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1、掛籃設計計算書無錫市湖濱路運河橋上部結構施工組織設計掛籃設計計算書計 算： 復 核：項目負責人：中鐵武橋重工股份有限公司2007年031 概述：主橋為50+95+50m預應力連續箱梁。箱形主梁橫橋向底面水平，頂面1.5%雙向橫坡，運河西路邊跨處在緩和曲線上，為超高變化段，頂面橫坡處在1.5%雙向坡到2%單坡的變化段上。箱形主梁為變截面單箱多室預應力混凝土箱梁，箱梁底寬26.00米，箱梁中心處梁高為2.14.20米，其上緣線形按照道路線形布置；下緣線形按照二次拋物線變化，在跨中標準段處箱梁中心處梁高為2.1米，在P5、P6墩處箱梁中心梁高為4.20米。箱梁頂板厚度全橋等厚為0.22米，底板厚度為2、變厚度0.220.80米。箱梁腹板0.450.7米（外側腹板為0.60.7米），由于拱座構造的要求，在P5、P6墩頂拱座處設有實體砼區域。懸臂板懸臂長度6.0米，厚度為0.20.35米，每隔3米設有一道肋板，在肋板范圍內設置橫向預應力束。主橋采用先梁后拱的施工順序。箱梁寬度較大，因此選用“品”字型懸臂澆注施工方法，先澆注箱梁箱室部分，落后兩個節段澆注大懸臂。邊跨由于進入道路平面曲線，采用對稱懸臂施工較困難，因而邊跨采用支架施工，縱向分三段澆注。支架下留通以道保證運河東路和運河西路有一定的交通通行能力。施工階段主要分：0號塊和邊跨澆筑、縱向節段單懸臂澆筑和橫向澆筑、合攏段合攏以及拱圈安裝等施工節3、點。本橋從施工角度看，有以下幾點屬于施工中的關鍵節點：1）0號和邊跨段澆筑在支架上澆注邊跨第一段及主跨0#塊。2）節段懸臂澆筑單懸臂澆筑1#11#塊箱體并以“品”字型橫向懸臂澆筑箱梁懸臂板，張拉各節段相應的預應力筋。縱向節段重量最大約為3680KN，掛籃重量不應超過0.5倍最大節段重量；單側橫向掛蘭重量不超過100KN。掛蘭每個節段施工均應嚴格控制施工標高。掛籃在投入使用前，須經過壓重試驗，確保掛蘭的強度和剛度，減小掛籃的非彈性變形，并應記錄掛籃的彈性變形。3）合攏段合攏中跨合攏前先檢查合攏標高，合龍承重結構不大于1000KN。箱梁合龍段臨時連接勁性骨架形式可由施工單位根據具體條件確定后經設計4、單位確認。在正式施工前，需先對一天中的氣溫變化進行觀測，選擇合適時間，焊接合攏段間的勁性骨架后，一次澆注混凝土。整個過程在盡量短的時間內完成。混凝土澆注完并達到設計要求的強度后張拉合攏束。2 計算說明：1、通過計算來設計底模平臺縱梁，前、后下橫梁并求得其吊點反力。2、檢算內外導梁受力是否滿足要求，并求其前后吊點反力。3、通過各前吊點的反力，設計前上橫梁，然后計算菱形掛籃主桁各部件內力并求出掛籃前支點反力和后錨固力。4、計算假定：a、箱梁翼緣板砼及側模重量通過外導梁分別傳至上一節段已施工完的箱梁頂板和掛籃主桁的前上橫梁上；b、箱梁底板、腹板、頂板砼及底模平臺、內模及支架系統的重量由上一節段已施工5、完的箱梁底板、翼緣板和掛籃主桁的前上橫梁承擔；c、掛籃主桁的桿件連接假定為鉸接。5、混凝土比重取26.5KN/m3。6、施工荷載施工荷載按2.5KN/m23 3m節段施工最不利工況計算3.1 結構整體建模分析3.2 加載計算未澆注混凝土時支點反力支點反力：后端錨桿最大拉力為5.3t，前端最大支撐反力為16.2t澆注混凝土時支點反力支點反力：后端錨桿最大拉力為30.7t，前端最大支撐反力為68.8t后錨桿采用4根32的精軋螺紋鋼筋。單根精軋螺紋鋼的允許拉力為35t，故后錨固具有4的安全系數。3.3 主桁架計算：桁架強度：單位MPa結構最大拉應力為61MPa，最大壓應力為-66MPa，結構強度滿足6、規范要求3.3.2 主桁架結構變形計算結構最大變形為13.3mm，結構變形滿足規范要求。3.4 底模分配梁計算底模分配梁采用240a組焊而成，按照設計圖進行布置，長度為8m。3.4.1 底模分配梁強度計算結果底模分配梁內力 單位（t-m）分配梁240a的截面幾何特性 W= 1757770mm3M/W=17.5*107/1757770 =99.6MPa 滿足規范要求！底模分配梁變形 單位（mm）結構最大應力為99.6MPa結構強度滿足規范要求。通過上面計算可得，在澆注狀態下，隨時要調整掛籃標高，前端須采用千斤頂調整。在澆注前前端高出設計標高25mm。后端采用千斤頂來調整，確保不漏漿，梁底面光滑。7、3.4.2 吊帶計算結果吊帶內力 單位（t）前吊帶最大拉力為15.65t，后吊帶最大拉力為34.35t吊帶截面為200*20mm，吊帶孔為61，凈截面為2780mm2拉應力為：N/A=343500/2780 =123.56MPa 滿足規范允許值，ok！吊帶孔銷軸計算：銷軸截面為：A=2826mm2 =N/2*A=34.35*10000/2*2826 =60.77MPa 滿足規范要求 3.5 上下橫梁強度計算上橫梁采用2I45b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1500400mm3M/W=10.9*107/2*1500400 36.32MPa 滿足規范要求下橫梁采用2I50b組焊而成：組合截面8、幾何特性Wx=2*1500400mm3M/W=10.0*107/2*3884480 15.7MPa 滿足規范要求4 6m節段施工最不利工況計算4.1 結構整體建模4.2 加載計算4.2.1 在未澆注混凝土狀態下，支點反力支點反力：后端錨桿最大拉力為5.3t，前端最大支撐反力為16.2t4.2.2 在澆注混凝土狀態下，支點反力支點反力：后端錨桿最大拉力為52t，前端最大支撐反力為111.3t后錨桿采用4根32的精軋螺紋鋼筋。單根精軋螺紋鋼的允許拉力為35t，故后錨固具有2.7的安全系數。4.3 主桁架計算4.3.1 主桁架強度計算桁架軸力：單位 t36a 截面面積A=6089mm2； 4.3.19、.1 強度計算桿件軸向應力為N/A=961000/6089*2 =78.9MPa 滿足規范要求4.3.1.1 穩定計算普槽36a截面幾何特性：截面高度H=360mm；截面寬度B=96mm；中和軸距離z0=24.4mm；截面面積A=6089mm2；慣性矩Ix=118741000mm4；慣性矩Iy=4550000mm4；Iy=4550000+6089*71.6*71.6=35765623.84 mm4回轉半徑iy=76.64mm；長細比：7376/76.6496查表得到：0.66穩定性計算桿件軸向應力為N/A=961000/6089*2*0.66 =119.5MPa 滿足規范要求4.3.1.3 銷10、軸計算銷軸強度計算，銷軸采用75銷軸截面為：A=4415.6 mm2 =N/2*A=96.1*10000/2*4415.6 =108.8MPa 滿足規范要求 桁架強度：單位MPa4.3.2 主桁架結構變形計算結構最大變形為19mm，結構變形滿足規范要求4.4 底模分配梁計算底模分配梁采用240a組焊而成，長度為8m。4.4.1底模分配梁強度計算底模分配梁內力 單位（t-m）分配梁240a的截面幾何特性 W= 1757770mm3M/W=18.7*107/1757770 =106.4MPa 滿足規范要求！底模分配梁變形 單位（mm）構最大應力為106MPa結構強度滿足規范要求。通過上面計算可得，11、在澆注狀態下，隨時要調整掛籃標高，前端須采用千斤頂調整。在澆注前前端高出設計標高28mm。后端采用千斤頂來調整，確保不漏漿，梁底面光滑。4.4.2 前后吊帶計算吊帶內力 單位（t）前吊帶最大拉力為26.9t，后吊帶最大拉力為24.7t吊帶截面為200*20mm，吊帶孔為61，凈截面為2780mm2拉應力為：N/A=269/2780 =96.8MPa 滿足規范允許值，ok！吊帶孔銷軸計算：銷軸截面為：A=2826mm2 =N/2*A=29.6*10000/2*2826 =52.4MPa 滿足規范要求 4.5 上、下橫梁的強度計算上橫梁內力 單位（t-m）上橫梁采用2I45b組焊而成：組合截面幾何12、特性Wx=2*1500400mm3M/W=17*107/2*1500400 56.6MPa 滿足規范要求下橫梁內力 單位（t-m）下橫梁采用2I50b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1942240mm3M/W=11.7*107/2*1942240 30.1MPa 滿足規范要求5 掛籃走行計算掛籃走行分為兩步：第一步移動掛籃主桁架及掛籃下導梁第二步主桁到位后，錨固。在下導梁上滑移下橫梁及底模系統。5.1 掛籃主桁及下導梁縱移支點反力：后端反扣最大拉力為2.8t，前端最大支撐反力為13.6t單片主桁向前頂推是頂推力為：F=0.33*16.45.5t故可采用10t的液壓千斤頂來頂推。走道梁采用U13、型20的圓鋼進行錨固，可提供的錨固反力為8.5t，故走行時穩定系數為：K=8.5/2.8=3.032 滿足要求。5.2 掛籃下橫梁及底模、側模系統在下導梁上滑移5.2.1 滑移至下導梁跨中位置5.2.1.1掛籃支點反力支點反力：后端錨桿最大拉力為10.2t，前端最大支撐反力為32.1t后錨桿采用4根32的精軋螺紋鋼筋。單根精軋螺紋鋼的允許拉力為35t，故后錨固具有13的安全系數。5.2.1.2前后吊帶內力吊帶內力 單位（t）前吊帶最大拉力為12.8t，后吊帶最大拉力為12.5t吊帶截面為200*20mm，吊帶孔為61，凈截面為2780mm2拉應力為：N/A=12.8*10000/2780 =414、6MPa 滿足規范允許值，ok！吊帶孔銷軸計算：銷軸截面為：A=2826mm2 =N/2*A=12.8*10000/2*2826 =22.6MPa 滿足規范要求 5.2.1.3 底模系統變形分析在滑移過程中，掛籃底模在跨中位置最大變形為30mm5.2.1.4 橫梁分析計算上橫梁內力 單位（t-m）上橫梁采用2I45b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1500400mm3M/W=12.7*107/2*1500400 42.3MPa 滿足規范要求下橫梁內力 單位（t-m）下橫梁采用2I50b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1942240mm3M/W=10.7*107/2*1942240 2715、.5MPa 滿足規范要求5.2.1.4 下導梁分析計算下導梁內力 單位（t-m）下導梁采用鋼板組焊而成：組合截面幾何特性Wx=8124419mm3M/W=57.1*107/8124419 70.3MPa 滿足規范要求5.2.2 滑移至設計位置5.2.2.1 支點反力：后端錨桿最大拉力為13.9t，前端最大支撐反力為41.3t后錨桿采用4根32的精軋螺紋鋼筋。單根精軋螺紋鋼的允許拉力為35t，故后錨固具有10的安全系數。5.2.2.2 前后吊帶內力吊帶內力 單位（t）前吊帶最大拉力為23.9t，后吊帶最大拉力為9.5t吊帶截面為200*20mm，吊帶孔為61，凈截面為2780mm2拉應力為：N/16、A=23.9*10000/2780=86MPa 滿足規范允許值，ok！吊帶孔銷軸計算：銷軸截面為：A=2826mm2 =N/2*A=23.9*10000/2*2826 =42.3MPa 滿足規范要求 5.2.2.3 橫梁強度分析計算上橫梁內力 單位（t-m）上橫梁采用2I45b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1500400mm3M/W=12.9*107/2*1500400 42.4MPa 滿足規范要求下橫梁內力 單位（t-m）下橫梁采用2I50b組焊而成：組合截面幾何特性Wx=2*1942240mm3M/W=11.4*107/2*1942240 29.4MPa 滿足規范要求5.2.2.4 下導梁強度分析下導梁內力 單位（t-m）下導梁采用鋼板組焊而成：組合截面幾何特性Wx=8124419mm3M/W=58.6*107/8124419 72.1MPa 滿足規范要求22武漢武橋橋梁機械有限公司