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菱形挂篮验算

一、挂篮验算复核1.验算依据(1)《钢结构设计规范》(GBJ17-88)(2)《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)(3)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)(4)禹城南互通立交桥主桥设计图纸2.结构参数(1)悬臂浇筑砼箱梁分段长度为:1#-4#段3.5m,4#-8#段4.0m,合拢段2.0m。

(2)箱梁底板宽6.9m,顶板宽13.5m。

(3)箱梁高度变化范围:4.2m~2.0m,中间按二次抛物线变化。

3.设计荷载:(1)悬臂浇筑砼结构最大重量111t(1#块)(2)挂篮总重46t(包括箱梁模板)(3)人群及机具荷载取2.5KPa。

(4)风荷载取800Pa。

(5)荷载组合:①砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数(强度、稳定)②砼重+挂篮自重+人群机具 (刚度)③砼重+挂篮自重+风荷载 (稳定)(6)荷载参数:①钢筋砼比重取值为2.6t/m3;②超载系数取1.05;③新浇砼动力系数取1.2;④挂篮行走时的冲击系数取1.1;⑤抗倾覆稳定系数不小于1.5;⑥前后托架刚度取L*0.3%;⑦16Mn钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×210=273MPa。

A3钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×145=188.5MPa。

4.挂篮结构材料挂篮主桁架和前后横梁材料为16Mn钢,销子材料为45号钢,纵梁、托梁、分配梁等材料为组合型钢(A3)。

二、纵梁计算1、普通纵梁(箱梁两腹板中间段)受力分析2、普通纵梁(箱梁两腹板中间段)强度计算(图1示)RA =qcb/L RB=qca/LMmax=qcb[d+cb/(2L)]/L=1249.89×10-3×3500×2500×[750+3500×2500/(2×5000)]/5000 =2.4×107N.mm纵梁选用[22a槽钢,其截面特性为:Wx=2.176×105mm3I x =2.3939×107mm4图1σ= M max / W x =110.3MPa<188.5MPa3、普通纵梁刚度计算当x=d+cb /L=2500时(弯矩最大处),挠度最大。

钢材弹性模量取E =2.1×105Mpa f max =qcb[(4L-4b 2/L-c 2/L)x-4x 3/L+(x-d)4/(bc)]/(24EI) =12.1mm<L*0.3%=15mm 刚度满足要求。

4、加强型纵梁(箱梁腹板下方)受力分析:5、加强型纵梁(箱梁腹板正下方)强度计算加强型纵梁采用I 28a 工字钢,其组合截面特性: W x =5.34×105mm 3 I x =7.48×108mm 4其受力示意图如图2示: M max =qcb[d+cb /(2L)]/L=1552.6×10-3×3500×2500×[750+3500×2500/(2×5000)]/5000 =7.094×107 N.mmσ= M max / W x =132.8MPa<188.5MPa 满足要求6、加强型纵梁(腹板下方) 刚度计算图2钢材弹性模量 E=2.1×105MPa当x=d+cb /L=2500mm 时(弯矩最大处)f max =qcb[(4L-4b 2/L-c 2/L)x-4x 3/L+(x-d)4/(bc)]/(24EI) =11.5mm<L*0.3%=15.0mm三、前托梁计算1、前托梁受力分析2、前托梁强度的计算对前托梁进行受力分析时,不考虑工作梁带来的荷载(很小),则前托梁受力示意图如图3所示。

2.1悬臂端最大弯距发生在支座A 处截面,其值为:M A =q ×a 2/2+pb=3754.053×1.32/2+13096.6×1=19440.98319kg.m 最大剪力发生在支座A 处截面,其值为:图3单位:mmQm a x=p+qa=3754.053×1.3+13096.6=17976.9kg跨中最大弯矩值:M=ql2[1-4×(1.3/4.3)2]/8-Pa=3754.053×4.32×[1-4×(1.3/4.3)2]/8-13096.6×1.3=-11521.2kg.m2.2前托梁的截面特性前托梁的断面要素如图4所示,槽钢[40b的截面特性:A1=8306.8mm2Wx1=9.32×105mm3Ix1=18.6×107mm4组合截面特性:A=2×8306.8+280×10×2=22213.6mm2Ix =2 Ix1+(280×103/12+2052×280×10)×2=6.07×108 mm4Wx =2IX/h=2×6.07×108/420=2.3×106mm32.3强度校核最大弯应力:σ=Mmax /Wx=19440.9839×104/(2.3×106)=84.5MPa<188.5MPa3、前托梁刚度校核前托梁悬臂端的挠度:f1=pb2L×(3+2b/c)/(6EI)+qaL3×[-1+6(a/c)2+3(a/c)3]/(24EI)=13096.6×10002×4300×(3+2×1000/4300)/(6×2.1×105×6.07×108)+37.54053×1300×43003×[-1+6×(1300/4300)2+ 3×(1300/4300)3] /(24×2.1×105×6.07×108)=2.5514-4.6763=-2.2mm(向上)前托梁跨中的挠度:f2=qL4[5-24(a/c)2]/(384EI)-pbL2/(8EL)图42801=37.54053×43004×(5-24×13002/43002)/(384×2.1×105×6.07×108) -130966×1000×43002/(8×2.1×105×6.07×108) =0.74-2.38=-1.64mm<L ×0.3%=12.9mm 。

满足要求后托梁受力情况及后托梁的结构尺寸、材料规格等均同前托梁,故也满足要求。

四、走行梁检验复核1、外走行梁1.1外走行梁的受力分析箱梁节段翼板的最大重量乘1.2动载系数G 1=[(0.66+0.42)×1/2+(0.2+0.42)×2.3/2]×3.5×2600×1.2×1.05=16597.035kg侧模板自重约: G 2=5000 kg外纵梁共2条,单条外纵梁承受的荷载为: P 2=(G l +G 2)=21597.035kg1.1.2外走行梁梁外纵梁受力示意图如图5所示q 2=21597.035/3.5/2+65.208=3150.5kg.m M max =qcb[d+cb /(2L)]/L =8.96×107N.mm外纵梁选用I 字钢I 25a ,其断面特性:W x =9.32×105mm 3 I x =18.6×107mm 4外纵梁强度:图5σ=Mmax /Wx=8.96×107/9.32×105=96.13MPa<188.5MPa满足要求。

最大挠度:fmax=qcL3(8-4c2/L2+c3/L3)/(384E1)=31.505×3500×50003×(8-4×35002/50002+35003/50003)/(384×2.1×105×1.86×108)=5.55mm<[L×0.3%]=15mm2、内走行梁受力比外走行梁小,内走行梁的结构尺寸及材料规格均与外走行梁相同,故内走行梁也满足要求。

五、吊带计算本桥结合实际情况采用Ф32预应力钢筋作为吊带据分析受力可知,前托梁处的预应力筋承受的荷载为最大,单根预应力筋所承受的最大荷载,故该段预应力筋验算合格则其他部分的预应力筋也受力合格。

前托梁G1=71.488 ×2×10=1429.76 kg后托梁G2=71.488 ×2×10=1429.76 kg底模及纵梁G3=47.9 ×21×5+2000=7029.5 kg砼(底板+腹板)G4=(0.523×6.9×3.5+(3.634-0.523)×0.6×3.5)×2600×1.2×1.05=62779.7898 kg一根吊带N=( G1+ G2+ G3+ G4)/6=12111.4683kgσ=N/A=(121111.4683×4)/(3.14×322)=150.7MPaФ32预应力钢筋的标准强度[σ]=750MPa安全系数n= [σ]/σ=750/150.7=4.9满足要求。

六、主桁架横梁验算复核1、前横梁前横梁承受由钢吊带传来的荷载,前横梁受力示意图如图6所示F1=F2=F3=12111.4683KgN1=N2=21597.035/2=10798.5175 KgN3=N4=((0.25+0.42)/2*3.7/2+(0.42+0.66)/2*1)*2*2600*1.2*1.05=1899.67 Kg Ra=Rb=( F1+F2+F3+N1+N2+N3+N4)/2=30865.39 KgMmax= Rb*6300/2- N2*(6300/2+1200)- F3*2150- N4*1500=21363266.2N M 外纵梁选用槽钢[I40B,其断面特性:Wx=2.3×106mm3外纵梁强度:σ=Mmax /Wx==92.88MPa<188.5MPa满足要求。

2.后横梁后横梁在砼浇筑时,承载极小。

在挂篮前移时,其承受部分底模重与部分侧模重,所受的荷载也较小,所以后横梁杆件结构尺寸及材料规格均与前横梁相同,后横梁强度已足够满足要求,无需再对其进行校核。

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