架桥机架梁与过孔受力分析

架桥机架梁与过孔受力分析一、根本资料：1、工程概况：双门岛大桥工程工程起点(K0+000)定于桑植县桥自湾乡鸡公咀渡口附近，在此处设置澧水一桥；终点(K0+980)定于桑植县打鼓泉乡小埠头渡口附近，该处设置澧水二桥。澧水一桥上部结构为5×50m(连续)预应力T梁，先简支后结构连续，每跨横向布置四片，主梁梁肋间距为2.4m，梁高2.8m，边跨预制梁长49.54m，中跨预制梁长49.20m，墩顶连续段0.8m，边梁悬臂长0.9m，湿接缝宽0.6cm。澧水二桥上部结构主桥3×50+3×50m(连续)预应力T梁，先简支后结构连续，每跨横向布置四片，主梁梁肋间距为2.4m，梁高2.8m，边跨预制梁长49.54m，中跨预制梁长49.20m，墩顶连续段0.8m，边梁悬臂长0.9m，湿接缝宽0.6cm。单片T梁的混凝土最大方量为68.58m3。2、技术标准澧水一桥与澧水二桥均采用WJQ50/200tA3架桥机进行梁板架设，架桥机后支腿、中托架落于第1、4号梁上，中支腿采用自制架强横梁同时落于1、2、3、4号梁上。2台6轴运梁跑车落于2、3号梁上。并根据受力情况对细部进行处理，使受力分散。通过计算架桥机在架梁与过孔过程中各荷载工况中架桥机前后支腿、后托架、中支腿下部所需的最大支承力，确定架桥机在各使用阶段的支承方式、支承所需的面积与支腿下横梁的大小与所需的刚度，从而确定梁板的受力情况。3、架桥机的主要性能参数1额定起重量2*100t=200t2架梁跨度≤50m3吊梁起落速度4纵移速度3m/min5横移速度6适宜桥型直桥、弯桥、斜桥7适用纵坡3%8适用横坡6%4、架桥机各部件的重量序号部位重量〔吨〕1上横梁2后支架3后托架4主梁5中支腿266提升小车30/27前支腿126、主要标准及手册1〕《钢结构设计标准》〔BG50017-2003〕2〕《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62-2004〕3〕《公路桥涵施工技术标准》〔JTG/F50-2011〕4〕WJQ50m/200t型架桥机安装使用说明书7、桥型布置二、施工方案1、架桥机架梁施工步骤根据本工程具体施工情况，结合本公司以往施工经验，采用“尾部喂梁”法施工，运梁距车的运行轨迹位于第2片梁与第3片梁，轮轴中心横桥向处于桥轴线每边90cm，左右偏差不超过20cm，采用型钢及其它辅助措施限位运梁通道。详细施工步骤如下，并严格执行架桥机厂家说明书要求。步骤1：运梁小车运梁至前起重天车吊点位置，前起重天车吊梁；步骤2：前起重天车吊梁前行至T梁后吊点到达后起重天车吊点,考虑到运梁跑车长10m，加上一定的平安距离，前后吊点之间的距离设为15m；步骤3：后起重天车吊梁，启动天车吊梁前行至架梁位置，启动天车落梁至梁片距临时支座处，天车上的横移小车横移至落梁处，落梁到位。步骤4：在架设边梁时，需先将梁板放置的第二片梁的位置，收起后支腿，中托行走装置带动架桥机横移至边梁架梁工位，此时中支腿反托架边轮位于T梁边，前支腿行走至盖梁边。起重天车吊起T梁，吊高离临时支座5cm左右，横移天车至边梁落梁点落梁。同时打好斜撑，焊好拉筋后解除天车吊绳，边梁架梁到位,及时打好斜撑及用型钢与前跨梁板进行焊接，做好相应的抗倾覆措施前方可松开前后起得天车。步骤5：重复以上步骤完成全孔四片T梁的安装。注：当架完两片梁后及进行湿接缝钢筋连接，防止支座失稳梁体倾覆发生事故。后附《架桥机架梁图示〔一〕》、《架桥机架梁图示〔二〕》2、安装边梁工序喂梁→前、后天车起吊梁，将边梁纵向运行到前跨位→落下梁至距支垫5cm〔必须保持梁的稳定〕→整机携梁横移至距边梁最近的一片梁的位置，落梁→改用边梁挂架起吊边梁→整机携梁横向移至边梁位置下落就位→完成边梁就位安装→固定。3、安装中梁工序喂梁→前、后天车起吊梁→前、后天车将T梁纵向运行到前跨预定位置→落下梁并脱开→完成中梁的就位安装。4、架桥机过孔施工步骤步骤1：将中托与中横梁用前天车吊至下一架桥工位〔即中托前端离已架好的梁边，中心距已架好的梁前端〕,将后托用后天车吊至已架好的梁的尾端；步骤2：顶起后托架与中托架固定，收起前后支腿，将天车移至后托架附近，架桥机通过后托架与中托架起动装置前移30m，前后天车同步移至后托附近；步骤3：支起后支腿，将后天车移至架桥机尾端极限，用前天车吊起后托架至T梁前端第二块横隔板位置〔即距梁前端，距中托中心16.26-1.25-0.4=14.61m)，顶起后托架，将前天车停至架桥机后托架向前方向1m处的起吊点，准备起吊配重梁；步骤4：用运梁跑车将配重梁运至后托架顶向后的前起重天车吊梁点，前起重天车拉紧配重梁片，安放运梁小车轮胎阻行装置，收起后支腿，通过中、后托架起动装置带动架桥机前移20m到达前方墩台前支腿支撑点，架桥机前行过程中配重梁与小车保持静止状态，架桥机到位后，安设调平前支腿横移横梁与轨道，伸出前后支腿，整机过孔到位。后附《架桥机过孔图示〔一〕》、《架桥机过孔图示〔二〕》5、架桥机横移架桥机横移时先收起后支腿使之与桥面脱离，启动后拖轮液压装置，下降后托使后拖轮和主梁下弦杆脱离并用提升小车吊起后托，主桁架由中托和前支支撑。再次检查中托横移轨道和前支横移轨道平面位置，平整度以及稳固情况，确保前支横移轨道与中支横移轨道平行，经复验合格前方可横移架桥机。启动中拖轮下层轮箱驱动电机，同前支轮箱一起驱动架桥机的横移。架桥机横移过程必须保证均匀、缓慢。横移过程必须保证前支腿与中托速度一致，位移相同。并派专人监视，如前支腿与中支横移量不一致，应停止横移，查明原因后再继续操作。架桥机横移时，前、后提升小车位于架桥机前支腿与中托轮之间主梁中部，且始终处于扁担梁中心处。架桥机横移就位后，启动后支腿液压系统，将后支腿顶立于地面，后托轮托起主梁尾部，将前、后提升小车向主梁尾部移动就位开始架梁。6、吊梁、落梁及横梁就位考前须知〔1〕在任何一次吊梁作业前，均需试吊一次，即捆好梁后，应先将卷场机组作制动试验2～3次，然后将梁吊起少许，检查钢绳有无跳槽、吊架插销有无窜动等情况，确认可靠前方可正式作业。〔2〕吊梁卷扬机组应动作一致，受力均匀，严防出现梁体剧烈摆动等现象。梁片在起吊、走行和下落时，应尽量保持水平。走梁时要防止电缆崩断、电缆滑车卡死等故障，影响走梁的障碍物必须去除干净。〔3〕梁片必须对中走行，即走行时梁片处于两座导梁中央，严禁偏位走行。机上横移只能在梁片处于起吊位置和到位位置时进行。〔4〕梁片宜在低位走行，并设专人在桥墩台监视梁体及大车运行情况，防止大车脱轨。尤其是梁片即将到位时，监视人员、指挥人员及操作司机要特别谨慎，密切合作，严防梁片撞出前端联结系。〔5〕梁片走行及空车走行时，应设专人监视电缆展放情况，发现电缆滑车卡住时，要立即停车排除故障。〔6〕落梁时两吊点卷扬机组应动作一致，均衡。落梁至距横移设备20～30mm时调整梁片纵向位置，确认无误后继续落梁。〔7〕梁片在横移设备上就位后，两端应加双向斜撑，并用木楔打紧，解脱两吊架后，方可横移。横移时，应力求梁片两端均匀同步，并安排专人在走板下喂梁及滚架。〔8〕落梁时的要领，架梁前首先划出盖梁上中心线和支座十字线。A、横向：梁体中心线与支座中心线要重合。B、纵向：严格控制跨与跨之间的间距，〔特别是有伸缩缝处〕以盖梁上中心线参照。〔9〕T梁落到位之后，检查其梁体的垂直度。是否到达标准要求，如果没有到达，不能取出钢丝绳，待查明原因，安放正确后才能取下钢丝绳。做好第一片梁的临时支撑〔特别是边梁〕，将T梁临时焊接到桥台的钢筋上和用方木支撑，待架上两片T梁后，在梁与梁的湿接缝处，相互临时焊接，以保证T梁的稳定，严防止梁体倾覆，后吊的要与先吊的作好临时连结，一跨吊装完并作好临时连结后即撤除临时支撑。〔10〕梁板的架梁作业，先架设中梁，由内向外，呈插花形逐片架设，落梁顺序：2〔中梁〕→4〔边梁〕→1〔边梁〕→3〔中梁〕，即2—4—1—3或者3—1—4—2，运梁应根据架梁顺序进行。7、上坡桥的架设架桥机架设上坡桥时，架桥机拼好后，根据桥梁坡度调整前支腿和中支腿的高度。架桥机纵移前，降低架桥机中支腿的高度，升高后托梁支撑管的高度，使架桥机主梁坡度＜２％，并在架桥机前部挂卷扬机，以防止架桥机在走行过程中下滑。架桥机跨孔走到一半时，顶起顶高支腿，把后托梁支撑管放低，再次调整主梁坡度＜１％，再把架桥机导梁走行到位，然后把前支腿走到盖梁上，前支腿到位后，根据前支腿高度，调整中支腿高度，调平架桥机后，再把架桥机走行到位，然后架梁。8、下坡桥的架设架桥机设下坡桥时，和架设上坡桥相同，架桥机主梁纵移前，架桥机纵移前，升高架桥机中支腿的高度，降低后托梁支撑管的高度，使架桥机主梁坡度＜２％，架桥机后部必须用卷扬机保护，以防止架桥机在走行过程中下滑。架桥机跨孔走到一半时，顶起顶高支腿，把中支腿放低，再次调整主梁坡度＜１％,再把架桥机导梁走行到位，然后把前支腿走到盖梁上，前支腿吊挂轮走行前，根据坡度调整好前支腿高度，可增加前支腿支撑架和支撑管的高度，高度过大时须有必要的联结撑。前支腿到位后，再把架桥机走行到位，然后架梁。9、支座安装1〕永久支座安装1、安装准备盆式支座下面的支承垫石应按设计在支座底板地脚螺栓间距与底柱规格预留螺栓孔位置，要求支承垫石外表平整。施工时支承垫石顶面的标高要注意预留支座底板下环氧砂浆垫层厚度。支座底板以外垫石做成坡面，以防积水。支座安装前方可开箱，并检查支座各部件及装箱清单。支座安装前不得随意拆卸支座。2.安装步骤与考前须知〔1〕在支座设计位置处划出中心线，同时在支座顶、底板上也标出中心线。将地脚螺栓穿入底板(顶板)地脚螺栓孔并旋入底柱内，底板和底柱之间垫以直径略大于底柱直径的橡胶垫圈。〔2〕支座就位对中并调整水平后，用环氧砂浆或高标号砂浆灌注地脚螺栓孔及支座底板垫层。待砂浆硬化后撤除调整支座水平用的垫块并用环氧砂浆填满垫块位置。环氧砂浆要求灌注密实。当支座采用焊接连接时，在支座顶、底板相应位置处预埋钢板，支座就位后用对称断续方式焊接。焊接时注意防止温度过高时对橡胶板、聚四氟乙烯板的影响。焊接后要在焊接部位做防锈处理。〔3〕施工安装时在梁端应采取临时支撑措施，以防T梁侧倾。待两片T梁间横隔板焊成整体后，方可撤除临时支撑。〔4〕活动支座开箱后要注意对聚四氟乙烯和不锈钢滑板的保护，防止划伤和脏物粘附于不锈钢滑板与四氟乙烯滑板外表，并注意检查5201-2硅脂是否注满。〔5〕支座中心线与主梁中心线应重合或平行，单向活动支座安装时，上下导向块必须保持平行，交叉角不得大于5’。〔6〕连续桥梁等在实行体系转换切割临时锚固装置时，必须采取隔热措施，以免损坏橡胶板和聚四氟乙烯板。〔7〕施工时应严格按设计图进行施工，并应注意活动支座的活动方向。2〕临时支座安装本工程50mT梁架设前，为方便后期进行体系转换，连续墩墩盖梁顶面设置砂筒作为临时支座，每片梁两端各设置两个砂筒，临时支座的高度应严格按设计图中支座的高度+垫石高度进行调节。砂筒上管壁为D245mm×7mm的无缝钢管，内浇筑C30混凝土；下筒采用D273mm×10mm的无缝钢管，下筒封底钢板采用300mm×300×8mm矩形Q235钢板，筒内灌低压缩性细砂作为调节层。架梁时，先将梁板落在临时支座上预压5min，然后重新吊起，视砂筒高度增减细沙以调节高度，直至到达实际高程符合要求后全部落下就位。φ273cm钢管下部预留φ20孔，焊上螺母，然后上好螺丝。以便以后撤除。〔1〕砂筒安装前，测量队在盖梁顶面放出砂筒安装的平面位置大样及高度，并用十字线进行标示，现场技术员对临时支座安装位置进行复核，保证符合设计与标准要求。〔2〕砂筒安装前在盖梁顶面临时支座设计位置铺一层1cm厚的细沙，同时在砂筒底板顶面标示十字中心线，安装时按照设计位置进行摆放，并保证与盖梁上的临时支座安装十字线对齐。〔3〕待架梁完成且梁体稳定后，调节砂筒高度使砂筒顶板高程与支座顶面高程相差小于2mm，并使梁体坡度符合设计要求。三、架桥机架梁受力分析注：所有计算反力均为支承于桥面上的反力，所以均加了构件本身的重量。×26÷9.8=182T。梁板的起吊点范围为：后支腿向前10.5m，即后天车的起吊点。前天车挂梁行走的位置为架桥机后支腿向前进方向10.5m至落梁到位的82.6m。用midascivil移动荷载追踪器找出后支腿与中支腿在架梁的过程中反力最大点，车轮轴重=T梁重÷2+天车重：182÷2+15=106t，行车荷载平安系数取1.2，那么自定义车轮重为127.2t，结果如下：1、后支腿最不利荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第1页〕工况一：架梁步骤1中，前跑车运梁至架桥机尾部向前10.5m前天车便挂梁前行〔此种情况为极端情况，一般不会出现，施工中挂梁应尽量靠前前方可挂梁前行〕，在挂梁完成还未前行时，后支腿的受力最大。2、中支腿最不利荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第2页〕工况二：T梁起吊后，后起重天车运行至架桥机尾部向前21m时，中支腿的反力最大。3、边梁架设时中支腿的荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第3页〕在架设边梁时，需先将梁板放置的第二片梁的位置，收起后支腿，中托行走装置带动架桥机横移至边梁架梁工位，此时中支腿反托架边轮位于T梁边，前支腿行走至盖梁边。启动天车吊起天车，吊高离临时支座5cm左右，横移天车至边梁落梁点落梁。同时打好斜撑，焊好拉筋后解除天车吊绳，边梁架梁到位,及时打好斜撑及用型钢与前跨梁板进行焊接，做好相应的抗倾覆措施前方可松开前后起得天车。故边梁在架桥机横梁上横移时的荷载为梁板已到达纵向架梁位，其中支腿的受力将会减少。此时后支腿边界设置为只受压边界，因为后支腿有可能会翘起来而不受力，故其荷载图如下：3、计算结果3.1、后支腿最不利荷载工况：3.2中支腿纵向运梁时最不利荷载工况:3.2架设边梁时中支腿横向移动时荷载工况由此可得：在架梁过程中，当前后起重天车在距离架桥机尾部10.5m至中托架之间提梁时，后支腿最大反力发生在前起重天车提梁还未行走之时〔即距架桥机尾部10.5m〕,此时后支腿的最大反力为76.4T，中支腿209.1T，前支腿21.6T。当起重天车前行架梁过程中，后起重天车行至距尾部21m时，中支腿的反力最大，其最大反力为316.5T，此时后支腿受力接近零为0.8T，前支腿反力为101.9T。当架设边梁时，中支与前支在桥上横向移动时的荷载为中支腿255.3T，前支腿163.9T，后支腿受力为零，已向上翘起。所以架梁时各工况的受力如下表：工况前天车距架桥机尾部〔m〕后天车距架桥机尾部〔m〕后支腿反力〔t〕中支腿反力(t)前支腿反力(t)工况一运梁车上工况二21工况三0四、架桥机过孔受力分析注：所有计算反力均为支承于桥面上的反力，所以均加了构件本身的重量。1、后支腿最不利荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第4、5页〕工况四：当架桥机向前移动了30m，即过孔步骤2已经完成，前后天车都处于架桥机尾部，前天车吊起后托架但还没有前移时，反支腿此时的反力可能最大；工况五：在过孔步骤3刚好完成，后托架已顶起，后支腿还未缩回时，步骤4中,当运梁小车将配重梁运至后托架前方1m处，拉紧配重梁，即第4步前段，通常情况下此时只需将钢丝绳拉紧即可，架桥机并未承受T梁的重量，不会将梁有吊起的趋势，钢丝绳受力为零，但为了平安起见，以防操作不当，此处设钢丝绳预拉力30T,所以后支腿此时可能受力最大；比拟以上两种工况，找出后支腿的最不利荷载。2、后支腿最不利荷载工况计算结果：2.1工况四：2.2工况五：3.3结果如下表：工况后支腿反力〔t〕后托架反力(t)中支腿反力(t)工况四吊在后天车上工况五3、中支腿最不利的荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第6页〕工况六：中支腿受力最不利的荷载工况为步骤4中架桥机纵向移动到达前一墩台，但还未支起前后支腿时。此时以中托架为支点，前后到达极限平衡，后支腿与后托架的支点反力应为零，配重梁的钢丝绳有把梁向上提起的趋势。4、中支腿受力最不利的荷载工况计算结果可得：配重梁挂在后托架前方1m时，中支腿支承反力为270.2T，配重梁需75.4T小于梁重的一半91T；符合要求。施工过程中为了减少中支腿的支承力及配重梁的反拉力，可以将配重梁尽量挂在前方，此处假设配重梁挂在架桥机的尾部可得如下结果：〕之间时，梁板的配重范围在30T至75.4T之间，中支腿的支承反力在224.8T至270.2T之间。5、后托架最不利的荷载工况〔见附图《架桥机受力分析工况图》第7-9页〕架桥机过孔时后托架的受力有四种工况工况七：后支腿已回缩，准备空载过孔30m时,且前后起重天车并排在后托架正上方。工况八：过孔步骤4中，架桥机已过孔30m，此时配重梁已拉紧，后支腿还没缩回时，假设预拉力为30时。工况九：过孔步骤4中，架桥机已过孔30m，此时配重梁已拉紧，后支腿已缩回时，架桥机准备配梁跨孔时。6、后托架受力最不利的荷载工况计算结果6.1工况七：可得：当后支腿已缩回，准备空载过孔30m时，此时后托架的支承反力为148.3T，中支腿反力很小，只有49.7T。八：可得：当架桥机空载过孔30m已经完成，配重已经拉紧，假设预拉力为30T时，此时后支腿还没有缩回时，后支腿支承力为15.6T，后托架支承力为100.7T，中支腿支承力为108.4T。九：可得：当配重梁已经拉紧，后支腿已经缩回，计算结果显示此时配重梁的吊索并没有受到拉力，且后托架的支承力为129.9T，中支腿的支承力为64.9T，说明缩回后支腿后架桥机尾部会向下位移，从而增加了后托架的支承力，配重梁的钢丝绳有一个松动的过程，所以此时配重梁上的起重天车没有受力。也进一步说明架桥机空载过孔30m是平安的。6.4计算结果表：工况后支腿反力〔t〕后托架反力(t)中支腿反力(t)工况七未支承工况八工况九未支承6.5架桥机过孔受力小结由计算可得：后支腿的最大支承力发生在工况四时，其大小为48.5T，中支腿的最大支承力发生在工况五时，其大小为270.2T，后托架的最大支承力发生在工况六时，其大小为148.3T。五、总结：架桥机在架梁与过孔过程中各支腿的最不利荷载共计算了八种工况，从计算结果可以得出，各支腿的最不利荷载值及对应的工况如下：部位对应工况工序2个支腿支承力(t)单个支腿支承力(t)后支腿工况一喂梁中支腿工况二喂梁中支腿工况三架梁横移后托架工况六过孔六、后支腿的支承方式与受力计算1、后支腿在梁板上的支承位置后支腿横桥方向的支承位置在边梁1、4号梁上，如上图，纵桥向最不利荷载工况时支承位置位于已架T梁33m处。2、支承方式由于后支腿的支承位置根本处于腹板处，且单个支承点的最大受力仅为38.2t，故不需要设置横梁让两片梁受力，只需对支承点采用枕木支垫以增加支承点的受压面积即可。根据后支腿的尺寸，在施工过程中，后支腿纵桥向支垫3块20cm宽、50cm长的枕木，支承面积为0.3m2。3、受力计算枕木一般取材为落叶松或红松，根据《木结构设计标准》，落叶松横纹承压强度设计值fc=3.5MPa，弹性模量为10000MPa。因为架桥机后支腿的高度是可以调节的，所以不需要考虑枕木的变形值，只需计算承压能力。××100=105T>38.2T，故后支腿支承3块50cm长的枕木能够满足承压要求。七、后托架的支承方式与受力计算1、后托架在梁板上的支承位置后托架横桥向的支承位置与后支腿的支承位置相同，均位于1、4号梁上，纵桥向最不利荷载工况时位于已架好的梁尾端3m处，其支承力大小为74.15T。2、支承方式×1.0m，拟采用1.5m长的枕木满铺支垫。3、受力计算枕木的变形对此没有影响，故只需计算承压能。×1×100=350T>74.15T，满足承压要求。八、中支腿的支承方式与受力计算1、中支腿在梁板上的支承位置中支腿在梁板的横向支承位置位于1、4号梁腹板中心靠内侧60cm处，纵桥向位于已架好的T梁前端距盖梁中心线1.65m，其最大支承力发生在架梁时的工况二，单腿支承力。过孔时的最大支承力发生在工况五，其单腿支承力为135.1T。横向分布图如下：2、支承方式在梁板架设过程中，前支腿与中支腿需要在横梁上横向移动，在边梁架设时反托架外轮需移动到T梁最外边，也就是外轮根本与盖梁或T梁边对齐位置，即上图中的限位板处。由于架梁时的单腿支承力较大，为了减少T梁翼板的受力，施工时拟采用4个刚性支承支承在T梁腹板中心，T梁翼板范围内采用枕木支承。考虑到枕木的规格一般为22cm高，故刚性支承也采用22cm槽钢制作，其制作支垫高度=枕木高度+1/2横梁变形量，以到达共同受力的作用。由于混凝土与钢材的弹性模量均大于枕木的弹性模量，在受力时首先变形的应该为枕木，将会减少向下的传力能力，故对翼板混凝土结构应该是平安的。3、中支腿下横梁受力计算为了平安起见，在横梁受力计算时不考虑枕木的受力。利用midascivil建模，中支腿采用自定义汽车荷载加载在横梁上，以找出横梁最不利荷载位置，再通过静力计算选定横梁的大小及变形值，并对其进行验算。中支腿宽度为1.3m，故横梁两肋中心宽度也取1.3m，当架桥机喂梁过程中，单轴轮压为158.25T，当架桥机横移时其轴重为127.65T，取1.2的平安系数。由于中支腿轮距1.3m，横梁由两根主肋构成，主肋采用型钢连接，整体性不能作为一个构件进行计算，故在计算横梁时取1/2轴重〔取80T〕进行计算单条主肋的受力，验算时再整体建模计算所需的横向连接杆大小。横梁材料选用Q235钢。弹性模量：210000MPa；抗弯、抗压、抗拉强度设计值：215MPa；抗剪强度设计值为125MPa，由于本结构采用的是焊接体，取角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值160MPa，线膨胀系数：0.000012；泊松比：0.3。4、架桥机静止状态下的受力图示架桥机横梁的计算需取两种情况计算：一是架桥机在喂梁过程中的最不利荷载工况〔即工况二〕，二是架桥机在横移过程中的荷载工况〔即工况三〕，横移过程中通过单轴重的自定义汽车荷载找出最不利荷载位置，对梁的悬壁端及支点中心分开进行验算，选取所需的横梁大小。部位对应工况工序单个支腿支承力(t)横梁单肋受力(t)中支腿工况二喂梁中支腿工况三架梁横移5、荷载组合×中支腿喂梁轴重〔80T〕+横梁自重×中支腿横移轴重〔64T〕+横梁自重6、架桥机喂梁过程中最不利荷载内力计算得：喂梁过程中横梁受到的支腿压力所产生的最大弯矩为。7、架桥机横移过程中最不利荷载位置7.1、悬壁端内力最大时荷载位置〔1、4号梁外侧横梁为悬壁〕7.2、横梁支点间中心最大弯矩荷载位置8、架桥机横移过程中最大弯矩计算8.1、悬壁端弯矩8.2、横梁支点间中心弯矩8.3、小结经计算可得：架桥机在横移架梁时，横梁所受的最大负弯矩为1、4号梁腹板顶端支承点上，其值为-69.5T.M。横梁所受的最大正弯矩为支点间中心位置，即两梁间中心点，其值为+36.4T.M。尽管喂梁过程中支腿反力最大，但其对横梁产生的弯矩最大值只有33.8T.M，考虑到横梁的整体性，横梁单肋拟采用双工字钢焊钢板进行加强的截面，沿工字钢轴对称加强，故截面上、下缘截面特性相同，在横梁选型时以弯矩绝对最大值〔即69.5T.M〕荷载工况进行控制即可。横梁验算剪力以喂梁荷载工况验算；T梁端头抗剪应以喂梁最不利荷载工况验算。9、架桥机横移横梁选型横梁拟采用双工字钢两侧及上下焊16mm的钢板，用midascivil进行建模，分别建立以上三种情况的荷载组合，对横梁应力进行计算比拟。分别计算了I45a、I40a、I36a双工字钢加强截面形状为例，其型面形式如下列图：名称面积AsyAszIxxIyyIzzCypCymcm2cm2cm2cm4cm4cm4cmcm双I45a工字钢加强双I36a工字钢加强双I40a工字钢加强各截面在不同荷载工况下的最大应力值截面形状荷载工况下的最大应力值〔Mpa)横梁横移荷载工况喂梁纵移悬壁端支点间中心双I36a工字钢加强158.7-82.9-92.4双I40a工字钢加强130.7-68.5-76.1双I45a工字钢加强103.0-54.0-59.9根据以上计算结果，虽然I36a双工字钢加强后的应力能够到达设计值要求，但考虑到横梁为工地加工，建议选择双I40a工字钢加强后的横梁。即中支腿下的横梁由2条双I40a工字钢加强梁连接后组成，间距为架桥机反托梁轮距1.3m。10、刚性支垫受力分析10.1支垫最大反力注：即支点最大反力发生在架桥机横移至最边上安装边板时，此时的荷载工况与悬壁端弯矩最大值相同。其反力如下：注：2号梁上的支垫反力发生了向下的拉力，与实际不符，说明此时2号梁上的支点已不受力，故需要更改2号支点上的支持方式，改为节点只受压支承，计算结果如下：故支点最大反力应为95.8T，发生在架桥机横移至最边上安装边板时，反力最大值发在1、4号梁上的支点处。根据现场现有材料，结合枕木尺寸，刚性支垫拟采用［22a槽钢加钢板加强焊接成箱形截面支垫。由上述反力计算可知，当架桥机横移至边梁梁边〔1、4号梁〕时，由于横梁的变形，2、3号梁上的支垫已不受力，故此时1、4号梁上的支点为外侧板局部受压，因槽钢为空心结构，如采用背靠背焊接，槽钢翼缘受力能力较弱，因此拟采用槽钢箱形结构，槽钢的极限局部受力状态应该为支点靠梁外侧腹板单独受力状态。拟在［22a槽钢需外侧焊16mm钢板，使腹板厚为23mm，上下加10mm的钢板以加强翼缘板。为平安起见，取焊接结构设计应力为140MPa，根据《钢结构设计标准》-1初步确定外侧腹板厚度如下：T×10000×÷〔316＋5×21.5〕÷140=22mm<23mm，根本符合要求。由此确定支垫的断面形式如下列图：应力计算采用midasFEA3.6细局部板软件建模，对横梁与支垫进行细局部析，移动荷载为640KN，以面荷载加载到横梁顶，加载长度0.1m，宽度为横梁宽0.316m，故荷载：640×÷0.316÷=24304KN/m2。整体模型应力结果如下:最大主应力发生在1、4号梁上的支点上，其值为134.754MPa<160MPa。横梁的非线性主应力图横梁屈曲最大应力图由上可知：横梁及支垫的最大主拉应力为134.754<160MPa，符合要求。九、架梁、过孔过程中主梁与桥墩的受力分析架桥机在架梁与过孔过程中各支腿的最不利荷载共计算了八种工况，从计算结果可以得出，各支腿的最不利荷载值及对应的工况如下：部位对应工况工序2个支腿支承力(t)单个支腿支承力(t)后支腿工况一喂梁中支腿工况二喂梁中支腿工况三架梁横移后托架工况八过孔1、工况一后支腿受力单个支腿支撑力为382kN受力验算1.1、主梁一个划分为30个单元，承载能力极限状态下受力结果如下：主梁承载能力极限状态正截面强度验算单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足11最大弯矩02.38E+03下拉受弯是最小弯矩02.38E+03下拉受弯是22最大弯矩-9.46E+03上拉受弯是最小弯矩-9.46E+03上拉受弯是33最大弯矩1.16E+031.37E+04下拉受弯是最小弯矩9701.37E+04下拉受弯是44最大弯矩2.50E+031.50E+04下拉受弯是最小弯矩2.09E+031.50E+04下拉受弯是55最大弯矩4.12E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩3.44E+031.68E+04下拉受弯是66最大弯矩5.57E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩4.64E+031.82E+04下拉受弯是77最大弯矩6.74E+031.93E+04下拉受弯是最小弯矩5.61E+031.93E+04下拉受弯是88最大弯矩8.18E+032.04E+04下拉受弯是最小弯矩6.82E+032.04E+04下拉受弯是99最大弯矩9.42E+032.14E+04下拉受弯是最小弯矩E+032.14E+04下拉受弯是1010最大弯矩1.04E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩8.66E+032.21E+04下拉受弯是1111最大弯矩1.10E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩9.19E+032.25E+04下拉受弯是1212最大弯矩1.12E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩9.32E+032.25E+04下拉受弯是1313最大弯矩1.14E+04E+04下拉受弯是最小弯矩9.48E+032.26E+04下拉受弯是1414最大弯矩1.15E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩9.59E+032.27E+04下拉受弯是1515最大弯矩1.16E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩9.64E+032.27E+04下拉受弯是1616最大弯矩1.16E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩9.65E+032.27E+04下拉受弯是1717最大弯矩1.16E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩9.63E+032.27E+04下拉受弯是1818最大弯矩1.15E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩9.57E+032.27E+04下拉受弯是1919最大弯矩1.13E+042.26E+04下拉受弯是最小弯矩9.45E+032.26E+04下拉受弯是2020最大弯矩1.11E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩9.28E+032.25E+04下拉受弯是2121最大弯矩1.10E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩9.15E+032.25E+04下拉受弯是2222最大弯矩1.03E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩8.59E+032.21E+04下拉受弯是2323最大弯矩9.31E+032.14E+04下拉受弯是最小弯矩7.76E+032.14E+04下拉受弯是2424最大弯矩8.04E+032.04E+04下拉受弯是最小弯矩6.70E+032.04E+04下拉受弯是2525最大弯矩6.57E+031.93E+04下拉受弯是最小弯矩5.47E+031.93E+04下拉受弯是2626最大弯矩5.38E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩4.48E+031.82E+04下拉受弯是2727最大弯矩3.92E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩3.26E+031.68E+04下拉受弯是2828最大弯矩2.28E+031.50E+04下拉受弯是最小弯矩1.90E+031.50E+04下拉受弯是2929最大弯矩9231.37E+04下拉受弯是最小弯矩7681.37E+04下拉受弯是3030最大弯矩-9.46E+03上拉受弯是最小弯矩-9.46E+03上拉受弯是从上表可见，主梁承载能力极限状态正截面强度均满足要求。1.2、主梁翼板计算T梁断面单元离散图〔翼板单元为7-16〕正常使用极限状态组合2裂缝宽度验算单元号节点号上缘下缘裂缝宽度容许值满足?裂缝宽度容许值满足?7800.2是0是9是0是89是0是10是0是910是0是11是0是1011是0是12是0是1112是0是130.2是0是1213是0是14是0是1314是0是15是0是1415是0是16是0是1516是0是17是0是16174是0是180是0是从上表可见，裂缝宽度均满足设计标准要求。承载能力极限状态正截面强度验算表单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足78最大弯矩0下拉受弯是最小弯矩0下拉受弯是89最大弯矩下拉受弯是最小弯矩下拉受弯是910最大弯矩下拉受弯是最小弯矩-0.245下拉受弯是1011最大弯矩下拉受弯是最小弯矩下拉受弯是1112最大弯矩下拉受弯是最小弯矩-114上拉受弯是1213最大弯矩-114上拉受弯是最小弯矩-53-114上拉受弯是1314最大弯矩-114上拉受弯是最小弯矩-114上拉受弯是1415最大弯矩-0.488下拉受弯是最小弯矩下拉受弯是1516最大弯矩下拉受弯是最小弯矩下拉受弯是1617最大弯矩下拉受弯是最小弯矩下拉受弯是从上表可见，承载能力极限状态正截面强度均满足要求。2、工况二中支腿受力单个支腿支撑力为1583kN受力验算主梁承载能力极限状态正截面强度验算单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足11最大弯矩02.38E+03下拉受弯是最小弯矩02.38E+03下拉受弯是22最大弯矩-9.46E+03上拉受弯是最小弯矩-9.46E+03上拉受弯是33最大弯矩2.19E+031.37E+04下拉受弯是最小弯矩1.83E+031.37E+04下拉受弯是44最大弯矩4.29E+031.50E+04下拉受弯是最小弯矩3.58E+031.50E+04下拉受弯是55最大弯矩6.15E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩5.13E+031.68E+04下拉受弯是66最大弯矩7.84E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩6.54E+031.82E+04下拉受弯是77最大弯矩9.24E+031.93E+04下拉受弯是最小弯矩7.70E+031.93E+04下拉受弯是88最大弯矩1.10E+042.04E+04下拉受弯是最小弯矩9.17E+032.04E+04下拉受弯是99最大弯矩1.26E+042.14E+04下拉受弯是最小弯矩1.05E+042.14E+04下拉受弯是1010最大弯矩1.39E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩1.16E+042.21E+04下拉受弯是1111最大弯矩1.48E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.24E+042.25E+04下拉受弯是1212最大弯矩1.51E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.26E+042.25E+04下拉受弯是1313最大弯矩1.54E+042.26E+04下拉受弯是最小弯矩1.29E+042.26E+04下拉受弯是1414最大弯矩1.57E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.31E+042.27E+04下拉受弯是1515最大弯矩1.60E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.33E+04+04下拉受弯是1616最大弯矩1.60E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.34E+042.27E+04下拉受弯是1717最大弯矩1.61E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.34E+042.27E+04下拉受弯是1818最大弯矩1.62E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.35E+042.27E+04下拉受弯是1919最大弯矩1.62E+042.26E+04下拉受弯是最小弯矩1.35E+042.26E+04下拉受弯是2020最大弯矩1.62E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.35E+042.25E+04下拉受弯是2121最大弯矩1.61E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.34E+042.25E+04下拉受弯是2222最大弯矩1.58E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩1.31E+042.21E+04下拉受弯是2323最大弯矩1.39E+042.14E+04下拉受弯是最小弯矩1.15E+042.14E+04下拉受弯是2424最大弯矩1.17E+042.04E+04下拉受弯是最小弯矩9.74E+032.04E+04下拉受弯是2525最大弯矩9.34E+031.93E+04下拉受弯是最小弯矩7.79E+031.93E+04下拉受弯是2626最大弯矩7.55E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩6.29E+032E+04下拉受弯是2727最大弯矩5.42E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩4.51E+031.68E+04下拉受弯是2828最大弯矩3.11E+031.50E+04下拉受弯是最小弯矩2.59E+031.50E+04下拉受弯是2929最大弯矩1.25E+031.37E+04下拉受弯是最小弯矩1.04E+031.37E+04下拉受弯是3030最大弯矩-9.46E+03上拉受弯是最小弯矩-9.46E+03上拉受弯是从上表可见，主梁承载能力极限状态正截面强度均满足要求。XV箍筋V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0最大剪力00000是是0最小剪力00000是是最大剪力2426是是最小剪力2426是是1最大剪力是是1最小剪力是是最大剪力635.8是是最小剪力706是是2最大剪力2719是是2最小剪力2719是是最大剪力是是最小剪力是是3最大剪力是是3最小剪力653是是最大剪力是是最小剪力是是4最大剪力2690是是4最小剪力2690是是最大剪力2625是是最小剪力2625是是5最大剪力是是5最小剪力593是是最大剪力是是最小剪力是是6最大剪力是是6最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是7最大剪力444是是7最小剪力444是是最大剪力421是是最小剪力421是是8最大剪力是是8最小剪力487是是最大剪力是是最小剪力是是9最大剪力是是9最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是10最大剪力是是10最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是11最大剪力2373是是11最小剪力2373是是最大剪力是是最小剪力是是12最大剪力2387是是12最小剪力2387是是最大剪力是是最小剪力是是13最大剪力2634是是13最小剪力2634是是最大剪力是是最小剪力是是14最大剪力344是是14最小剪力是是最大剪力是是最小剪力269是是15最大剪力2590是是15最小剪力2590是是最大剪力2572是是最小剪力2572是是16最大剪力2562是是16最小剪力2562是是最大剪力是是最小剪力是是17最大剪力是是17最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是18最大剪力94是是18最小剪力94是是最大剪力是是最小剪力是是19最大剪力是是19最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是20最大剪力106是是20最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是21最大剪力是是21最小剪力是是最大剪力25是是最小剪力25是是22最大剪力是是22最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是23最大剪力-2425是是23最小剪力-2425是是最大剪力0是是最小剪力0是是24最大剪力0-34是是24最小剪力0是是最大剪力0是是最小剪力0-59是是25最大剪力0是是25最小剪力0是是最大剪力0是是最小剪力0是是26最大剪力0是是26最小剪力0是是最大剪力0是是最小剪力0是是27最大剪力0是是27最小剪力0是是最大剪力0是是最小剪力0是是28最大剪力是是28最小剪力是是最大剪力156是是最小剪力130是是29最大剪力是是29最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是30最大剪力是是30最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是31最大剪力2516是是31最小剪力2516是是最大剪力是是最小剪力是是32最大剪力2528是是32最小剪力2528是是最大剪力是是最小剪力是是33最大剪力是是33最小剪力是是最大剪力-35是是最小剪力-42是是34最大剪力-2416是是34最小剪力-2416是是最大剪力是是最小剪力是是35最大剪力-2409是是35最小剪力-2409是是最大剪力是是最小剪力是是36最大剪力-113是是36最小剪力是是最大剪力-2395是是最小剪力-2395是是37最大剪力是是37最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是38最大剪力-2376是是38最小剪力-2376是是最大剪力-2662是是最小剪力-2662是是39最大剪力是是39最小剪力是是最大剪力-2662是是最小剪力-2662是是40最大剪力是是40最小剪力是是最大剪力-2328是是最小剪力-2328是是41最大剪力是是41最小剪力是是最大剪力是是最小剪力-818是是42最大剪力-444是是42最小剪力-444是是最大剪力-2671是是最小剪力-2671是是43最大剪力是是43最小剪力是是最大剪力-747是是最小剪力是是44最大剪力是是44最小剪力是是最大剪力-780是是最小剪力-936是是45最大剪力是是45最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是46最大剪力是是46最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是47最大剪力-2759是是47最小剪力-2759是是最大剪力-3053是是最小剪力-3053-1137是是48最大剪力是是48最小剪力是是最大剪力-1068是是最小剪力是是49最大剪力0是是49最小剪力0是是最大剪力00000是是最小剪力00000是是从上表可见，主梁抗剪承载能力极限状态均满足要求。墩台序号根本组合〔KN〕22.58E+03301.18E+03桩基直径为2.4m，配置96Φ28HRB400钢筋，单墩竖向力为11016KN，墩顶初始偏心为0.74m，初始弯矩为3090KN.m，桩基计算长度取2倍桩长。圆形墩柱验算偏心距增大系数ηηHRB400钢筋，fsd`＝330MPa假设ξ＝0.53,自《标准》附录表C.0.2，自《标准》公式(C.0.2-1):eo＝(Bfcd+Dρgfsd`)/(Afcd+Cρfsd`)＝1.0826m,接近于ηeo＝1.07m。(允许偏差在2%以内)受压区高度xo与直径2r的比值假设为0.53，可行。按《标准》公式(-1)、(5.3.9-2)验算柱的承载力。⊕按公式-1验算：γAr^2fcd+CργoNd≤Ar^2fcd+Cρr^2fsd,符合规定！⊕按公式-2验算：γoNdη.mBr^3fcd+Dρ.mγoNdηeo≤Br^3fcd+Dρgr^3fsd,符合规定！3、工况六后托架受力单个托架支撑力为742kN受力验算主梁承载能力极限状态正截面强度验算单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足11最大弯矩02.38E+03下拉受弯是最小弯矩02.38E+03下拉受弯是22最大弯矩-1.00E+04上拉受弯是最小弯矩-1.00E+04上拉受弯是33最大弯矩1.49E+031.39E+04下拉受弯是最小弯矩1.24E+031.39E+04下拉受弯是44最大弯矩3.73E+031.52E+04下拉受弯是最小弯矩3.11E+031.52E+04下拉受弯是55最大弯矩6.54E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩5.45E+031.68E+04下拉受弯是66最大弯矩9.18E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩7.65E+031.82E+04下拉受弯是77最大弯矩1.14E+041.93E+04下拉受弯是最小弯矩9.52E+031.93E+04下拉受弯是88最大弯矩1.44E+042.04E+04下拉受弯是最小弯矩1.20E+042.04E+04下拉受弯是99最大弯矩1.73E+042.14E+04下拉受弯是最小弯矩1.44E+042.14E+04下拉受弯是1010最大弯矩1.99E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩1.65E+042.21E+04下拉受弯是1111最大弯矩1.97E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.64E+042.25E+04下拉受弯是1212最大弯矩1.96E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.64E+042.25E+04下拉受弯是1313最大弯矩1.94E+042.26E+04下拉受弯是最小弯矩1.62E+042.26E+04下拉受弯是1414最大弯矩1.92E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.60E+042.27E+04下拉受弯是1515最大弯矩1.89E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.57E+042.27E+04下拉受弯是1616最大弯矩1.87E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.56E+042.27E+04下拉受弯是1717最大弯矩1.85E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.54E+042.27E+04下拉受弯是1818最大弯矩1.80E+042.27E+04下拉受弯是最小弯矩1.50E+042.27E+04下拉受弯是1919最大弯矩1.75E+042.26E+04下拉受弯是最小弯矩1.46E+042.26E+04下拉受弯是2020最大弯矩1.69E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.41E+042.25E+04下拉受弯是2121最大弯矩1.65E+042.25E+04下拉受弯是最小弯矩1.38E+042.25E+04下拉受弯是2222最大弯矩1.51E+042.21E+04下拉受弯是最小弯矩1.26E+042.21E+04下拉受弯是2323最大弯矩1.33E+042.14E+04下拉受弯是最小弯矩1.11E+042.14E+04下拉受弯是2424最大弯矩1.12E+042.04E+04下拉受弯是最小弯矩9.36E+032.04E+04下拉受弯是2525最大弯矩9.00E+031.93E+04下拉受弯是最小弯矩7.50E+031.93E+04下拉受弯是2626最大弯矩7.28E+031.82E+04下拉受弯是最小弯矩6.07E+031.82E+04下拉受弯是2727最大弯矩5.23E+031.68E+04下拉受弯是最小弯矩4.36E+031.68E+04下拉受弯是2828最大弯矩3.00E+031.52E+04下拉受弯是最小弯矩2.50E+031.52E+04下拉受弯是2929最大弯矩1.21E+031.39E+04下拉受弯是最小弯矩1.01E+031.39E+04下拉受弯是3030最大弯矩-1.00E+04上拉受弯是最小弯矩-1.00E+04上拉受弯是从上表可见，主梁承载能力极限状态正截面强度均满足要求。XV箍筋V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0最大剪力00000是是0最小剪力00000是是最大剪力是是最小剪力是是1最大剪力是是1最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是2最大剪力是是2最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是3最大剪力是是3最小剪力1048是是最大剪力是是最小剪力是是4最大剪力2690是是4最小剪力2690是是最大剪力是是最小剪力是是5最大剪力是是5最小剪力是是最大剪力21361163是是最小剪力2136是是6最大剪力是是6最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是7最大剪力444是是7最小剪力444是是最大剪力421是是最小剪力421是是8最大剪力是是8最小剪力是是最大剪力2629是是最小剪力2629是是9最大剪力1019是是9最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是10最大剪力2668是是10最小剪力2668是是最大剪力是是最小剪力是是11最大剪力2373是是11最小剪力2373是是最大剪力是是最小剪力是是12最大剪力2387是是12最小剪力2387是是最大剪力-2644是是最小剪力-2644是是13最大剪力是是13最小剪力是是最大剪力是是最小剪力-56是是14最大剪力是是14最小剪力是是最大剪力是是最小剪力是是15最