常用掛籃受力分析建模

1、關(guān)于橋梁施工常用掛籃計算優(yōu)化思路的探討掛籃是橋梁連續(xù)梁、斜拉橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等施工常用的一種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備 體系，技術(shù)已日趨成熟，但施工中常常忽視其結(jié)構(gòu)體系的整體詳細(xì)設(shè)計計算，現(xiàn) 以連申線70+120+70m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁施工用三角掛籃為例，就其復(fù)核 計算分析做如下探討：掛籃簡介連申線70+120+70m連續(xù)梁用掛籃為三角掛籃，主要受力結(jié)構(gòu)由3片三角形 主桁架組成，主桁主梁為工45b型鋼，前后拉桿為28a型鋼，立柱為36a型 鋼；前橫梁為雙拼HN450*200*9/14；底籃前托梁為雙拼HN450*200*9/14，后托 梁為雙拼 HN600*200*11/17；底籃縱梁為 HN350*17

2、5*7/11 ；內(nèi)滑梁為 HM340*250 *9/14，外滑梁為280*82*7.5/12.5；兩片并列橫聯(lián)弦桿為14a，腹桿為10； 所有吊桿均采用PSB785 （屈服強度785Mpa） 632精軋螺紋鋼；型鋼材質(zhì)均為 Q235。荷載分析荷載主要為掛籃自重+施工恒活載，施工恒活載按照施工1#塊時的荷載加載， 施工活載按4.5（人機及振搗荷載）kN/m2考慮，施工恒載中的混凝土按照26kN/ m3考慮，模板重量按照1.2kN/m2考慮，承載能力分析時施工恒載按照1.2系數(shù)考 慮，施工活載按照1.4系數(shù)考慮；位移計算時均按照1.0系數(shù)考慮。移動工況時風(fēng)荷載組合系數(shù)按照0.6考慮。建模過程采用M

3、idas/Civil對連申線70+120+70m掛籃進行整體建模分析計算，由于 主桁架受荷主要由吊桿傳來的節(jié)點荷載，因此主桁架按桁架單元和梁單元建模對 結(jié)果影響不大，為簡化起見，主桁架和其他構(gòu)件均按梁單元建立模型，吊桿錨固 處按照固結(jié)考慮，主桁前端點（主節(jié)點）與前橫梁按剛性連接連接（考慮前橫梁 轉(zhuǎn)動），前后吊桿與前后梁采用剛性連接。施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下：位置恒載（kN/m）活載（kN/m）邊腹板下底縱梁27.80.7中腹板下底縱梁18.50.5底板下底縱梁16.83.6內(nèi)滑梁21.611.5外滑梁18.55.9僅在掛籃移動工況下考慮風(fēng)荷載（混凝土澆筑時不考慮風(fēng)載，因為墩低，風(fēng) 載小，且有腹板

4、鋼筋骨架抵擋），為二電上&心。二CO.Boi -0.5） X 1.38X 0.55= （14 ”：甘,二）二（0,3 頃一5） X 1.38X。,55 = 0,93kN/m=（壓）或 0.58kN/m=（S壓），得出正壓區(qū)側(cè)模板風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值合力為18.2kN，負(fù)壓區(qū)側(cè)模板風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為 11.4kN。移動時掛籃總重量按照500kN考慮，壓重按照400kN考慮，在軌道梁上的摩 擦系數(shù)為0.4,則每片主桁架處需要的牽引力按照120kN考慮。建模如下：分析計算4.1應(yīng)力分析程序進行計算后，得出應(yīng)力：（1）底板下底縱梁103MPa，邊腹板下底縱梁139MPa，中腹板下底縱梁95MPa；前托梁48MP

5、a，后托梁29MPa。如下圖：(2)前橫梁應(yīng)力125MPa。如下圖:三角主桁架，主梁壓應(yīng)力191MPa,立柱壓應(yīng)力166MPa，前后拉桿最大 拉應(yīng)力214MPa；橫聯(lián)弦桿34MPa，橫聯(lián)腹桿28MPa。如下圖：hDH-UUWil4HO *.WMU43底板上后吊桿最大應(yīng)力499MPa，底板上前吊桿432MPa，頂板上后吊桿 160MPa，頂板上前吊桿148MPa。如下圖：POSTHJROOES-SOR8EAM STRESSI船笠？ 4713 4.1&UBUM-Q023aZ37HS X觀Z.ISWrHKli: 2jO7W4*KH! ，婦 i4.2節(jié)點位移(荷載按照標(biāo)準(zhǔn)值取值)分析最大位移出現(xiàn)在前托

6、梁位置，即前吊桿底端，為40mm，主桁架前端點位移 為23mm。如下圖：5.掛籃行走時抗傾覆驗算沖財抗傾覆力矩為4.2x（x為壓重）；抗傾覆安全系數(shù)取2.5；傾覆力矩為 M1=138X2.5+96X2.5+50X2.5=710kN.m；則 710X2.5=4.2x得出壓重x=422kN,所以每根軌道采用1根分配梁和2根PSB785 6 25精軋螺紋鋼錨固，每根按照 200kN考慮,合計為1200kN。6.節(jié)點設(shè)計6.1銷軸計算銷軸采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼，屈服強度785MPa，抗剪強度設(shè)計值f =453MPa, 一、一v 抗拉壓彎強度設(shè)計值f=706MPa。以中間三角主桁架后拉桿與主梁的連接銷軸

7、為例，軟件分析出的內(nèi)力如下圖:可知，后拉桿最大拉力為N=1459kN。算法一：計算節(jié)點板厚度：襟=業(yè)苴=2 X 0.785X453（1- = 7ri.21ds銷軸抗剪承載力設(shè)計值;銷軸承壓承載力設(shè)計值:= -： -（t=35mm節(jié)點板厚度及28a腹板加厚后的厚度）；所以 min*：=24710d=1459000，d=59mm，取 d=60mm，銷軸抗剪承載力設(shè)計值；=2560kN1459kN，滿足要求；cr = =174MP.a f = 205MPa節(jié)點板強度 項，滿足要求（300mm為拉桿底端在節(jié)點板處的節(jié)點板有效寬度，應(yīng)力擴散角取30）。算法二:IT _ CJE _ 4Xaa5X1459D

8、DI3J圓形截面銷軸最大剪應(yīng)力：=MPa,所以 d=52.3mm，取 d=60mm；再計算節(jié)點板厚度：|5二三二二 205MPm 所以 t=29.6mm，取 t=35mm。此時銷軸承壓承載力設(shè)計值為N：=:攔= : _： ; = -1459kN，滿足要求。6.2軌道局部承壓計算此處以中間三角主桁架立柱在軌道處的局部承壓為例計算：設(shè)掛籃行走軌道為工40a普通工字鋼，h=400mm,b=142mm,t j10.5mm,t=16.5mm。有軟件分析可得：中間三角主桁架立柱處反力為R=1882kN。工字鋼軌道腹板計算高度上邊緣的局部承壓強度為_ uF _i.3 5?.iaa2c - LD.Si45D-|-5：-=546MPaf=205MPa,所以應(yīng)對主桁架立柱下的軌道采用支承加勁肋進行加強，在軌道支承點的腹板兩側(cè)對稱布置兩塊間距l(xiāng)=2X 15=300mm的橫向加勁肋，外伸寬度為b=h0/30+40=370/30+40=60mm，厚度 t b /15=4mm，取為 14mm；_ _F_ _站.13 口口 _貝惴面承壓強度隊翌口沖監(jiān)MPafce=205MPa，滿足要求。7.建議施工過程中應(yīng)加強線形監(jiān)控和標(biāo)高量測，考慮底籃變形后調(diào)整好底 籃標(biāo)高；前、后托梁型鋼截面可適當(dāng)減??；頂板上前后吊桿截面尺寸可適當(dāng)減??；橫聯(lián)截面尺寸可適當(dāng)減??；主桁架前后拉桿截面應(yīng)加強；（6