60+100+60m连续梁挂篮计算
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1.检算依据
1)《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011;
2)《钢结构设计规范》GB50017-2003;
3)《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005;
4)《路桥施工计算手册》;
5)《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》;
6)《机械设计手册》;
2.主要检算指标
1)主构架最大下挠值:≤20mm
2)前上横梁、走行梁、底模平台横梁和纵梁挠度:≤L/400
3)底模板、外模变形:≤L/400,及≤1.5mm
4)内模变形:≤L/250,及≤1.5mm
5)模板钢楞变形:≤L/500,≤3mm
6)工作状态抗倾覆系数:≥2.0
7)走行状态抗倾覆系数:≥2.0
8)受压构件的容许长细比:[λ]=150
9)受拉构件的容许长细比:[λ]=300
3.工程概况
本主桥为连续箱梁,桥跨组成为60+100+60m的单箱单室连续梁。箱梁顶宽12m,底板宽6.7m,梁段高度4850~7850。
该桥箱梁悬臂浇注段采用三角形挂篮施工。挂篮悬臂浇注箱梁最重块段重量为160t,预压重量192吨。挂篮总重58t,悬吊部分45t。适应最大梁段长度4000mm。
4.结构主要材料
底模前横梁、吊点连接器、立柱、钢枕为Q345钢材,销轴为45#钢材,其他为Q235钢材。
钢筋混凝土的容重按26KN/m3。Φ25精轧螺纹钢锚固、φ25吊装。
钢材的技术指标为:
1)钢弹性模量E
=2.06×105MPa;
s
2)材料强度设计值:Q235钢f=215Mpa,Q345钢f=310Mpa
5.挂篮构造
挂篮为三角形挂篮,三角形桁片由2[32b、2[40b普通热轧槽钢组成的方形格构式截面杆件构成,缀板间距分别为800、900、1000mm,前横梁由2I40b组成的截面杆件构成,底篮横梁由2[32b组成的截面杆件构成,底篮腹板下纵梁为2I30b截面构成,吊杆采用φ25螺纹钢。其他构造见设计图纸。如图所示。
6.计算荷载
1)钢筋混凝土的容重按26KN/m3,混凝土自重系数取1.2,其他结构自重系数亦取1.2。
2)倾倒混凝土时产生的水平荷载,取2KN/㎡;倾倒混凝土时产生的竖向荷载,取2KN/㎡;混凝土振捣时对侧面模板产生的荷载,取4KN/㎡;混凝土振捣产生的竖向荷载,取2KN/㎡;荷载分项系数取1.4。
3)混凝土浇筑时超灌系数:1.05;
4)新浇砼对模板侧面压力荷载:F=0.22γc t 0β1β2V ½和H p c γ=两公式进行计算,侧压力取两者中较
小值;3/26m KN c =γ,砼初凝时间t 0=8h,外加剂影响修正系数β1=1.2,混凝土坍落度影响修正系数
β2=1.15,混凝土的浇筑速度V=2m/h,H 取6m ;经计算得较小值为F=0.22γc t 0β1β2V ½
=0.22*26*8*1.2*1.15*1.414KN/m 2=75.1KN/m 2,荷载分项系数取1.2。
5)施工机具及人群荷载:计算模板时取均布荷载2.5kN/m 2和集中荷载2.5KN 分别计算。计算纵横梁时取1.5kN/m 26)挂篮空载行走时的冲击系数1.05;
7)作用于挂篮主桁的荷载
8)箱梁荷载:箱梁荷载按160t 计算载荷,预压重量192吨;
9)挂篮自重:58t,其中悬吊部分45t;
10)风荷载:根据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)表D.4全国各城市的50年一遇风压,查得安徽50年一遇的风压为0.3KN/㎡;重点分析挂蓝横桥向抗风,荷载分项系数1.4。
7.0#块模板
7.1侧模
面板采用6mm 钢板;横筋采用[8型钢,间距350;纵肋采用-10x80扁钢,间距350。
1)模板
模板面板按单向板计算,取跨度为350mm 的单向板为计算模型。计算简图如图所示。
承受荷载:
新浇砼对模板侧面压力荷载:75.1KN/m 2
,荷载分项系数取1.2;倾倒混凝土时产生的水平荷载,取2KN/㎡;混凝土振捣时对侧面模板产生的荷载,取4KN/㎡;荷载分项系数取1.4。
计算弯矩系数为0.1,挠度系数为0.11。
经过计算,Mmax=0.1×98.52×0.352
=1.2KN.m 弯曲应力为:
6
2
1.20101341.5100066M MPa W σγ×===××,满足强度要求。变形为:
3
53
0.08113500.110.012.06106mm ω×=×=××<L/400=350/400=0.875mm,刚度满足!2)纵肋
按单跨简支梁计算,跨度为350mm,承受荷载q=98.52×0.350=34.5KN/m,截面形式对于-10x80为T 字型截面,翼缘宽度取90mm。
计算简图如图所示。
截面特性如下所示
整体稳定系数φb =1
由最大壁厚10mm得:
截面抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa
截面抗剪强度设计值fv=125MPa
剪力范围为-6.0375--6.0375KN
弯矩范围为-0.528281--0KN.M
最大挠度为0.0319448mm(挠跨比为1/10956),满足。
由Vmax x Sx/(Ix x Tw)得
计算得最大剪应力为9.6851MPa满足!
由Mx/(γx x Wx)得
计算得强度应力为24.6372MPa满足!
由Mx/(φb x Wx)得
计算得稳定应力为14.7862MPa满足!
受压翼缘外伸宽度与厚度之比为 6.66667满足。
腹板高厚比为8满足。
3)横筋
横筋采用[8型钢,间距350,按跨度为850mm的简支梁计算,承受间距为350mm大小为6KN的集中力。
截面为普槽8
截面Ix= 1.013e+006mm4
截面Wx=25325mm3
面积矩Sx=14944mm3
腹板总厚5mm
塑性发展系数γx= 1.05
整体稳定系数φb=1
由最大壁厚8mm得:
截面抗拉抗压抗弯强度设计值f=215MPa
截面抗剪强度设计值fv=125MPa
剪力范围为-5.92941--6.07059KN
弯矩范围为-1.715--1.79093e-008KN.M
最大挠度为0.629026mm(挠跨比为1/1351),满足。