48 80 48连续梁挂篮计算书详解.docx
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1、6附件6.1墩顶0#块膺架计算书6.1.1计算依据连续梁施工设计图结构力学、材料力学、桥梁工程铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005)路桥施工计算手册(周兴水等著,人民交通出版社)铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)铁路混凝土工程施工技术指南(TZ210-2005)铁路混凝土与砌体工程施工规范(TB10210-2001)6.1.2支架结构材料参数1) 木材(A-2红杉木):顺纹弯应力L13Mpa弯曲剪应力口 = Z0MPa弹性模量E = 104MPa2) Q235钢材(依据现行铁路桥梁钢结构设计规范 (TB10002.2-2005)取值):拉压应力 = 135MP
2、a弯曲应力=140MPa剪应力t = 80MPa弹性模量E = 2.1 x105 MPa6.1.3基本资料0#块长度12m(4.5+3.0+4.5m),墩顶处箱梁高6.65m,端头箱梁高5.958m,箱梁底板宽6.7m,顶板宽12.0m, 0#块砼重192.5t, 1#块分别重112.6t。0#块重约650t。6.1.4支架结构支架结构见下图:面主勤号蚣架赡嘲阳艇图6.1.5计算荷载种类及组合(1) 计算荷载种类 新浇砼容重按26kN/m3计算,超灌系数取1.05; 模板、支架自重:按实际材料、尺寸计算; 施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.5KN/m2 倾倒混凝土时产生的冲击荷载:2 KN
3、 / m2 振捣混凝土产生的荷载:2KN / m2(2) 荷载组合:计算强度时:Pj+计算刚度时:P=+26.1.6支架结构检算(1)方木计算采用红衫木,纵桥向间距45cm,偏安全按简支梁计算,腹板下方木计算跨度L=0.3m,底板下计算跨度L=0.5m。1)腹板下方木计算混凝土重:q=26X6.65X0.45X 1.05=81.7kN/m 1模板重:q2 = 3kN/m施工人员、运输荷载等:q3 = 2.5X0.45 = 1.125 kN/m倾倒混凝土时产生的冲击荷载:q4 = 2.0X0.45 = 0.9 kN/m振捣混凝土产生的荷载:q5 = 2.0X0.45 = 0.9 kN/m检算强度
4、时:Q =q+ q+ q+ q+ q=87.6 kN/m112345检算刚度时:Q2 = q1+ q2 =84.7 kN/m方木截面抵抗矩:150 x 100 26=250 x 103mm 3 1 ,跨中最大弯矩 M =_ ql 2 = 0.125x 87.6x 3002 = 985.5x103N - mm :8方木横截面的最大正应力:=M = 9Sn5= 39MPa5=13MPa (满足要求) VY 匕。方木横截面的最大剪力:T7 Ql 87.6 x 300V = % = 13.14 x103 N22方木横截面的最大剪应力:3V 3 x13.14 x103t = 一 = 1.314MPa I
5、r J= 2MPa (满足要求)2A2x150x1002)底板下方木计算混凝土重:q =26 X (0.4+1.0) X 0.45 X 1.05=17.2kN/m 1模板重:q2 = 3kN/m 施工人员、运输荷载等:q3 = 2.5X0.45 = 1.125 kN/m 倾倒混凝土时产生的冲击荷载:q4 = 2.0X0.45 = 0.9 kN/m 振捣混凝土产生的荷载:q5 = 2.0X0.45 = 0.9 kN/m检算强度时:Q =q+ q+ q+ q+ q=23.125 kN/m 112345 1 ,跨中最大弯矩.M =_ql2 = 0.125x23.125x5002 = 722.7x10
6、3N-mm 8方木横截面的最大剪力:TZ Ql 23.125 x 500V = % = 5.78 x103N22弯矩及剪力均小于腹板下方木承受的弯矩及剪力,安全!(2)方木下次分配梁计算次分配梁承受模板及混凝土重量,采用I30b。腹板下间距为30cm, 底板下间距为50cm。1)腹板下次分配梁计算腹板混凝土由3根I30b承受。腹板混凝土重::q =26 X 6.65 X 0.9 X 1.05=163.4kN/m1模板重:q2 = 3kN/m施工人员、运输荷载等:q3 = 2.5X0.9 = 2.25 kN/m倾倒混凝土时产生的冲击荷载:q4 = 2.0X0.9 = 1.8 kN/m振捣混凝土产
7、生的荷载:q5 = 2.0X0.9=1.8 kN/m检算强度时:Q =q+ q+ q+ q+ q =172.24 kN/m112345检算刚度时:Q2 = q1+ q2 =166.4 kN/m计算模型:InLj 1rir1111111F11r1暂 1rir 1ri弯矩图:剪力图:正应力: = M = 86MPa b= 140MPa (满足要求) max W剪应力:t =丝= 36MPa tu= 80MPa (满足要求) max bl挠度图(mm):fm=4mm f=L/400=1100/400=3mm,刚度满足要求!2)底板下次分配梁计算底板I30b间距为50cm承受,单根工字钢承受的线荷载为
8、:混凝土重:q=26X (0.4+1.0) X0.5X1.05=19.11kN/m 1模板重:q2 = 3kN/m施工人员、运输荷载等:q3 = 2.5X0.5 = 1.25 kN/m倾倒混凝土时产生的冲击荷载:q4 = 2.0X0.5 = 1 kN/m振捣混凝土产生的荷载:q5 = 2.0X0.5 = 1 kN/m检算强度时:Q =q+ q+ q+ q+ q =25.36 kN/m 112345检算刚度时:Q2 = q1+ q2 =22.11 kN/m该荷载远远小于腹板下单根工字钢承受的荷载,故安全!(3) 钢管立柱上横梁计算钢管立柱上横梁采用2I50b,按4跨连续梁计算,承受上部传递下来的
9、全部荷载。计算模型:弯矩图:剪力图:正应力: 。=41 MPa b= 140 MPa (满足要求)max W剪应力:t =竺=41MPa r= 80MPa (满足要求) max bl挠度图(mm):fm=0.4mm f=L/400=3600/400=9mm,刚度满足要求!(4) 钢管立柱计算钢管立柱直径? 600mm,壁厚10mm,按轴心受压构件计算,承受由上横梁传递的集中荷载。上横梁传递的集中荷载:取最大值902kN计算,钢管长度为13.63m。 600X10钢管截面特性截面积:A=18535.4mm2弹性模量:E=2.1X105MPa回转半径:i=208.62mm钢管架自重:N2=1.45
10、5X13.63=19.83kN荷载组合:N=N1+N2 =921.83kN长细比:入二l0/i=13630/208.6=65.3查表得拆减系数可=0.861钢 管 应 力 a =N/A=921.83X103/18535.4=49.7MPa a =120.5 MPa所以立柱强度及稳定均满足要求。6.2挂篮计算书第一章设计计算说明1. 1设计依据1、连续梁施工图;2、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000;3、钢结构设计规范GBJ17-88;4、路桥施工计算手册;5、桥梁工程、结构力学、材料力学;6、机械设计手册;7、铁路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48
11、+80+48m的单箱单室连续 梁。箱梁顶宽12m,翼缘板长2.65m,支点处梁高6.65m,跨中梁高 3.85m,梁高及底板厚按二次抛物线变化。腹板厚90cm(支点)48cm, 底板厚度为100(支点)40cm,顶板厚度40 cm。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7.75m;挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块,其重量为136.882t, 计算时取为140t。该特大桥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 、砼自重G =26kN/m3;C 、钢弹性模量Es = 2.1X105MPa; 、材料强度设计值:Q235钢。=140Mp,
12、 o w=145Mp, t =85MpQ345 钢o =200N/mm2, o w=210Mp, t =120 N/mm21.3.2挂篮构造挂篮为菱形挂篮,菱形桁片由232a#普通热轧槽钢组成的方形截 面杆件构成,前横梁由双40a#普通热轧工字钢组成,底篮前托梁由 236a#普通热轧槽钢组成,底篮后托梁由236a#普通热轧槽钢组成, 底篮腹板下纵梁为工32a#普通热轧工字钢。主桁系统重11.17t、前 横梁2.8t、底托系统11.4t、侧模及底模重11.8t、内模系统重3.0t、 端模重0.5t (估算), 吊带及吊具重8.0t (估算),整个挂篮系统 重48.67t,挂篮自重与最大结块比值为
13、0.347: 1。1.3.3挂篮计算设计荷载及组合 、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1.05;浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数:2.0。 、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2.7m,按140t计算载荷;施工机具及人群荷载:2.5kN/m2;挂篮自重:48.67t; 、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
14、为负;其它内力规定同结构力学的规定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2.7m,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G =26kN/m3 C近似。梁段两端高度分别为5.958m和5.590m,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 =球8 + 559)乂 箜 乂 27 x 26 x 1.05 = 141.87伽 / m12x 2.7为便于计算,除侧模外,模板重量按1kN/m2计,模板荷载为:q 2 = 1 x 0.9 = 0.9kN / m人群及机具
15、荷载为:q3 = 2.5 x 0.9 = 2.25kN / m倾倒和振捣混凝土产生的荷载;q 4 = 4 x 0.9 = 3.6kN / m加强纵梁上的均布荷载为:q = q + q + q + q = 148.62kN / mi 1234每根加强纵梁上的均布荷载为:q = q /n = 148.62/4 = 37.16kN/m底纵梁的受力及计算模型如图2-1所示图2-1支点反力分别为R=37.16cos7 80 X 2 . 72 5X( 1.177+2 . 72 5x0 . 5) /4. 44=57 . 38kN A,R=37.16cos7 80 X2.725 X(0.538+2.725x0
16、.5) /4.44=42.94kN B,最大弯矩Mmax37.16 x cos 7.80 x 2.725 x 2.54444x (0.538 +2.725 x 2.542 x 4.44)=75.61kN / m腹板处纵梁选用32a#工字钢,截面特性参数为:A = 6100mm 2W = 534285.714285714mm 3I = 74800000mm 4尤尤弯曲应力:a = M = 75.61 x 106 = 141.50的 f=145Mp,满足要求。-W 534285.714285714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:人 37.16x cos7.8。x 2
17、.725x 2.54“4 x 2.542 2.7252、. .2.13 (2.1 - 0.538)4A =(4 x 4.44 ) x 2.1 - 4 x + 24EI4.444.444.44 2.725 x 2.54=0.9km444/400=1.11cm,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底板下纵梁的计算计算普通纵梁强度取1#块计算,1#块梁段长度为2.7m,底板荷载由7根普通纵梁承受。底板混凝土荷载:q = (0921 + 873)x 49 x 27 * 26 x 1.05 = 20kN / m12 x 2.7模板重量按1kN/m2计,模板荷载
18、为:q 2 = 4.9 x 1 = 4.9kN / m人群及机具荷载:q3 =4.9 x 2.5 = 12.25kN / m倾倒和振捣混凝土产生的荷载:q = (2 + 2) x 4.9 = 19.6kN / m4普通纵梁上的均布荷载为:q = q + q + q + q = 156.75kN / m i 1234每根普通纵梁上的均布荷载为:q = q /7 = 156.75/7 = 22.39kN/m计算模型如图2-2所示:支点反力分别为R=22.39cos7 80 X2.725 X( 1.177+2.725x0.5) /4.44=34.57kN A,R=22.39cos7 8o X2.72
19、5X(0.538+2.725x0.5) /4.44=25.88kN B,最大弯矩Mmax22.39xcos7.8o x2.725x2.54444x (0.538 +2.725 x 2.542 x 4.44)=45.55kN / m图2-2底板处纵梁选用32a#工字钢,截面特性参数为:A = 6100mm 2W = 534285.714285714mm 3I = 74800000mm 4尤尤弯曲应力:a = M =钉55x 106 = 85.26Mp f=145Mp,满足要求。-W 534285.714285714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:a22.39x c
20、os7.80 x 2.725 x 2.54s.” 4x 2.542 2.7252、 / 2.13(2.1 -0.538)4A =(4 x 4.44) x 2.1 - 4 x + 24EI4.444.444.442.725 x 2.54=0.57cm444/400=1.11cm,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。2.2 1#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 R34.57KN , R25.88KN,一 =2588一 x 100% = 43%。RA + RB 34.57 + 25.88因此前托梁承担底部荷载的43
21、%,后托梁承担底部荷载的57%。对于前托梁:腹板处每根底纵梁的集中荷载:J48.6: x 2.7 + 2.65) x 43% = 44.28 kN/m 底板处的荷载:(156.7; x 2.7 + 2.65) x 43% = 27.14 kN/m采用SM-Slover计算前托梁受力分析如图44.28KN27.14KN44.28KN图2-3前托梁计算简图图2-4前托梁弯矩图(单位:kN m)124.96-124.96图2-5前托梁剪力图(单位:kN)前托梁采用2I36a普通热轧槽钢,截面形式如图2-7所示,362063图2-6两个36a#表面焊接-10mm盖板组焊成箱形结构,查表知36a#槽钢
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