02附件2：菱形挂篮计算书.doc

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1、附件2:菱形挂篮计算书北京康港桥梁设计中心2015年4月5日目 录1.适用范围32 .计算依据33.挂蓝设计33.1主要技术参数33.2工程概况34.挂篮主桁架验算44.1计算说明44.2技术参数44.3受力分析及验算55.底模结构验算65.1底纵梁验算65.2下横梁验算96.销轴验算136.1销轴及拉板计算136.2底纵梁销轴计算136.3连接板承压验算136.4孔壁局部承压计算146.5拉板的强度计算146.6主受力点147.挂蓝稳定性验算157.1挂蓝浇筑状态157.2挂蓝行走状态158.结论15跨浏河连续梁挂篮计算书1.适用范围本验算书适用于有碴轨道预应力混凝土连续梁（60+100+6

2、0）。2 .计算依据1）钢结构设计规范 GB 50017-20032）钢结构设计手册第三版3）路桥施工计算手册 人民交通出版社 周水兴等4）材料力学第三版 孙训方、胡增强等主编和修订5）铁路桥涵施工规范6）设计手册编写组.机械设计手册.北京:机械工业出社.20047）清华大学 袁驷主编.结构力学求解器.北京:高等教育出版社.20018）其他相关规范3.挂蓝设计3.1主要技术参数1）砼自重，取26KN/m32）钢弹性模量，取210000Mpa3）材料强度设计值Q235钢 =170N/mm2；=120N/mm2Q345钢 =210N/mm2；=160N/mm240Cr =523N/mm2；=302

3、N/mm23.2工程概况上海至南通铁路南通至安亭段混凝土连续梁，梁体为单箱单室直腹板，变高度，变截面结构。全桥箱梁顶宽11.6米，底宽6.4米，顶板厚度0.55-0.35米，腹板厚度分别为1.0-0.6米。60+100+60连续梁，中心支点梁高7.2米。最长梁段为4.0米，最重梁段为4#梁段，梁段重为161.5吨。梁段长度为3米。设计计算按此梁段进行设计演算。4.挂篮主桁架验算4.1计算说明该挂篮主桁架为销焊组合构造，每台挂篮由两片主桁架组装而成。在对主桁架进行强度计算时，考虑到两片主桁架的受力存在一定的不均匀性，采用不均匀系数1.2进行计算。箱梁浇注时砼重量是由侧模、底模共同承担的，所以有必

4、要对其重量进行分配，箱梁混凝土重量分布图:4.2技术参数（1）4#浇注砼重量为161.5t，混凝土重量+超载+动力附加荷载=161.51.21.05=203.5t；（2）底模重量：15t（包括下横梁、底纵梁、底模板）；（3）侧模重量：23t（包括侧模板、侧模滑梁）；（4）内模重量估算：5t（包括内模板、内模架子）；（5）前上横梁重量：2.8t（6）人群及机具荷载：0.254121.4=16.8t；（7）倾倒（振捣）混凝土荷载：0.24121.4=13.44t。故，主桁架前端受力为：1.2(203.5/2)+（15+23+5+2.8+16.8+13.44）/2160.12t前端受力为：160.1

5、2t4.3受力分析及验算（1）受力简图：由前可知一片主桁架前端受力为NA=160.12/280t。应力图如下:主菱形结构最大应力为-118.2Mpa，最大变形量为15.5mm，满足要求。5.底模结构验算5.1底纵梁验算1）腹板下底纵梁验算腹板处混凝土重量约为45t，共设置5根I32工字钢，间距220mm。腹板处混凝土线荷载为：q1=1.2450/53=36KN/m模板重量按1.1KN/m2计，模板荷载为：q2=1.10.221.2=0.29KN/m人群及机具荷载为：q3=2.50.221.4=0.77KN/m倾倒（振捣）混凝土产生的荷载为：q4=40.221.4=1.23KN/m故，腹板处底纵

6、梁上的均布荷载为：q=q1+q2+q3+q4=38.29KN/m最大应力92.14 Mpa 小于=170Mpa最大变形量为0.85毫米，小于9毫米。2）底板下底纵梁计算底板处混凝土重量约为43t，共设置5根I32工字钢。间距800mm。底板处混凝土线荷载为：q1=1.2430/5*3=34.4KN/m模板重量按1.1KN/m2计，模板荷载为：q2=1.10.81.2=1.01KN/m人群及机具荷载为：q3=2.50.81.4=2.8KN/m倾倒（振捣）混凝土产生的荷载为：q4=40.81.4=4.48KN/m故，腹板处底纵梁上的均布荷载为：q=q1+q2+q3+q4=42.69 KN/m最大应

7、力106 Mpa 小于=170Mpa最大变形量为2.0毫米，小于9毫米5.2下横梁验算1）浇筑状态前后下横梁均采用240b槽钢，前横梁设置6根吊杆，后下横梁设置6根吊杆。前吊点腹板处支座反力为70KN/m，后吊点腹板处支座反力为91KN/m前吊点底板处支座反力为46KN/m，后吊点底板处支座反力为75KN/m最大应力17.7 Mpa 小于=170Mpa最大变形量为0.2毫米，小于9毫米。后下横梁满足受力要求，因前下横梁受力小于后下横梁，所以前下横梁可以不与验算。5.3上横梁验算上横梁采用2I45b热轧工字钢。最大应力142.2 Mpa 小于=170Mpa最大变形量为6毫米，小于18毫米外模滑梁

8、计算如下：外模走行梁在浇筑砼时承受翼缘板砼含超灌的自重及外模自重及施工荷载。当走行时，承受外模自重含冲击在内的荷载。由3m段控制计算。模板长度为4.5米。翼缘板G=1.14m2*3m*26.5KN/m3*1.05=95.2KN外模自重G=1.75KN/m2*4.5m*9.6m=75.6KN施工荷载G=4KN*2.9m*3m=34.8KN合计重量：205.6KN ，按照3m分配，则q=68.5KN/m浇注状态外滑梁验算浇筑是最大应力为88.1 Mpa.小于小于容许值150 Mpa最大变形为3.8毫米，刚度满足要求内模滑梁计算如下：内滑梁浇筑状态为3m段控制，此时腹板所夹顶板混凝土面积为：2.9，

9、砼含超灌系数后自重为：G砼=26.5*2.9*3*1.05=242.1KN内模总面积为S=60m2重 G内模=1.2*60=72KN上座梁自重414kg=4.06KN当浇筑砼时，作用于一根走行梁的均布荷载为： (242.1+72+4.06)/2/3=53.1浇筑最大应力为66.9 Mpa.小于小于容许值150 Mpa。最大变形为2.9毫米，刚度满足要求。内模走行时内滑梁只承受内模模板重量。浇筑满足行走状态演算简化不计。6.销轴验算6.1销轴及拉板计算插板采用厚30mm,取最大1425KN做为检算力，销轴108 W =123609mm3(1)销轴抗弯强度检算：计算图式为跨度100mm简支梁，跨中

10、受集中力1425KN。Mmax=1425*0.1/4=35.63KN=M/W=35.63*1012/123609=288.2Mpa(2)销轴剪应力验算max=Q*S/I*B=(Q*d3/12)/(*d4/64*d)=16/3* Q/*d2=16/3*494.5/*1082*109=72Mpa6.2底纵梁销轴计算（腹板处）（底板处）6.3连接板承压验算6.4孔壁局部承压计算该处板子厚度20mm，而插板的厚度为20 mm，即槽钢32b加背板的局部承压检算:1.4=1.4=245 Mpa6.5拉板的强度计算板宽300mm，取较薄的20mm厚。1.4=1.4=245Mpa6.6主受力点采用前Q345锰

11、钢作为拉杆，厚度为30mm.根据路桥施工计算手册查得16Mn轴向应力值200MPa,节点销子的孔壁承压应力300MPa,节点销子的弯曲应力340MPa,钢带几何尺寸为180mm*30mm,插销孔尺寸为55。fMn16=（180*30-55*30）200=750kN,取各吊杆最大拉力F=230kN187.8kN满足。节点销子的弯曲应力计算M=PL/4=250*0.03/4=1.875NmW=d3/32=16325mm3w=M/W=1.875/0.000016325=115MPa340MPa满足。销轴剪力计算=16/3*Q/*d2 =61.7 Mpa 满足要求。7.挂蓝稳定性验算7.1挂蓝浇筑状态

12、该工况下主要验算挂篮施工过程抗倾覆稳定情况。挂蓝浇筑过程中，每片主桁采用6根32精轧螺纹钢与桥面进行锚固，由以上计算可知，每片主桁的最大后锚力为N840KN，而每根32mm精轧螺纹钢筋的设计控制拉力为550KN。则后锚的安全系数为： 6*550/840=3.932故后锚安全,挂篮施工时的抗倾覆稳定性可靠。7.2挂蓝行走状态当挂篮空载前移到箱梁浇注位置时，此时处于悬伸空载下的挂篮所受的倾覆力最大。 根据挂篮外模、内模、底盘、下横梁和上横梁的重量，经计算，单片主桁后锚点最大反力为22t，挂蓝空载行走时，依靠反扣轮及配重来平衡其倾覆力，由以上计算可知，每片主桁的最大后锚力为N22t70t。 综上所述可知挂篮空载前移时抗倾覆稳定性可靠。8.结论该挂篮结构强度总体均满足要求，变形较小，结构安全。15