40+72+40m連續(xù)箱梁菱形掛籃midas計算分析報告書48頁

1、 改建鐵路寧啟線南京至南通段復線電氣化改造工程中鐵二十局海洋鐵路項目40+72+40m連續(xù)箱梁菱形掛籃計算分析報告編制： 復核： 審核： 浙江興土橋梁建設有限公司2012年01月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc314058403 1.工程概述和計算依據 HYPERLINK l 目錄 工程概述和計算依據1.1 HYPERLINK l 目錄 工程概況主橋上部采用（40+72+40）m兩跨預應力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁斷面為單箱單室直腹板斷面。箱梁頂寬7.0m，底寬4.0m，翼緣板寬1.5m，根部厚75cm，腹板厚40cm80cm，底板厚度為40cm80cm，懸澆段

2、頂板厚度32cm。箱梁0#塊在托(支)架上施工，梁段總長10m，邊、中合攏段長為2m；掛籃懸臂澆筑箱梁1#5#塊段長3.0m，6#7#塊段3.5m，8#9#塊段4.0m，箱梁懸臂澆注采用菱形掛籃進行施工。1.2 HYPERLINK l 目錄 基本資料主要規(guī)范標準鋼結構設計規(guī)范 (GB50017-2003)公路橋涵施工技術規(guī)范 (JTG/T F50-2011)公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范 (JTJ025-86)1.3 HYPERLINK l 目錄 計算說明 根據設計圖紙，對掛籃的主要構造進行了空間建模，采用通用有限元分析程序SAP2000進行空間分析。 計算中對傳力作了如下的假定：（1）箱梁翼

3、緣板砼及側模重量通過外導梁、外滑梁分別傳至前一節(jié)段已施工完的箱梁翼板和掛籃主桁的前上橫梁承擔。（2）箱梁頂板砼、內模支架、內模重量通過內滑梁分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁頂板和掛籃主桁的前上橫梁承擔。（3）箱梁底板、腹板砼及底籃平臺重量分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁和掛籃主桁的前上橫梁承擔。1.4 HYPERLINK l 目錄 計算參數鋼材彈性模量：E=2.06e5 MPa GB50017-2003表3.4.3密度：=7850 Kg/m3 GB50017-2003表3.4.3泊松比：=0.3 JTJ041-2000線膨脹系數：=0.000012 GB50017-2003表3.4.3鋼材按容許應力取

4、值，臨時結構提高30% JTJ025-86 表1.2.101.5 HYPERLINK l 目錄 計算模型掛籃結構計算模型見下圖，包括主桁架、立柱間橫向連接系、前上橫梁、底籃、導梁等所有的承重系統(tǒng)。 1.6 HYPERLINK l 目錄 菱形掛籃結構計算空間模型1.6.1 HYPERLINK l 目錄 掛籃主要技術參數懸臂澆注箱梁梁段最大重量：98t（1節(jié)段）懸臂澆注箱梁梁段最大分段長度：4.0m懸臂澆注梁段高度：5.346m掛籃計算取箱梁不同節(jié)段長最重塊段驗算，分別取（1#、6#、8#塊段進行驗算）。1.6.2 HYPERLINK l 目錄 掛籃設計基本參數（1）梁段混凝土重量：2.65t/m

5、3。（2）人群及機具荷載取2.5 KPa。（3）超載系數取1.05；（4）新澆砼動力系數取1.2；（5）掛籃行走時的沖擊系數取1.3；（6）抗傾覆穩(wěn)定系數2.0；（7）荷載組合：砼重+掛籃自重+施工、人群機具+動力附加系數 (強度計算)砼重+掛籃自重 (剛度計算)掛籃自重+沖擊附加系數(行走穩(wěn)定性)2 HYPERLINK l 目錄 荷載計算2.1.1 HYPERLINK l 目錄 底籃縱梁模型分析計算1#塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）高側受力分析1#塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）低側受力分析1#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）高側受力分析1#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）低側受力分析6#

6、塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）高側受力分析6#塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）低側受力分析6#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）高側受力分析6#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）低側受力分析8#塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）高側受力分析8#塊底板縱梁（箱梁兩腹板中間段截面）低側受力分析8#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）高側受力分析8#塊底籃腹板縱梁（箱梁腹板截面）低側受力分析2.1.2 底籃平臺模型受力分析1#塊底籃平臺剪應力（單位：MPa）1#塊底籃平臺彎應力（單位：MPa）6#塊底籃平臺剪應力（單位：MPa）6#塊底籃平臺彎應力（單位：MPa）8#塊底籃平臺剪應力（單位：MPa）8#塊底

7、籃平臺彎應力（單位：MPa）由計算模型可知：底縱梁受最大彎矩、最大剪力均在1#塊，最大彎應力為：125.8MPa1.3*145Mpa=188.5Mpa (容許抗彎)，滿足強度要求。最大剪應力為：28.2Mpa85Mpa(容許抗剪)，滿足強度要求。1#塊底籃平臺剛度（單位：mm）6#塊底籃平臺剛度（單位：mm）8#塊底籃平臺剛度（單位：mm）由計算模型可知：底籃平臺最大撓度為17.5mm，滿足規(guī)范及設計要求。2.2 HYPERLINK l 目錄 內外導滑梁計算2.2.1 HYPERLINK l 目錄 外滑梁計算1#塊外滑梁彎應力（單位：MPa）1#塊外滑梁剪應力（單位：MPa）6#塊外滑梁彎應力

8、（單位：MPa）6#塊外滑梁剪應力（單位：MPa）8#塊外滑梁彎應力（單位：MPa）8#外滑梁剪應力（單位：MPa）由計算模型可知：外滑梁受最大彎矩、最大剪力均在8#塊，最大彎應力為：89.2MPa1.3*145Mpa=188.5Mpa (容許抗彎)，滿足強度要求。最大剪應力為：13.7Mpa85Mpa(容許抗剪)，滿足強度要求。1#塊外滑梁剛度值（單位：mm）6#塊外滑梁剛度值（單位：mm）8#塊外滑梁剛度值（單位：mm）由模型計算可知，外滑梁最大撓度為14.2mm，滿足規(guī)范及設計要求。2.2.2 HYPERLINK l 目錄 內滑梁計算1#塊內滑梁剪應力（單位：MPa）1#塊內滑梁彎應力（

9、單位：MPa）6#塊內滑梁剪應力（單位：MPa）6#塊內滑梁彎應力（單位：MPa）8#塊內滑梁剪應力（單位：MPa）8#塊內滑梁彎應力（單位：MPa）由計算模型可知：內滑梁受最大彎矩、最大剪力均在8#塊，最大彎應力為：82.7MPa1.3*145Mpa=188.5Mpa (容許抗彎)，滿足強度要求。最大剪應力為：11.4Mpa85Mpa(容許抗剪)，滿足強度要求。1#塊內滑梁剛度值（單位：mm）6#塊內滑梁剛度值（單位：mm）8#塊內滑梁剛度值（單位：mm）由計算模型可知：內滑梁最大撓度為12.97mm，滿足規(guī)范及設計要求。2.3 HYPERLINK l 目錄 橫梁計算2.3.1 HYPERL

10、INK l 目錄 下橫梁驗算1#塊下橫梁剪應力（單位：MPa）1#塊下橫梁彎應力（單位：MPa）6#塊下橫梁剪應力（單位：MPa）6#塊下橫梁彎應力（單位：MPa）8#塊下橫梁剪應力（單位：MPa）8#塊下橫梁彎應力（單位：MPa）由計算模型可知：下橫梁受最大彎矩、最大剪力均在1#塊，最大彎應力為：22.5MPa1.3*145Mpa=188.5Mpa (容許抗彎)，滿足強度要求。最大剪應力為：27Mpa85Mpa(容許抗剪)，滿足強度要求。1#塊下橫梁剛度值（單位：mm）6#塊下橫梁剛度值（單位：mm）8#塊下橫梁剛度值（單位：mm）由計算模型可知：下橫梁最大撓度值為16.7mm，滿足規(guī)范及設

11、計要求。2.3.2 HYPERLINK l 目錄 前上橫梁1#塊前上橫梁彎應力（單位：MPa）1#塊前上橫梁剪應力（單位：MPa）6#塊前上橫梁彎應力（單位：MPa）6#塊前上橫梁剪應力（單位：MPa）8#前上橫梁彎應力（單位：MPa）8#塊前上橫梁剪應力（單位：MPa）由計算模型可知：下橫梁受最大彎矩在8#塊、最大剪力在6#塊，最大彎應力為：55.5MPa1.3*145Mpa=188.5Mpa (容許抗彎)，滿足強度要求。最大剪應力為：30.9Mpa85Mpa(容許抗剪)，滿足強度要求。2.4 HYPERLINK l 目錄 掛籃主桁豎向變形1#塊主桁變形圖（單位：mm）6#塊主桁變形圖（單位

12、：mm）8#塊主桁變形圖（單位：mm）由計算模型可知：主桁變形最大撓度值為10.1mm20mm，符合規(guī)范及設計要求。2.5 HYPERLINK l 目錄 掛籃主桁內力掛籃主桁施工荷載組合條件下內力（銷結）1#塊主桁桿件軸力圖（單位：KN）6#塊主桁桿件軸力圖（單位：KN）8#塊主桁桿件軸力圖（單位：KN）1#塊單片主桁后錨最大反力：395KN、前支點反力713.4KN6#塊單片主桁后錨最大反力：400.6KN、前支點反力723.3KN8#塊單片主桁后錨最大反力：468.9KN、前支點反力843.8KN單片主桁最大后錨反力在8#塊，最大反力為468.9KN2.6 HYPERLINK l 目錄 掛

13、籃主桁構件強度、穩(wěn)定性分析2.6.1 HYPERLINK l 目錄 掛籃主桁桿件承載力計算菱形主桁架結構平面桿系共5根桿件，桿件截面232a。2.7 HYPERLINK l 目錄 吊桿驗算1#塊吊桿軸力圖（單位：KN）6#塊吊桿軸力圖（單位：KN）2.8 HYPERLINK l 目錄 掛籃行走驗算2.8.1 HYPERLINK l 目錄 掛籃行走驗算掛籃行走時,前端還是通過前吊桿、導梁吊桿把底籃、翼板模板及頂板模板吊在前上橫梁上；后端通過外滑梁吊住后下橫梁（底籃），翼板、頂板模板后端吊要己澆筑完的箱梁。行走時后下橫梁變換成了一根簡支梁、跨徑8m。內外滑梁為一簡支梁，隨掛籃的行走跨徑在不斷變化(

14、最大為9.8m)。內滑梁支承頂板、內滑梁支承側模，外滑梁支承側模。掛籃行走驗算行走狀態(tài)下應力圖后下橫梁組合應力最大為38MPa1.3*145MPa=188.5MPa滑梁組合應力最大為85.4MPa1.3*145MPa=188.5MPa行走吊桿最大拉力為30KN，滿足要求；其余吊桿最大拉力41.5KN，滿足要求。2.8.2 HYPERLINK l 目錄 反扣輪驗算設計參數徑向力 Fr=22750 (N)軸向力 Fa=0 (N)軸頸直徑 d1=60 (mm)轉速 n=1 (r/min)要求壽命 Lh=500 (h)溫度系數 ft=1潤滑方式 Grease=脂潤滑被選軸承信息軸承類型 BType=深

15、溝球軸承軸承型號 BCode=6312軸承內徑 d=60 (mm)軸承外徑 D=130 (mm)軸承寬度 B=31 (mm)基本額定動載荷 C=81800 (N)基本額定靜載荷 Co=51800 (N)極限轉速(脂) nlimz=5000 (r/min)當量動載荷接觸角 a=0 (度)負荷系數 fp=1.2判斷系數 e=0.16徑向載荷系數 X=1軸向載荷系數 Y=0當量動載荷 P=27300 (N)軸承所需基本額定動載荷 C=8482.745 (N)校核軸承壽命 軸承壽命 Lh=448354 (h) 驗算結果 Test=合格反扣輪軸驗算2.9 HYPERLINK l 目錄 主桁抗傾覆穩(wěn)定性計

16、算P1、計算簡圖如下：P12、澆注砼時的抗傾覆計算：根據計算結果，主縱梁后錨在澆注8#塊4米節(jié)段砼時錨力最大，每個主桁架后錨力P1468.9KN由上圖可計算出：傾覆力P=843.8-468.9=374.9KN傾覆彎矩M=P*L=374.9*5.3=1986.97KN.m后錨共設4根32精軋螺紋筋，其抗力達到P1=4*500=2000KN抗傾覆彎矩M1=P1*L1=2000*4.05=8100KN.m主桁抗傾覆系數K=M1/M=8100/19873.02，滿足規(guī)范要求。3、掛籃走行時的抗傾覆計算：根據走行工況計算結果，主縱梁后走反扣輪錨力N509.95/4=127.5KN, 由電算模型可知：傾覆

17、力P=164.0KNM2=P*L=164.0*5.3=869.2KN.m反扣輪軸直徑為60mm，材質為45#鋼調質，受力模型為短懸臂梁， 單只輪子最大抗力Q=125*3*3.14*60*60/16=265KN則4只輪子抗傾覆力矩M=4*265*4.05=4293KN.M掛籃走行時的后錨力由滑道承受，滑道為鋼板組焊H型構件，結構形式如下圖：經計算W=1006016.8mm3滑道每隔240cm 有2根32精軋螺紋錨筋， 另滑道梁受彎時能承受的向上的力為：單根P1=41W/L=4*145MPa*1006016.8mm3/2.4m=243.1KN則滑道梁能承受的抗力取243KN抗傾覆彎矩M2=P1*L1=243*2*4.05=1968.3KN滑道抗傾覆系數為K=M2/M=1968.3/8692，滿