40+60+40连续梁挂篮验算书.docx
- 文档编号:9124179
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:236.18KB
40+60+40连续梁挂篮验算书.docx
《40+60+40连续梁挂篮验算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《40+60+40连续梁挂篮验算书.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
40+60+40连续梁挂篮验算书
附件4
40+64+40m挂篮验算书
第一章挂篮设计
1.1.设计依据
1、跨XXX省道特大桥设计文件;
2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;
3、《结构力学》、《材料力学》、《桥梁工程》;
4、《钢结构设计规范》;
5、《路桥施工计算手册》;
6、《midascivil计算软件》;
1.2.工程概况
本主桥设计为新建XXXXXXXX铁路连续箱梁,主桥上部结构类型为有砟轨道40+64+40m的预应力混凝土双线连续箱梁。
截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式,梁顶宽12.2m,底宽6.7m。
顶板厚除梁端附近为65cm外,其余均为40cm,腹板厚48~64~80cm,设置5道横隔板。
梁全长为145.5m,计算跨度为(40+64+40)m,中支点截面中心处梁高为6.05m,跨中10m直线段及边跨13.75m直线段截面中心处梁高为3.05m,梁体下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。
箱梁0#块梁段长度为9m,合拢段长度为2.0m。
挂篮悬臂浇注箱梁最长且最重块段为4#块,长度为4.25m,重量为149.91吨。
该连续梁箱梁悬臂浇注段采用三角挂篮施工。
施工荷载:
施工挂篮、机具、人群。
1.3.挂篮设计
1.3.1主要材料技术参数
⑴钢筋砼自重G砼=2.6t/m3;
⑵钢材弹性模量E=2.1×105MPa;
⑶材料允许应力:
Q235B钢[σ]=140Mp,[σw]=145Mp,[τ]=85Mp;
精轧螺纹钢[σw]=785Mpa;
16Mn钢板[σ]=200Mp,[σw]=210MPa,[τ]=120MPa;
45#钢[σ]=210Mp,[σw]=220MPa,[τ]=125MPa;
1.3.2挂篮构造
本桥所用挂篮采用三角挂篮,挂篮主构架主梁为双Ⅰ40a#工字钢组合而成,立柱采用双[32b#槽钢,拉板采用厚20mm和12mm的普通钢板制成;前上横梁采用双Ⅰ45a#工字钢;前后下横梁采用双Ⅰ36b#工字钢组合而成。
底篮设置19根纵梁,纵梁采用Ⅰ25a工字钢;外侧模走行梁采用双[36b#槽钢组合而成;内模支撑梁采用双[32b#槽钢组合而成。
主桁架的拼接采用16锰结点钢板配合销轴连接,销轴采用40cr销轴,销座由16Mn钢板焊接而成。
挂篮主吊带采用16Mn钢板,副吊带、滑移梁吊带采用φ25精轧螺纹钢。
后锚采用8φ32根精轧螺纹钢筋。
挂篮加工完毕后全部焊缝进行无破损检测。
挂篮系统共重51.5t,其中主桁系统10.6t,行走系统5.7t,底篮8.9t,外模11.6t,内模7.9t,吊杆及吊具6t(估算),端模0.8t(估算)。
第二章挂篮结构验算
2.1设计工况及荷载组合
通过对挂篮施工过程进行分析得出挂篮的设计工况如下:
工况一:
浇筑4#块
荷载组合为:
混凝土自重+人群机具荷载+挂篮自重;
工况二:
挂篮行走
荷载组合为:
挂篮自重+人群机具荷载。
2.2荷载取值
⑴荷载系数:
超灌系数为:
K1=1.05;
混凝土浇筑时的冲击系数:
K2=1.2;
挂篮行走冲击系数:
K3=2.0;
⑵作用于挂篮主桁架的荷载:
人群、机具荷载:
J=2.5kN/m2;
挂篮自重:
51.5t;
箱梁荷载:
箱梁荷载取4#块计算,长度为4.25m,重量为149.91t;为安全起见,设其箱梁荷载在顺桥向方向成均匀分布,在横桥向方向成非均匀分布,具体见分布图。
2.3.挂篮结构计算
2.3.1.底模纵梁的受力计算
⑴腹板下纵梁计算
①受力计算
混凝土线荷载:
q1=3.786m*2.6t/m3*0.8m*1.05*1.2=99.22KN/m;
人群、机具荷载:
q2=2.5kN/m2*0.8m=2kN/m;
为便于计算,除侧模外,模板重量按1kN/m2计,模板荷载为:
q3=1kN/m2*0.8m=0.8kN/m;
腹板下纵梁均布荷载为:
Q腹底=q1+q2+q3=102.02kN/m;
每侧腹板下设置6根纵梁,每根纵梁承担均布荷载为:
Q腹底/6=17kN/m;
②结构模型
纵梁支座间距为5.12m,均布荷载长度为4.25m,采用Ⅰ25a工字钢。
③计算结果
a.支座反力图:
两端的支反力都是36.125KN。
b.竖向变形图:
最大竖向变形在中部为4mm(l/1280),满足l/400的要求。
c.结构应力图:
最大应力为134.8MPa<[σw]=145Mp,可以通过。
⑴底板下纵梁计算
①受力计算
混凝土线荷载:
q1=2.72m2*2.6t/m3*1.05*1.2=89.1KN/m;
人群、机具荷载:
q2=2.5kN/m2*5.1m=12.75kN/m;
为便于计算,除侧模外,模板重量按1kN/m2计,模板荷载为:
q3=1kN/m2*5.1m=5.1kN/m;
底板下纵梁均布荷载为:
Q中底=q1+q2+q3=106.95kN/m;
底板下设置7根纵梁,每根纵梁承担均布荷载为:
Q中底/7=15.27kN/m;
②结构模型
纵梁支座间距为5.12m,均布荷载长度为4.25m,采用Ⅰ25a工字钢。
③计算结果
a.支座反力图:
两端的支反力都是32.45KN。
b.竖向变形图:
最大竖向变形在中部3.5mm,满足要求。
c.结构应力图:
最大应力为121MPa<[σw]=145Mp,可以通过。
2.3.2.底模前后横梁计算及吊带受力计算
⑴计算模型
根据底模纵梁计算结果,底模前后横梁的受力就是底模纵梁的支反力,吊带就是底模前后横梁的边界条件。
底模横梁采用双Ⅰ36b#工字钢组合而成。
底模前后横梁计算简图
⑵计算结果:
a.支座反力图(计入纵梁自重):
单位:
KN。
b.竖向变形图:
受力部位的最大竖向变形在中间:
0.9mm,满足l/400的要求。
c.结构应力图:
(单位:
MPa)
最大弯曲应力为45.4MPa<[σw]=145Mp,可以通过。
最大剪切应力为26.1MPa<[τ]=85Mp,可以通过。
从支反力图中可以看出,中间支反力为310.2KN,两边支反力为29.6KN,这两个支反力加上吊带及底模横梁自重(估算10KN)就是吊带的所受的力,中间吊带采用240mm*20mm的16Mn钢板,两边吊带采用φ25精轧螺纹钢。
验算16Mn钢吊带强度:
σ=F/A=320.2*103N/4800mm2=66.7MPa<[σ]=200Mp,满足要求。
验算φ25精轧螺纹钢:
σ=F/A=39.6*103N/491mm2=80.6<785Mp,满足要求。
2.3.3.外侧模和前吊带的受力计算
前吊带的内力大小由侧模顶板混凝土、侧模自重、侧模走形梁的重量构成。
混凝土线荷载:
q1=1.17m2*2.6t/m3*1.05*1.2=38.33KN/m;
总重量是:
38.33KN/m*4.25m=162.9KN。
侧模及侧模走形梁自重:
11.7t。
侧模前吊带的受力大小为:
(162.9KN+117KN)/2=140KN,前吊带采用φ25精轧螺纹钢:
σ=F/A=140*103N/491mm2=285MPa<785Mp,满足要求。
2.3.4.内模吊梁和前吊带的受力计算
⑴内模顶板混凝土:
q1=2.3m2*2.6t/m3*1.05*1.2=75.35KN/m;
总重量是:
75.35KN/m*4.25m=320.23KN;
⑵内模及内模吊梁自重:
7.9t。
内模前吊带的受力大小为:
(320.23KN+79KN)/4=100KN,前吊带采用φ25精轧螺纹钢:
σ=F/A=100*103N/491mm2=203MPa<785Mp,满足要求。
2.3.5.前上横梁计算
⑴计算模型:
根据各前吊带和模板吊杆的受力可知,前上横梁受力大小如图所示。
前上横梁采用双Ⅰ45a#工字钢组焊而成。
前上横梁计算图(单位:
KN)
⑵计算结果:
a.支座反力图:
支座反力即主构架前悬点的受力是580KN。
b.竖向变形图:
受力部位的最大竖向变形在中间:
7.3mm<l/400=15.55mm,满足要求。
c.结构应力图:
(单位:
MPa)
最大弯曲应力为90.3MPa<[σw]=145Mp,可以通过。
最大剪切应力为47.0MPa<[τ]=85Mp,可以通过。
2.3.6.主构架的计算
⑴计算模型
挂篮主构架主梁为双Ⅰ40a#工字钢组合而成,立柱采用双[32b#槽钢,拉板采用厚30mm和18mm的普通钢板制成。
三角形主构架做平面计算。
根据前上横梁的计算结果,主构架的前悬点受力是580KN。
主构架计算图(单位:
KN)
⑵计算结果:
a.支座反力图:
由图可以看出,前点支撑反力是1399KN,后点的锚固力是819KN。
b.竖向变形图:
前点竖向位移为15.0mm,由于各杆件均为铰接,其杆端位移值均在杆件的弹性形变范围内。
支座反力图(单位:
KN)
竖向变形图(单位:
mm)
c.各杆件内力图:
杆件内力图(单位:
KN)
d.结构应力图:
(单位:
MPa)
由图可以看出,两根拉杆的拉应力分别为107.2MPa、89.4MPa,小于145MPa,满足要求。
竖杆的压应力为131MPa,长度为4m;两平杆的压应力分别为86.7MPa、83.5MPa,长度分别为3.4m、4.8m,需要进行压挠稳定计算。
平杆:
i=15.88cm,自由长度l1=340cm、l2=480cm,
λ1=340/15.88=21.41,查表可得φ1=0.9,
平杆1折算应力:
86.7/0.9=96.3MPa,满足要求;
λ2=480/15.88=30.23,查表可得φ2=0.9,
平杆2折算应力:
83.5/0.9=92.8MPa,满足要求;
竖杆:
i=12.11cm,自由长度l3=400cm,
λ3=400/12.44=32.154,查表可得φ1=0.953,
竖杆折算应力:
131/0.953=137.5MPa,满足要求;
⑶螺栓检算
每根杆件要根据内力计算连接螺栓的受力大小和数量。
螺栓采用8.8级,一个螺栓承受的单剪力12t,竖杆的受力139t,承力螺栓18个,每个螺栓需要承受7.7t,小于12t,可以通过。
2.3.7.后锚检算
后锚的受力大小是852KN,由4根φ32根精轧螺纹钢筋锚固,满足要求。
要确保4根精轧螺纹钢受力均匀。
2.4.挂篮行走抗倾覆计算
挂篮总重51.5t,按照一半的重量由前横梁承受计算,挂篮行走状态下受力如图:
由图可得每个后锚受力F=181.8KN。
2.4.1.梁面锚固钢筋极限抗倾覆力
走行轨道锚杆钢筋按2根φ25根精轧螺纹钢筋受力计算,则锚固钢筋极限抗拉力为:
F1=2*785*A=770KN,满足要求。
2.4.2.走行轨道极限抗倾覆力
走行轨的截面特性:
A=143200mm2,Wx=1492000mm3
Q235钢材极限抗拉强度σp=235MPa。
当F=σp*Wx/500=701KN,
行走轨的抗倾覆力:
F2=F=701KN。
2.4.3.连接销轴极限抗倾覆力
销轴采用φ100mm的40Cr销轴,销轴极限抗倾覆力为:
F3=A*[τ]=1954.65KN。
2.4.4.后支座滚轮销轴抗倾覆力
销轴采用φ50mm的40Cr销轴,销轴极限抗倾覆力为:
F4=A*[τ]=488.7KN。
2.4.5.挂篮行走工况下抗倾覆稳定系数
后锚最小抗倾覆力
N1=488.7KN,
抗倾覆系数:
S=N1/F=488.7/181.8=2.7>[s]=2,满足规范要求。
2.5.挂篮浇筑混凝土状态抗倾覆计算
2.5.1.后锚精轧螺纹钢极限受力
挂篮采用4根φ32根精轧螺纹钢筋锚固,螺纹钢极限受力为:
F1=4*A*[σ]=2523KN
2.5.2.后锚扁担极限受力
后锚扁担梁的截面特性为:
A=7700mm2,Wx=459000mm3
Q235钢材极限抗拉强度σp=235MPa。
当σp=M/Wx=F*240/Wx
F=σp*Wx/240=447KN,
2根后锚扁担梁可以承受的极限力为:
F2=4*F=1788KN。
2.5.3.混凝土浇筑状态下的抗倾覆系数
因为F1>F2,所以抗倾覆力按F2计算,则混凝土浇筑状态下挂篮抗倾覆系数为:
S=F2/580=3.08>[s]=2,满足规范要求。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 40 60 连续 挂篮 验算