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连续梁挂篮施工验算
宜兴主梁连续梁挂篮施工检算
一、计算荷载
1、挂篮结构荷载
a、底模平台及底模
底模平台前、后下横梁间距为5.1m,底纵梁长5.4m,底模纵梁采用I36a(60.0kg/m),底纵梁共27根,总重87.48kN。
前下横梁采用2[40a(118kg/m)型钢梁,长24.1m,总重28.44KN。
后下横梁采用2HW588(302.2kg/m)型钢梁,长24.1m,总重72.83KN。
底模平台及联结系,栏杆等其余重量约200KN。
挂篮底模7.4KN。
底模平台及底模总重:
320KN;
b、挂篮主梁重量(五组梁)
略
2、内外模重量
略
3、砼箱梁荷载
混凝土荷载根据各节段实际重量加载。
二、底模平台计算
本挂篮悬臂浇筑长度分3.0m、3.5m和4m,取不同节段长的控制梁段分别计算。
其中1#块、4#块和8#块为控制梁段。
1#块:
节段长3.0m,砼方量120.5m3,重313.3t。
4#块:
节段长3.5m,砼方量114.4m3,重297.6t。
8#块:
节段长4.0m,砼方量94.6m3,重246.1t。
纵梁荷载计算:
每片纵梁承担箱梁底板及腹板砼
q1=砼分布面积×26×1.05KN/m
每片纵梁上的底模荷载(以1.0kN/m2计)
q2=1.0×底模分布宽度KN/m
外导梁上的外模荷载(以3.0kN/m2计):
q3=3.0×外模分布宽度KN/m
内导梁上的内模荷载(以1.5kN/m2计):
q4=1.5×内模分布宽度KN/m
施工荷载(以2.5KN/m2计)q5=2.5×分布宽度KN/m
每片纵梁自重qz=0.6KN/m
底模平台纵梁采用I36a计算。
1#块,4#块,8#块每片底模纵梁及内外导梁所对应的荷载参数如附表所示:
表一:
(见excel附表)
三、前后下横梁计算:
(一)1#号块:
1、1#块后下横梁拟采用2[40a计算:
混凝土施工时,1#块段后下横梁受力最不利。
后下横梁吊点反力计算如下:
后吊点反力(KN):
R1=51.5;R2=261.2;R3=194.6;R4=211.2;
R5=208.2;R6=208.1;R7=215.1;R8=197.6;R9=272.1;R10=55.9;
后下横梁剪力:
最大剪力V=188.3KN
后下横梁弯矩:
最大弯矩M=55.9KN.m
最大挠度δ=5mm;
混凝土施工时最大组合应力为:
σ=32MPa;受力变形均满足要求。
2、1#块前下横梁拟采用2[40a计算:
前下横梁吊点反力计算如下:
前吊点反力(略)如上图所示。
前下横梁剪力:
最大剪力V=123.3KN
前下横梁弯矩:
最大弯矩M=55.9KN.m
前下横梁弯矩:
最大弯矩M=37.5KN.m
组合应力22Mpa;
3、1#块前上横梁,受力图示及支反力如下:
5组主梁支反力如上图示。
前上横梁剪力计算:
最大剪力V=202KN
前上横梁弯矩计算:
最大弯矩M=155.1KN
最大挠度δ=3mm;
混凝土施工时最大组合应力为:
σ=89.3MPa;受力变形均满足要求。
(二)4#号块:
1、后下横梁受力不受控制,检算略。
2、前下横梁:
拟采用2[40a计算
支反力(吊点反力)计算如下:
最大剪力V=126.1KN(简图略)
最大弯矩M=35KN.m(简图略)
最大组合应力:
66.5Mpa。
3、4#块前上横梁:
拟采用2[40a计算
支反力(主梁前吊点力)计算如下:
最大剪力V=213.3KN(简图略)
最大弯矩M=166.4KN.m(简图略)
最大组合应力:
96.0Mpa。
(三)8#号块:
1、后下横梁受力不受控制,检算略。
2、前下横梁:
拟采用2[40a计算
支反力(吊点反力)计算如下:
最大剪力V=104.3KN(简图略)
最大弯矩M=31.6KN.m(简图略)
最大组合应力:
30Mpa。
3、8#块前上横梁:
拟采用2[40a计算
支反力(主梁前吊点力)计算如下:
最大剪力V=200.3KN(简图略)
最大弯矩M=164.1KN.m(简图略)
最大组合应力:
94.5Mpa。
(四)挂篮走行:
采用外导梁走行
此挂篮体型比较庞大,可采用2次走行,即前一节段浇筑完成后,将挂篮底模临时吊挂于已施工梁前端,前上横梁后退3m/4m(一个节段长),解除挂篮后锚固。
首先走行主桁系统(支腿、主梁、导梁),主桁系统走行到位后,安装挂篮后锚固。
第二次走行模板系统,及外模底模,及内模系统在导梁上滑移到位。
本连续梁,梁顶宽23.4m,梁底宽20.5m。
模板系统采用导梁走行,后下横梁走行受力变形较大,成控制工况。
此处检算后下横梁走行工况:
后下横梁走行跨度为21.34;底模系统(不含下横梁重)重约200KN。
后下横梁承重100KN,按均布加载在21.34m范围,则q=100/21.34=4.7KN.m,拟采用2I50a和2HW588型钢检算:
受力简图如下:
1、后下横梁若采用2I50a
走行时导梁吊点反力R=74.2KN;
后下横梁弯矩:
M=380KN.m;弯矩应力σ=102Mpa;
挠度δ=189mm;fmax/L=189/21340=1/113;变形太大,不满足要求;
2、后下横梁若采用2HW588:
走行时导梁吊点反力R=89.6KN;
后下横梁弯矩:
M=449.4KN.m;弯矩应力σ=56Mpa;
挠度δ=88mm;fmax/L=88/21340=1/243;变形稍大大,但对于走行工况,可以采用。
四、贝雷梁主梁
1、受最大前吊点反力,主梁检算(贝雷梁采用整体受力计算):
最大前吊点力:
1#块(402KN)、4#快(427KN)、8#块(421.3KN),三个块段前支点及后锚固力计算如下:
从上往下依次为1、4、8#块模型:
最大剪力依次为:
最大弯矩依次为:
主梁前端挠度计算如下:
五组贝雷梁主梁均采用3片上下弦加强型结构,则单组贝雷梁(3片上下弦加强型)计算参数如下:
几何特性:
Wx=3×7.699×10-3m3=2.31×10-2m3;
Ix=2×5.774×10-3m3=1.73×10-2m4;
容许弯矩:
[M]=1687.5×2=5062KN.m;
容许剪力:
[V]=245.2×2=735KN;
以上3个节段施工,主梁最大受力情况:
最大剪力V=427.5KN<[V]=735KN;
最大弯矩M=2259.6KN<[M]=5062KN.m;
最大挠度δ=19.3mm;fmax/L=19.3/6000=1/310<1/250
以上数据计算满足受力要求。
2、三个块段砼施工,5组主梁支点反力计算如下:
贝雷梁采用整体受力计算。
1#、4#、8#块施工时的反力代入计算,分别得到反力如下(从截面左边数起):
编号(单片)
主梁前吊点反力(KN)
R锚(KN)
R前(KN)
1#第一组
251
-265.2
521.8
1#第二组
402
-424.8
832.3
1#第三组
363
-383.5
746.5
1#第四组
400
-422.6
828.2
1#第五组
295
-311.7
612.3
4#第一组
263.2
-255.7
524.4
4#第二组
427
-414.8
847.4
4#第三组
383
-372.1
755.1
4#第四组
421.3
-409.3
836.1
4#第五组
320
-310.9
636.4
8#第一组
234.1
-227.4
467.1
8#第二组
401.4
-409.9
837.5
8#第三组
360
-349.7
709.7
8#第四组
396
-384.7
786.3
8#第五组
302
-293.4
600.9
五、挂篮空载走行稳定系数计算
本挂篮走行方式为二次走行,即前一节段浇筑完成后,将挂篮底模临时吊挂于已施工梁前端,前上横梁后退3m/4m(一个节段长),解除挂篮后锚固。
首先走行主桁系统(支腿、主梁、导梁),主桁系统走行到位后,安装挂篮后锚固。
第二次走行模板系统,及外模底模,及内模系统在导梁上滑移到位。
挂篮空载走行最不利工况为主梁前移及就位状态,后锚固处在未锚固状态。
主梁自重289.5kN;(主梁在前支腿位置前后平衡)
前上横梁59.37kN;
前吊挂:
22KN;
横联a重42.64KN,横联b重10.46KN,后支腿重25KN;
前后上横梁采用空载走行反力计算。
整体稳定计算图示(单位:
mm)
倾覆力矩由主梁及平联自重、前上横梁及后支腿。
以前支腿为倾覆旋转点计算:
稳定力矩:
M1=202.0×0+25×4.5=112.5KN.M
倾覆力矩:
M2=202.0×0+59.37×2.5+22×5.5+42.64×5.75=514.6KN.m
挂篮空载走行时的稳定系数
K=M1/M2=112.5/514.6=0.22<2.0
挂篮主桁系统走行稳定系数小于2.0,主梁走行需压重。
在靠后锚固位置压重200KN,则稳定力矩为:
M1’=25×4.5+200×5.2=1152.5KN.M
挂篮空载走行时的稳定系数
K=M1’/M2=1152.5/514.6=2.24>2.0;
综上,挂篮主梁走行,主梁后锚固附近需压重200KN,即可满足走行稳定要求。
附注说明:
本挂篮施工荷载按2.5KN/㎡计算(通常施工荷载总重不超过15t),但因本挂篮施工面积大,现场施工堆载的不确定性,本挂篮总施工荷载按计算的40t考虑,未打折。
详见excel计算表格。
挂篮施工控制节段重:
313t;
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