桥梁挂篮模板和0#块托架、边跨支架计算书解读
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铁路特大桥(40+64+40)m连续梁挂篮模板和0#块托架、边跨支架计算书1、工程概况新建铁路客运专线,某特大桥100#-103#连续梁线路里程为:DK2+700.790-DK2+846.490,采用挂篮悬臂施工。
(40+64+40)m连续梁设计采用《无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)》通桥(2008)2368A-Ⅲ:梁体全长145.5m,梁体为单箱单室、变高度、变截面结构;箱梁顶宽12m、底宽6.7m,中支点处梁高6.05m,跨中10m直线段及边跨13.75m 直线段梁高为3.05m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。
根据设计图规定:①施工挂篮、机具、人群等各种施工荷载的总重量不得超过700KN。
②各中墩采取临时锚固措施,临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩25404KN·m及相应竖向支反力24137KN。
③悬臂施工时,理论上宜完全对称浇筑,如混凝土泵送有困难而难以实现时,应控制两端混凝土灌筑不平衡重量不超过20吨。
④铺设无砟轨道时梁体的实测线形与设计线形的偏差:上拱不大于10mm,下挠不大于20mm。
⑤竖向预应力筋采用Φ25mm高强精轧螺纹钢筋,型号为PSB785,其抗拉极限强度为785MPa,锚下张拉控制应力为700MPa。
竖向预应力筋沿梁体纵向基本按间距500mm设置。
锚具体系采用JLM-25型锚具,预留管道内径为φ35mm。
⑥在结构两侧腹板上设置直径为100mm的通风孔,通风孔距悬臂板根部距离为300mm,间距2m左右。
⑦无砟轨道箱梁桥面采用三列分区排水方式,两线承轨台间的梁体中间设泄水管,间距约8m。
2、编制依据⑴新建客运专线铁路特大桥:宁杭客专施图(桥)-03⑵无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)通桥(2008)2368A-Ⅲ⑶《客运专线桥涵工程施工技术指南》 TZ213-2005⑷《客运专线桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号⑸《铁路工程施工安全技术规程》 TB10401.1、2-2003;⑹《建筑施工计算手册》中国建筑工业出版社江正荣 2006年4月⑺好易懂结构分析器和结构力学求解器软件分析、计算结果⑻宁杭铁路客运专线施工图记设计交底等设计文件⑼现场施工技术调查和我单位现有施工技术水平和资源3、挂篮设计计算荷载(40+64+40)m连续箱梁悬浇设:0#块 + 中跨15节段 + 边跨2×9节段,节段布置如下图示。
图1 (40+64+40)m连续箱梁悬浇节段布置示意图(40+64+40)m连续箱梁悬浇节段长度、体积、重量如下表。
表1 (40+64+40)m连续箱梁节段长度、体积、重量表跨别节段名称节段长度(cm)节段体积(m3)节段重量(t)备注边跨9 775 87.136 226.554 边跨现浇8 200 20.540 53.41 边跨合拢7 400 41.083 106.816边跨悬浇节段6 425 44.623 116.0205 425 48.563 126.2634 425 55.298 143.7753 350 50.413 131.0742 325 50.242 130.6301 300 49.750 129.3500#块0 900 162.431 422.322 墩顶现浇(半)中跨1’300 49.750 129.350中跨悬浇节段2’325 50.242 130.6303’350 50.413 131.0744’425 55.298 143.7755’425 48.563 126.2636’425 44.623 116.0207’400 41.083 106.8168’/2 100 10.271 26.704 边跨合拢箱梁的结构参数:箱梁的节段长度为3.0~4.25m,箱梁底板宽6.7m,顶板宽12.0m,梁段高变化范围为6.05~3.05m,箱梁为单箱单室。
最大梁段自重: 1438KN挂篮及模板自重: 550KN施工人群及机具: 20KN施工振动荷载: 20KN风荷载: 10KNP=1438+550+20+20+10=2038KN×1.5安全系数=3057KN挂篮计算总荷载取: P=3057KN设计变形:fmax=L/4003、三角挂篮结构组成挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、外侧模板、内侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成。
图2 挂篮模板侧面图171418131934121171615218已浇段(0#)待浇段(1#)475010760355040078543005001175250030002221250045005341前端后端3420946005700.566050477062001504350500900图3 挂篮模板正面图 表2 三角挂篮构配件表[14#、[12#门 架连 接 销 D=79mm 前上挂梁 ][40b#滑 梁 ][28b#前下挂梁 ][40b#后下挂梁 ][40b#螺旋千斤顶现场自备 32T 横 担 梁 ][14#前 平 台组焊件行 走 梁300×300箱形梁前支座行走滚轮 D120前 支 座 组焊件行走梁固定 放大点后 支 座 装配件后锚扁担梁 ][28#吊 杆 精轧螺纹钢滑梁后移动吊架 装配件滑梁后固定吊架 装配件垫 梁底 纵 梁 工字钢36b#下横梁吊耳 装配件下部侧平台 δ4,DN25,[10辅 助 梁 ][16#外侧模板上段外侧模板下段 内模板上段 内模连接梁 工字钢16#U型螺栓 φ20,[8 ][14#底 模δ6mm,[8,[10δ6mm,[8,[10δ6mm,[8,[10现场自备GA-01GA-02GA-03GA-04GA-05GA-06GA-07GA-08GA-09GA-09GA-10GA-11GA-12GA-13GA-14GA-15GA-16GA-17GA-18GA-19GA-20GA-21GA-22GA-23GA-24GA-25GA-27GA-26GA-31上部侧平台 δ4,DN25,[10GA-28GA-29GA-30 δ6mm,[1025262728293031323334242322212019181716151413材料规格图号名 称序号111210987651234材料规格图号名 称序号序号名 称图号材料规格主 梁[]40b#[]40b#后斜拉梁前斜拉梁 []40b#立 柱 []40b#1#段半前端1#段半后端160023675025002002750312051750600011004004003110400311600165050040075026185026272887032930R 10032339008002404、挂篮结构检算悬臂浇注节段模板设计以0#块中心断面(全联最大单箱单室截面处)作为计算截面,箱室中心高6.05m,顶板厚0.4m,底板厚0.8m,腹板宽度0.8m。
如图3所示。
⑴侧(内)模受力检算①计算荷载新浇混凝土对模板最大侧压力计算P max =γcH (1)Pmax =0.22γctβ1β2V1/2 (2)采用内部振捣器振捣时,新浇注的混凝土作用于模板的最大的侧压力,可按上述二式计算,并取二式中的较小值。
γ—混凝土的容重,取26.5 kN/m3t—混凝土初凝时间,取10小时;β1—外加剂影响系数;β2—坍落度影响系数;V—混凝土浇筑速度,取2.8m/h(每小时浇筑1.5米)。
Pmax=0.22×26.5×10×1.2×1.15×2.81/2=135KPaPmax=26.5×6.05=160KPa新浇混凝土对模板的侧压力F1=135 KN/m2倾倒混凝土时因冲击产生的荷载F2=6 KN/m2混凝土振捣对侧模产生的水平压力F3=5.2KN/m2混凝土浇注对模板总侧压力为:F=F1+F2+F3=135+6+5.2=146.2 KN/m2②面板计算挂篮侧模板面板设计为厚度δ=6mm钢板,水平肋间距为0.3m,竖肋间距为0.4m,面板按双向板四边固定设计计算:图4 面板计算示意图挠度=表中系数×qL4/K弯距=表中系数×qL2式中L取Lx和Ly中之较小者。
K=Eh3/12(1-μ)=2.1×108×0.0063/12(1-0.3)= 5.4E----弹性模量;钢材E=2.1×105MPa;h----板厚;μ----泊松比,钢材μ=0.30;----分别为板中心点的挠度和最大挠度;ω、ωmaxMx----为平行于Lx方向板中心点的弯距;My----为平行于Ly方向板中心点的弯距;M0x----固定边中点沿Lx方向的弯距;M0y----固定边中点沿Ly方向的弯距;弯距----使板的受荷面受压者为正;挠度----变位方向与荷载方向相同者为正。
附表:Lx/Ly ωMx My M0x M0y0.50 0.00253 0.0400 0.0038 -0.0829 -0.05700.55 0.00246 0.0385 0.0056 0.0814 -0.05710.60 0.00236 0.0367 0.0076 -0.0793 -0.05710.65 0.00224 0.0345 0.0095 0.0766 -0.05710.70 0.00211 0.0321 0.0113 0.0735 -0.05690.75 0.00197 0.0296 0.0130 0.0701 -0.05650.80 0.00182 0.0271 0.0144 -0.0664 0.05590.85 0.00168 0.0246 0.0156 -0.0626 -0.05510.90 0.00153 0.0221 0.0165 -0.0588 -0.05410.95 0.00140 0.0198 0.0172 -0.0550 -0.05281.00 0.00127 0.0176 0.0176 -0.0513 -0.0513Lx/Ly=300/400=0.75Mx=0.0296×qL2=0.0296×146.2×0.4×0.32=0.16KN·mMy=0.0130×qL2=0.0130×146.2×0.4×0.32=0.07KN·mM0x=0.0701×qL2=0.0701×146.2×0.4×0.32=0.37KN·mM0y=-0.0565×qL2=-0. 0.0565×146.2×0.4×0.32=-0.30KN·mW=bh2/6=0.4×0.0062/6=2.4×10-6m3σ= M0x/W=0.37/(2.4×10-6)=154167KN/m2=154.2 MPamax=154.2MPa<[σ]=215MPa 满足要求!σmaxω=0.00197qL4/K=0.00197×146.2×0.4×0.34/5.4=0.09mm挠度f=0.09<[f]=1/400=0.75 满足要求!③水平肋计算计算参数:侧模水平肋、竖肋均采用[10槽钢。