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1、 安家寨大桥（60+100+60）m连续梁挂蓝设计计算书中铁十一局集团汉江重工2016 年 6 月第 1 章 设计计算说明1.1 设计依据1、 (60+100+60)m 施工图纸。2、 钢结构设计规范GB50017-2003 ；3、 路桥施工计算手册 ；4、 桥梁工程 、 结构力学 、 材料力学 ；5、 机械设计手册 ；1.2 工程概况本工程主桥桥跨组成为 60+100+60m 的单箱单室双线连续梁。箱梁顶宽 12.2m，翼缘板长 2.75m，支点处梁高 7.8m，跨中梁高 4.8m，梁高及底板厚按二次抛物线变化。腹板厚 90cm（支点）至 50cm（跨中）折线变化，底板厚度为 130cm（支
2、点）至44cm（跨中）按直线线性变化，顶板厚度为 70cm（支点）至 45cm（跨中） 。箱梁 0#块梁段长度为 12m，合拢段长度为 2.0m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为 1#块，其重量为 174.8 吨，长度 3m。该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。1.3 挂篮设计1.3.1 主要技术参数、钢弹性模量 Es2.110 5MPa；、材料强度设计值：Q235钢 厚度或直径 16mm，f=215N/mm 2，f V=125 N/mm2Q345 钢 厚度或直径 16mm，f=310N/mm 2，f V=180 N/mm2厚度或直径1640mm，f=295N/mm 2，f V=170 N/mm
3、21.3.2 挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形架各杆件采用 240a 普通热轧槽钢组焊，前横梁由 2I45a 组焊，底托系统前托梁由 2I45a 组焊，后托梁由 2I45a 组焊，底纵梁由 236b 组焊。主桁系统重 13.3t、行走系统重 6.6t、前横梁重 2.8t、底托系统重 15.7t（含底模模板重量） 、内模系统重 5t（内模重量估算） 、侧模重 20.3t，整个挂篮系统约重 63.7t。 1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混凝土动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数 1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：
4、2.0。恒载分项系数 K1=1.2；活载分项系数 K2=1.4。、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取 1#块计算。1# 块段长度为 3m，重量为 174.8t 计算；施工机具及人群荷载：2.5kN/m 2；挂篮自重（不含行走及主桁架系统）：43.8t ；、荷载组合荷载组合：混凝土重量+超载+ 动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合用于主桁承重系统强度和稳定性计算，荷载组合用于挂篮系统行走算。第2章 挂篮底托系统计算2.1 底纵梁计算2.1.1 腹板下纵梁的计算腹板下纵梁按 1#梁段计算。1# 梁段两端截面高度分别为 7.387m 和 7.004
5、m，箱梁腹板厚 0.869-0.9m，腹板每侧荷载由 3 根底纵梁承担，纵梁间距为 0.4m。腹板处混凝土线荷载为： mkNq /5.208.12632)9.086.()04.738.(1 底模板重量按 1.0kN/m2 计，底模板荷载为： kq/1.2*9.012人群及机具荷载为： mkN/.34.53倾倒和振捣混凝土产生的荷载； kq/8.19.041#块加强纵梁的荷载为： mkNq/2.736.342加强纵梁的受力及计算模型下图：加强纵梁受力计算图支点反力分别为： KNlbqaRA 4.1856.30272B 291最大弯矩: mKNlbaRMA /9.216)5.0312.(48)01
6、.(max 底纵梁选用 2-36b，查表知其截面特性参数为：A=268.09cm2，Wx=2702900mm3，Ix=2126517000mm4弯曲应力： ,满足要求；MPafaWw 2106.1537029.6剪切应力： ,满足要求；fPAV5.84.13由以上计算可知，腹板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。2.1.2 底板下纵梁的计算底板下纵梁按 1#梁段计算。计算混凝土厚度 0.832m0.9m，底板荷载由 7 根纵梁承担。底板混凝土荷载： mkNq /5.1470.2632.5)908.(1 模板重量按 1kN/m2 计，模板荷载为： q/.2人群及机具荷载： mkNq/184.5.
7、3倾倒和振捣混凝土产生的荷载： k/84.1.3每根底板下纵梁的荷载为： mNqq7.2937421 底板纵梁载荷小于腹板，故不做验算！由以上计算可知，腹板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。2.2 底托梁计算：（按 1#梁段计算）2.2.1 浇注状态后托梁由底板下纵梁的计算可知，支座反力 RA=118.4KN , RB=98.2KN，。因此前托梁近似承担底部荷载的 45%，后托梁承%45102.9841BAR担底部荷载的 55%。故在此只对后托梁在浇注状态进行受力分析。底纵梁自重：6.42KN故，对于前托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载： kN7.12%5)4.63.21(底板处每根底纵梁的集
8、中荷载： kN.).78.9(后托梁受力简图后托梁弯矩图( 单位:KNm)后托梁剪力图(单位:KN)后托梁由 2I45a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=210238mm2 Wx=21432900mm3 Ix=2322410000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=435.24Kn/m弯曲应力： ,满足要求。MPafaWMw 2101543290.56剪切应力： ,满足要求；fAV56718.由以上计算可知，后托梁在浇注状态下，满足要求。2.2.2 浇注状态前托梁对于后托梁：腹板处每根底纵梁的集中荷载： kN4.10%5)42.63.21(底板处每根底纵梁的集中荷载： kN2.39)
9、.78.9(前拖梁受力简图前托梁弯矩图( 单位:KNm)前托梁剪力图( 单位:N)前托梁由 2I45a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=210238mm2 Wx=21432900mm3 Ix=2322410000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=242.6Kn/m弯曲应力： ,满足要求。MPafaWMw 2106.8413290.4剪切应力： ,满足要求；fAV5.7.7由以上计算可知，前托梁在浇注状态下，满足要求。2.2.3 吊带（杆）计算：假设前托梁所有荷载只由腹板两侧吊带承担，根据托梁剪力图，可得受力最大吊带（杆）受力值为：R=415.8+119.29=535.1 kN（后吊
10、点）R=237.6+100.4=338kN（前吊点）吊杆强度验算：吊杆用 32mm 精轧螺纹钢筋， ,满足要MPafaWRw 56047.80316求；吊带强度验算：吊杆用 20200mmQ345B 吊带， ,MPafaWRw 3107.1320.56满足要求；2.3 前横梁2.3.1 前横梁浇注状态下受力计算（按 1#梁段计算）P1=237.6+100.4=338kN，为上横梁作用力。 KNP 184.375.2.205.13648.075.120)18(2 ）（）（腹板外侧吊带作用力）（内KNP 3.84.12.53.20.1.5364.0512.0)6.15(43 ）（模系统吊杆作用力）
11、前横梁受力简图前横梁弯矩图前横梁剪力图前横梁由 2I40a 组成查表可知型钢组合截面特性参数为：A=28607mm2 Wx=21085700mm3 Ix=2217140000mm4由弯矩图可知最大弯矩:Mmax=253.8Kn/m弯曲应力： ,满足要求。MPafaWMw 2109.1608572.3剪切应力： ,满足要求；fPAV5613由以上计算可知，前横梁在浇注状态下，满足要求。第三章 挂篮主桁架计算1浇筑最重块（4#块）时受力计算 混凝土重量+浇注动力荷载+ 超载： kNG205.108.174前吊点承担混凝土荷载的 45%，即： =220245%=991kN 挂篮荷载：前横梁自重 18
12、.8KN前吊点承担底托系统、侧模、内模、端模、操作平台的 50荷载：P1=48101.250=288kN 前吊点承担人群和机具荷载的 50： P2=2.512.231.450 =64kN 倾倒和振捣混凝土荷载的 50： P3=412.231.450=102.5kN单片主桁前吊点荷载： kNGP 732/)5.106428.19(2/)8.1(32 结构计算简图每片主构架有 4 根钢筋后锚，采用预埋形式后锚。32mm 的精轧螺纹钢筋抗拉强度为787KN，后锚群的锚固力按 70%折减，F=787470%=2204KN; 设后锚力为 Q，则：7325.2=4.6Q Q=828KN;安全系数： ，满足
13、抗倾覆要求！27.8204S2. 主构架各杆件计算2.1 杆件强度计算按浇注 1#节块时的状态计算，由力学计算软件计算杆得：各杆件均由 2-40a 组成。查表可知型钢组合截面特性参数为：A=27504mm2 Wx=2878900mm3 Ix=2175777000mm4组合应力计算结果（ MPa MPa）4.13max215位移等值线（18.4mm20mm）2.2 压杆稳定性计算轴力图：KN(1)压杆稳定检算压杆长度为 4.37m，所受力为 1452.4kN1508.32.147y分肢长细比按 9.1783.1y取为 14.5 cmAIixx4.12 6/37oil1509.821xx按 b 类
14、查表得 0.5合格MPaAN215.10824.789.13由以上计算可知，主构架的各杆件强度及结构变形量均满足受力要求。3、主构架销轴计算主桁架销轴采用 40Cr，直径 125mm，最大轴力 1505.3KN3.1.销轴强度验算:剪应力： ，满足要求。MPadAV234.61)2(03.153.2.节点板销孔承压计算节点板板厚为 20mm，每块节点板单面焊 20mm 厚补强板，销孔直径 D=125mm，压力 P=1505.3/2=753KN压应力： ，满足要求。MPaDP2156.0)2(15733.3.杆件销孔承压计算槽钢腹板厚为 10mm，槽钢腹板内侧焊 20mm 厚补强板，销孔直径 D
15、=125mm，压力P=1505.3/2=753KN压应力： ，满足要求。MPaDP21594)201(5734挂篮空载行走时受力计算挂篮空载前移时，只靠反扣轮及配重平衡其倾覆力，每个反扣轮的极限承载力为90.8KN。挂篮的前横梁、底模系、侧模、内模、端模、吊带系统以及操作平台等总重480KN，设主构架前支点承受其中 50%的荷载，故作用于主构架前支点的荷载为：F1=240KN 挂篮前进时冲击荷载系数取 1.3，主桁架含 2 片菱形架，故单个前支点荷载为：F=2401.3/2=156KN设后锚力为 Q，则：Q=1565.2/4.6=176KN每片桁架后有两对反扣轮，则每个轮子承载的压力为 176/4=442 符合要求。
