南宁某大桥主桥连续箱梁贝雷梁挂兰计算

1、一、 概 述：南宁#大桥主桥采用125+230+125m的连续刚构变高度预应力混凝土连续箱梁，主桥横向分上下游两幅，采用双箱单室直腹板截面，两箱中心距10.7m，单箱顶板宽19.6m，底板宽11m，外侧悬臂长度4.3m，内侧悬臂长度为4.3m，主梁除支座处有隔墙外，其余部位均未设隔墙，主梁为三向预应力结构，采用挂篮悬臂浇注法施工，0#块节段长14m，合拢段长2.0m，其它各节段长2.5-4.5m，最重悬臂浇注节段为1#块节段，其重量为266.4t。南宁#大桥主桥每只贝雷桁挂篮由两片主桁组成，分别布置于箱梁两边腹板处，两片主桁的间距为10.25m，单片主桁由五片贝雷桁组成，底模平台、外模吊挂梁采

2、用精轧螺纹钢筋吊挂，在挂篮走行时采用先移动主桁就位，再在主桁上移动前上横梁和底模平台的方法两步进行，以保证挂篮走行时具有必需的稳定性，本挂篮主梁的后锚固利用箱梁腹板的竖向预应力筋接长作为锚固筋。二、 计算说明：1、 通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。2、 检算外导梁受力是否满足要求，并求其前后吊点反力。3、 通过各前吊点的反力，设计前上横梁，然后计算挂篮主桁各部件内力并求出挂篮前支点反力和后锚固力。4、 计算挂篮空载走行时倾覆稳定系数。5、 通过计算为现场施工提供底模平台前端预抬量参考值。6、 计算假定：a) 箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外模吊挂梁分别传至前一节段已施工完

3、的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁上。b) 箱梁底板、腹板砼及底模平台重量分别由前一段已施工完的箱梁底板和挂篮主桁的前上横梁承担。7、 荷载分解图（单位： mm）8、 荷载标准值施工荷载： 1.5KN/m2 砼自重： 26KN/m2三、 结构计算经过比较发现，1#块和29#块施工为最不利荷载工况，1#块施工时后下横梁、后吊挂和后锚固为最不利工况，29#施工时前下横梁、前吊挂、主桁、前支腿为最不利工况，下面按这两种工况分别进行结构校核。1#块荷载统计表：纵梁编号7654321恒载（KN/m）78.54 70.31 76.77 45.59 38.68 35.82 34.60 活载（KN/m）6.45

4、0.30 0.75 1.20 1.20 1.20 1.20 标准值（KN/m）84.99 70.61 77.52 46.79 39.88 37.02 35.80 设计值（KN/m）103.28 84.79 93.18 56.39 48.10 44.66 43.21 29#块荷载统计表：纵梁编号7654321恒载（KN/m）78.54 30.69 25.47 31.43 25.94 23.24 22.02 活载（KN/m）6.45 0.30 0.75 1.20 1.20 1.20 1.20 标准值（KN/m）84.99 30.99 26.22 32.63 27.14 24.44 23.22 设计

5、值（KN/m）103.28 37.24 31.61 39.40 32.80 29.56 28.10 注：荷载标准值=恒载+活载 荷载设计值=结构重要性系数×（恒载荷载分项系数×恒载+活载荷载分项系数×活载）其中：恒载荷载分项系数取1.2，活载荷载分项系数：1.4，结构重要性系数取1.0A. 纵梁计算1#块施工工况计算图示如下：（单位： mm）各纵梁计算汇总如下：纵梁编号7654321最大弯距(KN.m)243.71 212.46 233.47 141.29 120.52 111.91 108.26 最大剪力(KN)157.86 124.69 137.02 82.9

6、2 70.73 65.68 63.54 A点支反力(KN)168.19 121.13 133.10 80.55 68.71 63.80 61.72 B点支反力(KN)111.18 90.85 99.83 60.42 51.54 47.85 46.29 29#块施工工况计算图示如下：（单位： mm）各纵梁计算汇总如下：纵梁编号7654321最大弯距(KN.m)338.71 128.87 109.39 136.33 113.51 102.29 97.25 最大剪力(KN)243.06 91.11 77.34 96.38 80.25 72.32 68.75 A点支反力(KN)241.97 79.80

7、 67.74 84.42 70.29 63.35 60.22 B点支反力(KN)244.00 87.78 74.51 92.86 77.32 69.68 66.24 取不利的纵梁（编号6、编号3和编号7）进行验算：1、 编号6纵梁：236a236a 惯性矩I=4714 cm4 抗弯模量w=1319.4 cm3 截面静矩S=259 cm3 腹板厚度tw=1.8cm弯曲应力= Mmax /w=176.95 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=41.82 MPa<125 MPa（可）2、 编号3纵梁：225b225b 惯性矩I=7240

8、cm4 抗弯模量w=579.2 cm3 截面静矩S=315.6 cm3 腹板厚度tw=1.8cm弯曲应力= Mmax /w=208.09 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=18.88 MPa<125 MPa（可）3、 编号7外导梁：2I36a2I36a 惯性矩I=43428 cm4 抗弯模量w=2172 cm3 截面静矩S=1262.4 cm3 腹板厚度tw=2.1cm弯曲应力= Mmax /w=155.94 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=33.65 MPa<12

9、5 MPa（可）B. 前下横梁计算前下横梁计算图示如下（单位：KN，mm）计算得：前下横梁最大弯矩：116.38 KN.m最大剪力：190.52KN最大挠度：10.58mm236a 惯性矩I33= 23748 cm4 抗弯模量w33= 1319.4 cm3 I22=22096.8 cm4 w22=1085.8 cm3 截面静矩S33= 779.8cm3 腹板厚度tw=1.8cm 抗扭惯矩 wt=1320 cm3M33=COS（6.96O）×116.38=115.5 KN.mM22=SIN（6.96O）×116.38=14.10 KN.m弯曲应力= =99.25 MPa<

10、;215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=34.76 MPa<125 MPa（可）扭转产生的剪应力：t= T/ wt =8.1 Mpa主应力=144.4 MPa<215 MPa（可）C. 后下横梁计算1、 施工时后下横梁计算图示如下（单位：KN，mm）计算得：后下横梁最大弯矩：154.22 KN.m最大剪力：361.15KN最大扭矩：12.2KN.m最大挠度：6.81mm吊挂承受的力从左到右分别为：181.66KN、279.11KN、337.95KN236a 惯性矩I33= 23748 cm4 抗弯模量w33= 1319.4 cm3 I22=2

11、2096.8 cm4 w22=1085.8 cm3 截面静矩S33= 779.8cm3 腹板厚度tw=1.8cm 抗扭惯矩 wt=1320 cm3M33=COS（6.96O）×154.22=153.1 KN.m215.26M22=SIN（6.96O）×154.22=18.7 KN.m26.3弯曲应力= =117.3 MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=65.89 MPa<125 MPa（可）扭转产生的剪应力：t= T/ wt =9.24 Mpa主应力=118.4MPa<215 MPa（可）2、 走行时后下横

12、梁计算图示如下（单位：KN，mm）计算得：后下横梁最大弯矩：216.86 KN.m最大剪力：60.07KN吊挂承受的力从左到右分别为：164.5KN、384.64KN、359.8KN236a 惯性矩I33= 23748 cm4 抗弯模量w33= 1319.4 cm3 I22=22096.8 cm4 w22=1085.8 cm3 截面静矩S33= 779.8cm3 腹板厚度tw=1.8cm 抗扭惯矩 wt=1320 cm3M33=COS（6.96O）×216.86=215.26 KN.mM22=SIN（6.96O）×216.86=26.3KN.m弯曲应力= =164.9 MP

13、a<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=10.96 MPa<125 MPa（可）扭转产生的剪应力：t= T/ wt =1.6 Mpa主应力=164.9MPa<215 MPa（可）D. 前后吊挂计算由前面的计算知吊挂最大受力为384.64KN1、 精轧螺纹钢检算32精轧螺纹钢抗拉强度设计值为770Mpa取吊挂的安全系数1.5单根吊挂容许承载力=770×3.14×322/4/1.5=412.6KN>384.64KN2、 吊挂连接检算a) D4抗剪计算D4螺栓为45的45号钢抗剪设计承载力N=nyd2f/4ny每个

14、螺栓的受剪面数d螺栓直径f 、f螺栓抗剪、承压设计强度N=2×3.14×452×200/4/1000=635.8KN>384.64KN构件承压设计承载力N=dt f=45×40×305/1000=549>384.64KNb) D2-3焊缝计算吊挂焊缝设计承载力=nfhelw=8×160×8×80=819.2KN>384.64KNn焊缝条数f角焊缝抗剪强度设计值he角焊缝有效厚度lw焊缝计算长度c) D3抗拉计算D3抗拉设计承载力=AL=40×80×295=944 KN>3

15、84.64KNA构件受拉面积L构件抗拉强度设计值E. 前上横梁计算前上横梁计算图示如下：（单位：KN，mm）计算得：前上横梁最大弯矩：609.3 KN.m最大剪力：623.3KN最大挠度：18.5mm245a上下加10mm盖板 惯性矩I33= 98161 cm4 抗弯模量w33= 4120cm3 截面静矩S33= 2454.8cm3 腹板厚度tw=3.6cm 弯曲应力= Mmax /w=609.3×1000/4120=147.9MPa<215 MPa（可）剪应力= S×Qmax/（I×tw）=43.3 MPa<125 MPa（可）F. 挂蓝主桁计算29

16、#块挂蓝施工计算图示如下：（单位：KN，mm）计算得：主桁最大弯矩：5735.19 KN.m最大剪力：1114.5KN前支腿力：1900KN后锚固力：709KN5片贝雷桁容许弯矩为5×1687.5= 8437.5KN.m > 5735.19 KN.m 容许剪力为5×245.2= 1226KN > 1114.5 KNG. 后锚固计算1#块挂蓝施工计算图示如下：（单位：KN，mm）比较1#和29#块施工，可知最大后锚固力发生在1#块施工时，最大后锚固力为871.32KN4根32精轧螺纹钢抗拉承载力设计值为770×3.14×322/4×4=2475KN>871.32KNH. 走行稳定计算结构自重计算：1. 贝雷主桁：q1=21980kg/15m=1465.33kg/m2. 后锚固：q2=2443.1kg3. 新制支撑架2：q3=1872.32kg/15m=124.82 kg/m4. 新制支撑架1、3：q4=964.54kg结构稳定计算图示：稳定力矩：（q1+q3）×1.5m+q2×7.5m=（1465.33+124.82）×15×1.5+2443.1×7.5= 54101.625kg.m倾覆力矩：q4×5.2