莫玉大桥施工挂篮计算书

猴子岩水电站库周交通【莫玉大桥】及其引道工程项目施工技术方案报审单承包单位：攀枝花公路桥梁工程有限公司合同号：HZYMY/SG-201401监理单位：四川京海路桥监理咨询有限公司监表05工程名称及工程部位莫玉大桥及其引道、上部构造设计图名称莫玉大桥两阶段施工图桩号K0+848.97～K1+083.97图号S4-3-108现报上猴子岩水电站库周交通（莫玉大桥）及其引道工程的挂篮施工技术方案，请予审查、批准。附件：挂篮施工技术方案。项目技术负责人签字年月日项目经理审查确认意见项目经理签名及项目公章：年月日专业监理工程师审查意见：专业监理工程师签名：安全工程师签名：年月日总监理工程师意见：总监理工程师签名：年月日猴子岩水电站库周交通莫玉通村公路段莫玉大桥箱梁悬臂浇筑施工挂篮（60+110+60米预应力混凝土连续刚构桥）设计计算书计算：复核：审核：攀枝花公路桥梁工程有限公司2015年3月莫玉大桥箱梁悬臂浇筑施工挂篮计算书一、计算说明1.1、主要计算参数取值(1)、C55钢筋混凝土容重：γh=26KN/m3，钢材容重：γ=78.5KN/m3。(2)、钢材、焊缝、螺栓及轴承的强度设计值及弹性模量等参考：《钢结构设计规范》GB50017-2003，《合金结构钢》GB/T3077-1999，《优质炭素结构钢》GB/T699-1999，《滚动轴承双列圆锥滚子轴承外形尺寸》GB/T299-2008，《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065-2006。(3)、型钢截面特性参数参考：《热扎工字钢》GB/T706-1988，《热扎槽钢》GB/T707-1988。(4)、主要安全系数取值：施工及行走时的抗倾覆安全系数≥2.0，锚固系统的安全系数≥2.0。(5)、主要荷载系数取值：考虑箱梁混凝土浇注时胀模等因素的超载系数：1.05；浇注混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数(挂篮及模板自重)：1.3。施工机具及人群荷载：2.5KPa。1.2、荷载组合荷载组合Ⅰ：混凝土重量+动力附加荷载+挂篮自重+人群和施工机具重；荷载组合Ⅱ：混凝土重量+挂篮自重+人群和施工机具重；荷载组合Ⅲ：挂篮自重+冲击附加荷载；其中，荷载组合Ⅰ用于挂篮强度和稳定性计算，荷载组合Ⅱ用于挂篮刚度计算，荷载组合Ⅲ用于挂篮行走验算。1.3、计算节段的选择根据设计节段重量，箱梁1#块件混凝土设计方量为47.1m3，节段长度为3.5米，节段重量为122.5t，为箱梁悬臂浇筑重量最大的悬浇段；5#节段长度为4.0米，混凝土设计方量为40.2m3，节段重量为104.5t；9#块件长度为4.5米，混凝土设计方量为29.6m3，节段重量为77.0t。挂蓝最不利受力状态，按1#节段施工时的状态进行控制，并采用5#、9#节段施工时状态进行挂篮的强度复核验算。1#块件断面见下图。二、挂蓝荷载计算2.1、1#块混凝土荷载挂蓝承受混凝土荷载按最大重量1#块件混凝土重量进行计算，1#块件混凝土按一次浇筑进行施工，底板和腹板混凝土重力作用在底模板后，由底板纵梁传到底平台横梁上面，由吊杆传到挂蓝主桁架上面，翼缘板和顶板混凝土作用在内外滑梁上面，滑梁由吊杆传到挂蓝主桁架上面，混凝土容重取：γh=26KN/m3，混凝土浇注时胀模等因素的超载系数：1.05；浇注混凝土时的动力系数：1.2，作用在底板横梁和内外滑梁的混凝土重量为计算如下。2.1.1、底板混凝土重量a、砼重量：按箱梁横向断面高度分段计算（横断面长度为0.45米）;G1=6.581×0.45×26.0×1.05×1.2=97.0kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G1=48.5KN/m);G2=0.756×0.45×26.0×1.05×1.2=11.1kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=5.6KN/m)；b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为:G1-1=2.5×0.45=1.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为：G1-2=1.0×0.45×1=0.45KN/m；（底外模）d、按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）荷载大小为：N16-4总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=98.6KN(端头N16-4按一半荷载进行计算，G=49.3KN/m)。G=G2+G1-1+G1-2=12.7N(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=6.4KN/m)。e、底板N16-4横梁受力见下图。2.1.2、作用在单根内滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁纵向断面高度分段计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.28）×1.0/2+0.28×0.55）×1.0×26.0×1.05×1.2=21.1kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向内模半幅进行断面计算（横断面长度为1.55米）;计重为:G1-1=2.5×1.55×1.0=3.9KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向内模半幅断面计算（横断面长度为1.55米，竖向内模按5.0米高计算）;计重为：G1-2=1.0×（1.55+5.0）×1=6.55KN/m；（内侧模和顶底模）d、按箱梁横向断面计算单根内滑梁荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=31.6KN。e、底板横梁受力见下图。2.1.3、作用在外滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁翼缘板半幅断面进行计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.15）×1.25/2）×1.0×26.0×1.05×1.2=17.4kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算;计重为:G1-1=2.5×1.25×1.0=3.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为翼缘板为1.5米，竖向模板高度为6米）;计重为：G1-2=1.0×（1.5+6）×1=7.5KN/m；（外侧模和翼底模）d、按箱梁横向断面计算荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2==28KN。e、单根外滑梁受力见下图。2.2、5#块混凝土荷载5#块箱梁挂蓝承受混凝土荷载按长度为4.0米进行验算，5#块件混凝土按一次浇筑进行施工，底板和腹板混凝土重力作用在底模板后，由底板纵梁传到底平台横梁上面，由吊杆传到挂蓝主桁架上面，翼缘板和顶板混凝土作用在内外滑梁上面，滑梁由吊杆传到挂蓝主桁架上面，混凝土容重取：γh=26KN/m3，混凝土浇注时胀模等因素的超载系数：1.05；浇注混凝土时的动力系数：1.2，作用在底板横梁和内外滑梁的混凝土重量为计算如下。5#块件断面见下图。2.2.1、底板混凝土重量a、砼重量：按箱梁横向断面高度分段计算（横断面长度为0.45米）;G1=4.555×0.45×26.0×1.05×1.2=67.2kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G1=36.6KN/m);G2=0.545×0.45×26.0×1.05×1.2=8.0kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=4.0KN/m)；b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为:G1-1=2.5×0.45=1.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为：G1-2=1.0×0.45×1=0.45KN/m；（底外模）d、按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）荷载大小为：N16-4总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=68.8KN(端头N16-4按一半荷载进行计算，G=34.4KN/m)。G=G2+G1-1+G1-2=9.6N(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=4.8KN/m)。e、底板N16-4横梁受力见下图。2.2.2、作用在单根内滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁纵向断面高度分段计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.28）×1.0/2+0.28×0.55）×1.0×26.0×1.05×1.2=21.1kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向内模半幅进行断面计算（横断面长度为1.55米）;计重为:G1-1=2.5×1.55×1.0=3.9KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向内模半幅断面计算（横断面长度为1.55米，竖向内模按3.3米高计算）;计重为：G1-2=1.0×（1.55+3.3）×1=4.85KN/m；（内侧模和顶底模）d、按箱梁横向断面计算单根内滑梁荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=29.9KN。e、底板横梁受力见下图。2.2.3、作用在外滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁翼缘板半幅断面进行计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.15）×1.25/2）×1.0×26.0×1.05×1.2=17.4kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算;计重为:G1-1=2.5×1.25×1.0=3.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为翼缘板为1.5米，竖向模板高度为6米）;计重为：G1-2=1.0×（1.5+6）×1=7.5KN/m；（外侧模和翼底模）d、按箱梁横向断面计算荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2==28KN。e、单根外滑梁受力见下图。2.3、9块混凝土荷载9#块箱梁为设计箱梁最长段，挂蓝承受混凝土荷载按长度为4.5米进行验算，9#块件混凝土按一次浇筑进行施工，底板和腹板混凝土重力作用在底模板后，由底板纵梁传到底平台横梁上面，由吊杆传到挂蓝主桁架上面，翼缘板和顶板混凝土作用在内外滑梁上面，滑梁由吊杆传到挂蓝主桁架上面，混凝土容重取：γh=26KN/m3，混凝土浇注时胀模等因素的超载系数：1.05；浇注混凝土时的动力系数：1.2，作用在底板横梁和内外滑梁的混凝土重量为计算如下。9#块件断面见下图。2.3.1、底板混凝土重量a、砼重量：按箱梁横向断面高度分段计算（横断面长度为0.45米）;G1=2.95×0.45×26.0×1.05×1.2=43.5kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G1=21.8KN/m);G2=0.378×0.45×26.0×1.05×1.2=5.6kN/m(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=2.8KN/m)；b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为:G1-1=2.5×0.45=1.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）;计重为：G1-2=1.0×0.45×1=0.45KN/m；（底外模）d、按箱梁横向断面计算（横断面长度为0.45米）荷载大小为：N16-4总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=45.1KN(端头N16-4按一半荷载进行计算，G=22.6KN/m)。G=G2+G1-1+G1-2=7.2N(端头N16-4按一半荷载进行计算，G2=3.6KN/m)。e、底板N16-4横梁受力见下图。2.3.2、作用在单根内滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁纵向断面高度分段计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.28）×1.0/2+0.28×0.75）×1.0×26.0×1.05×1.2=22.9kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向内模半幅进行断面计算（横断面长度为1.75米）;计重为:G1-1=2.5×1.75×1.0=4.4KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向内模半幅断面计算（横断面长度为1.75米，竖向内模按1.9米高计算）;计重为：G1-2=1.0×（1.75+1.9）×1=3.65KN/m；（内侧模和顶底模）d、按箱梁横向断面计算单根内滑梁荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2=31KN。e、底板横梁受力见下图。2.3.3、作用在外滑梁混凝土重量a、砼重量：按箱梁翼缘板半幅断面进行计算（断面长度为1.0米）;G1=（（0.7+0.15）×1.25/2）×1.0×26.0×1.05×1.2=17.4kN/m;b、施工机具及人群荷载：2.5KPa，按箱梁横向断面计算;计重为:G1-1=2.5×1.25×1.0=3.1KN/m；c、模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为翼缘板为1.5米，竖向模板高度为6米）;计重为：G1-2=1.0×（1.5+6）×1=7.5KN/m；（外侧模和翼底模）d、按箱梁横向断面计算荷载大小为：总荷载为：G=G1+G1-1+G1-2==28KN。e、单根外滑梁受力见下图。2.4、挂篮行走时外滑梁受力荷载在挂篮行走时，要求将底模板挂到外滑梁上面，此时外滑梁外侧简支梁段长度为10米（按最长梁段进行考虑，4.5+5.5=10米），此时外滑梁需要承受底模板及外侧模重量，模板重量按1.2动力系数进行外滑梁验算，底模板重量单侧按1/4底模进行考虑，作用在外滑梁的模板重量计算如下；2.4.1、作用在外滑梁底模重量a、底模板平台按90KN重量进行外滑梁验算;G1=90/4×1.2=27kN;b、外侧模板重重：1.0KPa，按箱梁横向断面计算（横断面长度为翼缘板为1.5米，竖向模板高度为6米）;计重为：G1-1=1.0×（1.5+6）×1=7.5KN/m；（外侧模和翼底模）c、挂篮行走时外滑梁受力见下图。三、挂蓝结构挂蓝采用菱形挂蓝，具体挂蓝结构详见设计图。四、挂蓝计算4.1、挂蓝计算模型挂篮计算按空间杆系结构利用《通用结构分析与设计软件SAP2000》版本V14进行整体计算，计算重量按浇注1#段(3.5m段中最重的节段)和5#段、9#段(4.5m段中最重的节段)三个节段进行控制，并计入施工荷载和挂篮自重，挂蓝的计算按三种工况进行计算，其挂蓝计算模型和实体模型见下图。4.2、挂蓝计算荷载工况4.2.1、浇筑1#块件时内力情况浇筑1#块件时，各杆件内力计算结果图表见下图：4.2.2、浇筑5#块件时内力情况浇筑7#块件时，各杆件内力计算结果图表见下图：4.2.3、浇筑9#块件时挂篮内力情况浇筑9#块件时，各杆件内力计算结果图表见下图：4.2.4、浇筑箱梁时挂篮杆件最大内力情况根据挂篮各个工况计算情况，挂篮各个杆件最大内力值见下表。挂蓝主要杆件内力计算结果表（按最不利荷载统计）杆件名称轴力N(KN)最大弯矩M3(KN.cm)剪力（KN）变形值（mm）备注N1-719主桁架(浇筑1#块)N2-733主桁架(浇筑1#块)N3-750主桁架(浇筑1#块)N4750主桁架(浇筑1#块)N5884主桁架(浇筑1#块)N7503后锚反力(浇筑1#块)N121933908.8前上横梁(浇筑1#块)N143771101.2前下横梁(浇筑1#块)6后下横梁(浇筑1#块)N1624725012.4底板纵梁(浇筑1#块)N1813147021外滑梁(挂篮行走时)N1910953012.6内滑梁(浇筑9#块)N20108吊带(浇筑7#块)N21208Φ72mm吊杆(浇筑1#块)N2270Φ56mm吊杆(浇筑1#块)N23345Φ32mm吊杆(浇筑1#块)4.3、杆件截面验算对挂蓝杆件截面验算，相同的断面，以该断面承受的最大内力进行杆件截面验算，验算杆件是否满足强度和刚度要求。4.3.1、主桁杆件验算主桁杆件主要验算杆件的受压杆件和受拉杆件，按最不利验算，验算杆件为N1、N3、N5。4.3.1.1、N1杆件验算N1按轴心受压杆件进行验算，杆件Nmax=-719KN；a、强度验算 构件截面的最大厚度为21.00mm,根据GB50017-2003表3.4.1-1,f=205.00N/mm2根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=225.00N/mm2 根据公式5.1.1-1, EQ=\F(N,An)EQ=\F(719.00×103,150.09×102)=47.90N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 强度满足b、整体稳定 按5.1.2-2进行计算 xEQ=\F(l0x,ix)EQ=\F(4.50×102,15.30)=29.41 yEQ=\F(l0y,iy)EQ=\F(4.50×102,8.02)=56.11 双轴对称截面 根据GB50017-2003表5.1.2-1,对于x轴,属于b类截面,查附录C,得稳定系数x为0.940, 对于y轴,属于b类截面,查附录C,得稳定系数y为0.833, =min(x,y)=0.833 两个主轴方向的最大长细比为56.11,不大于设定的长细比150.00 根据规范公式5.1.2-1, EQ\F(N,A)=EQ\F(719.00×103,0.833×150.09×102)=57.49N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 整体稳定满足4.3.1.2、N3杆件验算N3按轴心受压杆件进行验算，杆件Nmax=-750KN；a、强度验算 构件截面的最大厚度为16.00mm,根据GB50017-2003表3.4.1-1,f=215.00N/mm2根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=235.00N/mm2 根据公式5.1.1-1, EQ=\F(N,An)EQ=\F(750.00×103,97.00×102)=77.32N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×215.00,1.00)=215.00N/mm2 强度满足b、整体稳定 按5.1.2-2进行计算 xEQ=\F(l0x,ix)EQ=\F(5.73×102,12.44)=46.06 yEQ=\F(l0y,iy)EQ=\F(5.73×102,7.03)=81.51 双轴对称截面 根据GB50017-2003表5.1.2-1,对于x轴,属于b类截面,查附录C,得稳定系数x为0.874, 对于y轴,属于b类截面,查附录C,得稳定系数y为0.678, =min(x,y)=0.678 两个主轴方向的最大长细比为81.51,不大于设定的长细比150.00 根据规范公式5.1.2-1, EQ\F(N,A)=EQ\F(750.00×103,0.678×97.00×102)=114.07N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×215.00,1.00)=215.00N/mm2 整体稳定满足4.3.1.3、N5杆件验算N5按轴心受拉杆件进行验算，杆件Nmax=884KN；a、强度验算 构件截面的最大厚度为16.00mm,根据GB50017-2003表3.4.1-1,f=215.00N/mm2根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=235.00N/mm2 根据公式5.1.1-1, EQ=\F(N,An)EQ=\F(884.00×103,97.00×102)=91.13N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×215.00,1.00)=215.00N/mm2 强度满足4.3.2、横梁验算N12、N14横梁结构均为两根工40a工字钢，从受力来看，只有N12受力最大，只验算N12；N16单独进行验算；滑梁只验算N19。4.3.2.1、N12杆件验算N12按轴心受弯杆件进行验算，杆件Wmax=19339KN.cm；按一根工字钢进行验算，Wmax=,9670KN.cm。a、强度验算 构件截面的最大厚度为16.50mm,根据表3.4.1-1、f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2、根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=225.00N/mm2 1.抗弯强度 根据公式4.1.1, EQ\F(Mx,xWnx)+\F(My,yWny)EQ=\F(96.70×106,1.05×1085.70×103)+\F(0.00×106,1.20×92.90×103)=84.83N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 抗弯强度满足 抗弯强度满足 b、整体稳定 简支梁I40a,钢号Q235,受压翼缘自由长度l1为4.38m,跨中无侧向支承,集中荷载作用在上翼缘 查表B.2,并插值计算,得轧制普通工字钢简支梁的b为0.979 b>0.6,根据(B.1-2)式,得EQ\o(b,')=min(1.0,1.07－\F(0.282,b))=0.782 根据公式4.2.3, EQ\F(Mx,bWx)+\F(My,yWy)EQ=\F(96.70×106,0.782×1085.70×103)+\F(0.00×106,1.20×92.90×103)=113.91N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 整体稳定满足c、变形验算f=0.88cm<［f］=L/400=438/400=1.10cm变形满足要求4.3.2.2、N16杆件验算N16按受弯杆件进行验算，杆件Wmax=24725KN.cm。a、强度验算构件截面的最大厚度为18.00mm,根据表3.4.1-1,f=295.00N/mm2,fv=170.00N/mm2、根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=325.00N/mm2 1.抗弯强度 根据公式4.1.1, EQ\F(Mx,xWnx)+\F(My,yWny)EQ=\F(247.25×106,1.05×1432.90×103)+\F(0.00×106,1.20×114.00×103)=164.34N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 抗弯强度满足 b、整体稳定 简支梁I45a,钢号Q235,受压翼缘自由长度l1为3.00m,跨中无侧向支承,集中荷载作用在上翼缘 查表B.2,并插值计算,得轧制普通工字钢简支梁的b为1.600 b>0.6,根据(B.1-2)式,得EQ\o(b,')=min(1.0,1.07－\F(0.282,b))=0.894 根据公式4.2.3, EQ\F(Mx,bWx)+\F(My,yWy)EQ=\F(247.25×106,0.894×1432.90×103)+\F(0.00×106,1.20×114.00×103)=193.07N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 整体稳定满足c、变形验算f=1.24cm<［f］=L/400=550/400=1.4cm变形满足要求4.3.2.3、N18杆件验算N18按受弯杆件进行验算，杆件Wmax=13147KN.cm。a、强度验算 构件截面的最大厚度为21.00mm,根据表3.4.1-1,f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=225.00N/mm2 1.抗弯强度 根据公式4.1.1, EQ\F(Mx,xWnx)+\F(My,yWny)EQ=\F(131.47×106,1.05×1757.77×103)+\F(0.00×106,1.05×964.60×103)=71.23N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 抗弯强度满足 b、整体稳定 简支梁[]40a,钢号Q235,受压翼缘自由长度l1为5.50m, 根据公式4.2.3, EQ\F(Mx,bWx)+\F(My,yWy)EQ=\F(131.47×106,0.487×1757.77×103)+\F(0.00×106,1.05×964.60×103)=153.55N/mm2EQ<\F(1.00×f,RE)=\F(1.00×205.00,1.00)=205.00N/mm2 整体稳定满足 整体稳定满足c、变形验算f=2.1cm=［f］=L/400=1000/400=2.5cm变形满足要求4.3.2.4、N19杆件验算N19按受弯杆件进行验算，杆件Wmax=10953KN.cm。a、强度验算 构件截面的最大厚度为16.50mm,根据表3.4.1-1,f=295.00N/mm2,fv=170.00N/mm2、根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=325.00N/mm2 1.抗弯强度 根据公式4.1.1, EQ\F(Mx,xWnx)+\F(My,yWny)EQ