高速大橋連續(xù)梁掛籃設計計算書

1、 中鐵十一局浦梅鐵路跨浦建高速大橋高速大橋連連續(xù)梁掛掛籃設計計計算書書計算書中鐵十一局局集團浦浦梅鐵路路工程建建設指揮揮部第一章設計計計算說說明1.1計算算依據(jù)1. 路路橋施工工計算手手冊 周水水興等編編著2鋼結結構設計計規(guī)范（GB50017-2003）；3. 實實用土木木工程手手冊（第第三版） 楊文淵編4. 公公路橋涵涵施工技技術規(guī)范范（JJTG/TF550-220111） 5. 預應應力混凝凝土用螺螺紋鋼筋筋（GGB/TT 2000655-20006） 6. 鐵路路預應力力混凝土土連續(xù)梁梁(剛構)懸臂澆澆筑施工工技術指指南(TZ3324-20110)7材材料力學學（上上、下冊冊）8結結構力

2、學學（上上、下冊冊）1.2工程程概況本工程為南南龍鐵路路1000m連續(xù)續(xù)梁掛籃籃，具體體參數(shù)參參見圖紙紙，采用用三角形形掛籃施施工。1.3 掛掛籃設計計1.3.11 主要要技術參參數(shù)（1）砼自自重GCC26.5 kkN/mm3；（2）鋼彈彈性模量量Es2.0061055 MPPa；（3）材料料容許應應力：Q235 =2115，=1181,=1066.Q345鋼鋼厚度或或直徑16mmm，f=3310，=1880厚度或直徑徑16635mmm，f=2295，fV=2215 40Cr鋼鋼小于1000mmm，抗拉拉7355MPaa，屈服服5400MPaa； 1100mmm3300mmm，抗抗拉6885M

3、PPa，屈屈服4990MPPa； 3300mmm5500mmm，抗抗拉6885MPPa，屈屈服4440MPPa； 5500mmm8800mmm，抗抗拉5990MPPa，屈屈服3445MPPa.剪切力=安安全系數(shù)數(shù)*0.6*抗抗拉強度度安全系系數(shù)=11.3(一般) 2.55(特殊殊)1.3.22 掛籃籃構造掛籃具體結結構形式式見后附附圖紙。1.3.33 掛籃籃計算設設計荷載載及組（1）荷載載系數(shù)依據(jù)交通部部頒發(fā)的的公路橋橋涵設計計和施工工規(guī)范，荷荷載系數(shù)數(shù)取值如如下：考慮箱梁混混凝土澆澆筑時脹脹模等系系數(shù)的超超載系數(shù)數(shù)：1.05；澆筑混凝土土時的動動力系數(shù)數(shù)：1.2；掛籃空載行行走時的的沖擊系系

4、數(shù)1.3；澆筑混凝土土和掛籃籃行走時時的抗傾傾覆穩(wěn)定定系數(shù)：2；掛籃正常使使用時采采用的安安全系數(shù)數(shù)為2。（2）作用用于掛籃籃主桁的荷載載混凝土荷荷載：取取混凝土土最終塊塊計算；混凝土偏偏載：箱箱梁兩側(cè)側(cè)腹板澆澆筑最大大偏差取取10tt；掛籃自重重：由mmidaas系統(tǒng)統(tǒng)根據(jù)定定義截面面自行取取值；模板自重重：2.5kPPa；施工機具具及人群群荷載：2.55kPaa；傾倒和振振搗混凝凝土荷載載：4 kPaa；掛籃沖擊擊荷載：0.33x掛籃籃自重；風荷載：按2KKN/mm施加在在主構架架一側(cè)計計算；護欄荷載載：按22KN/m計算算。（3）荷載載組合荷載組合11：+；荷載組合22：+；荷載組合33

5、：+；荷載組合44：掛籃籃行走，+；荷載組合55：+。荷載組合11、2、3，4用于掛掛籃結構構的強度度和穩(wěn)定定性計算算；荷載載組合55用于掛掛籃剛度度計算，荷荷載組合合1,44用于系系統(tǒng)抗傾傾覆計算算。所有荷載均均按照線線載荷施施加。1.3.44 內(nèi)力力符號規(guī)規(guī)定軸力：拉力力為正，壓壓力為負負；應力：拉應應力為正正，壓應應力為負負；其它內(nèi)力規(guī)規(guī)定同結結構力學學的規(guī)定定。1.3.55 載荷荷分配情情況（1）混凝凝土荷載載分析翼緣板部分分由1根導梁梁承擔；腹板部部分對應應荷載由由腹板下下2根縱梁梁承擔；底板其其余部分分由其下下對應33根縱梁梁承擔；頂板部部分由22根導梁梁承擔。（2）混凝凝土偏載載

6、：箱梁梁兩側(cè)腹腹板澆筑筑偏差重重量100t計算算,施加方方法同混混凝土自自重部分分，只是是一側(cè)加加載總量量減少110t。（3）掛籃籃自重荷荷載分析析：掛籃籃自重部部分按自自重工況況施加。（4）模板板自重：按2.5kNN/m22計算,計算時時按梁寬寬及梁節(jié)節(jié)長度計計算，最最后分塊塊施加到到對應縱縱梁及導導梁上。（5）施工工機具及及人員荷荷載施工機具及及人員按按2.55kN/m2計計算，計計算時按按梁寬及及梁節(jié)長長度計算算，最后后分塊施施加到對對應縱梁梁及導梁梁上。（6）傾倒倒和振搗搗混土產(chǎn)產(chǎn)生的荷荷載：44 kPPa,計計算時按按梁寬及及梁節(jié)長長度計算算，最后后分塊施施加到對對應縱梁梁及導梁梁上

7、。（7）掛籃籃沖擊荷荷載：00.3倍倍掛籃自自重按自自重工況況施加；（8）風載載：按22KN/m加載載到一片片主構架架外側(cè)。（9）護欄欄荷載：按2KKN/mm計算，分分別施加加于前、后后托梁。第二章掛籃籃結構的的強度計計算計算采用有有限元軟軟件MIIDASS/ciivill進行計計算，計計算采用用整體模模型，主主構架各各節(jié)點的的連接釋釋放銷軸軸的自由由度，計計算模型型如圖22-1所所示。圖2-1 掛籃整整體計算算模型2.1荷載載組合11：混凝凝土荷載載+掛籃自自重+模板自自重+施工機機具及人人群荷載載+傾倒和和振搗混混凝土荷荷載+護欄荷荷載2.1.11荷載情情況該工況主要要用來計計算掛籃籃的主

8、桁桁承重系系統(tǒng)強度度和穩(wěn)定定性。此此種荷載載組合適適用于掛掛籃混凝凝土澆筑筑要結束束前的一一種最不不利荷載載工況，此此時所有有混凝土土澆筑完完畢（考考慮混凝凝土脹模模的影響響）q11=1.05G混凝土土，振動動系統(tǒng)仍仍然在振振搗，所所以還要要考慮掛掛籃施工工的動力力附加荷荷載，人人員機具具仍在施施工，因因而掛籃籃結構還還要承受受人員機機具荷載載。圖2-1-1 荷荷載組合合1計算模模型2.1.22結果分分析（1）底托托系統(tǒng)最最大應力力為1116.66MPaa，如圖圖2-11-2。符符合要求求。圖2-1-2 底底托系統(tǒng)統(tǒng)應力計計算結果果（2）導梁梁系統(tǒng)最最大應力力為1110MPPa；如如圖2-1-

9、33。符合合要求。圖2-1-3 導導梁系統(tǒng)統(tǒng)應力計計算結果果（3）前橫橫梁最大大應力為為39.9MPPa，如如圖2-1-44。符合合要求。圖2-1-4前上上橫梁應應力計算算結果（4）主構構架最大大應力為為91.8MPPa，如如圖2-1-55。符合合要求。圖2-1-5主構構架應力力計算結結果（5）吊桿桿計算圖2-1-6 吊桿計計算結果果由圖2-11-6可可知，吊吊桿最大大應力為為1711.8MMPa；因吊桿桿采用32精軋軋螺紋鋼鋼（PSSB8330），最最大應力力1711.8MMPa8300MPaa，所以最小安安全儲備備量為44.8，其其它吊桿桿安全儲儲備均大大于4.8。（6）吊帶帶計算圖2-1

10、-7 吊帶計計算結果果由圖2-11-7可可知，吊吊帶最大大應力為為1511.7MMPa；因吊帶帶材質(zhì)為為Q3445，最最大應力力1511.7MMPa3100MPaa，所以最小安安全儲備備量為22，其它它吊帶安安全儲備備均大于于2。2.2荷載載組合22：混凝凝土偏載載+掛籃自自重+模板自自重+施工機機具及人人群荷載載+傾倒和和振搗混混凝土荷荷載+護欄荷荷載2.2.11荷載情情況該荷載組合合適用于于掛籃混混凝土澆澆筑過程程中的一一種最不不利荷載載工況，此此時假定定一側(cè)混混凝土澆澆筑完畢畢（考慮慮混凝土土脹模的的影響）qq1=11.055G混凝土土，另一一側(cè)尚未未澆筑完完，兩側(cè)側(cè)相差混混凝土總總量約

11、110t，人人員機具具仍在施施工，因因而掛籃籃結構還還要承受受人員機機具荷載載。該荷載組合合與與載荷組組合1相比較較,只是一一側(cè)腹板板處混凝凝土荷載載總量減減少100t，其其余荷載載相同。圖2-2 荷載組組合2計算模模型2.2.22結果分分析（1）底托托系統(tǒng)最最大應力力出現(xiàn)在在混凝土土偏多腹腹板下底底縱梁位位置，最最大應力力為933.7MMPa，如如圖2-2-11。符合合要求。圖2-2-1底托托系統(tǒng)應應力計算算結果因?qū)Я涸诤珊奢d組合合1與荷載載組合22中受力力形式及及荷載值值無發(fā)生生變化，所所以在此此不再另另行計算算。前橫梁最大大應力為為32.2MPPa，如如圖2-2-22。符合合要求。圖2-

12、2-2 前上橫橫梁應力力計算結結果主構架計算算結果：主構架架最大應應力為773.99MPaa，如圖圖2-22-3。符符合要求求。圖2-2-3主構構架應力力計算結結果（5）吊桿桿計算圖2-2-4 吊吊桿計算算結果由圖2-22-4可可知，吊吊桿最大大應力為為1477MPaa；因吊吊桿采用用322精軋螺螺紋鋼（PSB830級），最大應力147MPa830MPa，所以最小安安全儲備備量為55.6，其其它吊桿桿安全儲儲備均大大于5.6。（6）吊帶帶計算圖2-2-5 吊帶計計算結果果由圖2-22-5可可知，吊吊帶最大大應力為為1255.6MMPa；因吊帶帶材質(zhì)為為Q3445，最最大應力力1255.6MMP

13、a3100 MPPa，所以最小安安全儲備備量為22.477，其它它吊帶安安全儲備備均大于于2.447。2.3荷載載組合33：混凝凝土荷載載+掛籃自自重+模板自自重+風荷載載+護欄荷荷載2.3.11荷載情情況該荷載組合合適用于于掛籃混混凝土澆澆筑完畢畢后出現(xiàn)現(xiàn)大風情情況，此此時荷載載包括混混凝土自自重（考考慮混凝凝土脹模模的影響響）q11=1.05G混凝土土，掛籃籃自重及及風荷載載。圖2-3 荷載組組合3計算模模型2.3.22結果分分析該組合主要要針對風風載作用用時對主主構架、橫橫聯(lián)桁架架的影響響。（1）主構構架計算算結果：主構架架最大應應力為993.66MPaa，如圖圖2-33-1。符符合要求

14、求。圖2-3-1主構構架應力力計算結結果（2）橫聯(lián)聯(lián)桁架該載荷組合合下，由由于風載載的存在在，最大大應力為為87.2MPPa，如如圖2-3-22。符合合要求。圖2-3-2 橫聯(lián)桁桁架應力力2.4荷載載組合44：掛籃籃行走工工況：掛掛籃自重重+模板自自重+沖擊荷荷載+風載+護欄荷荷載掛籃行走工工況：掛掛籃前移移動時，主主桁靠反扣扣裝置在在軌道上上行走；其它結結構不變變，底托托橫梁均均由吊桿桿懸吊；外導梁梁仍有模模板荷載載作用。2.4.11 荷載載情況此載荷組合合下風載載作用于于主構架架處，在在本模型型中，將將其視為為線荷載載，計算算模型如如圖2-4-11。圖2-4-1 荷荷載組合合4計算模模型2

15、.4.22 結果果分析掛籃行走時時，最大大應力值值為455.1MMPa，如如圖2-4-22所示。符符合要求求。圖2-4-2掛籃籃應力圖圖第三章掛籃籃結構的的剛度計計算3.1荷載載組合55：混凝凝土荷載載+掛籃自自重+模板自自重+施工機機具及人人群荷載載+護欄荷荷載該荷載組合合主要用用來計算算掛籃系系統(tǒng)的結結構剛度度。3.1.11荷載情情況計算模型如如圖3-1-11。圖3-1-1 荷荷載組合合5計算模模型3.1.22結果分分析該荷載組合合下，掛掛籃變形形等值線線圖見圖圖3-11-2。由由圖可知知，變形形最大值值為199mm。以下對各部部分進行行劃分分分析：圖3-1-2 變形等等值線圖圖（1）掛籃

16、籃主構架架部分主構架部分分最大變變形位于于前橫梁梁支點處處，最大大豎向變變形量為為11.4mmm。見圖圖3-11-3。圖3-1-3 掛掛籃主構構架變形形等值線線圖（2）前橫橫梁如圖3-44所示，前前橫梁部部分最大大變形位位于中部部位置，值值為155mm，相相對變形形值為=155-111.4=3.66mm撓跨比為=3.66L/4400圖3-1-4 掛籃前前橫梁變變形等值值線圖（3）導梁梁如圖3-11-5所所示，導導梁最大大位移值值為166.4mmm。圖3-1-5 導導梁變形形等值線線圖（4）底托托系統(tǒng)如圖3-11-6所所示。底底托系統(tǒng)統(tǒng)最大位位移值為為19mmm。圖3-1-6 底底托系統(tǒng)統(tǒng)變形等

17、等值線圖圖3.2剛度度驗算結結論掛籃在此該該荷載組組合條件件下，計計算掛籃籃系統(tǒng)整整體和各各部件的的結構剛剛度，其其變形最最大值為為19mmm，而而該值為為主構架架、前橫橫梁、吊吊桿等各各部分變變形的累累積。注：因吊桿桿為純受受拉桿件件，在強強度方面面通過以以上計算算可知滿滿足要求求，在主主構架及及底托系系統(tǒng)變形形值均滿滿足要求求的情況況下，吊吊桿變形形值不再再另做計計算，以以此得出出的底托托系統(tǒng)變變形比值值將更為為保守。結論：通過對荷載載組合55的計算算分析，掛掛籃剛度度滿足使使用要求求。第四章掛籃籃抗傾覆覆計算掛籃抗傾覆覆計算包包括兩部部分內(nèi)容容：混凝凝土澆筑筑工況和和掛籃移移動工況況兩種

18、。4.1混凝凝土澆筑筑時的抗抗傾覆計計算(荷載組組合1：混凝凝土荷載載+掛籃自自重+模板自自重+施工機機具及人人群荷載載+傾倒和和振搗混混凝土荷荷載+護欄荷荷載)在混凝土澆澆筑時，掛掛籃主構構架后端端通過精精軋螺紋紋鋼錨固固于已經(jīng)經(jīng)澆筑好好的混凝凝土梁體體上，為為保證施施工安全全，需要要驗算此此種載荷荷組合下下的掛籃籃后錨點點的安全全性。圖4-1-1 主主構架反反力模型型由以上結果果可知，荷荷載組合合1時后錨點點拉力最最大值為為4388.8kkN。單側(cè)后錨點點采用直直徑322mm的的精軋螺螺紋鋼66根，則則可提供供錨固力力為N提供=66A螺紋鋼鋼=66x3.14xx3222/4xx8300 x

19、100-3=40003.11kN其安全儲備備為：K = 440033.1/4388.8=9.11故：滿足安安全要求求。4.2掛籃籃行走工工況的抗抗傾覆計計算(荷載組組合4：掛籃籃行走工工況：掛掛籃自重重+模板自自重+沖擊荷荷載+風載+護欄荷荷載)圖4-2-1 主主構架反反力模型型由以上結果果可知，荷荷載組合合4時后支支座拉力力最大值值為788.7kkN。反扣輪裝置置與主構構架通過過8個直徑徑27的高高強螺栓栓連接，強強度驗算算如下：一、基本參參數(shù)螺栓選用摩摩擦型高高強螺栓栓，8.8級，M227構件材性：Q2335摩擦面處理理：噴砂砂(丸)摩擦面的抗抗滑移系系數(shù)為 0.445受剪面數(shù)目目為1由 GB 50001720003 第68頁 7.2.22 得：單個螺栓受受剪承載載力Nvb = 933.155 kNN單個螺栓受受拉承載載力Ntb = 1884 kkN螺栓群受力力 N = 778.77 kNN V = 1118 kkN M = 119 kkNm二、螺栓群群形心計計