石家莊市倉(cāng)安路跨京廣鐵路斜拉橋施工掛籃計(jì)算書(shū)PAGEPAGE32石家莊市倉(cāng)安路跨京廣鐵路斜拉橋施工掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1概況石家莊市倉(cāng)安路斜拉橋?yàn)閭}(cāng)安路高架橋中跨越京廣鐵路的一座大型橋梁，其主跨米，為砼П型結(jié)構(gòu)。由于跨越京廣鐵路，而施工期間又不能影響京廣線的運(yùn)行，故施工只能采用懸臂施工，其施工節(jié)段為6.3m。本掛籃就是為此橋П梁的懸臂施工而設(shè)計(jì)的。根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工特點(diǎn)，掛籃為三角掛籃，其由以下幾個(gè)主要部分組成。（1）主桁系統(tǒng)：由主梁、立柱、斜拉鋼帶組成單片主桁，共4片，橫向由前、后上橫梁、平聯(lián)、門(mén)架連接；（2）П梁頂板底模平臺(tái)：由縱梁和下橫梁組成整體平臺(tái)，分前、后底模平臺(tái)；（3）П梁縱、橫梁底模平臺(tái)：由支撐梁和橫向底模支架組成整體平臺(tái)，橫向底模支架采用桁架形式；（4）吊掛系統(tǒng)：由前上橫梁，前后吊掛精軋螺紋鋼筋組成；（5）外導(dǎo)梁系統(tǒng)：由外導(dǎo)梁、錨固滑行設(shè)備等組成，為底模平臺(tái)滑道設(shè)備；（6）走行系統(tǒng)：由前后支腿、滑板及滑道組成，為主桁系統(tǒng)的滑行設(shè)備；(7)平衡及錨固系統(tǒng)：由錨固部件、錨固筋、配重等組成，以便掛籃在灌注砼和空載行走時(shí)，具有必要的穩(wěn)定性。2計(jì)算依據(jù)石家莊市倉(cāng)安路跨京廣鐵路斜拉橋施工設(shè)計(jì)圖；石家莊市倉(cāng)安路跨京廣鐵路斜拉橋施工掛籃方案設(shè)計(jì)圖；《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ021-89）；《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ025-85）；《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）。3計(jì)算說(shuō)明根據(jù)本掛籃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)計(jì)算中采用以下假定和說(shuō)明。（1）由于掛籃的主桁系統(tǒng)和底模系統(tǒng)僅通過(guò)吊掛系統(tǒng)（精軋螺紋鋼）相連，故計(jì)算按各自的子結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，子結(jié)構(gòu)為前底模平臺(tái)，后底模平臺(tái)，縱、橫梁底模平臺(tái)和主桁體系；（2）計(jì)算順序?yàn)橄葘?duì)前、后底模平臺(tái)和縱、橫梁底模平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，得出各吊點(diǎn)的支撐反力，然后把此支撐反力作為外力對(duì)主桁體系進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)算；（3）縱、橫梁底模平臺(tái)中橫向底模支架為四片桁架，縱向?yàn)橹瘟?，荷載傳遞為先有間隔60～70㎝的方木承受直接荷載，然后傳遞給底模支架，縱向支撐梁相對(duì)于橫向的底模支架，其剛度很小，對(duì)底模支架的橫向約束很弱，所以計(jì)算均對(duì)底模支架進(jìn)行，底模支架可以按照各自的桁架體系進(jìn)行平面計(jì)算。單片桁架上弦桿承受由間隔60～70㎝的方木所傳遞的荷載（32m/0.6～0.7m＞32）簡(jiǎn)化為均布荷載。由于非節(jié)點(diǎn)力的存在，故桁架各桿件按梁?jiǎn)卧M(jìn)行計(jì)算，即節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)；（4）前、后底模平臺(tái)按縱梁和下橫梁組成的平面格梁體系進(jìn)行空間計(jì)算，單元?jiǎng)澐譃榭臻g梁?jiǎn)卧?，所受荷載為均布荷載；（5）主桁體系按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，主梁為按梁?jiǎn)卧?jì)算，立柱和鋼拉帶按桿單元計(jì)算，即節(jié)點(diǎn)絞接；（6）節(jié)段施工過(guò)程一般分為以下工況：①掛籃空載走行就位。②立模。③綁扎鋼筋并澆注砼。④砼養(yǎng)生后，拆模并張拉預(yù)應(yīng)力。對(duì)于掛籃來(lái)講，只有工況①和工況③最不利，故只進(jìn)行工況工況①和工況③的檢算；（7）掛籃各子結(jié)構(gòu)橫向靠各自的限位裝置約束，橫向風(fēng)載作用下的主桁結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性不作檢算；（8）主桁體系的結(jié)構(gòu)受力分析和豎向整體穩(wěn)定性檢算，計(jì)入縱向風(fēng)載作用。橋面以下的結(jié)構(gòu)體系不考慮風(fēng)載作用；（9）各施工荷載參照規(guī)范或相應(yīng)資料取值，并按荷載組合Ⅴ進(jìn)行組合檢算；（10）由于砼澆注是一緩慢加載過(guò)程，故工況③不計(jì)荷載動(dòng)力作用，但工況①應(yīng)計(jì)入荷載動(dòng)力作用；（11）本檢算未考慮地震荷載作用。根據(jù)上述假定，采用《橋梁博士（v2.9）》進(jìn)行計(jì)算，并用ANSYS7.1進(jìn)行校核。4計(jì)算相關(guān)參數(shù)（1）材料容重：C50砼26.25kN/m3（考慮體內(nèi)鋼筋的影響，提高5％）；鋼構(gòu)件82.425kN/m3（考慮節(jié)點(diǎn)板等的影響，提高5％）。（2）材料彈性模量：A3鋼材2.1×105Mpa；16Mn鋼材2.1×105Mpa；Ф32精軋螺紋鋼筋2.0×105Mpa。（3）聯(lián)接系、底模等附屬恒載：2.0kN/m2。（4）側(cè)模、施工機(jī)械、作業(yè)人群等施工荷載：2.0kN/m2。（5）溫度荷載：升溫15℃，降溫15℃，體系溫度20℃。（6）風(fēng)荷載：橫向基本風(fēng)壓500pa；縱向基本風(fēng)壓0.4×500＝200pa。5計(jì)算內(nèi)容5.1前底模平臺(tái)檢算前底模平臺(tái)由42片縱梁和2片前下橫梁組成一正交格梁體系。單片縱梁規(guī)格為I14型鋼，計(jì)算長(zhǎng)度為2.0m；單片橫梁規(guī)格為2［a32型鋼，計(jì)算長(zhǎng)度為21.4m。由于荷載、結(jié)構(gòu)均對(duì)稱(chēng)，故計(jì)算采用整體結(jié)構(gòu)的一半進(jìn)行空間梁?jiǎn)卧治觥Ｓ?jì)算模型單元?jiǎng)澐忠?jiàn)圖5.1-1，節(jié)點(diǎn)劃分見(jiàn)圖5.1-2。圖5.1-11/2前底模平臺(tái)模型單元?jiǎng)澐謭D5.1-21/2前底模平臺(tái)模型節(jié)點(diǎn)劃分在計(jì)算模型中，縱梁均劃分為4個(gè)梁?jiǎn)卧?×0.5m），1/2前下橫梁劃分為42個(gè)梁元（0.34m＋40×0.25m＋0.36m），各梁元的幾何特性根據(jù)型鋼表查知，結(jié)構(gòu)材料特性和其它計(jì)算參數(shù)按照4中提供的數(shù)據(jù)取值。實(shí)際結(jié)構(gòu)各吊點(diǎn)為彈性約束，但本計(jì)算中假定為剛性約束，具體的支點(diǎn)位移在吊掛系統(tǒng)檢算中綜合考慮。本計(jì)算模型邊界條件具體以見(jiàn)表5.1-1。，表5.1-11/2前底模平臺(tái)計(jì)算模型邊界條件節(jié)點(diǎn)約束內(nèi)容說(shuō)明1X、Y、Z向線位移吊點(diǎn)位置44X、Z向線位移吊點(diǎn)位置29Y、Z向線位移吊點(diǎn)位置72Z向線位移吊點(diǎn)位置43Y向角位移結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)86Y向角位移結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)注：1.下橫梁軸向?yàn)閄向，縱梁軸向?yàn)閅向，豎向?yàn)閆向；2.節(jié)點(diǎn)1、44為端部吊點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)29、72為中間吊點(diǎn)。根據(jù)3中的計(jì)算假定，計(jì)算工況為：工況1：掛籃空載走行。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋附屬恒載＋溫度荷載。工況2：立模并澆注梁體砼。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋附屬恒載＋外加荷載（梁體砼）＋施工荷載＋溫度荷載。附屬恒載、外加荷載和施工荷載均按均布荷載作用在縱梁上，然后由縱梁傳遞給橫梁。按杠桿原理求得每片縱梁上的荷載集度，具體如下：附屬恒載qf=2×0.5=1.0kN/m施工荷載qs=2×0.5=1.0kN/m外加荷載qw=26.25×0.25×0.5=3.28kN/m以上荷載均按照各自工況沿各縱梁滿(mǎn)布。經(jīng)計(jì)算，各工況下各吊點(diǎn)處支撐反力（豎向）見(jiàn)表5.1-2。兩前下橫梁在對(duì)稱(chēng)荷載作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形均相同。前下橫梁與縱梁相交各節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)縱梁跨中在工況2中的最大豎向位移和最大應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)表5.1-3。下橫梁在荷載組合下的最大豎向變形示意圖見(jiàn)圖5.3-3，最大彎矩示意圖見(jiàn)圖5.3-4。表5.1-21/2前底模平臺(tái)各吊點(diǎn)豎向支撐反力（kN）節(jié)點(diǎn)工況1工況218.832.3448.832.32924.791.07224.791.0表5.1-31/2前底模平臺(tái)計(jì)算結(jié)果匯總橫梁相交節(jié)點(diǎn)豎向位移上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力縱梁跨中節(jié)點(diǎn)豎向位移上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力1000————21.1411.8-11.8881.8525.1-25.142.7326.0-26.0903.4425.1-25.164.1337.0-37.0924.8425.1-25.185.2644.9-44.9945.9725.1-25.1106.0649.6-49.6966.7725.1-25.1126.5051.2-51.2987.2125.1-25.1146.5549.6-49.61007.2625.1-25.1166.2544.9-44.91026.9625.1-25.1185.6137.0-37.01046.3225.1-25.1204.7025.9-25.91065.4125.1-25.1223.6011.7-11.71084.3125.1-25.1242.42-5.75.71103.1325.1-25.1261.28-26.226.21121.9925.1-25.1280.34-49.949.91141.0525.1-25.1290-63.363.3————30-0.23-52.252.21160.4825.1-25.132-0.42-33.233.21180.2925.1-25.134-0.35-17.417.41200.3625.1-25.136-0.15-4.74.71220.5625.1-25.1380.094.8-4.81240.8025.1-25.1400.2911.2-11.21261.0025.1-25.1420.4214.4-14.41281.1325.1-25.1430.4514.4-14.4————注：1．豎向位移以向下為正，單位㎜，應(yīng)力以壓為正，單位MPa；2．橫梁相交節(jié)點(diǎn)為下橫梁與縱梁的交點(diǎn)，同行的縱梁為相應(yīng)縱梁。圖5.1-3下橫梁最大豎向變形示意圖圖5.1-4下橫梁最大彎矩示意圖從表5.1-3和圖5.1-3可知：前下橫梁邊跨的最大撓度為6.55㎜，其撓跨比6.55/7090=1/1082，大于1/1600，應(yīng)考慮增設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度，中跨節(jié)點(diǎn)撓度很小。所有縱梁跨中撓度均為0.71㎜，其撓跨比0.71/2000=1/2817，小于1/1600，可不設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度。所有節(jié)點(diǎn)撓度均小于1/800，結(jié)構(gòu)變形滿(mǎn)足規(guī)范要求。從表5.1-3和圖5.1-4可知：前下橫梁最大正彎矩處梁體下緣最大拉應(yīng)力為51.2MPa，支座處（最大負(fù)彎矩）梁體上緣最大拉應(yīng)力為63.3MPa，均小于A3鋼的1.4［σW］=203MPa(規(guī)范規(guī)定：臨時(shí)性結(jié)構(gòu)在組合Ⅴ的［σW］可提高1.4倍)，結(jié)構(gòu)受力滿(mǎn)足規(guī)范要求。縱梁受力結(jié)果均相同，這因?yàn)楦骺v梁結(jié)構(gòu)相同，受荷也相同。5.2后底模平臺(tái)檢算后底模平臺(tái)由42片縱梁和2片后下橫梁組成一正交格梁體系。單片縱梁規(guī)格為I14型鋼，計(jì)算長(zhǎng)度為2.7m；單片橫梁規(guī)格為2［a32型鋼，計(jì)算長(zhǎng)度為21.4m。計(jì)算模型單元?jiǎng)澐忠?jiàn)圖5.2-1，節(jié)點(diǎn)劃分見(jiàn)圖5.2-2。圖5.2-11/2后底模平臺(tái)模型單元?jiǎng)澐謭D5.2-21/2后底模平臺(tái)模型節(jié)點(diǎn)劃分在計(jì)算模型中，縱梁均劃分為4個(gè)梁?jiǎn)卧?×0.675m），1/2前下橫梁劃分為42個(gè)梁元（0.34m＋40×0.25m＋0.36m），各梁元的幾何特性、結(jié)構(gòu)材料特性和其它計(jì)算參數(shù)以及結(jié)構(gòu)受力分析同前底模平臺(tái)。本體系計(jì)算工況和荷載情況均同前底模平臺(tái)。經(jīng)計(jì)算，各工況下各吊點(diǎn)處支撐反力（豎向）見(jiàn)表5.2-1。兩前下橫梁在對(duì)稱(chēng)荷載作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形均相同。前下橫梁與縱梁相交各節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)縱梁跨中在工況2中的最大豎向位移和最大應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)表5.2-2。后下橫梁的變形圖和最大彎矩圖參照?qǐng)D5.1-3和圖5.1-4。從表5.2-3可知：后下橫梁邊跨的最大撓度為8.7㎜，其撓跨比8.7/7090=1/815，大于1/1600，應(yīng)考慮增設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度，中跨節(jié)點(diǎn)撓度均很小?？v梁跨中撓度均為2.36㎜，其撓跨比2.36/2000=1/847，大于1/1600，也應(yīng)考慮增設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度。所有節(jié)點(diǎn)撓度均小于1/800，結(jié)構(gòu)變形滿(mǎn)足規(guī)范要求。后下橫梁最大正彎矩處梁體下緣最大拉應(yīng)力為68.0MPa，支座處（最大負(fù)彎矩）梁體上緣最大拉應(yīng)力為83.9MPa，均小于A3鋼的1.4［σW］=203MPa(規(guī)范規(guī)定：臨時(shí)性結(jié)構(gòu)組合Ⅴ的［σW］可提高1.4倍)，結(jié)構(gòu)受力滿(mǎn)足規(guī)范要求。縱梁應(yīng)力結(jié)果較小。表5.2-11/2后前底模平臺(tái)各吊點(diǎn)豎向支撐反力（kN）節(jié)點(diǎn)工況1工況2111.142.94411.142.92931.2120.77231.2120.7表5.2-21/2后底模平臺(tái)計(jì)算結(jié)果匯總橫梁相交節(jié)點(diǎn)豎向位移上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力縱梁跨中節(jié)點(diǎn)豎向位移上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力1000————21.5115.6-15.6883.8745.7-45.743.6234.5-34.5905.9845.7-45.765.4849.1-49.1927.8445.7-45.786.9859.6-59.6949.3445.7-45.7108.0465.9-65.99610.4045.7-45.7128.6268.0-68.09810.9845.7-45.7148.7065.9-65.910011.0645.7-45.7168.2959.6-59.610210.6545.7-45.7187.4449.1-49.11049.8045.7-45.7206.2334.4-34.41068.5945.7-45.7224.7715.6-15.61087.1445.7-45.7243.21-7.57.51105.5745.7-45.7261.70-34.734.71124.0645.7-45.7280.45-66.166.11142.8145.7-45.7290-83.983.9————30-0.31-69.369.31162.0645.7-45.732-0.55-44.144.11181.8145.7-45.734-0.47-23.123.11201.8945.7-45.736-0.21-6.36.31222.1645.7-45.7380.116.3-6.31242.4745.7-45.7400.3814.7-14.71262.7445.7-45.7420.5519.0-19.01282.9145.7-45.7430.5819.0-19.0————注：1．豎向位移以向下為正，單位㎜，應(yīng)力以壓為正，單位Mpa；2．橫梁相交節(jié)點(diǎn)為下橫梁與縱梁的交點(diǎn)，同行的縱梁為相應(yīng)縱梁。5.3縱、橫梁底模平臺(tái)支架檢算縱、橫梁底模平臺(tái)支架橫向布置為四片相同的桁架，縱向?yàn)樗钠瘟?，荷載傳遞為：間隔60～70㎝的方木→底模支架，縱向支撐梁僅以聯(lián)接作用，其受力很小，故底模支架可以按照各自的桁架體系進(jìn)行平面計(jì)算，分端桁架和中桁架兩種加載形式。單片桁架上弦桿承受由間隔60～70㎝的方木所傳遞的荷載簡(jiǎn)化為均布荷載。由于非節(jié)點(diǎn)力的存在，故桁架各桿件按梁?jiǎn)卧M(jìn)行計(jì)算，即節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)。桁架上弦桿為2［a16型鋼，節(jié)間長(zhǎng)1.5m，共22節(jié)間。下弦桿為2［a14型鋼，節(jié)間長(zhǎng)1.5m，共20節(jié)間。桁高1.5m，豎桿和斜桿為∠75×8角鋼。桁架計(jì)算模型見(jiàn)圖5.3-1和5.3-2。圖5.3-1縱、橫梁底模支架模型單元?jiǎng)澐謭D5.3-2縱、橫梁底模支架模型節(jié)點(diǎn)劃分在計(jì)算模型中，單根桿件均劃分為3個(gè)梁?jiǎn)卧?，全桁架共?55個(gè)梁元，228個(gè)節(jié)點(diǎn)，上弦桿、下弦桿和豎桿的單元長(zhǎng)度為0.5m，斜桿的單元長(zhǎng)度為0.707m，各梁元的幾何特性根據(jù)型鋼表查知，結(jié)構(gòu)材料特性和其它計(jì)算參數(shù)按照4中提供的數(shù)據(jù)取值。實(shí)際結(jié)構(gòu)各吊點(diǎn)為彈性約束，但本計(jì)算中假定為剛性約束，具體的支點(diǎn)位移在吊掛系統(tǒng)檢算中綜合考慮。本計(jì)算模型邊界條件具體以見(jiàn)表5.3-1。表5.3-1縱橫梁底模支架計(jì)算模型邊界條件節(jié)點(diǎn)約束內(nèi)容說(shuō)明5X、Y向線位移吊點(diǎn)位置21Y向線位移吊點(diǎn)位置47Y向線位移吊點(diǎn)位置63Y向線位移吊點(diǎn)位置注：1.模型為平面模型，故梁軸向?yàn)閄向，豎向?yàn)閅向；2.節(jié)點(diǎn)5、63為端部吊點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)21、47為中間吊點(diǎn)。根據(jù)3中的計(jì)算假定，計(jì)算工況為：工況1：掛籃空載走行。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋附屬恒載＋溫度荷載。工況2：立模并澆注梁體砼。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋附屬恒載＋外加荷載（梁體砼）＋施工荷載＋溫度荷載。附屬恒載、外加荷載和施工荷載均按均布荷載作用在桁架上弦桿上，按杠桿原理求得每片桁架的荷載集度。但由于前（后）支架和中間支架承受的荷載不同，故底模前（后）端支架和中間支架分別進(jìn)行計(jì)算。具體如下：（一）前（后）端桁架附屬恒載qf=2×7.3/4=3.65kN/m施工荷載qs=2×7.3/4=3.65kN/m外加荷載qw=26.25×1.748×6.3/4=72.27kN/m以上荷載均按各自工況作用在桁架兩邊跨端部3m范圍內(nèi)(∏型砼梁縱梁)，具體圖示見(jiàn)圖5.3-3。圖5.3-3前（后）端桁架加載圖示經(jīng)計(jì)算，各工況下各吊點(diǎn)處支撐反力（豎向）見(jiàn)表5.3-2。桁架在荷載組合下的最大豎向變形示意圖見(jiàn)圖5.3-4，最大節(jié)點(diǎn)撓度具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5.3-3。桁架在荷載組合下的最大彎矩示意圖見(jiàn)圖5.3-5，各類(lèi)桿最大應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)表5.3-4。表5.3-2底模前（后）端桁架各吊點(diǎn)豎向支撐反力（kN）節(jié)點(diǎn)工況1工況2513.6205.72113.549.14713.348.56313.5205.9表5.3-3底模前（后）端桁架最大節(jié)點(diǎn)撓度位置節(jié)點(diǎn)號(hào)工況1工況2邊跨變形最大處90.293.94中跨跨中340.35-0.25注：撓度以向下為正，單位㎜。表5.3-4底模前（后）端桁架桿件最大應(yīng)力桿件類(lèi)別斷面號(hào)上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力斷面具體位置上弦桿上緣最大拉應(yīng)力5-I-167.0164.0左端吊點(diǎn)上緣最大壓應(yīng)力8-I97.844.0距左端吊點(diǎn)1.66m下緣最大拉應(yīng)力63-J51.5-54.6距右端吊點(diǎn)0.44m下緣最大壓應(yīng)力5-I-167.0164.0左端吊點(diǎn)下弦桿上緣最大拉應(yīng)力126-J-27.9-19.3最右端節(jié)點(diǎn)上緣最大壓應(yīng)力106-I8.26.2距最右端節(jié)點(diǎn)100.5m下緣最大拉應(yīng)力72-J-11.4-36.6距最左端節(jié)點(diǎn)3m下緣最大壓應(yīng)力108-J-0.114.5距最右端節(jié)點(diǎn)9m豎桿上緣最大拉應(yīng)力127-I-87.8-37.4第1根豎桿頂部上緣最大壓應(yīng)力130-I68.4-36.7第2根豎桿頂部下緣最大拉應(yīng)力187-I-22.0-72.8最后1根豎桿頂部下緣最大壓應(yīng)力133-I-4.357.1第3根豎桿頂部斜桿上緣最大拉應(yīng)力205-I-42.7-26.9距下弦桿最左端66m上緣最大壓應(yīng)力193-I103.055.9下弦桿最左端下緣最大拉應(yīng)力249-J21.4-40.7距最右端吊點(diǎn)1..1m下緣最大壓應(yīng)力195-J25.995.4距最左端吊點(diǎn)1..1m注：1.應(yīng)力以壓為正，單位Mpa；2.5-I表示5#單元I節(jié)點(diǎn)。圖5.3-4前端（后）桁架最大豎向變形示意圖圖5.3-5前端（后）桁架最大彎矩示意圖從表5.3-3可知：支架節(jié)點(diǎn)的最大撓度為3.94㎜，其撓跨比3.94/8200=1/2081，既小于1/800也小于1/1600，可不設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度且結(jié)構(gòu)變形滿(mǎn)足規(guī)范要求。從表5.3-4可知：支架單元受力最不利處位于上弦桿左端吊點(diǎn)處(最大負(fù)彎矩處)，其最大拉應(yīng)力為167.0MPa，小于A3鋼的1.4［σW］=203MPa(規(guī)范規(guī)定：臨時(shí)性結(jié)構(gòu)在組合Ⅴ的［σW］可提高1.4倍)，結(jié)構(gòu)受力滿(mǎn)足規(guī)范要求。但從安全儲(chǔ)備出發(fā)，建議對(duì)兩個(gè)端吊點(diǎn)所在的節(jié)間上弦桿上、下緣進(jìn)行局部加強(qiáng)。（二）中間桁架中間桁架在各工況下端部3m范圍(∏型砼梁縱梁)和除端部3m范圍以外的其它地方(∏型砼梁橫梁)所承受的荷載不同。具體如下：端部3m范圍(∏型砼梁縱梁荷載)附屬恒載qf=2×7.3/4=3.65kN/m施工荷載qs=2×7.3/4=3.65kN/m外加荷載qw=26.25×1.748×6.3/4=72.27kN/m3m以外的其它地方(∏型砼梁橫梁荷載)附屬恒載qf=2×1.1/2=1.1kN/m施工荷載qs=2×1.1/2=1.1kN/m外加荷載qw=26.25×1.748×0.5/2=11.47kN/m(橫梁寬度按0.5m計(jì))以上荷載均按各自工況組合作用，具體圖示見(jiàn)圖5.3-6。圖5.3-6中間桁架加載圖示經(jīng)計(jì)算，各工況下各吊點(diǎn)處支撐反力（豎向）見(jiàn)表5.3-5。桁架在荷載組合下的最大豎向變形示意圖見(jiàn)圖5.3-7，最大節(jié)點(diǎn)撓度具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5.3-6。桁架在荷載組合下的最大彎矩示意圖見(jiàn)圖5.3-8，各類(lèi)桿最大應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)表5.3-7。表5.3-5中間桁架各吊點(diǎn)豎向支撐反力（kN）節(jié)點(diǎn)工況1工況2514.3215.32125.9204.14725.7202.86314.3215.8表5.3-6中間桁架最大節(jié)點(diǎn)撓度位置節(jié)點(diǎn)號(hào)工況1工況2邊跨變形最大處90.354.72中跨跨中340.785.09注：撓度以向下為正，單位㎜。表5.3-7中間桁架桿件最大應(yīng)力桿件類(lèi)別斷面號(hào)上緣應(yīng)力下緣應(yīng)力斷面具體位置上弦桿上緣最大拉應(yīng)力47-I-227.0179.0右側(cè)中吊點(diǎn)上緣最大壓應(yīng)力8-I102.0-40.8距左端吊點(diǎn)1.66m下緣最大拉應(yīng)力48-J46.7-95.5距右側(cè)中吊點(diǎn)1..1m下緣最大壓應(yīng)力47-I-227.0179.0右側(cè)中吊點(diǎn)下弦桿上緣最大拉應(yīng)力118-I-25.3-24.2距最右端節(jié)點(diǎn)4..5m上緣最大壓應(yīng)力82-I18.214.1距最左端節(jié)點(diǎn)7..5m下緣最大拉應(yīng)力72-J-11.6-39.9距最左端節(jié)點(diǎn)3m下緣最大壓應(yīng)力84-J-8.540.7距最左端節(jié)點(diǎn)9m豎桿上緣最大拉應(yīng)力169-I-159.0-28.5第15根豎桿頂部上緣最大壓應(yīng)力181-I76.223.1第19根豎桿頂部下緣最大拉應(yīng)力145-I11.2-118.0第7根豎桿頂部下緣最大壓應(yīng)力133-I7.359.4第3根豎桿頂部斜桿上緣最大拉應(yīng)力205-I-97.0-54.4距下弦桿最左端66m上緣最大壓應(yīng)力193-I110.060.1下弦桿最左端下緣最大拉應(yīng)力207-J-29.8-89.1距上弦桿最左端99m下緣最大壓應(yīng)力195-J28.8102.0距最左端吊點(diǎn)1..1m注：1.應(yīng)力以壓為正，單位Mpa；2.5-I表示5#單元I節(jié)點(diǎn)。圖5.3-7中間桁架最大豎向變形示意圖圖5.3-8中間桁架最大彎矩示意圖從表5.3-6可知：支架節(jié)點(diǎn)的最大撓度為5.09㎜，其撓跨比5.09/8200=1/1611，既小于1/800也小于1/1600，可不設(shè)構(gòu)造預(yù)拱度且結(jié)構(gòu)變形滿(mǎn)足規(guī)范要求。從表5.3-7可知：支架單元受力最不利處位于上弦桿右側(cè)中吊點(diǎn)處(最大負(fù)彎矩處)，其最大拉應(yīng)力為227.0MPa，大于A3鋼的1.4［σW］=203MPa(規(guī)范規(guī)定：臨時(shí)性結(jié)構(gòu)在組合Ⅴ的［σW］可提高1.4倍)。另外，從圖5.3-8可以看出，中桁架其它3個(gè)吊點(diǎn)也是如此，故中桁架的四個(gè)吊點(diǎn)所在的節(jié)間上弦桿的上、下緣應(yīng)該局部加強(qiáng)。桁架其它處的應(yīng)力均小于A3鋼的1.4［σW］=203Mpa，其受力滿(mǎn)足規(guī)范要求。5.4主桁體系檢算主桁體系由主梁、立柱、斜拉鋼帶組成單片主桁，共4片（編號(hào)為1～4），橫向由前、后上橫梁、平聯(lián)、門(mén)架連接。計(jì)算按空間組合結(jié)構(gòu)建模，主梁和上橫梁組成一正交格梁，立柱、斜拉鋼帶和門(mén)架橫聯(lián)均定義為桿元。各吊桿的拉力作為外力施加到格梁節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)各工況檢算主桁各構(gòu)件的受力安全性、整體穩(wěn)定性和壓桿的受壓穩(wěn)定性。主桁斜拉鋼帶為16Mn鋼構(gòu)件，其余各構(gòu)件均為A3鋼構(gòu)件，其幾何特性見(jiàn)表5.4-1。表5.4-1主桁體系各構(gòu)件幾何特性名稱(chēng)截面形式幾何尺寸（mm）面積（m2）慣性矩（m4）主梁1箱形寬500，高7000，頂板厚18，腹板板厚123.41×10--22.7×10-33主梁2箱形寬400，高5500，頂板厚18，腹板板厚122.69×10--21.3×10-33前上橫梁1工形2IA50型鋼，尺尺寸查表2.38×10--29.29×10--4前上橫梁2工形IA50型鋼，尺寸查查表1.19×10--24.65×10--4后上橫梁1工形IA50型鋼，尺寸查查表1.19×10--24.65×10--4后上橫梁2工形2IA50型鋼，尺尺寸查表2.38×10--29.29×10--4錨固橫梁1工形IA50型鋼，尺寸查查表1.19×10--24.65×10--4錨固橫梁2工形IA50型鋼，尺寸查查表1.19×10--24.65×10--4立柱格構(gòu)式軸向4∠100×106.87×10--3—斜拉鋼帶矩形寬32，高2006.4×10-33—門(mén)架橫聯(lián)格構(gòu)式軸向4∠75×83.8×10-33—注：1.主梁1和主梁2的截面均未計(jì)縱向加勁肋；2.圖中“—”表示計(jì)算不需要此項(xiàng)。根據(jù)各構(gòu)件建立計(jì)算模型。計(jì)算模型單元?jiǎng)澐忠?jiàn)圖5.4-1，節(jié)點(diǎn)劃分見(jiàn)圖5.4-2。在計(jì)算模型中，主梁1、2各兩片和前上橫梁1、2，后上橫梁1、2以及錨固橫梁1、2組成一平面格梁體系，共劃分為196個(gè)空間梁?jiǎn)卧扛⒅?、斜拉鋼帶及橫聯(lián)均為1個(gè)桁元，共14個(gè)桁架單元?？紤]到掛籃行走和錨固工作時(shí)的掛籃工作狀態(tài)不同，故計(jì)算模型的邊界條件依工況而定。圖5.4-1主桁體系計(jì)算模型單元?jiǎng)澐质疽鈭D圖5.4-2主桁體系計(jì)算模型節(jié)點(diǎn)劃分示意圖根據(jù)3中的計(jì)算假定，計(jì)算工況為：工況1：掛籃空載走行。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋吊桿拉力1×動(dòng)力系數(shù)＋縱向風(fēng)力＋溫度荷載。按規(guī)范，動(dòng)力系數(shù)取1.2。工況2：立模并澆注梁體砼。荷載組合：結(jié)構(gòu)自重＋吊桿拉力2＋縱向風(fēng)力＋溫度荷載。吊桿拉力1和拉力2為前、后底模平臺(tái)，縱、橫梁底模支架在工況1和工況2所產(chǎn)生的支撐反力。結(jié)合工況，計(jì)算模型邊界條件定義見(jiàn)表5.4-2。表5.4-2主桁體系計(jì)算模型邊界條件節(jié)點(diǎn)約束內(nèi)容說(shuō)明工況1工況26X、Y、Z向線位移X、Y、Z向線位移Y向角位位移邊主桁后錨固點(diǎn)11Y、Z向線位移Y、Z向線位移邊主桁前支點(diǎn)26X、Z向線位移X、Z向線位移Y向角位移中主桁后錨固點(diǎn)31Z向線位移Z向線位移中主桁前支點(diǎn)46X、Z向線位移X、Z向線位移Y向角位移中主桁后錨固點(diǎn)51Z向線位移Z向線位移中主桁前支點(diǎn)46X、Z向線位移X、Z向線位移Y向角位移邊主桁后錨固點(diǎn)51Z向線位移Z向線位移邊主桁前支點(diǎn)注：主梁軸向?yàn)閄向，橫梁軸向?yàn)閅軸，豎向?yàn)閆向。荷載計(jì)算：縱向風(fēng)力風(fēng)壓W=K1*K2*K3*K4*W0=1.0*1.3*1.0*1.0*200=260Pa立柱迎風(fēng)面積AL=0.4*0.5*7.825=1.57m2(按全面積的40%計(jì))橫聯(lián)迎風(fēng)面積AH=0.4*1*7.6=3.04m2(按全面積的40%計(jì))立柱頂端的風(fēng)力等效力F=W*(AL+AH)/2=0.6kN將前面求得的各項(xiàng)支撐反力作為主桁體系外加荷載，即拉力1（工況1下）和拉力2（工況2下），具體見(jiàn)表5.4-3。表5.4-3主桁桁體系外加荷荷載（吊桿拉拉力）匯總工況前上橫梁1前上橫梁2后上橫梁1后上橫梁2節(jié)點(diǎn)拉力節(jié)點(diǎn)拉力節(jié)點(diǎn)拉力節(jié)點(diǎn)拉力工況1（含動(dòng)力作用）19116.317117.215117.213116.319310.617310.615313.313313.319616.217631.115631.113616.219829.617829.615837.413837.420229.618229.616237.414237.420416.018430.816430.814416.020710.618710.616713.314713.321016.219017.217017.215016.2工況2191205.7171215.3151215.3131205.719332.317332.315342.913342.919649.1176204.1156204.113649.119891.017891.0158120.7138120.720291.018291.0162120.7142120.720448.5184202.8164202.814448.520732.318732.316742.914742.9210205.9190215.8170215.8150205.9注：拉力單位為kkN。荷載加載示意圖見(jiàn)見(jiàn)圖5.4-3。圖5.4-3主桁桁體系節(jié)點(diǎn)加加載示意圖經(jīng)計(jì)算，各工況下下前支點(diǎn)和后后錨點(diǎn)的反力力見(jiàn)表5.4-4。在荷載組組合下主梁最最大豎向位移移示意圖見(jiàn)圖圖5.4-4，從圖中可可以看出，掛掛籃主桁的最最大豎向位移移為最前端，具具體見(jiàn)表5.4-5。工況2的荷載組合合作用下，立立柱、鋼帶和和橫聯(lián)的最大大軸力及相應(yīng)應(yīng)應(yīng)力見(jiàn)表5.4-6，主梁最大大彎矩示意圖圖見(jiàn)圖5.4-5，后上橫梁梁最大彎矩示示意圖見(jiàn)圖5.4-6，主梁與橫橫梁最大應(yīng)力力見(jiàn)表5.4-7。表5.4-4主桁桁各支點(diǎn)豎向向反力及錨固固彎矩類(lèi)別工況1工況2前支點(diǎn)后支點(diǎn)前支點(diǎn)后錨點(diǎn)