桥上部结构挂篮设计计算书

挂篮设计计算书PAGEPAGE23武汉武桥桥梁机械有限公司无锡市湖滨路运运运河桥上上部结结构施工工组织织设计挂篮设计计算书书书计算：：：复核：：：项目负责人：中铁武桥重工股股股份有限限公司司2007年03331概述：主桥为50+9995+550mm预应力连连续续箱梁。箱箱形形主梁横横桥向向底面水水平，顶顶面1.5%双向横坡坡，运运河西路路边跨跨处在缓缓和曲曲线上，为为超超高变化化段，顶顶面横坡坡处在在1.5%双向坡到2%单坡的变变化化段上。箱箱形形主梁为为变截截面单箱箱多室室预应力力混凝凝土箱梁梁，箱箱梁底宽26.000米，箱梁梁中中心处梁梁高为为2.1～4.20米，其上上缘缘线形按按照道道路线形形布置置；下缘缘线形形按照二二次抛抛物线变变化，在在跨中标标准段段处箱梁梁中心心处梁高高为2.1米，在P5、P6墩处箱梁梁中中心梁高高为4.20米。箱梁梁顶顶板厚度度全桥桥等厚为0.22米，底板板厚厚度为变变厚度度0.22～0.80米。箱梁梁腹腹板0.45～0.7米（外侧侧腹腹板为0.6～0.7米），由由于于拱座构构造的的要求，在在P5、P6墩顶拱座座处处设有实实体砼砼区域。悬臂板悬臂长度度度6.0米，厚度度为0.2～0.35米，每隔3米设有一一道道肋板，在在肋肋板范围围内设设置横向向预应应力束。主桥采用先梁后后后拱的施施工顺顺序。箱箱梁宽宽度较大大，因因此选用“品”字型悬臂臂浇浇注施工工方法法，先浇浇注箱箱梁箱室室部分分，落后后两个个节段浇浇注大大悬臂。边边跨跨由于进进入道道路平面面曲线线，采用用对称称悬臂施施工较较困难，因因而而边跨采采用支支架施工工，纵纵向分三三段浇浇注。支支架下下留通以以道保保证运河河东路路和运河河西路路有一定定的交交通通行行能力力。施工工阶段段主要分分：0号块和边边跨跨浇筑、纵纵向向节段单单悬臂臂浇筑和和横向向浇筑、合合拢拢段合拢拢以及及拱圈安安装等等施工节节点。本桥从施工角度度度看，有有以下下几点属属于施施工中的的关键键节点：：1）0号和边跨跨段浇浇筑在支架上浇注边边边跨第一一段及及主跨0#块。2）节段悬臂浇浇浇筑单悬臂浇筑1###～11#块箱体并并以“品”字型横向向悬悬臂浇筑筑箱梁梁悬臂板板，张张拉各节节段相相应的预预应力力筋。纵纵向节节段重量量最大大约为36800KN，挂篮重重量量不应超超过0.5倍最大节节段段重量；；单侧侧横向挂挂兰重重量不超超过100KKN。挂兰每每个个节段施施工均均应严格格控制制施工标标高。挂挂篮在投投入使使用前，须须经经过压重重试验验，确保保挂兰兰的强度度和刚刚度，减减小挂挂篮的非非弹性性变形，并并应应记录挂挂篮的的弹性变变形。3）合拢段合拢拢拢中跨合拢前先检检检查合拢拢标高高，合龙龙承重重结构不不大于于10000KKN。箱梁合合龙龙段临时时连接接劲性骨骨架形形式可由由施工工单位根根据具具体条件件确定定后经设设计单单位确认认。在在正式施施工前前，需先先对一一天中的的气温温变化进进行观观测，选选择合合适时间间，焊焊接合拢拢段间间的劲性性骨架架后，一一次浇浇注混凝凝土。整整个过程程在尽尽量短的的时间间内完成成。混混凝土浇浇注完完并达到到设计计要求的的强度度后张拉拉合拢拢束。2计算说明明明：1、通过计算来来来设计底模模平平台纵梁梁，前前、后下下横梁梁并求得得其吊吊点反力力。2、检算内外导导导梁受力是是否否满足要要求，并并求其前前后吊吊点反力力。3、通过各前吊吊吊点的反力力，设设计前上上横梁梁，然后后计算算菱形挂挂篮主主桁各部部件内内力并求求出挂挂篮前支支点反反力和后后锚固固力。4、计算假定：：：a、箱梁翼缘板板板砼及侧模模重重量通过过外导导梁分别别传至至上一节节段已已施工完完的箱箱梁顶板板和挂挂篮主桁桁的前前上横梁梁上；；b、箱梁底板、腹腹腹板、顶顶板砼砼及底模模平台台、内模模及支支架系统统的重重量由上上一节节段已施施工完完的箱梁梁底板板、翼缘缘板和和挂篮主主桁的的前上横横梁承承担；c、挂篮主桁的的的杆件连接接假假定为铰铰接。5、混凝土比重重重取26.55KKN/mm3。6、施工荷载施工荷载按2...5KN/m233m节段段段施工最最不利利工况计计算3.1结构构构整体建建模分分析3.2加载计计计算未浇注混凝土时时时支点反反力支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为5.3t，前端最最大大支撑反反力为为16.22tt浇注混凝土时支支支点反力力支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为30.77t，前端最最大大支撑反反力为为68.88tt后锚杆采用4根根根32的精轧螺螺纹纹钢筋。单单根根精轧螺螺纹钢钢的允许许拉力力为35t，故后锚锚固固具有4的安全系系数数。3.3主桁架架架计算：：桁架强度：单位位位MPa结构最大拉应力力力为61MPPa，最大压压应应力为-66MMPPa，结构强强度度满足规规范要要求3.3.2主桁架结结构构变形计计算结构最大变形为为为13.33mmm，结构变变形形满足规规范要要求。3.4底模分分分配梁计计算底模分配梁采用用用2[400a组焊而成成，按按照设计计图进进行布置置，长长度为8m。3.4.1底底底模分配配梁强强度计算算结果果底模分配梁内力力力单位（t-m）分配梁2[4000a的截面几几何何特性W===175577770mmm33σ＝M/W=1177.5*1110^77/1175777770=999.66MPaa满足规范范要要求！底模分配梁变形形形单位（mm）结构最大应力为为为99.66MMPa结构强度度满满足规范范要求求。通过上面计算可可可得，在在浇注注状态下下，随随时要调调整挂挂篮标高高，前前端须采采用千千斤顶调调整。在在浇注前前前端端高出设设计标标高25mm。后端采采用用千斤顶顶来调调整，确确保不不漏浆，梁梁底底面光滑滑。3.4.2吊带带带计算结结果吊带内力单单单位（t）前吊带最大拉力力力为15.6655t，后吊带带最最大拉力力为34.3355t吊带截面为20000*220mmm，吊带孔孔为φ61，净截面面为27800mmm2拉应力为：σ＝＝＝N/A==334355000/277800=1223..56MMPaa满足规范范允允许值，ok！吊带孔销轴计算算算：销轴轴截面面为：A=288226mmm2τ=N/2*AAA=34..335*1100000//2**28226=660.777MMPa满足规范范要要求上下横梁强度计计计算上横梁采用2III45b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2m33σ＝M/W=1100.9*1110^77/22*1550004000＝36.3322MPaa满足规范范要要求下横梁采用2III50b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2m33σ＝M/W=1100.0*1110^77/22*3888444800＝15.77MMPa满足规范范要要求46m节段段段施工最最不利利工况计计算4.1结构整整整体建模模4.2加载载载计算4.2.1在在在未浇注注混凝凝土状态态下，支支点反力力支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为5.3t，前端最最大大支撑反反力为为16.22tt4.2.2在在在浇注混混凝土土状态下下，支支点反力力支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为52t，前端最最大大支撑反反力为为111..33t后锚杆采用4根根根32的精轧螺螺纹纹钢筋。单单根根精轧螺螺纹钢钢的允许许拉力力为35t，故后锚锚固固具有2.7的安全系系数数。4.3主桁桁桁架计算算4.3.1主桁架强强度度计算桁架轴力：单位位位t[36a截面面面面积A=600889mmm2；4.3.1.111强度计算算杆件轴向应力为为为σ＝N/A==996100000/600899*2=788.99MPaa满足规范范要要求4.3.1.111稳定计算算普槽36a截面面几几何特性：：：截面高度H=33360mmm；截面宽度B=9996mm；中和轴距离z000=244.44mm；截面面积A=6660899mmm2；惯性矩Ix=11118774110000mmm4；惯性矩Iy=44455000000mmm4；Iy=4550000000+660899*771.66*771.66=33576656623..844mm44回转半径iy===76..644mm；长细比：λ＝7773766/776.664＝96查表得到：ψ＝＝＝0.666稳定性计算杆件件件轴向应应力为为σ＝N/ψA=966110000/660899*22*0..666=1119..5MPPa满足规范范要要求4.3.1.333销轴计算算销轴强度计算，销销轴采用φ75销轴截面为：AAA=444155.6mmm2τ=N/2*AAA=96..11*1000000/22*444155.66=1108..8MMPa满足规范范要要求桁架强度：单位位位MPa4.3.2主桁架结结构构变形计计算结构最大变形为为为19mm，结构变变形形满足规规范要要求4.4底模分分分配梁计计算底模分配梁采用用用2[400a组焊而成成，长长度为8m。4.4.1底模模模分配梁梁强度度计算底模分配梁内力力力单位（t-m）分配梁2[4000a的截面几几何何特性W===175577770mmm33σ＝M/W=1188.7*1110^77/1175777770=1006..4MPPa满足规范范要要求！底模分配梁变形形形单位（mm）构最大应力为11106MMPaa结构强度度满满足规范范要求求。通过上面计算可可可得，在在浇注注状态下下，随随时要调调整挂挂篮标高高，前前端须采采用千千斤顶调调整。在在浇注前前前端端高出设设计标标高28mm。后端采采用用千斤顶顶来调调整，确确保不不漏浆，梁梁底底面光滑滑。4.4.2前后吊带带计计算吊带内力单单单位（t）前吊带最大拉力力力为26.99t，后吊带带最最大拉力力为24.77tt吊带截面为20000*220mmm，吊带孔孔为φ61，净截面面为27800mmm2拉应力为：σ＝＝＝N/A==2269//27780=966.88MPaa满足规范范允允许值，ok！吊带孔销轴计算算算：销轴轴截面面为：A=288226mmm2τ=N/2*AAA=29..66*1000000/22*228266=552.44MPPa满足规范范要要求4.5上、下下横梁的的强度度计算上横梁内力单位（t-m）上横梁采用2III45b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2m33σ＝M/W=1177*10^^^7/22*1150004000＝56.66MMPa满足规范范要要求下横梁内力单位（t-m）下横梁采用2III50b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2*19994222400mm33σ＝M/W=1111.7*1110^77/22*1944222400＝30.11MMPa满足规范范要要求5挂篮走行行行计算挂篮走行分为两两两步：第第一步步移动挂挂篮主主桁架及及挂篮篮下导梁梁第二步主桁到位位位后，锚锚固。在在下导梁梁上滑滑移下横横梁及及底模系系统。5.1挂篮主主主桁及下下导梁梁纵移支点反力：后端端端反扣最最大拉拉力为2.8t，前端最最大大支撑反反力为为13.66tt单片主桁向前顶顶顶推是顶顶推力力为：F=0..333*116..4＝5.5t故可采用10ttt的液压千千斤斤顶来顶顶推。走道梁采用U型型型φ20的圆钢进进行行锚固，可可提提供的锚锚固反反力为8.5t，故走行时稳定系系系数为：K=8..55/2..8==3.003≥2满足要求求。5.2挂篮下下下横梁及及底模模、侧模模系统统在下导导梁上上滑移5.2.1滑移至下下导导梁跨中中位置置5.2.1.111挂篮支点点反反力支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为10.22t，前端最最大大支撑反反力为为32.11tt后锚杆采用4根根根32的精轧螺螺纹纹钢筋。单单根根精轧螺螺纹钢钢的允许许拉力力为35t，故后锚锚固固具有13的安全系系数数。5.2.1.222前后吊带带内内力吊带内力单单单位（t）前吊带最大拉力力力为12.88t，后吊带带最最大拉力力为12.55tt吊带截面为20000*220mmm，吊带孔孔为φ61，净截面面为27800mmm2拉应力为：σ＝＝＝N/A==112.88*1100000//27880=46MPa满足规规规范允许许值，ok！吊带孔销轴计算算算：销轴轴截面面为：A=288226mmm2τ=N/2*AAA=12..88*1000000/22*228266=22...6MPPa满足规范范要要求5.2.1.333底模系统统变变形分析析在滑移过程中，挂挂篮底模在跨跨中位置最大大变形为30mm5.2.1.444横梁分析析计计算上横梁内力单位（t-m）上横梁采用2III45b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2m33σ＝M/W=1122.7*1110^77/22*1550004000＝42.3MPPPa满足规范范要要求下横梁内力单位（t-m）下横梁采用2III50b组焊而成成：：组合截截面几几何特性性Wx=2*19994222400mm33σ＝M/W=1100.7*1110^77/22*1944222400＝27.5MPPPa满足规范范要要求5.2.1.444下导梁分分析析计算下导梁内力单位（t-m）下导梁采用钢板板板组焊而而成：：组合截截面几几何特性性Wx=8124444199mmm3σ＝M/W=5577.1*1110^77/8812444119＝70.3MPPPa满足规范范要要求5.2.2滑移至设设计计位置5.2.2.111支点反力：后端端端锚杆最最大拉拉力为13.99t，前端最最大大支撑反反力为为41.33tt后锚杆采用4根根根32的精轧螺螺纹纹钢筋。单单根根精轧螺螺纹钢钢的允许许拉力力为35t，故后锚锚