xxxx大橋掛籃設計計算書xx察設計院科技研發(fā)中心年月日一、設計依據(jù)1.《xxxx大橋工程》設計圖紙；2.《鋼結構設計規(guī)范》；3.《公路橋涵施工技術規(guī)范》；4.《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》。二、掛籃結構形式的選取由于懸灌的混凝土箱梁梁高最高達14.647m，混凝土梁段的凈荷載最大達到507t，為了使掛籃能更好的受力和走行更為穩(wěn)定可靠，將掛籃的方案定為三角形掛籃。另外為了降低掛籃的高度，將混凝土梁段的豎向預應力筋定為掛籃走行后張拉。這樣三角形掛籃可以盡可能的靠近混凝土梁段的頂板，初步定為370凈高。三角形掛籃的后錨點錨固于單獨設立臨時豎向錨固鋼棒，鋼棒錨固于混凝土腹板的兩側(cè)。掛籃的前支點放置于距離混凝土梁段前端750mm的地方。三、掛籃的受力機理1、掛籃總布置圖：2、底模受力：底模是木板和HW100×100型鋼組成，木板厚度是8cm，H型鋼的大小是HW100×100型鋼，H型鋼和木板放在底模桁架上?；炷亮憾蔚牡装搴透拱搴奢d全部由底模承受。3、底模前后橫梁受力：底模承受的荷載通過底模桁架傳遞給其前后橫梁。底模桁架和前后橫梁用法蘭螺栓連接。底模前后橫梁由吊帶懸吊。4、吊帶受力：底模前后橫梁懸吊在吊帶上，吊帶因為底模前后橫梁受力而張緊受力。底模后橫梁吊帶固定在混凝土梁段底板內(nèi)(中部)和梁頂板上(兩側(cè))。底模前橫梁吊帶固定在前上橫梁上。還有內(nèi)外模吊桿的受力：內(nèi)外模的后吊桿固定在已成梁段的頂板上，前吊桿則固定在前上橫梁上。內(nèi)外模吊桿所承受的荷載除了模板自重，還包括混凝土梁段頂板的重量。5、前上橫梁受力：前上橫梁放置在主構架的前懸臂端上，因為吊桿和吊帶的拉力，造成前上橫梁的內(nèi)力。6、主構架的受力：主構架后端通過鋼桿固定在已成梁段上，中間支點放置在距離已成梁端750mm處，前端放置前上橫梁，因為前上橫梁的受力傳遞給主構架，造成主構架的內(nèi)力。7、后錨和前支點受力：根據(jù)主構架的受力，可以得出后錨和前支點的受力。8、反扣輪受力：當掛籃走行到位時，反扣輪的受力最大。四、計算過程中的一些說明1、混凝土按照實際荷載計算，并乘以1.05的超灌系數(shù)和1.05的沖擊系數(shù)。2、底模架的跨中相對于其兩端支點(在前后橫梁上)的最大豎向位移不得大于L/600。3、掛籃主構架的前支點反力滿足混凝土受力要求，后支點錨固力也得滿足混凝土局部受力要求。另外底模架后橫梁吊帶以及內(nèi)外模的吊桿對混凝土梁的作用力也要符合混凝土梁的設計要求。4、掛籃主構架桿件間的連接為鋼銷連接。5、為簡化計算，只對掛籃施工的三種節(jié)段長度中最重的懸灌段進行計算，即①號段、⑩號段、⒄號段。為了使計算過程簡單明了，通過其受力機理一步步對掛籃的各個部件進行計算：五、①號段混凝土梁澆注時掛籃下部的計算：①號段混凝土梁的斷面圖如下，為安全起見，將梁按等高計算，都取最高處進行荷載計算。1、底模H型鋼計算：底模架的擺放和H型鋼的支撐如下圖所示：上圖中的下圖為H型鋼的計算模型說明圖，現(xiàn)對H型鋼的受力和H型鋼對底模架的壓力一并計算出來。(1)H型鋼的計算模型：(2)支座反力：該H型鋼的支座反力就是對底模單片桁架的壓力，將用此力來計算底模架的內(nèi)力和變形。由于H型鋼的間距是0.3m，因此底模架的受力將是該支座反力的3.3333倍?？梢钥闯?，底模架A中單片桁架最大受力是4.0×3.3333t/m＝13.4t/m，底模架B中單片桁架最大受力是2.0×3.3333t/m=6.7t/m。這將用于底模架的受力分析。(3)變形：變形值極小，可以忽略不計。最大豎向位移是3.5×10-4m。(4)應力最大應力26MPa。2、底模架計算：根據(jù)上面H型鋼的計算結果，可以知道底模架的受力，荷載長度是3m。所有其他受力工況，需要一并計算出來，以便計算底模前后橫梁。底模架A的桿件組成：上下弦桿：2[25a；邊斜桿：2[20a，槽內(nèi)補焊12mm鋼板；中腹桿：2[14a。下圖是底模架A的受力簡圖：底模架B的桿件組成：上下弦桿：2[20a；邊斜桿：2[20a；中腹桿：2[12.6a。下圖是底模架B的受力簡圖：各片底模桁架的單片受力如下圖所示(單位：t/m)：根據(jù)以上的受力情況，需要將底模架A和底模架B做很多工況計算，即每種受力工況都要單獨計算，以便知道底模前后橫梁上受力大小。對于底模桁架的承載能力和剛度情況計算，則只需要看最大荷載工況下底模桁架的變形和應力即可。(1)底模架A在最大受力狀況下的應力：最大應力150MPa，如下圖所示：(2)底模架A在最大受力狀況下的豎向變形：最大豎向變形是5.1mm，如下圖所示：(3)底模架B在最大受力狀況下的應力：最大應力110MPa，如下圖所示：(4)底模架B在最大受力狀況下的豎向變形：最大豎向變形是3.7mm，如下圖所示：(5)底模架前后支點的反力，即是底模架前后橫梁上所受的力：如下圖所示：3、底模架前橫梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可以知道底模架前橫梁的受力大小，再根據(jù)吊帶的位置，可以對前橫梁進行受力分析，計算模型如下圖所示：(1)底模架前橫梁的豎向變形：最大豎向變形是0.54mm。(2)底模架前橫梁的應力：最大應力是：22MPa。(3)底模前橫梁吊帶的拉力是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則前橫橫梁吊帶的的拉力總的的需要增加加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：4、底模架后橫梁梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可可知底模架架后橫梁的的受力大小小，再根據(jù)據(jù)后吊帶的的位置，可可以對底模模架后橫梁梁進行受力力分析，計計算模型如如下圖所示示：(1)底模架架后橫梁的的豎向變形形：最大豎向變形是是0.6mm。(2)底模架架后橫梁的的應力：最大應力是：552MPa。(3)底模后后橫梁吊帶帶的拉力是是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則后橫梁吊帶帶的拉力總總的需要增增加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：5、底模架后吊帶帶計算：根據(jù)“4”的計算結果，可可知吊帶的的最大受力力是76.44t，采用Q3455B鋼板作為為吊帶，由由兩塊厚30mm鋼板組成成，板上間間隔300mmm鉆φ81mm的圓孔。見見下圖所示示：由此可知，吊帶帶的有效受受力面積是是：Aj＝(200-811)mm××60mmm＝71400mm2截面應力是：σ＝76.4t/77140mmm2＝0.0110700028t//mm2＝107MMPa注：其實吊帶改改為20的板也可可以，那樣樣的應力是是160MMPa，但是由于于鉆孔會有有應力集中中，而且難難免會有些些瑕疵出現(xiàn)現(xiàn)，因此為為了保證吊吊帶的絕對對安全，將將安全系數(shù)數(shù)提高，還還是選擇兩兩塊30的鋼板組組合。另外：由于1＃＃節(jié)段的荷荷載主要集集中在后部部，不會對對前上橫梁梁造成多大大的荷載，而4m節(jié)段或者5m節(jié)段的荷載分布考前，混凝土澆注量差不多，因此對于主構架的內(nèi)力控制不是1＃節(jié)段，而是4m或者5m節(jié)段，即10＃節(jié)段或者17＃節(jié)段。下面對這兩種節(jié)節(jié)段分別計計算。六、⑩號段混凝土梁澆澆注時掛籃籃下部的計算算：⑩號段混凝土梁的的斷面圖如如下，為安安全起見，將將梁按等高高計算，都都取最高處處進行荷載載計算。1、底模H型鋼計計算：底模架的擺放和和H型鋼的支支撐如下圖圖所示：上圖中的下圖為為H型鋼的計計算模型說說明圖，現(xiàn)現(xiàn)對H型鋼的受受力和H型鋼對底底模架的壓壓力一并計計算出來。(1)H型鋼鋼的計算模模型：(2)支座反反力：該H型鋼的支座反力力就是對底底模單片桁桁架的壓力力，將用此此力來計算算底模架的的內(nèi)力和變變形。由于于H型鋼的間間距是0.3m，因此底底模架的受受力將是該該支座反力力的3.33333倍?？梢钥闯?，底模模架A中單片桁桁架最大受受力是3..1×3..33333t/m＝10.4t//m，底模架B中單片桁桁架最大受受力是1..4×3..33333t/m==4.7t//m。這將用于于底模架的的受力分析析。(3)變形：：變形值極小，可可以忽略不不計。最大大豎向位移移是2.66×10-4m。(4)應力最大應力19MMPa。2、底模架計算：：根據(jù)上面H型鋼鋼的計算結結果，可以以知道底模模架的受力力，荷載長長度是4m。所有其他受力工工況，需要要一并計算算出來，以以便計算底底模前后橫橫梁。底模架A的桿件件組成：上下弦桿：2[[25a；邊斜桿：2[220a，槽內(nèi)補補焊12mm鋼板；中腹桿：2[114a。下圖是底模架AA的受力簡簡圖：底模架B的桿件件組成：上下弦桿：2[[20a；邊斜桿：2[220a；中腹桿：2[112.6aa。下圖是底模架BB的受力簡簡圖：各片底模桁架的的單片受力力如下圖所所示(單位：t/m)：根據(jù)以上的受力力情況，需需要將底模模架A和底模架B做很多工工況計算，即即每種受力力工況都要要單獨計算算，以便知知道底模前前后橫梁上上受力大小小。對于底模桁架的的承載能力力和剛度情情況計算，則則只需要看看最大荷載載工況下底底模桁架的的變形和應應力即可。(1)底模模架A在最大受受力狀況下下的應力：：最大應力1399MPa，如下圖圖所示：(2)底模架架A在最大受受力狀況下下的豎向變變形：最大豎向變形是是5.2mm，如下圖圖所示：(3)底模架架B在最大受受力狀況下下的應力：：最大應力90MMPa，如下圖圖所示：(4)底模架架B在最大受受力狀況下下的豎向變變形：最大豎向變形是是3.7mmm，如下圖圖所示：(5)底模架架前后支點點的反力，即即是底模架架前后橫梁梁上所受的的力：如下圖所示：3、底模架前橫梁梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可可以知道底底模架前橫橫梁的受力力大小，再再根據(jù)吊帶帶的位置，可可以對前橫橫梁進行受受力分析，計計算模型如如下圖所示示：(1)底模架架前橫梁的的豎向變形形：最大豎向變形是是0.6mm。(2)底模架架前橫梁的的應力：最大應力是：226MPa。(3)底模前前橫梁吊帶帶的拉力是是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則前橫橫梁吊帶的的拉力總的的需要增加加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：4、底模架后橫梁梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可可知底模架架后橫梁的的受力大小小，再根據(jù)據(jù)后吊帶的的位置，可可以對底模模架后橫梁梁進行受力力分析，計計算模型如如下圖所示示：(1)底模架架后橫梁的的豎向變形形：最大豎向變形是是0.6mmm。(2)底模架架后橫梁的的應力：最大應力是：448MPa。(3)底模后后橫梁吊帶帶的拉力是是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則后橫橫梁吊帶的的拉力總的的需要增加加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：5、底模架后吊帶帶計算：根據(jù)“4”的計算結果，可可知吊帶的的最大受力力是68..6t，采用Q3455B鋼板作為為吊帶，由由兩塊厚30mm鋼板組成成，板上間間隔300mmm鉆φ81mm的圓孔。見見下圖所示示：由此可知，吊帶帶的有效受受力面積是是：Aj＝(200-811)mm××60mmm＝71400mm2截面應力是：σ＝68.6t/77140mmm2＝0.009960788t/mmm2＝96MPaa注：其實吊帶改改為20的板也可可以，那樣樣的應力是是145MPa，但是由由于鉆孔會會有應力集集中，而且且難免會有有些瑕疵出出現(xiàn)，因此此為了保證證吊帶的絕絕對安全，將將安全系數(shù)數(shù)提高，還還是選擇兩兩塊30的鋼板組組合。七、(17)號段混凝凝土梁澆注注時掛籃下下部的計算算：(17)號段混凝凝土梁的斷斷面圖如下下，為安全全起見，將將梁按等高高計算，都都取最高處處進行荷載載計算。1、底模H型鋼計計算：底模架的擺放和和H型鋼的支支撐如下圖圖所示：上圖中的下圖為為H型鋼的計計算模型說說明圖，現(xiàn)現(xiàn)對H型鋼的受受力和H型鋼對底底模架的壓壓力一并計計算出來。(1)H型鋼鋼的計算模模型：(2)支座反反力：該H型鋼的支座反力力就是對底底模單片桁桁架的壓力力，將用此此力來計算算底模架的的內(nèi)力和變變形。由于于H型鋼的間間距是0.3m，因此底底模架的受受力將是該該支座反力力的3.33333倍。可以看出，底模模架A中單片桁桁架最大受受力是2..5×3..33333t/m＝8.4t//m，底模架B中單片桁桁架最大受受力是0..9×3..33333t/m==3t/m。這將用于于底模架的的受力分析析。(3)變形：：變形值極小，可可以忽略不不計。最大大豎向位移移是1.6×110-4m。(4)應力最大應力15MMPa。2、底模架計算：：根據(jù)上面H型鋼鋼的計算結結果，可以以知道底模模架的受力力，荷載長長度是5m。所有其他受力工工況，需要要一并計算算出來，以以便計算底底模前后橫橫梁。底模架A的桿件件組成：上下弦桿：2[[25a；邊斜桿：2[220a，槽內(nèi)補補焊12mm鋼板；中腹桿：2[114a。下圖是底模架AA的受力簡簡圖：底模架B的桿件件組成：上下弦桿：2[[20a；邊斜桿：2[220a；中腹桿：2[112.6aa。下圖是底模架BB的受力簡簡圖：各片底模桁架的的單片受力力如下圖所所示(單位：t/m)：根據(jù)以上的受力力情況，需需要將底模模架A和底模架B做很多工工況計算，即即每種受力力工況都要要單獨計算算，以便知知道底模前前后橫梁上上受力大小小。對于底模桁架的的承載能力力和剛度情情況計算，則則只需要看看最大荷載載工況下底底模桁架的的變形和應應力即可。(1)底模模架A在最大受受力狀況下下的應力：：最大應力1233MPa，如下圖圖所示：(2)底模架架A在最大受受力狀況下下的豎向變變形：最大豎向變形是是5.2mmm，如下圖圖所示：(3)底模架架B在最大受受力狀況下下的應力：：最大應力63MMPa，如下圖圖所示：(4)底模架架B在最大受受力狀況下下的豎向變變形：最大豎向變形是是2.7mm，如下圖圖所示：(5)底模架架前后支點點的反力，即即是底模架架前后橫梁梁上所受的的力：如下圖所示：3、底模架前橫梁梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可可以知道底底模架前橫橫梁的受力力大小，再再根據(jù)吊帶帶的位置，可可以對前橫橫梁進行受受力分析，計計算模型如如下圖所示示：(1)底模架架前橫梁的的豎向變形形：最大豎向變形是是0.6mmm。(2)底模架架前橫梁的的應力：最大應力是：223MPa。(3)底模前前橫梁吊帶帶的拉力是是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則前橫橫梁吊帶的的拉力總的的需要增加加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：4、底模架后橫梁梁計算：根據(jù)“2”的計算結果，可可知底模架架后橫梁的的受力大小小，再根據(jù)據(jù)后吊帶的的位置，可可以對底模模架后橫梁梁進行受力力分析，計計算模型如如下圖所示示：(1)底模架架后橫梁的的豎向變形形：最大豎向變形是是0.4mm。(2)底模架架后橫梁的的應力：最大應力是：334MPa。(3)底模后后橫梁吊帶帶的拉力是是：由于底模架自重重和底模自自重沒有計計入，且底底模架自重重是40t，前后橫橫梁各分配配20t，則后橫橫梁吊帶的的拉力總的的需要增加加20t，中間吊吊帶每根增增加6t，依次兩兩邊各增加加3t和1t。那么前前吊帶的拉拉力如下圖圖所示：5、底模架后吊帶帶計算：根據(jù)“4”的計算結果，可可知吊帶的的最大受力力是45t，采用Q3455B鋼板作為為吊帶，由由兩塊厚30mm鋼板組成成，板上間間隔300mmm鉆φ81mm的圓孔。見見下圖所示示：由此可知，吊帶帶的有效受受力面積是是：Aj＝(200-811)mm××60mmm＝71400mm2截面應力是：σ＝45t/71440mm22＝0.000630225/mmm2＝63MPaa注：其實吊帶改改為20的板也可可以，那樣樣的應力是是95MPa，但是由由于鉆孔會會有應力集集中，而且且難免會有有些瑕疵出出現(xiàn)，因此此為了保證證吊帶的絕絕對安全，將將安全系數(shù)數(shù)提高，還還是選擇兩兩塊30的鋼板組組合。八、三種節(jié)段荷荷載工況下下前吊帶的的拉力：1、①號節(jié)段前吊帶的的拉力：依次是：13..4t、44.99t、37.44t、37.44t、44.99t、13.44t。2、⑩號節(jié)段前吊帶的的拉力：依次是：17tt、54t、44t、44t、54t、17t。3、⒄號節(jié)段前吊帶的的拉力：依次是：18..3t、45.88t、41.77t、41.77t、45.88t、18.33t。九、模板前吊帶帶的拉力計計算：模板前吊帶的位位置布置如如下圖所示示：對于混凝土梁段段荷載對模模板縱梁的的作用力，按按照模板縱縱梁中點受受力計算，這這樣前吊帶帶計算出來來的力比實實際略微偏偏大，屬于于保守簡化化計算。另外模板板的重量分分別是：側(cè)側(cè)模重量均均按20t計算，內(nèi)內(nèi)模重量均均按20t計算。則則吊帶由于于模板拉力力是5t。1、1＃節(jié)段施工狀況下下，模板前前吊帶的拉拉力：1＃節(jié)段的斷面圖圖和前吊帶帶圖如下：：混凝土梁段的荷荷載長度是是3m，那么根根據(jù)該斷面面圖可以得得出前吊帶帶的受力如如下圖所示示：2、10＃節(jié)段施工狀況況下，模板板前吊帶的的拉力：10＃節(jié)段的斷面圖圖和前吊帶帶圖如下：：混凝土梁段的荷荷載長度是是4m，那么根根據(jù)該斷面面圖可以得得出前吊帶帶的受力如如下圖所示示：3、17＃節(jié)段施工狀況況下，模板板前吊帶的的拉力：17＃節(jié)段的斷面圖圖和前吊帶帶圖如下：：混凝土梁段的荷