改建铁路宁启线南京南通段复线电气化改造工程
中铁二十局海洋铁路项目
40+72+40m连续箱梁
菱形挂篮计算分析报告
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XX桥梁建设限公司
20XX年X月
目录
1 工程概述计算 1
11工程概况 1
12基资料 1
13计算说明 1
14计算参数 1
15计算模型 2
16菱形挂篮结构计算空间模型 3
161挂篮技术参数 3
162挂篮设计基参数 3
2 荷载计算 3
211 底篮梁模型分析计算 3
212 底篮台模型受力分析 6
22 外导滑梁计算 10
221外滑梁计算 10
222滑梁计算 15
23横梁计算 21
231横梁验算 21
232前横梁力验算 25
24挂篮桁竖变形 28
25挂篮桁力 29
26挂篮桁构件强度稳定性分析 33
261挂篮桁杆件承载力计算 33
27吊杆验算 34
28挂篮行走验算 36
281挂篮行走验算 36
282反扣轮验算 38
29桁抗倾覆稳定性计算 40
3结 42
1 工程概述计算
11工程概况
桥部采(40+72+40)m两跨预应力混凝土连续箱梁箱梁断面单箱单室直腹板断面箱梁顶宽70m底宽40m翼缘板宽15m根部厚75cm腹板厚40cm~80cm底板厚度40cm~80cm悬浇段顶板厚度32cm
箱梁0#块托(支)架施工梁段总长10m边中合拢段长2m挂篮悬臂浇筑箱梁1#~5#块段长30m6#~7#块段35m8#~9#块段40m箱梁悬臂浇注采菱形挂篮进行施工
12基资料
规范标准
钢结构设计规范 (GB500172003)
公路桥涵施工技术规范 (JTGT F502011)
公路桥涵钢结构木结构设计规范 (JTJ02586)
13计算说明
根设计图纸挂篮构造进行空间建模采通限元分析程序SAP2000进行空间分析
计算中传力作假定:
(1)箱梁翼缘板砼侧模重量通外导梁外滑梁分传前节段已施工完箱梁翼板挂篮桁前横梁承担
(2)箱梁顶板砼模支架模重量通滑梁分前节段已施工完箱梁顶板挂篮桁前横梁承担
(3)箱梁底板腹板砼底篮台重量分前节段已施工完箱梁挂篮桁前横梁承担
14计算参数
钢材弹性模量:E206e5 MPa { GB500172003 表343}
密度:γ7850 Kgm3 { GB500172003 表343}
泊松:μ03 { JTJ0412000}
线膨胀系数:α0000012 { GB500172003 表343}
钢材容许应力取值时结构提高30 { JTJ02586 表1210}
15计算模型
挂篮结构计算模型见图包括桁架立柱间横连接系前横梁底篮导梁等承重系统
16菱形挂篮结构计算空间模型
161挂篮技术参数
悬臂浇注箱梁梁段重量:98t(1#节段)
悬臂浇注箱梁梁段分段长度:40m
悬臂浇注梁段高度:5346m
挂篮计算取箱梁节段长重块段验算分取(1#6#8#块段进行验算)
162挂篮设计基参数
(1)梁段混凝土重量:265tm3
(2)群机具荷载取25 KPa
(3)超载系数取105
(4)新浇砼动力系数取12
(5)挂篮行走时击系数取13
(6)抗倾覆稳定系数20
(7)荷载组合:
①砼重+挂篮重+施工群机具+动力附加系数 (强度计算)
②砼重+挂篮重 (刚度计算)
③挂篮重+击附加系数(行走稳定性)
2 荷载计算
211 底篮梁模型分析计算
1#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)高侧受力分析
1#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)低侧受力分析
1#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)高侧受力分析
1#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)低侧受力分析
6#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)高侧受力分析
6#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)低侧受力分析
6#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)高侧受力分析
6#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)低侧受力分析
8#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)高侧受力分析
8#块底板梁(箱梁两腹板中间段截面)低侧受力分析
8#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)高侧受力分析
8#块底篮腹板梁(箱梁腹板截面)低侧受力分析
212 底篮台模型受力分析
1#块底篮台剪应力(单位:MPa)
1#块底篮台弯应力(单位:MPa)
6#块底篮台剪应力(单位:MPa)
6#块底篮台弯应力(单位:MPa)
8#块底篮台剪应力(单位:MPa)
8#块底篮台弯应力(单位:MPa)
计算模型知:底梁受弯矩剪力均1#块弯应力:1258MPa<13*145Mpa1885Mpa (容许抗弯)满足强度求
剪应力:282Mpa<85Mpa(容许抗剪)满足强度求
1#块底篮台刚度(单位:mm)
6#块底篮台刚度(单位:mm)
8#块底篮台刚度(单位:mm)
计算模型知:底篮台挠度175mm满足规范设计求
22 外导滑梁计算
221外滑梁计算
1#块外滑梁弯应力(单位:MPa)
1#块外滑梁剪应力(单位:MPa)
6#块外滑梁弯应力(单位:MPa)
6#块外滑梁剪应力(单位:MPa)
8#块外滑梁弯应力(单位:MPa)
8#外滑梁剪应力(单位:MPa)
计算模型知:外滑梁受弯矩剪力均8#块弯应力:892MPa<13*145Mpa1885Mpa (容许抗弯)满足强度求
剪应力:137Mpa<85Mpa(容许抗剪)满足强度求
1#块外滑梁刚度值(单位:mm)
6#块外滑梁刚度值(单位:mm)
8#块外滑梁刚度值(单位:mm)
模型计算知外滑梁挠度142mm满足规范设计求
222滑梁计算
1#块滑梁剪应力(单位:MPa)
1#块滑梁弯应力(单位:MPa)
6#块滑梁剪应力(单位:MPa)
6#块滑梁弯应力(单位:MPa)
8#块滑梁剪应力(单位:MPa)
8#块滑梁弯应力(单位:MPa)
计算模型知:滑梁受弯矩剪力均8#块弯应力:827MPa<13*145Mpa1885Mpa (容许抗弯)满足强度求
剪应力:114Mpa<85Mpa(容许抗剪)满足强度求
1#块滑梁刚度值(单位:mm)
6#块滑梁刚度值(单位:mm)
8#块滑梁刚度值(单位:mm)
计算模型知:滑梁挠度1297mm满足规范设计求
23横梁计算
231横梁验算
1#块横梁剪应力(单位:MPa)
1#块横梁弯应力(单位:MPa)
6#块横梁剪应力(单位:MPa)
6#块横梁弯应力(单位:MPa)
8#块横梁剪应力(单位:MPa)
8#块横梁弯应力(单位:MPa)
计算模型知:横梁受弯矩剪力均1#块弯应力:225MPa<13*145Mpa1885Mpa (容许抗弯)满足强度求
剪应力:27Mpa<85Mpa(容许抗剪)满足强度求
1#块横梁刚度值(单位:mm)
6#块横梁刚度值(单位:mm)
8#块横梁刚度值(单位:mm)
计算模型知:横梁挠度值167mm满足规范设计求
232前横梁
1#块前横梁弯应力(单位:MPa)
1#块前横梁剪应力(单位:MPa)
6#块前横梁弯应力(单位:MPa)
6#块前横梁剪应力(单位:MPa)
8#前横梁弯应力(单位:MPa)
8#块前横梁剪应力(单位:MPa)
计算模型知:横梁受弯矩8#块剪力6#块弯应力:555MPa<13*145Mpa1885Mpa (容许抗弯)满足强度求
剪应力:309Mpa<85Mpa(容许抗剪)满足强度求
24挂篮桁竖变形
1#块桁变形图(单位:mm)
6#块桁变形图(单位:mm)
8#块桁变形图(单位:mm)
计算模型知:桁变形挠度值101mm<20mm符合规范设计求
25挂篮桁力
挂篮桁施工荷载组合条件力(销结)
1#块桁杆件轴力图(单位:KN)
6#块桁杆件轴力图(单位:KN)
8#块桁杆件轴力图(单位:KN)
1#块单片桁锚反力:395KN前支点反力7134KN
6#块单片桁锚反力:4006KN前支点反力7233KN
8#块单片桁锚反力:4689KN前支点反力8438KN
单片桁锚反力8#块反力4689KN
26挂篮桁构件强度稳定性分析
261挂篮桁杆件承载力计算
菱形桁架结构面杆系5根杆件杆件截面2[32a
27吊杆验算
1#块吊杆轴力图(单位:KN)
6#块吊杆轴力图(单位:KN)
28挂篮行走验算
281挂篮行走验算
挂篮行走时前端通前吊杆导梁吊杆底篮翼板模板顶板模板吊前横梁端通外滑梁吊住横梁(底篮)翼板顶板模板端吊浇筑完箱梁行走时横梁变换成根简支梁跨径8m外滑梁
简支梁挂篮行走跨径断变化(98m)滑梁支承顶板滑梁支承侧模外滑梁支承侧模
挂篮行走验算
行走状态应力图
横梁组合应力38MPa<13*145MPa1885MPa
滑梁组合应力854MPa<13*145MPa1885MPa
行走吊杆拉力30KN满足求余吊杆拉力415KN满足求
282反扣轮验算
①设计参数
径力 Fr22750 (N)
轴力 Fa0 (N)
轴颈直径 d160 (mm)
转速 n1 (rmin)
求寿命 Lh'500 (h)
温度系数 ft1
润滑方式 Grease脂润滑
②选轴承信息
轴承类型 BType深沟球轴承
轴承型号 BCode6312
轴承径 d60 (mm)
轴承外径 D130 (mm)
轴承宽度 B31 (mm)
基额定动载荷 C81800 (N)
基额定静载荷 Co51800 (N)
极限转速(脂) nlimz5000 (rmin)
③量动载荷
接触角 a0 (度)
负荷系数 fp12
判断系数 e016
径载荷系数 X1
轴载荷系数 Y0
量动载荷 P27300 (N)
轴承需基额定动载荷 C'8482745 (N)
④校核轴承寿命
轴承寿命 Lh448354 (h)
验算结果 Test合格
反扣轮轴验算
29桁抗倾覆稳定性计算
P
1计算简图:
P1
2浇注砼时抗倾覆计算:根计算结果梁锚浇注8#块4米节段砼时锚力桁架锚力P1=4689KN
图计算出:倾覆力P843846893749KN
倾覆弯矩MP*L3749*53198697KNm
锚设4根Φ32精轧螺纹筋抗力达P14*5002000KN
抗倾覆弯矩M1P1*L12000*4058100KNm
桁抗倾覆系数KM1M81001987≈30>2满足规范求
3挂篮走行时抗倾覆计算:根走行工况计算结果梁走反扣轮锚力N=5099541275KN 电算模型知:倾覆力P1640KN
M2P*L1640*538692KNm
反扣轮轴直径60mm材质45#钢调质受力模型短悬臂梁
单轮子抗力Q125*3*314*60*6016265KN
4轮子抗倾覆力矩M4*265*4054293KNM
挂篮走行时锚力滑道承受滑道钢板组焊H型构件结构形式图:
计算W10060168mm3
滑道隔240cm 2根Φ32精轧螺纹锚筋
滑道梁受弯时承受力:
单根P14σ1WL4*145MPa*10060168mm324m2431KN
滑道梁承受抗力取243KN
抗倾覆弯矩M2P1*L1243*2*40519683KN
滑道抗倾覆系数KM2M19683869>2满足规范求
反扣轮抗倾覆系数KM2M4293869>2满足规范求
基前述计算结:
挂篮桁架前横梁构件强度刚度整体稳定局部稳定满足规范设计求
挂篮钢吊带锚固系统验算表明钢吊带锚吊杆满足规范设计求
3结
基前述计算结:
挂篮桁架前横梁构件强度刚度整体稳定局部稳定满足规范设计求
挂篮吊杆锚固系统验算表明精轧螺纹钢吊杆锚吊杆满足规范设计求
挂篮行走验算表明行走吊杆反扣轮悬挑结构满足规范设计求
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