金銀峽大橋5號(hào)墩掛籃計(jì)算書2

1、金銀峽大橋5號(hào)墩掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算書 一、工程概況金銀峽大橋采用72+130+72米變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。金銀峽大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部梁高8.07m，跨中梁高3.07m，頂板厚30cm，底板厚從跨中至根部由32cm變化為60cm，腹板從跨中至根部分兩段采用70cm、50cm兩種厚度，箱梁高度和底板厚度按2.0次拋物線變化。箱梁頂板橫向?qū)?1.75m，箱底寬7m，翼緣懸臂長2.375m。箱梁0號(hào)節(jié)段長10m（包括墩兩側(cè)各外伸1.5），每個(gè)懸澆“T”縱向?qū)ΨQ劃分為15個(gè)節(jié)段，梁段數(shù)及梁段長從根部至跨中分別為83.5m、74.4m，節(jié)段懸澆總長58.8m，最大塊件重

2、量為134.4噸。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、重慶涪陵至豐都高速公路石板灘大橋兩階段施工圖設(shè)計(jì)；2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）中國建筑工業(yè)出版社；3、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ02586）人民交通出版社；4、熱軋H型鋼設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)冶金部建筑研究總院中國計(jì)劃出版社；5、建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社；6、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）人民交通出版社。三、主要控制計(jì)算參數(shù)1、箱梁C55砼的自重取值為2.6t/m，塊段懸澆時(shí)考慮1.05的漲模系數(shù)；2、施工人員、機(jī)具及材料堆放荷載：1.5KN/；3、振搗對(duì)水平模板產(chǎn)生的荷載：2.0KN/；4、模板荷載：內(nèi)模及定模板按0.5KN/

3、計(jì)，外模板按2KN/計(jì)，翼緣板模板按0.9KN/計(jì)，底模按1KN/計(jì)；5、各現(xiàn)澆混凝土節(jié)段計(jì)算參數(shù)，如下表3-1。表 3-1塊段號(hào)砼（m）重量（KN）長度（m）高度（cm）底板厚（cm）腹板厚（cm）174.61 1939.86 3.5781.5739.1100.093.870271.38 1855.88 3.5739.1698.193.887.970368.25 1774.50 3.5698.1658.487.982.170465.23 1695.98 3.5658.4620.282.176.670562.32 1620.32 3.5620.2583.476.671.270659.53 15

4、47.78 3.5583.4548.271.266.170756.86 1478.36 3.5548.2514.566.161.270854.32 1412.32 3.5514.5482.561.256.570960.90 1583.40 4.4482.5444.856.551.1701053.65 1394.90 4.4444.8410.251.146.0501150.93 1324.18 4.4410.2378.846.041.5501248.50 1261.00 4.4378.8351.241.537.4501350.28 1307.28 4.4351.2327.937.434.1501

5、444.70 1162.20 4.4327.9309.934.131.4501583.55 2172.30 4.4309.9300.031.430.050（中跨和邊跨箱梁重量略有不同，本表中按中跨計(jì)）6、主要材料的設(shè)計(jì)控制值采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 A3鋼軸向應(yīng)力為140MPa，彎曲應(yīng)力145MPa，剪應(yīng)力85MPa，節(jié)點(diǎn)孔壁承壓應(yīng)力為210MPa； 16Mn鋼的軸向應(yīng)力為200MPa； 45號(hào)鋼軸向應(yīng)力為210MPa，彎曲應(yīng)力220MPa，剪應(yīng)力125MPa，節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁承壓應(yīng)力為255MPa。 精軋螺紋粗鋼筋選用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為785Mpa，直徑為32mm。四、掛籃結(jié)構(gòu)掛籃主要結(jié)構(gòu)為：底籃系統(tǒng)、懸吊

6、系統(tǒng)、主桁結(jié)構(gòu)、后錨系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等，如圖4-1所示。圖4-1 掛籃結(jié)構(gòu)圖1、底籃系統(tǒng)底籃由底縱梁、底后橫梁和底前橫梁組成。 底縱梁：底縱梁為桁架形式，長6.0m，上弦為216a，腹桿為工18a和下弦桿為214a； 底后橫梁：由雙肢40b型鋼加工而成，長13.5m； 底前橫梁：由雙肢40b型鋼加工而成，長9.0m；2、懸吊系統(tǒng) 行走吊桿：由200mm20mm16Mn鋼板組成； 地板吊桿：由200mm30mm16Mn鋼板組成；3、主桁結(jié)構(gòu)主桁為梯形桁片，由主縱梁、立桿、前承重桁架上弦桿、前承重桁架下弦桿、前承重桁架腹桿、前承重桁架斜桿斜、行走桁架上弦桿、行走桁架下弦桿、行走桁架腹桿、拉

7、帶組成。 主縱梁：由40b型鋼加工而成，長12m； 立桿：由40b型鋼加工而成，長4.63m； 前承重桁架上弦桿：為220a，長7.5m； 前承重桁架下弦桿：為236b，長13.05m； 前承重桁架腹桿：為工22a，長2.25m； 前承重桁架斜桿斜：為220a，長2.223.66m； 行走桁架上弦桿：為214a，長7.0m； 行走桁架下弦桿：為228b，長13.5m； 行走桁架腹桿：為工10，長2.213.68m； 拉帶：由250mm30mm16Mn鋼板組成。4、后錨系統(tǒng)后錨由錨固梁、錨桿組成，上端通過錨固梁錨于主梁尾部，下端通過錨桿及連接器錨于豎向預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)埋筋上。如位置受限可通過預(yù)留孔錨

8、固。后錨固長梁：由2根28ba組成的桁架式梁，長為800cm。中間用螺栓連接3根70cm長標(biāo)準(zhǔn)段。采用螺栓連接于主梁上。5、行走系統(tǒng)行走系統(tǒng)由行走錨車、后支腿、軌道、滑板和走棍組成。行走錨車反扣在下弦桿尾部上，錨車上放置通長雙肢H450200型鋼，增強(qiáng)主桁架剛度，通過后錨固和錨車交替移動(dòng)實(shí)現(xiàn)掛籃行走。6、模板系統(tǒng)： 外模：由鋼面板和槽鋼加工而成，外襯小型桁架。 內(nèi)模：由鋼面板和槽鋼加工而成，頂模下襯小型桁架，支撐于內(nèi)導(dǎo)梁上。五、掛籃模型建立和設(shè)計(jì)控制工況根據(jù)箱梁截面的變化特征和塊段長度的劃分規(guī)律，取3.5m、4.4m兩種長度的特征塊段作為主要控制設(shè)計(jì)塊段。掛籃控制計(jì)算主要分為2個(gè)工況進(jìn)行，工況

9、一為施工1#塊，工況二為施工9#塊。采用邁達(dá)斯建立掛籃三維模型，如圖5-1所示。圖5-1 掛籃三維模型六、工況一模型建立及結(jié)果分析6.1、工況一模型建立1、荷載統(tǒng)計(jì) 1#塊箱梁截面如圖6-1所示圖6-1 1#塊箱梁斷面圖 按圖示分塊，I、II、III、各塊左右截面集度計(jì)算如下： 模板荷載a、單側(cè)翼緣板模板重：；b、單側(cè)外模板重：；c、單側(cè)頂模板重：；d、單側(cè)內(nèi)側(cè)模重：；e、底模板重：；施工人員、機(jī)具堆放荷載取1.5KN/，振搗荷載取2.0KN/2、底籃縱梁設(shè)計(jì)計(jì)算 腹板底縱梁：a、施工人員、堆放、振搗荷載集度：；b、砼荷載集度：， c、內(nèi)側(cè)模板荷載集度： 腹板底設(shè)置2根縱梁，每根縱梁受梯形荷載

10、，其左右截面集度為 底板底縱梁計(jì)算：a、施工人員、堆放、振搗荷載集度：；b、砼荷載集度：，；c、底模板重：底板底設(shè)置6根縱梁，每根縱梁受梯形荷載，其左右截面集度為3、上前橫梁計(jì)算 1#塊內(nèi)導(dǎo)梁計(jì)算導(dǎo)梁采用236b型鋼，長12m。砼荷載：頂模板荷載：6.670KN施工人員、機(jī)具材料堆放和振搗荷載：合計(jì)荷載為：，則內(nèi)導(dǎo)梁所承受的荷載為。 此處導(dǎo)梁不作控制性驗(yàn)算，僅計(jì)算導(dǎo)梁前端后端反力：前端反力：55.24KN 后端反力：98.55KN 1#塊翼板處外導(dǎo)梁計(jì)算：導(dǎo)梁采用236b型鋼，長12m。砼荷載：翼緣板模板荷載：10.35KN外側(cè)模板荷載：70.84KN施工人員、堆放和振搗荷載：則外導(dǎo)梁所受到荷

11、載。此處導(dǎo)梁不作控制性驗(yàn)算，僅計(jì)算導(dǎo)梁前端后端反力：前端反力：， 后端反力：。4、工況一模型（邁達(dá)斯建立模型如圖6-2）圖6-2 工況一模型6.2、工況一結(jié)果分析1、 豎向變形結(jié)果如圖6-3所示。圖6-3 掛籃豎向位移圖根據(jù)掛籃豎向位移圖可知，最大位移為18.52mm。2、 最大應(yīng)力如圖6-4所示。吊帶應(yīng)力為343.7Mpa圖6-4 掛籃應(yīng)力圖最大應(yīng)力為312.2Mpa,發(fā)生在掛籃吊帶部位。3、 主桁結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，如圖6-5、6所示。圖6-5 斜拉帶應(yīng)力圖斜拉帶最大應(yīng)力為160.4Mpa。圖6-6 行走桁架下弦桿、立柱、前腹桿應(yīng)力圖行走桁架下弦桿最大應(yīng)力為83.8MPa，行走穩(wěn)定聯(lián)系最大應(yīng)力為

12、71.6，立柱最大應(yīng)力為81.9MPa，,腹桿最大應(yīng)力為47.3MPa。4、 懸吊系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，如圖6-7、8、9所示。圖6-7 前承重桁架上、下懸桿應(yīng)力圖圖6-8 行走桁架穩(wěn)定聯(lián)系應(yīng)力圖圖6-9 吊帶應(yīng)力圖5、底籃系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，如圖6-10、11、12所示。圖6-10 底籃縱梁弦桿應(yīng)力圖圖6-11 底籃橫梁應(yīng)力圖圖6-12 底籃縱梁腹桿應(yīng)力圖6、支點(diǎn)反力，如表6-1。表 6-1節(jié)點(diǎn)工況FXFYFZMXMYMZ201#塊0.0 61.2 1555.2 28.4 203.7 14.1 251#塊2.4 0.2 683.7 0.1 -3.5 0.1 361#塊0.0 61.3 1555.3 28.

13、5 203.6 14.1 411#塊2.2 0.2 684.0 0.2 3.5 0.1 1861#塊1.9 0.0 163.0 0.0 0.0 0.0 1881#塊1.9 0.0 163.5 0.0 0.0 0.0 1901#塊4.1 0.0 217.6 0.0 0.0 0.0 1881#塊4.6 0.0 217.4 0.0 0.0 0.0 7、銷子和后錨固驗(yàn)算銷子驗(yàn)算主桁上的斜拉帶銷子采用直徑為120mm的45#鋼加工，最大受力位置位于立桿位置，銷子所受到最大剪力為。剪應(yīng)力：，滿足要求。銷子所受到彎矩；則彎曲應(yīng)力，滿足要求。后錨固驗(yàn)算后錨力：，每個(gè)后錨固配置2根25精軋螺紋鋼，一個(gè)掛藍(lán)共配置

14、4根后錨筋，平均每根受力：。，故后錨安全系數(shù)大于1.2。8、掛籃計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤?-2表 6-2位置吊帶斜拉帶底籃縱梁底籃橫梁立柱最大應(yīng)力（MPa）97.4160.4135.637.991.7位置底籃縱梁腹桿前承重桁架下弦桿行走桁架下懸桿行走桁架腹桿行走桁架穩(wěn)定系最大應(yīng)力（MPa）299.9105.583.852.371.6A3鋼容許應(yīng)力為140MPa， 16mn鋼的容許應(yīng)力為200MPa，由表6-2可知，底籃縱梁應(yīng)力儲(chǔ)備不高，底籃縱梁腹桿應(yīng)力過大，超過容許應(yīng)力一倍，則底掛籃不符合要求。七、工況二模型建立及結(jié)果分析7.1、工況二模型建立1、荷載統(tǒng)計(jì) 9#塊箱梁截面如下圖7-1所示圖7-1 5

15、#塊箱梁斷面圖 按圖示分塊，I、II、III、各塊左右截面集度計(jì)算如下： 模板荷載a、單側(cè)翼緣板模板重：；b、單側(cè)外模板重：；c、單側(cè)頂模板重：；d、單側(cè)內(nèi)側(cè)模重：；e、底模板重：；施工人員、機(jī)具堆放荷載取1.5KN/，振搗荷載取2.0KN/2、底籃縱梁設(shè)計(jì)計(jì)算 腹板底縱梁：a、施工人員、堆放、振搗荷載集度：左截面：；右截面：；b、砼荷載集度：， c、內(nèi)側(cè)模板荷載集度： 腹板底設(shè)置2根縱梁，每根縱梁受梯形荷載，其左右截面集度為 底板底縱梁計(jì)算：a、施工人員、堆放、振搗荷載集度：；b、砼荷載集度：，；c、底模板重：底板底設(shè)置6根縱梁，每根縱梁受梯形荷載，其左右截面集度為3、上前橫梁計(jì)算（方法參照

16、1#塊計(jì)算） 9#塊內(nèi)導(dǎo)梁計(jì)算 此處導(dǎo)梁不作控制性驗(yàn)算，僅計(jì)算導(dǎo)梁前端后端反力：前端反力：65.84KN后端反力：117.44KN 9#塊翼板處外導(dǎo)梁計(jì)算：此處導(dǎo)梁不作控制性驗(yàn)算，僅計(jì)算導(dǎo)梁前端后端反力：前端反力：， 后端反力：。4、工況二模型（邁達(dá)斯建立模型）圖7-2 工況二模型7.2、工況二結(jié)果分析1、豎向變形結(jié)果如圖7-3所示。圖7-3 掛籃豎向位移圖根據(jù)掛籃豎向位移圖可知，最大位移為15.06mm。2、 最大應(yīng)力如圖7-4所示。圖7-4 掛籃應(yīng)力圖最大應(yīng)力為268.8Mpa,如圖7-4所示吊帶部位。3、 主桁結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，如圖7-5、6所示。圖7-5 斜拉帶應(yīng)力圖斜拉帶最大應(yīng)力為82.

17、4Mpa。圖7-6 行走桁架下弦桿、立柱、前腹桿應(yīng)力圖行走桁架下弦桿最大應(yīng)力為92.1MPa，行走穩(wěn)定聯(lián)系最大應(yīng)力為58.6，立柱最大應(yīng)力為81.9MPa,腹桿最大應(yīng)力為57.9MPa。4、 懸吊系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，如圖7-7、8、9所示。圖7-7 前承重桁架上、下懸桿應(yīng)力圖圖7-8 行走桁架穩(wěn)定聯(lián)系應(yīng)力圖圖7-9 吊帶應(yīng)力圖5、底籃系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，如圖7-10、11、12所示。圖7-10 底籃縱梁弦桿應(yīng)力圖圖7-11 底籃橫梁應(yīng)力圖圖7-12 底籃縱梁腹桿應(yīng)力圖6、支點(diǎn)反力，如表7-1。表 7-1節(jié)點(diǎn)工況FXFYFZMXMYMZ201#塊0.0 -66.6 1293.6 -34.3 -163.5 -

18、11.4 251#塊-2.0 0.1 -544.8 -0.1 -3.5 0.1 361#塊0.0 66.6 1293.2 34.0 -163.4 11.4 411#塊-1.9 -0.1 -554.8 0.1 -3.5 0.1 1861#塊-1.9 0.0 168.3 0.0 0.0 0.0 1881#塊-1.9 0.0 168.6 0.0 0.0 0.0 1901#塊3.8 0.0 277.6 0.0 0.0 0.0 1881#塊3.9 0.0 277.5 0.0 0.0 0.0 7、銷子和后錨固驗(yàn)算銷子驗(yàn)算主桁上的銷子采用直徑為120mm的45#鋼加工，最大受力位置位于立桿位置，銷子所受到最大剪力為。剪應(yīng)力：，滿足要求。銷子所受到彎矩；則彎曲應(yīng)力，滿足要求。