN×4，底板处受力最大为62.2KN×6，受力简图如下：21 反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：腹板处产生的最大竖向位移为0.3mm，小于[f]（[f]=l/400=1270/400=3.2mm），底板处产生的最大竖向位移为0.2mm，小于[f]（[f]=l/400=2390/400=6.0mm），最大应力为33.3MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为15.6MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。9、底篮前横梁受力计算根据上述计算，底篮后横梁腹板处受力最大为51.0KN×4，底板处受力最大为39.9KN×6，受力简图如下：21 反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：腹板处产生的最大竖向位移为0.2mm，小于[f]（[f]=l/400=1270/400=3.2mm），底板处产生的最大竖向位移为0.1mm，小于[f]（[f]=l/400=2390/400=6.0mm），最大应力为24.3MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为19.1MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。21 10、内外滑梁受力计算1）内滑梁受力荷载有q砼、自重q1、内模板自重q2q砼=2.325×26×1.05×1.2/2=38.084KN/mq1=52.7×2×0.01=1.054KN/mq2=112.5/4.5/2=12.5KN/m受力简图如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）21 剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中处产生的最大竖向位移为9.0mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），最大应力为108.5MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为20.3MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。2）外滑梁受力荷载有q砼、自重q1、内模板自重q2q砼=1.3062×26×1.05×1.2=42.791KN/mq1=52.7×2×0.01=1.054KN/mq2=123.6/4.5/2=13.733KN/m受力简图如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）21 组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中处产生的最大竖向位移为10mm，小于[f]（[f]=l/400=5000/400=12.5mm），最大应力为121.5MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为22.5MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。11、前上横梁受力计算根据上述计算，可得出下列计算简图：反力图（单位：KN）21 位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中处产生的最大竖向位移为13.9mm，小于[f]（[f]=l/400=6050/400=15.1mm），最大应力为158.6MPa，小于材料的许用应力[]（[]=170MPa），剪应力为50.1MPa，小于材料的许用剪应力[]（[]=100MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。12、后锚点受力计算21 由前面主纵梁计算得知，悬臂浇筑第11#块时，挂篮单根主纵梁后锚为最不利状态且后锚固力P=552.4KN，取抗倾覆安全系数2，则要求后锚提供的反力为1104.8KN，选用2根[32a槽钢作后锚分配梁，4根φ32精扎螺纹钢作为后锚杆。由图示计算出每根精扎螺纹钢锚杆承受的锚固力为：F=1104.8/4=276.2KNσ=F/A=276.2×103/（3.14×0.016×0.016）=343.6MPa<[σ]=650MPa满足受力要求！后锚点分配梁采用2根[32a槽钢组成。My=276.2×0.5=138.1KN.mWx=2×475×10-6=950×10-6m3σ=My/Wx=138.1×103/950×10-6=145MPa<[σ]=170MPa满足受力要求！13、精轧螺纹钢吊杆抗拉强度计算挂篮吊杆全部采用φ32精轧螺纹钢，其控制应力按650Mpa考虑。根据底篮前后横梁计算可知，在浇筑11#块件砼时挂篮前端吊杆的最大拉力为：Nmax＝189.4KNσ=Nmax/As=189.4×103/（3.14×0.016×0.016）=235.6MPa<[σ]=650MPa满足受力要求！在浇筑2#块件砼时挂篮后端吊杆的最大拉力为：Nmax＝300.4KNσ=Nmax/As=300.4×103/（3.14×0.016×0.016）=373.7MPa<[σ]=650MPa满足受力要求！14、挂篮行走受力计算21 挂篮前吊点受力为F，偏安全考虑F=1.3×G挂/2+F风/2=1.3×500/2+0.8×4.5×6.75/2=337KN此时后锚点的反力也为337KN挂篮前移时，行走小车后方选一最近处锚固一组分配梁，则小车前方分配梁与第一组分配梁的最大间距L=3m时，跨中最大弯矩My=FL/4=337×3/4=252.8KN.m，单边轨道采用2根I36a工字钢组合而成，Wz=2×15760cm4,=31520cm4，此时最大应力σmax=My/Wz=252.8×1000/2×875×10-6=144MPa＜[σ]=170Mpa，最大挠度ω=8FL3/348EI=8×337×33/(384×2.06×31520)=3.2mm＜3000/400=7.5mm。即挂篮行走时，轨道只需在行走小车后锚固一组分配梁就能满足受力要求。在实际操作中，为确保后锚的可靠性，根据实际情况，必须保证小车前后各有两1组轨道锚固分配梁。为确保挂篮行走安全，据挂篮主纵梁计算知，单根主纵梁的行走小车反力为187.7KN；挂篮行走时取抗倾覆安全系数2，设计拟采用2根[32a槽钢分配梁，按图示可计算得，My=337×0.168=56.6KN.mWx=2×475×10-6=950×10-6m3σ=My/Wz=59.6MPa＜[σ]=170MPa，满足受力要求。挂篮行走时，后吊带计算：F=G底篮×0.7++F风/2=96.4×0.7+0.8×4.5×6.75/2=79.6KN，σ=σ=Nmax/As=79.6×1000/(2×3.14×0.016×0.016)=49.5＜[σ21 ]=650MPa，满足受力要求。15、结论经验算，挂篮结构各杆件受力满足规范要求，挂篮整体结构安全。21'