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1、中鐵二十局深茂鐵路32+48+32m連續(xù)梁掛籃驗(yàn)算書 計(jì)算：張鴻鵬深茂鐵路32+48+32m連續(xù)梁掛籃計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)1、橋梁施工圖設(shè)計(jì)2、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊、鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4、高速鐵路施工技術(shù)指南、路橋施工計(jì)算手冊（交通出版社）5、砼容重取2.65t/m3，模板外側(cè)模、底模板自重100kg/m2，內(nèi)模及端頭模80kg/m2，漲模系數(shù)取1.05，沖擊系數(shù)取1.1，底模平臺(tái)兩側(cè)操作平臺(tái)人員及施工荷載取5KN/m2，其他操作平臺(tái)人員及施工荷載取2KN/m2。6、材料力學(xué)性能精軋螺紋鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值二、掛籃底模平臺(tái)及吊桿底籃承受重量為箱梁腹板、底板砼重量及底籃自重。1、縱梁驗(yàn)2、算縱梁布置示意圖1#塊為最重梁段，以1#段重量施加荷載計(jì)算縱梁的剛度強(qiáng)度砼荷載：36.1m32.65t/m31.051.1=145.348t=1104.9KN。底模及端頭模自重荷載：76.7KN+10.8m280kg/m2=85.34KN。砼荷載按0#斷面面積進(jìn)行荷載分配，腹板及底板斷面面積總和為11.2m2；模板荷載按底板線性分配在縱梁上。a、號(hào)縱梁上的荷載腹板的斷面面積為0.78m2，其砼及模板荷載為： 0.78*3*26.5+100kg/m2*0.93=62.1KN。 號(hào)縱梁(I32b工字鋼)的荷載為：62.1KN。通過靜力平衡法可計(jì)算得前、后下橫梁上的集中力分別為30.1KN、32.03、KN。b、號(hào)縱梁上的荷載縱梁與號(hào)縱梁間的斷面面積為0.74m2，其砼及模板荷載為：0.74*3*26.5+100*1.04=58.97KN。號(hào)縱梁(I32b工字鋼)的荷載為：58.97KN。通過靜力平衡法可計(jì)算得前、后下橫梁上的集中力分別為28.58KN、30.39KN。c、號(hào)縱梁上的荷載底板的斷面面積為0.47m2，其砼及模板荷載為：0.47*3*26.5+100*2.44=39.81KN。號(hào)縱梁上的荷載為：39.81KN。通過靜力平衡法可計(jì)算得前、后下橫梁上的集中力分別為19.29KN、20.52KN。d、號(hào)縱梁上的荷載底板的斷面面積為0.51m2，其砼及模板荷載為：0.51*3*26.54、+100*3.7=44.25KN。號(hào)縱梁上的荷載為：44.25KN。通過靜力平衡法可計(jì)算得前、后下橫梁上的集中力分別為21.44KN、22.81KN。e、號(hào)縱梁上的荷載底板的斷面面積為0.42m2，其砼及模板荷載為：0.42*3*26.5+100*3.1=36.49KN。號(hào)縱梁上的荷載為：44.25KN。通過靜力平衡法可計(jì)算得前、后下橫梁上的集中力分別為17.68KN、18.81KN。 f、以荷載較大的號(hào)進(jìn)行縱梁內(nèi)力計(jì)算，荷載集度 q=62.1KN/3m=20.7KN/m。荷載布置圖M圖（單位：KNm）Q圖（單位：KN）由計(jì)算所得I32b工字鋼最大彎矩44.8KN*m，最大剪力37.8KN。結(jié)5、構(gòu)最大豎向變形3mm4600/400=11.5mm。縱梁驗(yàn)算a、I32工字鋼驗(yàn)算查材料力學(xué)，得I32b工字鋼d=12mm，A=83.64cm2，Ix=16574cm4，Wx=920.8cm3，ix=14.08cm，Ix：Sx=27.3cm，iy=2.57cm彎曲正應(yīng)力：=44.8106/920.8103=48.65MPa=215MPa剪應(yīng)力：=QS/Id=37.8103/12/237=13.29MPa=125MPa2、底模后橫梁驗(yàn)算荷載計(jì)算a、砼荷載采用1#段最重梁段的荷載驗(yàn)算。b、縱梁自重在后下橫梁上的集中力為293.7kg/2=146.85kg=1.47KN號(hào)縱梁在后橫梁上的集中力為32K6、N+1.47KN=33.47KN號(hào)縱梁在后橫梁上的集中力為30.39KN+1.47KN=31.86KN號(hào)縱梁在后橫梁上的集中力為20.52KN+1.47KN=21.99KN號(hào)縱梁在后橫梁上的集中力為22.81KN+1.47KN=24.28KN號(hào)縱梁在后橫梁上的集中力為18.81KN+1.47KN=20.28KNc、兩側(cè)操作平臺(tái)及施工荷載在前、后橫梁上的集中力為5KN/m213.52m2/4=16.9KN。d、底模后橫梁及吊點(diǎn)自重12.63kN，均勻分布在后下橫梁上，荷載集度為：12.63KN/12m=1.1KN/m。e、底模后橫梁下操作平臺(tái)2KN/m27.5=15KN，均勻分布在底板6.7m范7、圍內(nèi)的后下橫梁上，荷載集度為15KN/6.7m=2.24KN/m。內(nèi)力計(jì)算荷載布置圖M圖（單位：KNm）Q圖（單位：KN）由計(jì)算得最大彎矩73.6KNm，最大剪力89.4KN，最大豎向變形6mm。強(qiáng)度校核底模橫梁采用232b槽鋼焊接格構(gòu)式。Ix=8140cm4,Wx=509cm3,d=10mmSx= 302.5cm3 彎曲正應(yīng)力： =M/W= 73.6106/50910-3=144.59MPa=215MPa剪應(yīng)力： =QSx/Ixd=89.4103/10/302.5=29.5MPa=125MPa后吊桿受力計(jì)算吊桿所受的拉力在數(shù)值上等于相應(yīng)支座的支座反力。采用結(jié)點(diǎn)平衡法，從后下橫梁剪力圖中可計(jì)算8、得支座反力即吊桿所受拉力。a、內(nèi)側(cè)后吊桿所受拉力F=F=374.516KN。 b、外側(cè)后吊桿所受拉力F=F=129.223KN。三、吊桿驗(yàn)算內(nèi)側(cè)后吊桿：F=374.516KNF=（0.15-0.051）0.04170103=673.2KN。 外側(cè)后吊桿：F=129.223KNF=（0.15-0.051）0.04170103=673.2KN。外側(cè)前吊桿：F=115.283KNF=785804=631.1KN。內(nèi)側(cè)前吊桿：F=274.417KNF=（0.16-0.051）0.04170103=741.2KN。四、走行梁1、內(nèi)模走行梁設(shè)計(jì)走行梁為一根232b槽鋼，取兩吊點(diǎn)之間的部分并以4#塊內(nèi)頂板砼9、重量進(jìn)行驗(yàn)算。內(nèi)頂板砼在一根內(nèi)模走行梁上的荷載：F1=2.47m24m2.65t/m31.051.10.5=14.835t=148.35KN一根內(nèi)模走行梁承受內(nèi)模架荷載：F2=45640.5=2282kg=22.82KN內(nèi)模架間距100cm，共4道，每道模架下滑梁所受集中力：F=（F1+F2）/4=42.7KN內(nèi)模走行梁自重集度q=100kg/m=1KN/m荷載布置圖 M圖（單位：KNm） Q圖（單位：KNm）通過計(jì)算，最大彎矩114.39KNm，最大剪力88.09KN，最大豎向變形8mm。查材料力學(xué)，得32b槽鋼截面性質(zhì)：Wx=2469.413cm3，Ix=27510.6cm4,Sx=28810、16080-(88-8)(160-14)(160-14)/2=547520mm3，d=8mm。=114.39103/2469.41310-6=121.8MPa=140MPa=QSx/Id=88.0910354752010-9/27510.610-8/0.008=40.1MPa=85MPa采用靜力平衡法可求得支座反力為88.09KN和88.09KN，即前吊桿受力為88.09KN。五、前上橫梁前上橫梁2根I40b工字鋼下面的桁架不參與內(nèi)力計(jì)算。1、荷載計(jì)算內(nèi)側(cè)前吊桿受力（含吊桿自重）：274.42KN+9.24KN=283.66KN外側(cè)前吊桿受力（含吊桿自重）：115.28KN+5.81KN=1211、1.09KN內(nèi)模走行梁前吊桿受力：88.09KN外滑梁前吊桿受力：103.01KN前上橫梁2I40b工字鋼及扁擔(dān)梁、底座自重荷載集度1.96KN/m；前上橫梁上操作平臺(tái)及施工荷載集度2KN/m21.5m=3KN/m；荷載布置圖2、內(nèi)力計(jì)算 M圖（單位：KNm） Q圖（單位：KN）通過計(jì)算得I40b工字鋼截面加強(qiáng)段最大彎矩260.48KN m，最大剪力386.26KN；外側(cè)前吊桿間最大豎向變形1mm，橫梁兩端豎向變形12mm。3、強(qiáng)度校核查材料力學(xué)，得I40b工字鋼截面性質(zhì)：Wx=1139cm3，Ix：Sx=34.1cm，d=12.5mm。=260.48103/2113910-6=114.3MP12、a=140MPa=QSX/IXd=386.26103/234.110-2/0.0125=45.3MPa=85MPa4、支座反力計(jì)算采用結(jié)點(diǎn)平衡法，利用支座處剪力計(jì)算得支座反力。F=628.09KN六、主桁主桁受力模型如下： M圖（單位：KNm） Q圖（單位：KN） N圖（單位：KN）通過計(jì)算主梁最大彎矩40.1KNm，最大剪力11.8KN，最大軸力-952.9KN；立柱最大壓力752.9KN；斜拉帶最大拉力589.96KN。前端最大豎向變形10mm。 桿BC采用28b雙槽鋼綴板連接的格構(gòu)式桿件，橫截面尺寸見圖。于桿BC內(nèi)力及綜合應(yīng)力最大，故以受力最不利桿件BC計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)：、 對實(shí)軸（X軸）13、計(jì)算： 查截面型鋼表可得： 228b， 對實(shí)軸（X軸）演算剛度和整體穩(wěn)定： ，滿足要求 按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表C：可得： 則： 對虛軸（Y軸）計(jì)算： 計(jì)算肢間距離：分肢長細(xì)比，取 則： 從而，取 驗(yàn)算虛軸的剛度和整體穩(wěn)定性： 單個(gè)槽鋼28b的截面數(shù)據(jù)為： 、整個(gè)截面對虛軸（X-X軸）數(shù)據(jù)： ， 按照b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表C：得： 則： 、分肢穩(wěn)定性驗(yàn)算： 滿足要求。 、綴板設(shè)計(jì)： 初選綴板尺寸：綴板寬度： 厚度：，且不小于10mm. 綴板取： 綴板間凈距 ，取 相鄰綴板中心距離 綴板線剛度之和與分肢剛度比值為： 橫向剪力： 綴板與分肢連接處的內(nèi)力為： 在剪力和彎矩的共同作用下，14、該處角焊縫為貼角滿焊，焊縫強(qiáng)度滿足下式要求： 根據(jù)構(gòu)造要求：，最后確定取，可以滿足要求。七、主桁架節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)螺栓驗(yàn)算1、設(shè)計(jì)資料受力類型為: 扭矩、豎向剪力及水平拉力荷載數(shù)據(jù):扭矩 T(kNm): 0.00豎向剪力V(kN): 741.10水平拉力F(kN): 0.00螺栓排列等行距排列: 行數(shù): 3, 行距D: 90.00 mm列數(shù): 3, 列距: 80.00 mm2、單個(gè)螺栓的參數(shù)計(jì)算所選螺栓的參數(shù):類型及等級(jí): 高強(qiáng)螺栓承壓型連接10.9級(jí)螺栓直徑 d: 24 mm受剪面數(shù)目 nv: 2連接板鋼號(hào): Q235同一受力方向連接板較小總厚度t: 14 mm抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 一個(gè)高強(qiáng)螺栓承壓型連接15、的抗剪承載力設(shè)計(jì)值: 280.48 kN一個(gè)高強(qiáng)螺栓承壓型連接的承壓承載力設(shè)計(jì)值: 157.92 kN所以，取二者中較小值157.92 kN3、螺栓群受力計(jì)算 螺栓群受扭矩T和豎向剪力V以及水平力F（即偏心力作用下螺栓群抗剪）, 采用彈性分析法, 旋轉(zhuǎn)中心在螺栓群形心處 r2 = x2 + y2 = 38400.00 + 48600.00 = 87000.00 mm2 對于受力最大的螺栓: 扭矩T產(chǎn)生的水平力: 0.00 kN 扭矩T產(chǎn)生的豎向力: 0.00 kN 水平軸力F產(chǎn)生的水平方向的剪力: 0.00 kN 豎向剪力V產(chǎn)生的豎直方向的剪力: 82.34 kN 所以, 受力最大的螺栓所受剪16、力的合力為: 82.34 kN4、結(jié)論 受力最大的螺栓所受合力設(shè)計(jì)滿足八、總沉降量計(jì)算前吊桿最大長度按12.5m進(jìn)行計(jì)算，伸長量最大為3mm。通過各級(jí)結(jié)構(gòu)變形的總體累計(jì)后總沉降量f=3+0.2+3+1+9+3.3=19.5mm。八、后支座與主構(gòu)架連接螺栓計(jì)算每個(gè)后支座與主構(gòu)架由8個(gè)M27-10.9S高強(qiáng)螺栓連接，按鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工、及驗(yàn)收規(guī)程JGJ82-91，每個(gè)螺栓抗拉、抗剪、承壓承載力設(shè)計(jì)值為圖27后支座與主構(gòu)架連接螺栓計(jì)算 連接螺栓在掛籃走行時(shí)拉力N=R1=93.2KN；摩擦力所產(chǎn)生的剪力V=0.1593.2=14.0KN;摩擦力所產(chǎn)生的彎矩M=V0.25=3.5KNm在拉17、力N與彎矩M作用下一個(gè)高強(qiáng)螺栓最大拉力 一個(gè)高強(qiáng)螺栓的剪力故故后支座與主構(gòu)架連接螺栓安全。九、后支座計(jì)算后支座由連接板、豎板、水平板、隔板及加勁肋組焊而成，其中豎板、水平板和加勁肋構(gòu)成L形鉤板。掛藍(lán)走行時(shí)，后支座的水平板鉤住工字鋼軌道的上翼緣，以抵抗走行狀態(tài)的傾覆力。經(jīng)計(jì)算，后支座的承載力由水平板承載力控制。水平板采用20的鋼板雙面開坡口與豎板焊透，在每個(gè)水平板下設(shè)有三道14的加勁肋。每個(gè)加勁肋的尺寸為100X85mm，加勁肋分別與水平板和豎板雙面貼角焊，焊縫高8mm。每個(gè)水平板承受的豎向力為R=R2/2=93.2/2=46.6KN。偏于安全，不計(jì)水平板與豎板的焊縫承載力，假定水平板所受豎向力全部通過加勁肋傳給豎板。每個(gè)加勁肋與豎板的有效焊縫長度為L1=2X80=160mm；。每個(gè)加勁肋與豎板連接焊縫允許承載力 N=160X8X0.7X=160X8X0.7X100=89.6KN；。每個(gè)水平板的允許豎向承載力Q=3XN=3X89.6KN=268.8KN；。由以上可知，每個(gè)水平板的安全系數(shù)即掛籃走行安全系數(shù)為k2b=Q/R=268.8/46.6=5.7。14