菱形挂篮验算

一、挂篮验算复核

1．验算依据

（1）《钢结构设计规范》（GBJ17-88）

（2）《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

（3）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

（4）禹城南互通立交桥主桥设计图纸

2．结构参数

（1）悬臂浇筑砼箱梁分段长度为：1#-4#段3.5m，4#-8#段4.0m，合拢段2.0m。（2）箱梁底板宽6.9m，顶板宽13.5m。

（3）箱梁高度变化范围：4.2m~2.0m，中间按二次抛物线变化。

3．设计荷载：

（1）悬臂浇筑砼结构最大重量111t(1#块)

（2）挂篮总重46t(包括箱梁模板)

（3）人群及机具荷载取2.5KPa。

（4）风荷载取800Pa。

（5）荷载组合：

①砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数(强度、稳定)

②砼重+挂篮自重+人群机具 (刚度)

③砼重+挂篮自重+风荷载 (稳定)

（6）荷载参数：

①钢筋砼比重取值为2.6t/m3；

②超载系数取1.05；

③新浇砼动力系数取1.2；

④挂篮行走时的冲击系数取1.1；

⑤抗倾覆稳定系数不小于1.5；

⑥前后托架刚度取L*0.3%；

⑦16Mn钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×210=273MPa。

A3钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×145=188.5MPa。

4．挂篮结构材料

挂篮主桁架和前后横梁材料为16Mn钢，销子材料为45号钢，纵梁、托梁、分配梁等材料为组合型钢（A3）。

二、纵梁计算

1、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）受力分析

2、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）强度计算（图1示）

R

A =qcb/L R

B

=qca/L

M

max

=qcb[d+cb/(2L)]/L

=1249.89×10-3×3500×2500×[750+3500×2500/(2×5000)]/5000 =2.4×107N.mm

纵梁选用[

22a

槽钢,其截面特性为:

W

x

=2.176×105mm3

I x =2.3939×107mm4

图1

σ= M max / W x =110.3MPa<188.5MPa

3、普通纵梁刚度计算

当x=d+cb ／L=2500时(弯矩最大处)，挠度最大。钢材弹性模量取E ＝2.1×105Mpa f max =qcb[(4L-4b 2/L-c 2/L)x-4x 3/L+(x-d)4/(bc)]/(24EI) =12.1mm

4、加强型纵梁(箱梁腹板下方)受力分析：

5、加强型纵梁(箱梁腹板正下方)强度计算

加强型纵梁采用I 28a 工字钢，其组合截面特性: W x =5.34×105mm 3 I x =7.48×108mm 4

其受力示意图如图2示： M max =qcb[d+cb ／(2L)]／L

=1552.6×10-3

×3500×2500×[750+3500×2500/（2×5000）]/5000 =7.094×107 N.mm

σ= M max / W x =132.8MPa<188.5MPa 满足要求

6、加强型纵梁（腹板下方） 刚度计算

图2

钢材弹性模量 E=2.1×105MPa

当x=d+cb ／L=2500mm 时(弯矩最大处)

f max =qcb[(4L-4b 2/L-c 2/L)x-4x 3/L+(x-d)4/(bc)]/(24EI) =11.5mm

三、前托梁计算

1、前托梁受力分析

2、前托梁强度的计算

对前托梁进行受力分析时,不考虑工作梁带来的荷载(很小),则前托梁受力示意图如图3所示。

2.1悬臂端最大弯距发生在支座A 处截面，其值为：

M A =q ×a 2/2+pb=3754.053×1.32/2+13096.6

×1=19440.98319kg.m 最大剪力发生在支座A 处截面,其值为:

图3

单位:mm

Q

m a x

=p+qa=3754.053×1.3+13096.6=17976.9kg

跨中最大弯矩值:

M=ql2[1-4×(1.3/4.3)2]/8-Pa

=3754.053×4.32×[1-4×(1.3/4.3)2]/8-13096.6×1.3

=-11521.2kg.m

2.2前托梁的截面特性

前托梁的断面要素如图4所示，

槽钢[40b的截面特性：

A

1

=8306.8mm2

W

x1

=9.32×105mm3

I

x1

=18.6×107mm4

组合截面特性：

A=2×8306.8+280×10×2=22213.6mm2

I

x =2 I

x1

+(280×103/12+2052×280×10)×2=6.07×108 mm4

W

x =2I

X

/h=2×6.07×108／420=2.3×106mm3

2.3强度校核最大弯应力：

σ=M

max ／W

x

=19440.9839×104／(2.3×106)=84.5MPa<188.5MPa

3、前托梁刚度校核

前托梁悬臂端的挠度：

f

1

=pb2L×(3+2b/c)／(6EI)+qaL3×[-1+6(a/c)2+3(a/c)3]／(24EI)

=13096.6×10002×4300×(3+2×1000/4300)/(6×2.1×105×6.07×108)+37.54053×1300×43003×[-1+6×(1300/4300)2+ 3×(1300/4300)3] /(24×2.1×105×6.07×108)

=2.5514-4.6763=-2.2mm(向上)

前托梁跨中的挠度:

f

2=qL4[5-24(a/c)2]/(384EI)-pbL2/(8EL)

图4

280

1