高速大桥连续梁挂篮设计计算书

1、 中铁十一局浦梅铁路跨浦建高速大桥高速大桥连连续梁挂挂篮设计计计算书书计算书中铁十一局局集团浦浦梅铁路路工程建建设指挥挥部第一章设计计计算说说明1.1计算算依据1. 路路桥施工工计算手手册 周水水兴等编编著2钢结结构设计计规范（GB50017-2003）；3. 实实用土木木工程手手册（第第三版） 杨文渊编4. 公公路桥涵涵施工技技术规范范（JJTG/TF550-220111） 5. 预应应力混凝凝土用螺螺纹钢筋筋（GGB/TT 2000655-20006） 6. 铁路路预应力力混凝土土连续梁梁(刚构)悬臂浇浇筑施工工技术指指南(TZ3324-20110)7材材料力学学（上上、下册册）8结结构力

2、学学（上上、下册册）1.2工程程概况本工程为南南龙铁路路1000m连续续梁挂篮篮，具体体参数参参见图纸纸，采用用三角形形挂篮施施工。1.3 挂挂篮设计计1.3.11 主要要技术参参数（1）砼自自重GCC26.5 kkN/mm3；（2）钢弹弹性模量量Es2.0061055 MPPa；（3）材料料容许应应力：Q235 =2115，=1181,=1066.Q345钢钢厚度或或直径16mmm，f=3310，=1880厚度或直径径16635mmm，f=2295，fV=2215 40Cr钢钢小于1000mmm，抗拉拉7355MPaa，屈服服5400MPaa； 1100mmm3300mmm，抗抗拉6885M

3、PPa，屈屈服4990MPPa； 3300mmm5500mmm，抗抗拉6885MPPa，屈屈服4440MPPa； 5500mmm8800mmm，抗抗拉5990MPPa，屈屈服3445MPPa.剪切力=安安全系数数*0.6*抗抗拉强度度安全系系数=11.3(一般) 2.55(特殊殊)1.3.22 挂篮篮构造挂篮具体结结构形式式见后附附图纸。1.3.33 挂篮篮计算设设计荷载载及组（1）荷载载系数依据交通部部颁发的的公路桥桥涵设计计和施工工规范，荷荷载系数数取值如如下：考虑箱梁混混凝土浇浇筑时胀胀模等系系数的超超载系数数：1.05；浇筑混凝土土时的动动力系数数：1.2；挂篮空载行行走时的的冲击系系

4、数1.3；浇筑混凝土土和挂篮篮行走时时的抗倾倾覆稳定定系数：2；挂篮正常使使用时采采用的安安全系数数为2。（2）作用用于挂篮篮主桁的荷载载混凝土荷荷载：取取混凝土土最终块块计算；混凝土偏偏载：箱箱梁两侧侧腹板浇浇筑最大大偏差取取10tt；挂篮自重重：由mmidaas系统统根据定定义截面面自行取取值；模板自重重：2.5kPPa；施工机具具及人群群荷载：2.55kPaa；倾倒和振振捣混凝凝土荷载载：4 kPaa；挂篮冲击击荷载：0.33x挂篮篮自重；风荷载：按2KKN/mm施加在在主构架架一侧计计算；护栏荷载载：按22KN/m计算算。（3）荷载载组合荷载组合11：+；荷载组合22：+；荷载组合33

5、：+；荷载组合44：挂篮篮行走，+；荷载组合55：+。荷载组合11、2、3，4用于挂挂篮结构构的强度度和稳定定性计算算；荷载载组合55用于挂挂篮刚度度计算，荷荷载组合合1,44用于系系统抗倾倾覆计算算。所有荷载均均按照线线载荷施施加。1.3.44 内力力符号规规定轴力：拉力力为正，压压力为负负；应力：拉应应力为正正，压应应力为负负；其它内力规规定同结结构力学学的规定定。1.3.55 载荷荷分配情情况（1）混凝凝土荷载载分析翼缘板部分分由1根导梁梁承担；腹板部部分对应应荷载由由腹板下下2根纵梁梁承担；底板其其余部分分由其下下对应33根纵梁梁承担；顶板部部分由22根导梁梁承担。（2）混凝凝土偏载载

6、：箱梁梁两侧腹腹板浇筑筑偏差重重量100t计算算,施加方方法同混混凝土自自重部分分，只是是一侧加加载总量量减少110t。（3）挂篮篮自重荷荷载分析析：挂篮篮自重部部分按自自重工况况施加。（4）模板板自重：按2.5kNN/m22计算,计算时时按梁宽宽及梁节节长度计计算，最最后分块块施加到到对应纵纵梁及导导梁上。（5）施工工机具及及人员荷荷载施工机具及及人员按按2.55kN/m2计计算，计计算时按按梁宽及及梁节长长度计算算，最后后分块施施加到对对应纵梁梁及导梁梁上。（6）倾倒倒和振捣捣混土产产生的荷荷载：44 kPPa,计计算时按按梁宽及及梁节长长度计算算，最后后分块施施加到对对应纵梁梁及导梁梁上

7、。（7）挂篮篮冲击荷荷载：00.3倍倍挂篮自自重按自自重工况况施加；（8）风载载：按22KN/m加载载到一片片主构架架外侧。（9）护栏栏荷载：按2KKN/mm计算，分分别施加加于前、后后托梁。第二章挂篮篮结构的的强度计计算计算采用有有限元软软件MIIDASS/ciivill进行计计算，计计算采用用整体模模型，主主构架各各节点的的连接释释放销轴轴的自由由度，计计算模型型如图22-1所所示。图2-1 挂篮整整体计算算模型2.1荷载载组合11：混凝凝土荷载载+挂篮自自重+模板自自重+施工机机具及人人群荷载载+倾倒和和振捣混混凝土荷荷载+护栏荷荷载2.1.11荷载情情况该工况主要要用来计计算挂篮篮的主

8、桁桁承重系系统强度度和稳定定性。此此种荷载载组合适适用于挂挂篮混凝凝土浇筑筑要结束束前的一一种最不不利荷载载工况，此此时所有有混凝土土浇筑完完毕（考考虑混凝凝土胀模模的影响响）q11=1.05G混凝土土，振动动系统仍仍然在振振捣，所所以还要要考虑挂挂篮施工工的动力力附加荷荷载，人人员机具具仍在施施工，因因而挂篮篮结构还还要承受受人员机机具荷载载。图2-1-1 荷荷载组合合1计算模模型2.1.22结果分分析（1）底托托系统最最大应力力为1116.66MPaa，如图图2-11-2。符符合要求求。图2-1-2 底底托系统统应力计计算结果果（2）导梁梁系统最最大应力力为1110MPPa；如如图2-1-

9、33。符合合要求。图2-1-3 导导梁系统统应力计计算结果果（3）前横横梁最大大应力为为39.9MPPa，如如图2-1-44。符合合要求。图2-1-4前上上横梁应应力计算算结果（4）主构构架最大大应力为为91.8MPPa，如如图2-1-55。符合合要求。图2-1-5主构构架应力力计算结结果（5）吊杆杆计算图2-1-6 吊杆计计算结果果由图2-11-6可可知，吊吊杆最大大应力为为1711.8MMPa；因吊杆杆采用32精轧轧螺纹钢钢（PSSB8330），最最大应力力1711.8MMPa8300MPaa，所以最小安安全储备备量为44.8，其其它吊杆杆安全储储备均大大于4.8。（6）吊带带计算图2-1

10、-7 吊带计计算结果果由图2-11-7可可知，吊吊带最大大应力为为1511.7MMPa；因吊带带材质为为Q3445，最最大应力力1511.7MMPa3100MPaa，所以最小安安全储备备量为22，其它它吊带安安全储备备均大于于2。2.2荷载载组合22：混凝凝土偏载载+挂篮自自重+模板自自重+施工机机具及人人群荷载载+倾倒和和振捣混混凝土荷荷载+护栏荷荷载2.2.11荷载情情况该荷载组合合适用于于挂篮混混凝土浇浇筑过程程中的一一种最不不利荷载载工况，此此时假定定一侧混混凝土浇浇筑完毕毕（考虑虑混凝土土胀模的的影响）qq1=11.055G混凝土土，另一一侧尚未未浇筑完完，两侧侧相差混混凝土总总量约

11、110t，人人员机具具仍在施施工，因因而挂篮篮结构还还要承受受人员机机具荷载载。该荷载组合合与与载荷组组合1相比较较,只是一一侧腹板板处混凝凝土荷载载总量减减少100t，其其余荷载载相同。图2-2 荷载组组合2计算模模型2.2.22结果分分析（1）底托托系统最最大应力力出现在在混凝土土偏多腹腹板下底底纵梁位位置，最最大应力力为933.7MMPa，如如图2-2-11。符合合要求。图2-2-1底托托系统应应力计算算结果因导梁在荷荷载组合合1与荷载载组合22中受力力形式及及荷载值值无发生生变化，所所以在此此不再另另行计算算。前横梁最大大应力为为32.2MPPa，如如图2-2-22。符合合要求。图2-

12、2-2 前上横横梁应力力计算结结果主构架计算算结果：主构架架最大应应力为773.99MPaa，如图图2-22-3。符符合要求求。图2-2-3主构构架应力力计算结结果（5）吊杆杆计算图2-2-4 吊吊杆计算算结果由图2-22-4可可知，吊吊杆最大大应力为为1477MPaa；因吊吊杆采用用322精轧螺螺纹钢（PSB830级），最大应力147MPa830MPa，所以最小安安全储备备量为55.6，其其它吊杆杆安全储储备均大大于5.6。（6）吊带带计算图2-2-5 吊带计计算结果果由图2-22-5可可知，吊吊带最大大应力为为1255.6MMPa；因吊带带材质为为Q3445，最最大应力力1255.6MMP

13、a3100 MPPa，所以最小安安全储备备量为22.477，其它它吊带安安全储备备均大于于2.447。2.3荷载载组合33：混凝凝土荷载载+挂篮自自重+模板自自重+风荷载载+护栏荷荷载2.3.11荷载情情况该荷载组合合适用于于挂篮混混凝土浇浇筑完毕毕后出现现大风情情况，此此时荷载载包括混混凝土自自重（考考虑混凝凝土胀模模的影响响）q11=1.05G混凝土土，挂篮篮自重及及风荷载载。图2-3 荷载组组合3计算模模型2.3.22结果分分析该组合主要要针对风风载作用用时对主主构架、横横联桁架架的影响响。（1）主构构架计算算结果：主构架架最大应应力为993.66MPaa，如图图2-33-1。符符合要求

14、求。图2-3-1主构构架应力力计算结结果（2）横联联桁架该载荷组合合下，由由于风载载的存在在，最大大应力为为87.2MPPa，如如图2-3-22。符合合要求。图2-3-2 横联桁桁架应力力2.4荷载载组合44：挂篮篮行走工工况：挂挂篮自重重+模板自自重+冲击荷荷载+风载+护栏荷荷载挂篮行走工工况：挂挂篮前移移动时，主主桁靠反扣扣装置在在轨道上上行走；其它结结构不变变，底托托横梁均均由吊杆杆悬吊；外导梁梁仍有模模板荷载载作用。2.4.11 荷载载情况此载荷组合合下风载载作用于于主构架架处，在在本模型型中，将将其视为为线荷载载，计算算模型如如图2-4-11。图2-4-1 荷荷载组合合4计算模模型2

15、.4.22 结果果分析挂篮行走时时，最大大应力值值为455.1MMPa，如如图2-4-22所示。符符合要求求。图2-4-2挂篮篮应力图图第三章挂篮篮结构的的刚度计计算3.1荷载载组合55：混凝凝土荷载载+挂篮自自重+模板自自重+施工机机具及人人群荷载载+护栏荷荷载该荷载组合合主要用用来计算算挂篮系系统的结结构刚度度。3.1.11荷载情情况计算模型如如图3-1-11。图3-1-1 荷荷载组合合5计算模模型3.1.22结果分分析该荷载组合合下，挂挂篮变形形等值线线图见图图3-11-2。由由图可知知，变形形最大值值为199mm。以下对各部部分进行行划分分分析：图3-1-2 变形等等值线图图（1）挂篮

16、篮主构架架部分主构架部分分最大变变形位于于前横梁梁支点处处，最大大竖向变变形量为为11.4mmm。见图图3-11-3。图3-1-3 挂挂篮主构构架变形形等值线线图（2）前横横梁如图3-44所示，前前横梁部部分最大大变形位位于中部部位置，值值为155mm，相相对变形形值为=155-111.4=3.66mm挠跨比为=3.66L/4400图3-1-4 挂篮前前横梁变变形等值值线图（3）导梁梁如图3-11-5所所示，导导梁最大大位移值值为166.4mmm。图3-1-5 导导梁变形形等值线线图（4）底托托系统如图3-11-6所所示。底底托系统统最大位位移值为为19mmm。图3-1-6 底底托系统统变形等

17、等值线图图3.2刚度度验算结结论挂篮在此该该荷载组组合条件件下，计计算挂篮篮系统整整体和各各部件的的结构刚刚度，其其变形最最大值为为19mmm，而而该值为为主构架架、前横横梁、吊吊杆等各各部分变变形的累累积。注：因吊杆杆为纯受受拉杆件件，在强强度方面面通过以以上计算算可知满满足要求求，在主主构架及及底托系系统变形形值均满满足要求求的情况况下，吊吊杆变形形值不再再另做计计算，以以此得出出的底托托系统变变形比值值将更为为保守。结论：通过对荷载载组合55的计算算分析，挂挂篮刚度度满足使使用要求求。第四章挂篮篮抗倾覆覆计算挂篮抗倾覆覆计算包包括两部部分内容容：混凝凝土浇筑筑工况和和挂篮移移动工况况两种

18、。4.1混凝凝土浇筑筑时的抗抗倾覆计计算(荷载组组合1：混凝凝土荷载载+挂篮自自重+模板自自重+施工机机具及人人群荷载载+倾倒和和振捣混混凝土荷荷载+护栏荷荷载)在混凝土浇浇筑时，挂挂篮主构构架后端端通过精精轧螺纹纹钢锚固固于已经经浇筑好好的混凝凝土梁体体上，为为保证施施工安全全，需要要验算此此种载荷荷组合下下的挂篮篮后锚点点的安全全性。图4-1-1 主主构架反反力模型型由以上结果果可知，荷荷载组合合1时后锚点点拉力最最大值为为4388.8kkN。单侧后锚点点采用直直径322mm的的精轧螺螺纹钢66根，则则可提供供锚固力力为N提供=66A螺纹钢钢=66x3.14xx3222/4xx8300 x

19、100-3=40003.11kN其安全储备备为：K = 440033.1/4388.8=9.11故：满足安安全要求求。4.2挂篮篮行走工工况的抗抗倾覆计计算(荷载组组合4：挂篮篮行走工工况：挂挂篮自重重+模板自自重+冲击荷荷载+风载+护栏荷荷载)图4-2-1 主主构架反反力模型型由以上结果果可知，荷荷载组合合4时后支支座拉力力最大值值为788.7kkN。反扣轮装置置与主构构架通过过8个直径径27的高高强螺栓栓连接，强强度验算算如下：一、基本参参数螺栓选用摩摩擦型高高强螺栓栓，8.8级，M227构件材性：Q2335摩擦面处理理：喷砂砂(丸)摩擦面的抗抗滑移系系数为 0.445受剪面数目目为1由 GB 50001720003 第68页 7.2.22 得：单个螺栓受受剪承载载力Nvb = 933.155 kNN单个螺栓受受拉承载载力Ntb = 1884 kkN螺栓群受力力 N = 778.77 kNN V = 1118 kkN M = 119 kkNm二、螺栓群群形心计计