安家寨60+100+60连续梁挂篮计算书.doc

安家寨大桥（60+100+60）m连续梁挂蓝设计计算书中铁十一局集团汉江重工2016 年 6 月第 1 章 设计计算说明1.1 设计依据1、 (60+100+60)m 施工图纸2、 《 钢结构设计规范》GB50017-2003 ；3、 《 路桥施工计算手册》 ；4、 《 桥梁工程》 、 《结构力学》 、 《材料力学》 ；5、 《 机械设计手册》 ；1.2 工程概况本工程主桥桥跨组成为 60+100+60m 的单箱单室双线连续梁箱梁顶宽 12.2m，翼缘板长 2.75m，支点处梁高 7.8m，跨中梁高 4.8m，梁高及底板厚按二次抛物线变化腹板厚 90cm（支点）至 50cm（跨中）折线变化，底板厚度为 130cm（支点）至44cm（跨中）按直线线性变化，顶板厚度为 70cm（支点）至 45cm（跨中） 箱梁 0#块梁段长度为 12m，合拢段长度为 2.0m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为 1#块，其重量为 174.8 吨，长度 3m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①、钢弹性模量 Es＝2.1×10 5MPa；②、材料强度设计值：Q235钢 厚度或直径 ≤16mm，f=215N/mm 2，f V=125 N/mm2Q345 钢 厚度或直径 ≤16mm，f=310N/mm 2，f V=180 N/mm2厚度或直径>16～40mm，f=295N/mm 2，f V=170 N/mm21.3.2 挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形架各杆件采用 2[40a 普通热轧槽钢组焊，前横梁由 2I45a 组焊，底托系统前托梁由 2I45a 组焊，后托梁由 2I45a 组焊，底纵梁由 2[36b 组焊。

主桁系统重 13.3t、行走系统重 6.6t、前横梁重 2.8t、底托系统重 15.7t（含底模模板重量） 、内模系统重 5t（内模重量估算） 、侧模重 20.3t，整个挂篮系统约重 63.7t 1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 ①、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混凝土动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数 1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0恒载分项系数 K1=1.2；活载分项系数 K2=1.4②、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 3m，重量为 174.8t 计算；施工机具及人群荷载：2.5kN/m 2；挂篮自重（不含行走及主桁架系统）：43.8t ；③、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；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第2章 挂篮底托系统计算2.1 底纵梁计算2.1.1 腹板下纵梁的计算腹板下纵梁按 1#梁段计算1# 梁段两端截面高度分别为 7.387m 和 7.004m，箱梁腹板厚 0.869-0.9m，腹板每侧荷载由 3 根底纵梁承担，纵梁间距为 0.4m。

腹板处混凝土线荷载为： mkNq /5.208.12632)9.086.()04.738.(1 底模板重量按 1.0kN/m2 计，底模板荷载为： kq/1.2*9.012人群及机具荷载为： mkN/.34.53倾倒和振捣混凝土产生的荷载； kq/8.19.041#块加强纵梁的荷载为： mkNq/2.736.342加强纵梁的受力及计算模型下图：加强纵梁受力计算图支点反力分别为： KNlbqaRA 4.1856.30272B 291最大弯矩: mKNlbaRMA /9.216)5.0312.(48)01.(max 底纵梁选用 2-[36b，查表知其截面特性参数为：A=2×68.09cm2，Wx=2×702900mm3，Ix=2×126517000mm4弯曲应力： ,满足要求；MPafaWw 2106.1537029.6剪切应力： ,满足要求；fPAV5.84.13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2.1.2 底板下纵梁的计算底板下纵梁按 1#梁段计算计算混凝土厚度 0.832m～0.9m，底板荷载由 7 根纵梁承担底板混凝土荷载： mkNq /5.1470.2632.5)908.(1 模板重量按 1kN/m2 计，模板荷载为： q/..2人群及机具荷载： mkNq/184.5.3倾倒和振捣混凝土产生的荷载： k/84.1.3每根底板下纵梁的荷载为： mN7.2937421 底板纵梁载荷小于腹板，故不做验算！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 底托梁计算：（按 1#梁段计算）2.2.1 浇注状态后托梁由底板下纵梁的计算可知，支座反力 RA=118.4KN , RB=98.2KN，因此前托梁近似承担底部荷载的 45%，后托梁承%45102.9841BAR担底部荷载的 55%故在此只对后托梁在浇注状态进行受力分析底纵梁自重：6.42KN故，对于前托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载： kN7.12%5)4.63.21(底板处每根底纵梁的集中荷载： kN.).78.9(后托梁受力简图后托梁弯矩图( 单位:KN·m)后托梁剪力图(单位:KN)后托梁由 2I45a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=2×10238mm2 Wx=2×1432900mm3 Ix=2×322410000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=435.24Kn/m弯曲应力： ,满足要求MPafaWMw 2101543290.56剪切应力： ,满足要求；fAV56718.由以上计算可知，后托梁在浇注状态下，满足要求2.2.2 浇注状态前托梁对于后托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载： kN4.10%5)42.63.21(底板处每根底纵梁的集中荷载： kN2.39).78.9(前拖梁受力简图前托梁弯矩图( 单位:KN·m)前托梁剪力图( 单位:N)前托梁由 2I45a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=2×10238mm2 Wx=2×1432900mm3 Ix=2×322410000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=242.6Kn/m弯曲应力： ,满足要求。

MPafaWMw 2106.8413290.4剪切应力： ,满足要求；fAV5.7.7由以上计算可知，前托梁在浇注状态下，满足要求2.2.3 吊带（杆）计算：假设前托梁所有荷载只由腹板两侧吊带承担，根据托梁剪力图，可得受力最大吊带（杆）受力值为：R=415.8+119.29=535.1 kN（后吊点）R=237.6+100.4=338kN（前吊点）吊杆强度验算：吊杆用 φ32mm 精轧螺纹钢筋， ,满足要MPafaWRw 56047.80316求；吊带强度验算：吊杆用 20×200mmQ345B 吊带， ,MPafaWRw 3107.1320.56满足要求；2.3 前横梁2.3.1 前横梁浇注状态下受力计算（按 1#梁段计算）P1=237.6+100.4=338kN，为上横梁作用力 KNP 18]4.375.2.205.13648.075.120)18[(2  ）（）（（腹板外侧吊带作用力）（内KNP 3.84].12.53.20.1.5364.0512.0)6.15[(43  ）（模系统吊杆作用力）前横梁受力简图前横梁弯矩图前横梁剪力图前横梁由 2I40a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=2×8607mm2 Wx=2×1085700mm3 Ix=2×217140000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=253.8Kn/m弯曲应力： ,满足要求。

MPafaWMw 2109.1608572.3剪切应力： ,满足要求；fPAV5613由以上计算可知，前横梁在浇注状态下，满足要求第三章 挂篮主桁架计算1．浇筑最重块（4#块）时受力计算① 混凝土重量+浇注动力荷载+ 超载： kNG205.108.174前吊点承担混凝土荷载的 45%，即： =2202×45%=991kN② 挂篮荷载：前横梁自重 18.8KN前吊点承担底托系统、侧模、内模、端模、操作平台的 50％荷载：P1=48×10×1.2×50％=288kN ③ 前吊点承担人群和机具荷载的 50％： P2=2.5×12.2×3×1.4×50％ =64kN ④ 倾倒和振捣混凝土荷载的 50％： P3=4×12.2×3×1.4×50％=102.5kN⑤单片主桁前吊点荷载： kNGP 732/)5.106428.19(2/)8.1(32 结构计算简图每片主构架有 4 根钢筋后锚，采用预埋形式后锚φ32mm 的精轧螺纹钢筋抗拉强度为787KN，后锚群的锚固力按 70%折减，F=787×4×70%=2204KN; 设后锚力为 Q，则：732×5.2=4.6×Q Q=828KN;安全系数： ，满足抗倾覆要求！27.8204S2. 主构架各杆件计算2.1 杆件强度计算按浇注 1#节块时的状态计算，由力学计算软件计算杆得：各杆件均由 2-[40a 组成。

查表可知型钢组合截面特性参数为：A=2×7504mm2 Wx=2×878900mm3 Ix=2×175777000mm4组合应力计算结果（ MPa＜ MPa）4.13max215][位移等值线（18.4mm＜20mm）2.2 压杆稳定性计算轴力图：KN(1)压杆稳定检算压杆长度为 4.37m，所受力为 1452.4kN150][8.32.147y分肢长细比按 9.1783.1y取为 14.5 cmAIixx4.12 6/37oil150][9.821xx按 b 类查表得 0.5合格MPaAN215.10824.789.13由以上计算可知，主构架的各杆件强度及结构变形量均满足受力要求3、主构架销轴计算主桁架销轴采用 40Cr，直径 φ125mm，最大轴力 1505.3KN3.1.销轴强度验算:剪应力： ，满足要求MPadAV234.61)2(03.153.2.节点板销孔承压计算节点板板厚为 20mm，每块节点板单面焊 20mm 厚补强板，销孔直径 D=125mm，压力 P=1505.3/2=753KN压应力： ，满足要求。

MPaDP2156.0)2(15733.3.杆件销孔承压计算槽钢腹板厚为 10mm，槽钢腹板内侧焊 20mm 厚补强板，销孔直径 D=125mm，压力P=1505.3/2=753KN压应力： ，满足要求MPaDP21594)201(5734．挂篮空载行走时受力计算挂篮空载前移时，只靠反扣轮及配重平衡其倾覆力，每个反扣轮的极限承载力为90.8KN挂篮的前横梁、底模系、侧模、内模、端模、吊带系统以及操作平台等总重480KN，设主构架前支点承受其中 50%的荷载，故作用于主构架前支点的荷载为：F1=240KN 挂篮前进时冲击荷载系数取 1.3，主桁架含 2 片菱形架，故单个前支点荷载为：F=240×1.3/2=156KN设后锚力为 Q，则：Q=156×5.2/4.6=176KN每片桁架后有两对反扣轮，则每个轮子承载的压力为 176/4=442 符合要求。