東橋河大橋掛籃計(jì)算講解

1、東橋河大橋掛籃計(jì)算書一計(jì)算依據(jù)1. 路橋施工計(jì)算手冊(cè) 周水興 等編著2. 橋涵 （上、下冊(cè)） 交通部第一公路工程總公司主 編3. 實(shí)用土木工程手冊(cè) （第三版） 楊文淵編4. 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （ JTJ041-2000）5 材料力學(xué)（上、下冊(cè)）6 結(jié)構(gòu)力學(xué)（上、下冊(cè)）二、計(jì)算資料東橋河大橋 0#塊在支架上現(xiàn)澆，所以在澆筑 1#塊時(shí)掛籃各部分的受力最大，故取 1塊為對(duì)象對(duì)掛籃進(jìn)行驗(yàn)算。1、箱梁中心高 405.8cm2、底板厚 61.855.3cm3、節(jié)段長(zhǎng) 350cm4、腹板厚 60cm5、節(jié)段體積 62.55m36、節(jié)段重量 162T三、澆注砼重量分配從該橋施工過程知道，澆注砼重量163T

2、。并不是掛籃中單一構(gòu)件承擔(dān)的。它是由側(cè)模、內(nèi)模、底模共同承擔(dān)，所以有必要對(duì)其重量 進(jìn)行分配。參照本橋箱梁圖紙可以算出三個(gè)區(qū)域的澆注砼重量分為 WA=16.38T、WB=26.73T、WC=119.52TBAC四、主桁體系計(jì)算由掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙可知，主桁承重系統(tǒng)主要采用9排上、下加 強(qiáng)的321貝雷桁架,分成3組用110框架拼裝而成。3組主桁之間用 128作平聯(lián)，同時(shí)用14#設(shè)置剪刀撐，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。 主桁架為對(duì)稱的桁架式承載構(gòu)件聯(lián)結(jié)而成，因此只需計(jì)算其中一件的 受力和應(yīng)變情況，可以確定主桁架是簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)、桿件間以銷軸連接， 所以不存在超靜定問題。（一）、技術(shù)參數(shù)（1） 節(jié)段澆注砼最大重量

3、：163T（2） 掛籃總重：46T其中：底模及下橫梁8.6T，邊模及導(dǎo)梁7T,內(nèi)模及內(nèi)導(dǎo)梁2T；（3） 另加2.5%的施工負(fù)荷：（163+46）X 2.5%=5.2T以上重量共計(jì)：214.2。這個(gè)負(fù)荷全部由主桁架和箱梁前節(jié)段端部承受，假定兩者各承擔(dān)一半，則主構(gòu)架負(fù)載為214.2/2=107.1按108T負(fù)載計(jì)算(二八受力分析及計(jì)算1、受力簡(jiǎn)圖：由前可知主桁架中一端負(fù)載按 36T計(jì)算(對(duì)貝雷片不作均布計(jì)算)Mmax=360*4.85=1746KN.m查計(jì)算手冊(cè)得：每片貝雷片抗彎模量 W = 3570CM3三排三層的可按單排單層的乘以 9再乘0.8彎拉應(yīng)力 6 = M/ W=1746*l0 /(3

4、570興 9興 0.8*10 -6 )=67.9Mpa6容=210 Mpa，滿足要求；剪應(yīng)力 t = Q/A = 360*103/( 25.48 興 9興 0.8*10-4) = 29.4Mpat容=120 Mpa，滿足要求；由支反點(diǎn)平衡求得：R拉=36*4.85/8 = 21.8T每側(cè)由2根32的精軋螺紋鋼承擔(dān)，安全系數(shù)K= 51.3/(21.8/2)=4.7故主桁架梁和后錨帶滿足強(qiáng)度要求。2、前下橫梁的強(qiáng)度及撓度計(jì)算1、強(qiáng)度計(jì)算從掛籃總圖可知，前下橫梁有 8個(gè)吊點(diǎn)，其中2個(gè)用于側(cè)模，6(F2)個(gè)用于底模，假定翼板及底板以均布荷載作用于下橫梁， 腹板 處以集中力作用于下橫梁，如下圖：P110

5、71P1加2.5%施工負(fù)荷：貝卩 P仁(4.058-0. 59)*3.5*0.6*2.6*1.025=19.41TQ1= (119.52+8.6-19.41*3 )/2/10.75*1.025=3.33T/m(由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得)：內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值(乘子=1)桿端1桿端2單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩19.807386573.98554240-15.66767819.807386573.98554240-4.20924370225.8202421101.042305-39.120243125.8202421-36.50769479.28071468342.671885368.0484562

6、-29.394322542.6718853-40.176543715.8975351447.742544272.82500006.3170354147.7425442-72.82500006.31703541542.671885340.176543715.897535142.6718853-68.0484562-29.3943225625.820242136.50769479.2807146825.8202421-101.042305-39.120243179.80738657-3.98554240-4.209243709.80738657-3.98554240-15.667678183.98

7、5542409.80738657-15.66767813.985542409.8073865723.0714988可知前下橫梁所受最大彎矩：M max=39.12KN.m前下橫梁為20、20A型槽鋼各兩根（組合形式如上圖），用10#槽鋼 連接成整體，其抗彎截面模量為（偏安全計(jì)算）lx=4*1780+4*28.83*202=53248 cm4W=1774.9cm3彎矩最大處的橫梁應(yīng)力:(T =M max/W=30.21*106 /1774.9*103=22MPav o w=145MPa故前下橫梁彎曲強(qiáng)度足夠。位移計(jì)算 （由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得） ：桿端位移值 （ 乘子 = 1）桿端 1 桿端 2水

8、平位移 v - 豎直位移- 轉(zhuǎn)角單元碼 u - 水平位移 v - 豎直位移 -轉(zhuǎn)角 u -1-0.00024142-0.00001574-0.00006656-0.00021322-0.00025607-0.000095132-0.00021322-0.00025607-0.00009513-0.00017449-0.00040528-0.000091723-0.00017449-0.00040528-0.00009172-0.00003581-0.00062408-0.000018394-0.00003581-0.00062408-0.000018390.00003581-0.0006240

9、80.0000183950.00003581-0.000624080.000018390.00017449-0.000405280.0000917260.00017449-0.000405280.000091720.00021322-0.000256070.0000951370.00021322-0.000256070.000095130.00024142-0.000015740.0000665680.00024142-0.000015740.000066560.000000000.000000000.00008118由上可知：撓度ymax=-0.62mm（向下）滿足要求。3、前上橫梁的強(qiáng)度計(jì)

10、算與下橫梁計(jì)算方式相同， 受力上增加了 2 個(gè)用于邊模吊點(diǎn)， 其余吊點(diǎn)位置均不作變化，故計(jì)算如下：Q1= （16.38+7） /4/3*1.025=2.00T/m彎距圖（由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得）：內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值（乘子=1）桿端i桿端2單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1659.1819765143.115560-139.12403659.181976522.365560598.7550748175.2038122869.2312119-21.26103035.2038122869.231211982.585787518-42.7892615137.935119-26.9234232-42.789

11、2615-79.246130268.446184519-51.85173470.0000000056.3980777-51.85173470.0000000056.398077720-42.789261579.246130268.4461845-42.7892615-137.935119-26.9234232215.20381228-69.231211982.58578755.20381228-69.2312119-21.26103032259.1819765-22.365560598.755074859.1819765-143.115560-139.124036可知前上橫梁所受最大彎矩:M

12、max=139KN.m前上橫梁為20、32A型槽鋼各兩根（組合形式如上圖），用10#槽鋼連接成整體，其抗彎截面模量為（偏安全計(jì)算）lx=2*1780+2*7510+2*28.83*35.1 2+2*48.5*20.92=131988 cm4W=2926.57cm3彎矩最大處的橫梁應(yīng)力：（T =Mmax/W=139*106 /2926.57*103=47.49MPav 。w=145MPa故前上橫梁彎曲強(qiáng)度足夠。位移計(jì)算桿端位移值（乘子=1）桿端1桿端2水平位移 v-豎直位移-轉(zhuǎn)角單元碼 u -水平位移 v - 豎直位移-轉(zhuǎn)角u -160.000000000.00000000-0.00093018

13、0.00042537-0.00299355-0.00086733170.00042537-0.00299355-0.000867330.00044488-0.00425699-0.00075234180.00044488-0.00425699-0.000752340.00009722-0.00586125-0.00010575190.00009722-0.00586125-0.00010575-0.00009722-0.005861250.0001057520-0.00009722-0.005861250.00010575-0.00044488-0.004256990.0007523421-0

14、.00044488-0.004256990.00075234-0.00042537-0.002993550.0008673322-0.00042537-0.002993550.000867330.000000000.000000000.00093018由上可知：撓度ymax=-5.9mm（向下）滿足要求。4、外滑梁的撓度和強(qiáng)度計(jì)算外滑梁主要承受箱梁兩側(cè)翼板重量。不考慮外滑梁自重，并設(shè)想整個(gè)負(fù)荷是均布在外滑梁上的 q= （8.5T+3T）/300=38.3KG/CM （按3米最重翼板考慮，砼重按8.5T，外模按3T計(jì)算）(1) 、外滑梁由兩根28I工字鋼組成，其 W=2 X 534.4=1068

15、.8CM31=2 X 7481 = 14962CM4(2) 、撓度計(jì)算：最大撓度在梁中央：fmax=ql2 (1.25a*l-6/97*l 2-a2/4) /4EI=38.3*48502 (1.25 *925*4850-6/97*48502-9252/4)/(4*2.1*105*14962*104)=2.8mm根據(jù)規(guī)范要求，外滑梁變形量不大于L/400=4850/400=12.1mm因此本設(shè)計(jì)方案的外滑梁合理。(3) 、強(qiáng)度計(jì)算：Mmax= RA*2.43-q*1/2=76.6*2.43-38.3*1.5=128.7KN.m(T =M/W=86.4*10 3/1068.6=120.4MPa y

16、 s=145MPa 所以外滑梁彎曲強(qiáng)度足夠。5、內(nèi)滑梁的撓度及強(qiáng)度計(jì)算由前文可知內(nèi)模承受荷載16T,內(nèi)模自重3T,則一根內(nèi)滑梁上 的重量(16+3) /2=9.5T,(按3.5米最重翼板考慮)假設(shè)整個(gè)負(fù)荷是均 布在梁上的，則 q=9.5T/350=27KG/CM 內(nèi)滑梁由兩根 25B 工字鋼組 成，(1) 、內(nèi)滑梁由兩根25I工字鋼組成，其 W=2 X 422.2=844.4CM3 I=2 X278=10556CM4(2) 、撓度計(jì)算：最大撓度在梁中央：fmax=ql2(1.25a*l-6/97*l2-a2/4 )/4EI=27*48502 (1.25 *925*4850-6/97*48502

17、-9252/4)/(4*2.1*10 5*10556*104)=2.8mm根據(jù)規(guī)范要求，內(nèi)滑梁變形量不大于 L/400=4850/400=12.1mm因此本設(shè)計(jì)方案的外滑梁合理。(3) 、強(qiáng)度計(jì)算：Mmax= RA*2.43-q*1/2=60*2.43-27*1.5=105.3KN.m(T =M/W=105.3*10 3/844.4=124.7MPav s=145MPa所以內(nèi)滑梁彎曲強(qiáng)度足夠。內(nèi)滑梁強(qiáng)度及撓度滿足要求。6 吊帶驗(yàn)算吊帶為單根32的精軋螺紋鋼，抗拉強(qiáng)度 Ryb=750Mpa，允許張 拉力為51.3T(按 85%的強(qiáng)度控制)，而諸吊帶的受力均小于此值。故吊帶滿足強(qiáng)度要求。7、掛籃行

18、走時(shí)搖滾、后橫梁驗(yàn)算71 反壓驗(yàn)算砼澆筑完畢后移動(dòng)主桁架梁， 在主桁架梁移動(dòng)就位時(shí)， 搖滾受力最 大，主桁架梁前端受力 Na 產(chǎn)生的彎矩由后反壓輪的力 Nb 來平衡。掛籃自重 46T 考慮沖擊系數(shù) 1.246*1.2=55.2T以支反力為 55.2T 計(jì)前吊帶 Na=55.2/2*8/12.85=17.18T后吊帶 Nb=55.2/2*4.85/12.85=10.42T支反力由6個(gè)搖滾來分擔(dān)此力N=55.2/6=9.2Tv 25T搖滾滿足強(qiáng)度要求。7.2橫梁驗(yàn)算因后橫梁與前橫梁開形式一樣， 所以完全能承受掛籃行走時(shí)所承擔(dān)的 掛籃荷載。8 掛籃行走時(shí)的抗傾覆驗(yàn)算 砼澆筑完畢后，移動(dòng)主桁架梁，在主桁架梁移動(dòng)就位時(shí)，主桁架梁最 容易前翻，此時(shí)靠Nb來平衡，Nb=10.42T,由6根精軋螺紋鋼分?jǐn)偅?相當(dāng)于每根精軋螺紋鋼受力由 1 個(gè)搖滾分擔(dān)， 則每個(gè)搖滾受力 1.7T， 搖滾承載力為25T，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所受的力。掛籃行走時(shí)的抗傾覆性滿足要求。掛籃變形計(jì)算掛籃結(jié)構(gòu)為帶懸臂的簡(jiǎn)支梁， 在澆筑砼的過程中， 掛籃由于荷載的增加而產(chǎn)生撓度。荷載為鋼筋砼重量和施工荷載的一半主桁架的撓度：（如下圖）彎矩圖:3端位移值（乘子=1）桿端1桿端2單元碼 U -水平位移 v - 豎直位移-