特大橋連續(xù)梁施工菱形掛籃設(shè)計計算書

.工程概況該工程位于四川省眉山市松江鎮(zhèn)至四川省眉山市永壽鎮(zhèn)之間，跨度為（80+130+80）m剛構(gòu)連續(xù)梁，是單箱單室、變高度結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬寬為12.1m，底寬7m。梁高從8m變化到3m，腹板變化是從70cm變化到50cm。該連續(xù)梁通過掛籃懸灌施工，0＃段長度為10m，設(shè)計懸灌長度為3.5m、4.4m。1#節(jié)段開始為3.5m長，混凝土方量參照箱梁構(gòu)造設(shè)計圖紙2.控制節(jié)段選擇鑒于掛籃的懸灌節(jié)段分為2種，節(jié)段長度不一樣以及節(jié)段的重量不一樣，那么掛籃施工總荷載對掛籃主構(gòu)架及前后懸吊的受力效果就不一樣，先根據(jù)集中掛籃的長度及其在單個節(jié)段長度內(nèi)的最大混凝土施工方量對掛籃的受力進行概算。3.檢算依據(jù)①.《遂寧至眉山高速公路K189+392.821岷江特大橋施工圖設(shè)計文件》；②.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》；③.《公路橋涵施工規(guī)范》；④.《路橋施工計算手冊》；⑤.其他相關(guān)設(shè)計資料。4.計算方法本設(shè)計計算采用容許應(yīng)力法，荷載的計算只是計算實際發(fā)生的荷載，而不再增加荷載系數(shù)。Q235B鋼材的組合容許應(yīng)力為145MPa進行控制?；炷寥葜馗鶕?jù)采用2.6t/m3，灌注混凝土時考慮混凝土梁重的1.3倍作為超灌荷載及施工荷載。5.掛籃各結(jié)構(gòu)簡介及主要尺寸擬定一、底籃系統(tǒng)底籃縱梁采用Ⅰ22a、[10用δ10mm鋼板焊接而成一高100cm的桁架，焊縫厚6mm。一個掛籃共有14片縱梁，具體結(jié)構(gòu)形式見“底籃縱梁結(jié)構(gòu)圖”。底籃后橫梁采用兩根Ⅰ45采用δ10mm加勁板焊接，吊帶連接板厚20mm。底籃前橫梁采用兩根Ⅰ40采用δ10mm加勁板焊接，吊帶連接板厚20mm。行走通道采用[20。底籃縱梁與底籃橫梁采用螺栓連接，螺栓孔直徑17mm，螺栓直徑16mm。懸吊系統(tǒng)底籃前后橫梁吊帶均為Q345鋼，箱內(nèi)錨帶厚4cm，前吊帶厚3cm，翼緣板吊帶厚2cm。箱內(nèi)吊帶銷子直徑為8.5cm，材質(zhì)為45#鋼，表面須經(jīng)過熱處理。其余吊帶銷子直徑為7cm。主桁結(jié)構(gòu)主桁為菱形結(jié)構(gòu)，由弦桿和節(jié)點板組成，桿件采用2根[32a口對口焊接成整體，焊縫采用間斷焊，焊縫厚度δ8mm；然后在其腹板外側(cè)及頂面加焊厚12mm的通長鋼板，并滿焊；同時在槽鋼內(nèi)銷孔處貼焊16mm加強板；主桁節(jié)點板由兩片厚度為δ20mm的鋼板構(gòu)成，主桁銷子采用直徑為120mm45#鋼；主桁銷子孔直徑為120.5mm。后錨系統(tǒng)和行走系統(tǒng)后錨系統(tǒng)由后錨扁擔梁、底座、底端錨固梁組成，后錨采用φ32精軋螺紋鋼，一個掛籃共錨固8根。行走系統(tǒng)由行走軌道、錨固梁、枕梁組成。行走軌道采用Ⅰ32a，并在頂面加厚1cm鋼板，軌道長度分2m和1.5m兩種。根據(jù)梁段的施工節(jié)段長度，以及0＃段的長度10m，擬定出掛籃的主要結(jié)構(gòu)尺寸，主構(gòu)架的前端長度是6m，后端中心長度是5m，底模前后橫梁縱向中心水平距離是5.5，由于梁頂板是斜坡，因此掛籃的滑船高度不一。至于底模的寬度、吊帶及吊桿的位置情況，根據(jù)梁段橫向尺寸及預(yù)應(yīng)力設(shè)置情況來確定。6.各結(jié)構(gòu)計算過程6.1計算斷面1#節(jié)段的斷面圖如下：6.2腹板下的底?？v梁計算經(jīng)分析，1#段截面腹板下底?？v梁受力最大，底?？v梁按照簡支梁進行計算的跨度為6.2m，計算荷載長度是3.5m。混凝土箱梁腹板厚度是0.7m，腹板位置混凝土高7.6m（最高7.806m，最低7.366m），長3.5m。（1）、箱梁實體荷載q1：鋼筋砼比重取2.6t/m3q1=3.5×7.6×0.7×2.6×10=484.12Kn（2）、鋼模載荷q2。（翼緣板模板與側(cè)模板采用定型鋼模）q2=(3.5×7.6×2+0.7×3.5)×1.2=55.65×1.2=66.78Kn（模板取1.2Kn/m2，現(xiàn)場為1Kn/m2）（3）、施工人員及設(shè)備荷載q3=0.7×3.5×2.5=6.13Kn。（按規(guī)范取2.5Kn/m2）（4）、砼振搗荷載q4=0.7×3.5×2=4.9Kn。（按規(guī)范取2.0Kn/m2）q=q1+q2+q3+q4=484.42+66.78+6.13+4.9=562.23Kn。腹板下按照4根縱梁承受腹板荷載，那么單根縱梁承受的混凝土箱梁腹板均布荷載是：q=562.23÷4÷3.5＝40.16kn/m。根據(jù)桁架等效梁折算慣性矩公式可得：折算抵抗矩彎矩彎曲強度，滿足要求。擾度（當時最大），f最大為0.0016＜6.2÷400=0.0155m滿足要求。支點反力，6.3底板下的底模縱梁計算混凝土箱梁底板混凝土厚度為0.85m，縱梁最大間距為0.86m單根工字鋼承受的荷載是：（1）、箱梁實體荷載q1：鋼筋砼比重取2.6t/m3q1=0.85×0.86×2.6×10=19Kn/m（2）、鋼模載荷q2。（翼緣板模板與側(cè)模板采用定型鋼模）q2=0.86×1.2=1.03Kn/m（模板取1.2Kn/m2，現(xiàn)場為1Kn/m2）（3）、施工人員及設(shè)備荷載q3=0.86×2.5=2.15Kn/m。（按規(guī)范取2.5Kn/m2）（4）、砼振搗荷載q4=0.86×2=1.72Kn。（按規(guī)范取2.0Kn/m2）那么單根縱梁承受的混凝土箱底板均布荷載是：q=q1+q2+q3+q4=19+1.03+2.15+1.72=23.9Kn/m。以上已算腹板下縱梁均布荷載為40.16Kn/m，滿足要求。遠遠大于此處荷載，在此不再重復(fù)計算。支點反力，6.4.底模后橫梁及吊帶F1、F2拉力計算底模后橫梁是兩根Ⅰ45組焊而成，共4個吊點，兩個行走吊點未標示出來，行走吊點只承受1/2（底模+縱梁）及后下橫梁自身的重量。假設(shè)最邊吊帶拉力為F1，中間吊帶拉力為F2,分段計算AB、CD段：AB段支點反力BC段支點反力RB=53.3×3=160Kn所以F1=225.2+（5×14÷8+20÷4）=239Kn，F(xiàn)2=160+133.3+53.3+（5×14÷8+20÷4）=360.4Kn。AB段，假設(shè)所求點到A點的距離為x，則該點的彎矩為彎曲強度，滿足要求。擾度，滿足要求。BC段彎矩彎曲強度，滿足要求。擾度（當時最大），f最大為0.0003＜1.95÷400=0.0049m滿足要求。6.5底模前橫梁及吊帶F1、F2拉力計算底模前橫梁是兩根Ⅰ40組焊而成，共4個吊點。假設(shè)最邊吊帶拉力為F1，中間吊帶拉力為F2,分段計算AB、CD段：彎矩彎曲強度，滿足要求。擾度（當時最大），f最大為0.00027＜1.95÷400=0.0049m滿足要求。支點反力BC段：彎矩彎曲強度，滿足要求。擾度，滿足要求。支點反力RB=30.4×3=91.2Kn所以F1=128.3+（5×14÷8+20÷4）=142Kn，F(xiàn)2=75.9+91.2+30.4+（5×14÷8+20÷4）=211.3Kn。6.6箱內(nèi)吊帶拉力F3計算（1）、箱梁實體荷載q1：鋼筋砼比重取2.6t/m3q1=3.5×（1.2×0.28+0.49×1.6）×2.6×10=101.9Kn（2）、鋼模載荷q2。（翼緣板模板與側(cè)模板采用定型鋼模）q2=3.5×(5.8+3)×1.2=37Kn（模板取1.2Kn/m2，現(xiàn)場為1Kn/m2）（3）、施工人員及設(shè)備荷載q3=3×3.5×2.5=26.3Kn。（按規(guī)范取2.5Kn/m2）（4）、砼振搗荷載q4=3×3.5×2=21Kn。（按規(guī)范取2.0Kn/m2）q=q1+q2+q3+q4=101.9+37+26.3+21=186.2Kn。均布荷載是：q=186.2÷3.5＝53.2kn/m。支點反力6.7翼緣板吊帶拉力F4計算（1）、箱梁實體荷載q1：鋼筋砼比重取2.6t/m3q1=3.5×1.4×0.29×2.6×10=37Kn（2）、鋼模載荷q2。（翼緣板模板與側(cè)模板采用定型鋼模）q2=3.5×1.4×1.2=5.9Kn（模板取1.2Kn/m2，現(xiàn)場為1Kn/m2）（3）、施工人員及設(shè)備荷載q3=2.55×1.4×2.5=9Kn。（按規(guī)范取2.5Kn/m2）（4）、砼振搗荷載q4=2.55×3.5×2=7.1Kn。（按規(guī)范取2.0Kn/m2）q=q1+q2+q3+q4=37+5.9+9+7.1=59Kn。腹板下按照4根縱梁承受腹板荷載，那么單根縱梁承受的混凝土箱梁腹板均布荷載是：q=59÷3.5＝16.9kn/m。支點反力6.8翼緣板吊帶拉力F5計算（1）、箱梁實體荷載q1：鋼筋砼比重取2.6t/m3q1=3.5×1.15×0.54×2.6×10=56.5Kn（2）、鋼模載荷q2。（翼緣板模板與側(cè)模板采用定型鋼模）q2=3.5×1.15×1.2=4.8Kn（模板取1.2Kn/m2，現(xiàn)場為1Kn/m2）（3）、施工人員及設(shè)備荷載q3=3.5×1.15×2.5=10.1Kn。（按規(guī)范取2.5Kn/m2）（4）、砼振搗荷載q4=3.5×1.15×2=8.1Kn。（按規(guī)范取2.0Kn/m2）q=q1+q2+q3+q4=56.5+4.8+10.1+8.1=79.5Kn。腹板下按照4根縱梁承受腹板荷載，那么單根縱梁承受的混凝土箱梁腹板均布荷載是：q=79.5÷3.5＝22.7kn/m。支點反力，6.9吊帶受拉計算底籃前后橫梁吊帶均為Q345鋼，箱內(nèi)錨帶厚4cm，前吊帶厚3cm，翼緣板吊帶厚2cm。根據(jù)上面計算可知后吊帶F1=239Kn、F2=360.4Kn、F3=118.6Kn、F4=37.7Kn、F5=50.6Kn。前吊帶F1=142Kn、F2=211.3Kn、F3=67.6Kn、F4=21.5Kn、F5=28.8Kn。查表可得Q345鋼軸向應(yīng)力[σ]=200MPa。20cm寬，4cm厚，銷子直徑8.5cm，吊帶可承受拉應(yīng)力為200×106×（0.2-0.085）×0.04=920Kn。本掛籃最大拉力為360.4Kn，滿足要求。20cm寬，3cm厚，銷子直徑7cm，吊帶可承受拉應(yīng)力為200×106×（0.2-0.07）×0.03=780Kn。本掛籃最大拉力為118.6Kn，滿足要求。20cm寬，2cm厚，銷子直徑7cm，吊帶可承受拉應(yīng)力為200×106×（0.2-0.07）×0.02=520Kn。本掛籃最大拉力為50.6Kn，滿足要求。6.10吊帶銷子剪力計算吊帶銷子為45#鋼，查表可得45#鋼剪應(yīng)力[τ]=125MPa。直徑12cm銷子可承受剪應(yīng)力為3.14×0.06×0.06×125×106=1413Kn。直徑8.5cm銷子可承受剪應(yīng)力為3.14×0.035×0.035×125×106=709Kn＞360.4Kn。直徑7cm銷子可承受剪應(yīng)力為3.14×0.035×0.035×125×106=481Kn＞118.6Kn。均能滿足要求。6.11上前橫梁計算上前橫梁由[40a、[16a、[12焊接成整體。中到中距離h為1.5m。受力情況如下：簡化為兩端簡支外外伸梁均布荷荷載：q=（F4+F5+F1+F2+F3）×2÷100.6=(1142+2111.3+667.6+221.5+228.8)××2÷10..6=89..9Kn//m。根據(jù)桁架等效梁折折算慣性矩公公式可得：折算抵抗矩彎矩彎曲強度，滿足要要求。擾度，滿足要求。支點反力F=F44+F5+F1+F2+F3+30.77÷2==142+2211.3++67.6++21.5++28.8++15.4==486.66Kn6.12主桁計算算主桁材料為為[32a口對口焊接接，截面積A=2×448.5×110-4=97××10-4m2受力分析圖圖如下：，可得F4=1.487F==723.66Kn，F(xiàn)5=1.62275F=7704.1Kn。，可得F2=1.408F55=991..2Kn，F(xiàn)3=1.62275F=9945.8Kn。，可得F前=1219.2Kn，F(xiàn)1=670..6Kn。，可得F后=729.4KKn，F(xiàn)1=670..6Kn。查表可得AA3鋼軸向應(yīng)力[σ]=1400MPa。[32a口對口焊接接，截面積A=2×448.5×110-4=97××10-4m2可承受拉力力為：140×1106×97×110-4=13558Kn。主桁各構(gòu)件件最大拉力為為F3=948.8，小于構(gòu)件件可承受拉力力，滿足要求求。前面已計算算主桁直徑12cm銷子可承受受剪應(yīng)力為3.14××0.06××0.06××125×1106=14133Kn。主桁各構(gòu)件件最大拉力為為F3=948.8，小于銷子子可承受剪力力，滿足要求求。6.13.后錨固固計算后錨是掛籃在整個個施工過程中中至關(guān)重要的的受力環(huán)節(jié)，是是保證掛籃安安全施工的重重要措施，后后錨的安全度度大小直接決決定了掛籃施施工的安全度度大小，因此此后錨歷來被被設(shè)計者所重重視，需要有有足夠的安全全系數(shù)，一般般大于2.0。從主構(gòu)架的計算結(jié)結(jié)果可知，主主構(gòu)架后錨力力大小是F后=729..4Kn。后錨是用4根200cm寬，3cm厚吊帶，每每根吊帶承受受力為729.44÷4=1882.4Knn。前面已計算算20cm寬，3cm厚，銷子直直徑7cm吊帶可承受受拉應(yīng)力為200×1106×（0.2-00.07）×0.033=780KKn＞182.44Kn，滿足要求求。直徑7cm銷子可承受受剪應(yīng)力為3.14××0.0355×0.0335×1255×106=481KKn＞182.44Kn。6.14.后錨點點砼單位面積積強度計算后錨吊帶拉力通過過墊板作用于混凝土上，每每兩個吊帶位位置加設(shè)δ20×2000×1000mm墊板；考考慮受力不均均，偏于安全全計算，取不不均勻