高速公路沱江特大橋主橋箱梁掛籃計算書.doc
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2024-09-20
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1、成安渝高速公路四川段第I-1合同段沱江特大橋主橋箱梁掛籃計算書編制人: 復核人: 審核人: 中交二航局二公司二O一一年四月22目 錄一、基本資料1二、主要計算依據2三、計算荷載及工況選取23.1 計算荷載23.2 工況選取3四、結構計算44.1 掛籃主桁44.2 栓孔及銷子64.3 前后下橫梁74.4 掛籃豎向變形134.5 前上橫梁134.6 后上橫梁154.7 底籃縱梁174.8 后錨驗算204.9 滑船驗算204.10 滑梁驗算21五、小結22一、基本資料沱江特大橋橋梁采用上、下行分幅設計,全寬36.5m,單幅橋寬18m,兩幅橋之間設有0.5m空隙。全橋跨徑組成左幅:26*30+48+82、0*2+48+20m,橋梁全長1062m。橋梁起點樁號為K34+789,終點樁號為K35+853.5。主橋上部為48+80*2+48m四跨預應力混凝土變截面連續箱梁,單箱雙室截面,梁底采用二次拋物線,箱梁高度從跨中為2.4米,至距主墩中心1.1米處按二次拋物線變化為4.8米.主橋箱梁在中主墩設置厚度為0.5米的雙橫隔板,邊主墩設置厚度為2.2m的橫隔梁,中跨跨中設置0.5米的跨中橫隔板,邊跨端部設置1.2米的橫隔梁,其余部位不設置橫隔板.主橋箱梁采用縱豎雙向預應力體系。每墩掛籃懸澆節段共20個節,全橋共計120個節段,4個中跨合龍段,4個邊跨合龍段,合龍段長度2米;4個邊跨現澆段,長度6.9米3、。懸澆節段長度從3米變化到3.5米,最重節段為5#節段,混凝土方量為60.77方。主橋連續箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工,除0#1#塊采用支架現澆外,其余分10對梁段,均采用對稱平衡懸臂逐段澆筑法施工。箱梁縱向懸澆分段長度為(33m+73.5m),箱梁墩頂現澆塊件(即0、1號塊)長度為11.0m,中跨合攏段長度為2.0m,邊跨合攏段長度為2.0m,邊跨現澆段長度為6.9m,懸臂澆筑梁段中最大重量為157.99T。本掛籃為三角形后支點式,共三桁,主要由三角形主桁、內、外模架及底籃等組成,掛籃總重為58.235t,詳見設計圖。二、主要計算依據1、 成安渝高速公路四川段(第A合同段)(K34+200K34、6+000)兩階段施工圖設計(送審稿)2011.2。2 、鋼結構設計規范(GB50017-2003)3、 公路橋涵施工技術規范(JTJ041-2000)4、 公路橋涵設計通用規范(JTG D-60 2004)5、 公路施工手冊 橋涵6、 簡明施工手冊三、計算荷載及工況選取3.1 計算荷載恒載考慮為箱梁自重、模板及各型鋼自重,活荷載考慮為施工荷載。砼荷載:26kN/m3施工荷載:2.0kN/m2模板及各型鋼自重:按實際重量計算工作條件:6級及以下風載3.2 工況選取沱江特大橋主橋箱梁澆筑分3m及3.5m段,工況選取如下:(1)待澆梁段混凝土自重根據施工圖,各梁段控制混凝土自重如下表:梁段3m梁段5、3.5m梁段體積(m3)60.7460.77重量(t)157.93157.99梁段編號#(2)掛籃自重根據掛籃構造,整個掛籃(包括主桁系統、行走系統、錨固系統、模版系統、工作平臺等等)總重為58.235t,在計算中取掛籃總重為59 t。其重心取在離掛籃前支點2.5米。(3)掛籃主桁前結點施工載荷G計算如計算簡圖3.2.1所示,取掛籃的一側(即單桁,共三桁)進行計算。圖3.2.1 單桁掛籃計算簡圖3.0m梁段:G=5932.54+157.933(0.5+32)4=38.61t3.5m梁段:G=5932.54+157.993(0.5+3.52)4=41.91tG控制值取G=41.91 t,即澆注梁6、段,澆筑長度為3.5米。四、結構計算4.1 掛籃主桁取掛籃主桁系統一側為研究對象,計算簡圖如圖4.1圖4.1.1 單桁掛籃計算簡圖主梁為2I32,立柱為225,前后斜拉桿為12180的雙鋼板,查相關力學參數見下表:材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)回轉半徑(cm)I326752.71108069212.82534.927.533702709.821218021.616.992.5924.320.35后錨受力:R1=41.919.844.5=365.1KN前支點受力:R2=R1+G=365.1+41.919.8=775.8KN 前斜拉桿受力:N7、=41.919.853=684.53KN后斜拉桿受力:主梁受力:立柱受力:立柱、主梁及前、后斜拉桿材質為Q235,其容許應力160MPa,由上述計算可知:強度滿足要求。其中主梁與立柱為壓桿,且均屬b類界面,主梁計算長度取為:,查表得:穩定系數為0.977,則驗算穩定時的允許應力:立柱計算長度取為:,查表得:穩定系數為0.982,則驗算穩定時的允許應力:壓桿穩定性滿足要求。4.2 栓孔及銷子銷子直徑d=60 mm,截面積F2827 mm2前斜拉桿:剪力Q235拉桿局部加強后板厚:則:銷子剪應力:局部擠壓應力: 后斜拉桿:剪力Q345235拉桿局部加強后板厚:則:銷子剪應力:局部擠壓應力: 立柱:8、剪力Q235壓桿局部加強后板厚:則:銷子剪應力:局部擠壓應力: 40Cr屈服強度fy500MPa,材料分項系數取1.11,荷載分項系數取1.35,剪切換算系數取0.58,則允許剪應力滿足要求。Q235局部承壓(類孔)強度設計值fc450MPa,荷載分項系數取1.35,則允許擠壓應力局部承壓均滿足要求。4.3 前后下橫梁前后下橫梁主要受力包括:砼重量、施工荷載、縱梁自重、模板重量及橫梁自重。前下橫梁為2I40,后下橫梁為2I45,其相應力學參數見下表:材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)靜矩(cm3)I4086.167.62172010906319、.2I4510280.4322401430836.4前下橫梁計算簡圖如圖4.3.14.3.4。圖 4.3.1 前下橫梁砼荷載計算簡圖圖 4.3.2 前下橫梁施工及自重荷計算簡圖圖 4.3.3 前下橫梁縱梁荷載計算簡圖圖 4.3.4 前下橫梁模板荷載計算簡圖荷載計算:將吊桿受力模擬成彈性支座,吊桿直徑為32mm,面積A=804.25 mm2吊桿長度取l為5.75米,剛度K為:利用SM solver建模計算,其內力分布如圖4.3.5、4.3.6。圖4.3.5 前下橫梁彎矩示意圖圖4.3.6 前下橫梁剪力示意圖最大彎矩:,最大剪力:吊桿拉力(從左到右)為:; 彎曲應力:剪切應力:吊桿應力:后下橫梁計10、算簡圖如圖4.3.84.3.11。圖 4.3.8 后下橫梁砼荷載計算簡圖圖 4.3.9 后下橫梁施工及自重荷計算簡圖圖 4.3.10 后下橫梁縱梁荷載計算簡圖圖 4.3.11 后下橫梁模板荷載計算簡圖荷載計算:將吊桿受力模擬成彈性支座,吊桿直徑為32mm,面積A=804.25 mm2兩邊上吊桿長度取L為4.5米,中間四根吊桿長度取L為1.2米剛度K為:建模計算,其內力分布如圖4.3.12、4.3.13。4.3.12后下橫梁彎矩示意圖4.3.13后下橫梁彎矩示意圖最大彎矩:M=43.62KN.M,最大剪力:F=89.75KN吊桿拉力(從左到右)為:T1=106.52KN;T2=97KN;T3=111、45.21KN;T4=143.61KN;T5=105.55KN;T6=105.91KN 彎曲應力:剪切應力:最大組合應力為:15.25MPa吊桿應力:滿足設計及規范要求4.4 掛籃豎向變形掛籃豎向變形主要包括掛籃主桁受新澆砼作用下的豎向變形及掛籃底籃前吊桿的伸長量。在圖4.1.1中取G為新澆砼(#段)重量49.91T。前斜拉桿受力:后斜拉桿受力:主梁受力:立柱受力:掛籃主桁豎向變形f1:由圖乘法,在荷載G作用下主桁豎向變形為: 掛籃底籃前吊桿計算長度取L=5.75m;吊桿活荷載P=186.76KN;吊桿截面面積A=3.22/4=8.04cm2掛籃底籃前吊桿伸長量:掛籃豎向變形總和:4.5 前上12、橫梁前上橫梁由2I40組成,主要受吊桿傳力,其計算簡圖如圖4.5.1。I40其相應力學參數見下表:材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)靜矩(cm3)I4086.167.6217201090631.2前上橫梁受力示意圖由前面計算結果可得:;由掛籃設計圖可知:內模架重為:外模架重為:計算得:橫梁最大彎矩:;最大剪力:支座反力(從左到右):;橫梁內為分布見圖4.5.24.5.3。圖4.5.2 前上橫梁彎矩示意圖圖4.5.3 前上橫梁剪力示意圖彎曲應力:剪應力: 前上橫梁最大組合應力為:63.48MPa。4.6 后上橫梁后上橫梁與主梁立柱形成一桁架結構13、,在掛籃行走過程中確保主桁穩定性及承受底籃重量,其計算模型簡化為圖4.6.1 材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)靜矩(cm3)12.615.712.439162.136.41621.917.286610863.92534.927.53370270157.8圖4.6.1后上橫梁計算簡圖由掛籃設計圖可得: 計算得:12.6最大軸力為: 16最大軸力為: 25最大軸力為:圖4.6.2后上橫梁軸力示意圖軸應力: 12.6最大軸力為: 16最大軸力為: 25最大軸力為:4.7 底籃縱梁底籃縱梁由I32及I25組成,其計算簡圖如圖4.7.1。q1為I3214、的砼荷載,q2為I25的砼荷載,另計的施工荷載。圖 4.7.1 底籃縱梁計算簡圖I32施工荷載:I25施工荷載:建模計算,其內力分布圖如下:工25彎矩示意圖剪力示意圖工32a:彎矩示意圖剪力示意圖I32最大彎矩:;最大剪力:I25最大彎矩:;最大剪力:I32及I25其相應力學參數見下表:材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)靜矩(cm3)I326752.711080692400.5I2548.538.15020402230.7I32彎曲應力:剪應力: I25彎曲應力:剪應力: 底籃縱梁滿足設計及規范要求。4.8 后錨驗算后錨為4根32的精扎螺紋鋼15、,截面面積:A=804.2mm2后錨受力應力:滿足設計及規范要求。4.9 滑船驗算滑船支點總壓力674.55KN,由D60的40Cr銷子,截面面積A=2827mm2銷子剪切應力:銷孔壁厚:則:局部承壓:Q235局部承壓(類孔)強度設計值fc450MPa,荷載分項系數取1.35,則允許擠壓應力滿足設計及規范要求。4.10 滑梁驗算內滑梁為I25,計算考慮自重、施工荷載: 砼荷載:內模架重量:外滑梁為I25計算考慮自重、施工荷載: 砼荷載:外模架重量:I25其相應力學參數見下表:材料規格Q235截面積(cm2)單位重量(kg/m)慣性距(cm4)截面模數(cm3)靜矩(cm3)I2548.538.15020402230.7建模計算,其內力分布圖如下:圖 4.9.1 內外滑梁彎矩示意圖圖 4.9.2 內外滑梁剪力示意圖內滑梁最大彎矩為:,最大剪力:彎曲應力:剪應力: 外滑梁最大彎矩為:,最大剪力:彎曲應力:剪應力: 滿足設計及規范要求。五、小結本掛籃設計總重為60T,在最不利施工工況(澆筑#節段)下,其強度、剛度等均滿足設計及規范要求。
CAD圖紙
上傳時間:2023-12-21
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