连续梁悬臂浇筑挂篮验算书(迈达斯建模)

鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥连续梁（70+120+70）m悬臂施工挂篮验算书施工单位：中城交建鹤辉高速公路项目部计算：江光军2015年5月整理上传目录1.计算依据...............................................................................................................................12.主要技术参数.......................................................................................................................13.挂篮设计................................................................................................................................24.挂篮荷载................................................................................................................................65.挂篮建模..............................................................................................................................126.梁单元强度及刚度（挠度）验算......................................................................................146.1强度验算....................................................................................................................146.2刚度（挠度）验算....................................................................................................187.三角桁架验算......................................................................................................................207.1强度及稳定性验算....................................................................................................207.2刚度(变形)验算.........................................................................................................227.3连接螺栓、孔验算....................................................................................................238.吊杆及其它结构验算..........................................................................................................268.1吊杆强度（拉力）验算............................................................................................268.2挂篮空载前移相关结构验算....................................................................................279.抗倾覆安全系数验算..........................................................................................................299.1挂篮满载工作时抗倾覆安全系数............................................................................299.2挂篮行走时抗倾覆安全系数....................................................................................291鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥挂篮验算（70+120+70）m1.计算依据（1）鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥设计图纸；（2）对应的挂篮设计图纸；（3）《公路桥涵施工技术规范》JTG_TF50-2011；（4）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；（5）《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008；（6）电算软件：迈达斯(MidasCivil)。2.主要技术参数根据相应的设计、施工等技术规范，各类计算参数选定如下：（1）人群及机具荷载取2.5KN/m2。（2）钢筋砼比重取值为26KN/m3；（3）混凝土考虑预压荷载系数取1.2；（4）混凝土超灌系数取1.05；（5）钢材弹性模量：2.1×105MPa；（6）钢材容许应力:拉应力[σ]=140×1.3=182Mpa(Q235)剪应力[τ]=85×1.3=110Mpa(Q235)注:1.3为临时性结构提高系数,见《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）表1.2.10（7）焊接容许应力：同基本钢材。见《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）第1.2.8条；（8）粗制螺栓容许拉应力[σ]=110Mpa剪应力[τ]=80Mpa（9）构件容许挠度值：1/400；（11）模板容许挠度值：1.5mm；（12）钢肋（钢楞）容许挠度值：1/500；(13)挂篮允许最大变形：20mm。2（14）挂篮行走时自重附加系数取1.2；（15）挂篮行走时风荷载取800Pa；（16）计算复核的荷载组合①砼重×荷载系数+挂篮自重+施工荷载(强度)②砼重×超灌系数+挂篮自重(刚度)③挂篮自重×自重附加系数+风荷载(行走稳定)（17）电算单位：统一为KN、m。3.挂篮设计挂篮主要由五大部分组成,即:承重系统、模板系统、锚固系统（后锚）、吊挂系统、行走系统。挂篮设计总体组装见图1、图2。顶镐横梁螺旋顶镐前上横梁主桁锚梁顶进设备外滑梁前托梁后托梁前吊杆后吊杆移篮横梁吊架外模板配套锚具纵梁图1:挂篮总装图(侧立面)3前托梁内模架内滑梁外滑梁外模架移篮横梁前上横梁后托梁图2:挂篮总装图(正面)承重系统：包括主桁架、前上横梁、底模平台、滑梁等，是挂篮的主要受力结构；模板系统：模板由三部分组成，即:底模、外模、内顶模及内侧模。底模由底模平台及前、后托梁支承，内、外侧模及顶模由滑梁支承，见图1、图2。锚固系统：主桁架是一悬臂受力结构，后端必须锚固在已浇混凝土顶板上以防倾覆。锚固系统包括锚梁、锚杆、提升及卸载设备，见图1、图3。吊挂系统：分前吊和后吊。前吊就是通过吊杆把底模平台的前托梁，内、外滑梁前端与主桁架上的前上横梁连接起来，见图1、图2；后吊就是通过吊杆把底模平台的后托梁，内、外滑梁的后端与已浇梁段进行连接，见图1、图4。吊挂系统包括吊杆、提升及卸载设备。4后锚梁精扎螺纹钢筋螺旋顶稿配套锚具21006490210037004551145160032453245主桁架300300图3:挂篮锚固系统(正面)14001400190037003700500900500900130064901900240024006750400400图4:挂篮后吊挂系统(正面)后托梁内模架外模架内滑梁外滑梁2%5行走系统：梁段浇筑张拉完成后，挂篮前移的装置。行走系统包括移篮行走轨道、移篮横梁、后支座钩板、滑梁吊架、液压顶进设备等。挂篮移动前，需将后锚杆和后吊杆拆除。主桁后锚改为利用竖向预应力钢筋与轨道锚紧，后支座钩板钩住轨道不使倾覆（支座与桁架牢固地焊成整体）；底模后吊由挂篮中部移篮横梁两端悬吊的钢丝绳及手动葫芦承担；内、外滑梁的后吊由吊架承担。挂篮行走由前端液压顶进设备完成，液压顶镐前端顶住前支座，后端利用移篮轨道支撑，支座与轨道之间采用滑动摩擦前移。见图2、图5、图6。0顶镐横梁螺旋顶镐前上横梁顶进设备外滑梁前托梁后托梁前吊杆吊架5t手动葫芦移篮轨道后锚梁移篮吊挂利用梁体精轧螺纹钢扣紧轨道后支座钩板移篮横梁图5:挂篮行走系统(侧立面)图6:后支座结构图后支座钩板主桁架利用梁体精轧螺纹钢扣紧轨道移篮轨道6三角桁架专门为3号墩悬灌节段通过220KV高压输电线路设计,其它地段挂篮桁架利用既有菱形桁架。由于挂篮上方有220KV高压输电线路通过，要求桥面以上结构物总高度不超过4.5m，扣除行走轨道及支座高度，三角桁架设计总高度为3.925m。三角桁架由大梁、立柱、斜杆三种构件组成：大梁采用2Ⅰ45b工字钢，立柱采用2［36b槽钢，斜杆采用2［32b槽钢，杆件与杆件之间通过节点板以螺栓连接，螺栓直径φ27mm。前上横梁、后锚梁，前托梁（前下横梁）、后托梁（后下横梁）均采用Ⅰ40a双拼工字钢。内滑梁采用双拼［25a槽钢、外滑梁采用双拼［20a槽钢。底模纵向分配梁采用Ⅰ32a单工字钢，横肋采用［8槽钢。移篮横梁采用2［20a槽钢，斜撑为2［14a槽钢，横联为单根［14a槽钢。钢材材质及规格：型钢均为Q235钢，吊杆采用φ32mm（PSB785）精轧螺纹钢筋，连接螺栓采用5.6级普通螺栓。4.挂篮荷载4.1验算节段确定梁顶宽12.75m，梁底宽6.75m，腹板厚1.1m～0.6m，梁节段长度分为3m、3.5m、4m三种。3m节段混凝土最大体积在悬灌起始节段1号梁段，总方量70.4m3，3.5m节段混凝土最大体积在5号梁段，总方量64.6m3。4m节段混凝土最大体积在9号梁段，总方量55.9m3。对挂篮的前托梁、后托梁、滑梁、三角桁架等各部位应按最不利荷载组合进行验算。悬浇节段混凝土荷载由前、后吊点承担，后吊点支承在已浇筑的混凝土梁段上，前吊点支承在主桁架前上横梁上，由前上横梁传递至主桁架前支点。作用在挂篮前、后吊点的荷载不仅与节段混凝土总重量有关，还与节段长度有关。因为节段长度不同，前、后吊点的重力分配系数也不同。因此应对不同节段长度混凝土圬工量最大者分别计算其作用在前、后吊点的重量，择其最大值作为挂篮构件设计依据。主桁前、后吊点跨度长5m，后吊点距已浇筑混凝土梁端为0.5m。当节段长3m时，前端1.5m为空载;当节段长3.5m时，前端1m为空载;当节段长4m时，前端0.5m为空载。设荷载重为1个单位，不同长度节段前、后吊点受力分配系数如下图所示：7YbYa上图中：L—梁段长度，Ya—后吊点受力分配系数，Yb—前吊点受力分配系数。由上图知：Yb=52/5.0LYa=1-Yb不同长度梁段前、后吊点重力分配梁段编号梁段长（m）混凝土重（KN）后吊点分配系数后吊点重（KN）前吊点分配系数前吊点重（KN）231758.80.61055.30.4703.553.51678.40.55923.10.45755.3941454.40.5727.20.5727.2注:1号梁段在支架上浇筑，所以