《MIDAS三角形挂篮建模计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MIDAS三角形挂篮建模计算书.docx（17页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、MIDAS三角形挂篮建模计算书三角挂篮Midas/Civil计算1 计算依据某连续梁图纸1；某连续梁图纸2；钢结构设计规范（GB50017-2003）；路桥施工计算手册人民交通出版社；MIDAS/civil计算软件。2 工程概况某连续梁，上部结构采用四跨预应力混凝土变截面连续箱梁，为三向预应力结构，全长230m。桥梁采用单箱单室直腹板截面，中支点梁高6.5m，边支点和中跨跨中梁高3.5m，箱梁底板呈抛物线变化，箱梁标准段顶宽12.2m，底宽6.7m，外侧挑臂长2.75m，腹板厚0.48m0.80m，顶板厚0.40m0.5m，底板厚0.400.90m。墩顶设置横梁，中横梁厚为2.4m、端横梁厚为
2、1.25m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处外侧均采用圆弧倒角过渡。全桥共设置两个主跨合龙段和两个边跨合龙段。0#块段长10.0m，合龙段长2.0m，1#5#段长3.0m，6#9#段长3.5m，11#（边跨直线段）节段长9.75m，最重悬臂浇注段为1#段，其重量约为150.43t。3 施工方案综述在0#段顶面对称拼装好挂篮后，即进行1#段的悬臂浇筑施工。挂篮施工时，底模、外侧模随主桁向前移动就位后，按照以下程序施工：绑扎底板、腹板钢筋网和波纹管。将内模架就位并调整好标高。绑扎顶板钢筋和预应力管道。浇筑混凝土。养护、穿束。张拉，压浆。脱模。当所浇梁段张拉后，挂篮再往前移动进行下一节段施工，如此循环推移
3、，直至完成最后一节悬臂梁段施工。图3-1 悬臂浇筑段施工工艺框图4 挂篮计算4.1挂篮设计挂篮结构形式为三角挂挂篮，主桁采用240b工字钢，上横梁采用2I45b，下横梁采用236b，外膜导梁采用232b，内膜导梁采用236b，底纵梁采用I32b，侧模骨架采用型钢桁片结构，底模采用加工的定型钢模，横肋采用10，面板采用6mm厚钢板。挂篮吊杆采用32精轧螺纹钢，主桁片利用箱梁竖向预应力束进行锚固。图4.1-1 挂篮前、后吊点位置正面组装图图4.1-2 挂篮1#块组装立面图图4.1-3 挂篮29#块组装立面图表4.1-1 材料设计参数表表4.1-2 钢材设计强度值（N/mm2）4.2工况分析表4.2
4、-1 梁段分段情况根据梁段分析，取A1(B1) 混凝土浇筑、A6(B6) 混凝土浇筑及挂篮走行三个工况进行计算。4.3荷载分析 4.3.1 荷载类型模板、挂篮自重 新浇筑混凝土自重施工人员、材料及机具等施工荷载（2.5KN/m ） 倾倒混凝土产生的冲击荷载（2KN/m ） 振捣混凝土产生的荷载（2KN/m ）4.3.2 荷载组合（1）荷载组合I （用于强度计算）：)(4.1)(2.1q +（2）荷载组合II （用于刚度计算）： )(2.1q +（3）荷载组合III （用于挂篮走行计算） q 4.12.1+4.3.3 荷载计算工况一：A1(B1)混凝土浇筑 13-13 截面 12-12 截面1#
5、块荷载计算表工况二：A6(B6)混凝土浇筑6#块荷载计算表8-8 截面 7-7 截面4.4建模计算4.4.1建模过程（1）定义钢材的材料特性特性 / 材料特性值 / 材料/添加材料号：1 类型钢材；规范：JTJ(S)；数据库 A3 （适用）材料号：2 类型钢材；规范：JTG04(S)；数据库 Steelnar785（确定）（2）定义钢材的截面a定义主桁截面特性 / 截面特性值 / 材料/添加/用户截面号1：双槽钢截面；名称：主桁2C40b；数据库：GY-YB05；截面：2C40b （适用）b定义前上横梁截面截面号2：工字钢截面；名称：前上横梁I45b；数据库：GY-YB05；截面:I45b ；
6、偏心：中下部（适用）c定义底横梁截面截面号3：双槽钢截面；名称：底横梁2C36b；用户：截面1：H：（360mm） B：（98mm） tw：（11mm） tf：（16mm） C：（50mm）；偏心：中心（适用）d定义后锚梁截面截面号4：双槽钢截面；名称：后锚梁2C36b；用户：截面1：H：（360mm） B：（98mm） tw：（11mm） tf：（16mm） C：（50mm）；偏心：中心（适用）e定义外模导梁截面截面号5：双槽钢截面；名称：外模导梁2C32b；用户：截面1：H：（320mm） B：（90mm） tw：（10mm） tf：（14mm） C：（50mm）；偏心：中心（适用）f定义
7、内模导梁截面截面号6：双槽钢截面；名称：内模导梁2C36b；用户：截面1：H：（360mm） B：（98mm） tw：（11mm） tf：（16mm） C：（50mm）；偏心：中心（适用）g定义底纵梁截面截面号7：工字钢截面；名称：底纵梁I32b；数据库：GY-YB；截面:I 320x132x11.5/15 ；偏心：中心（适用）h定义主桁桁架截面截面号8：槽钢截面；名称：主桁桁架 C 80x43x5/8；数据库：GY-YB；截面:C 80x43x5/8；偏心：中心（适用）i定义吊杆截面截面号9：实腹圆形截面；名称：精轧螺纹钢；用户：截面D：32mm；偏心：中心（适用）注：前上横梁截面为双工字钢
8、特性/截面管理器/刚度前上横梁所有数据改为2（3）建模注：对于已有cad 图形的模型，可以直接将cad 文件保存成dxf 文件，导入到midas civil中进行操作。要注意Autocad 中的单位要与midas civil 保持一致。a建立主桁结构修改midas 单位为cm 与autocad 图形保持统一在文件导入AUTOCAD DXF 文件跳出dxf 文件对话窗，按下图一一填入参数 选择主桁单元，分别向y 正负方向复制3050mm ，删除原主桁单元。 选择主桁单元，将定义好的主桁断面通过拖拉方式赋予主桁单元。b 建立前上横梁节点/建立节点：（0.5m,6m,0）（0.5m,-6m,0） 模
9、型单元建立单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：前上横梁I45b,连接以上建立的2个节点。c建立底横梁节点/建立节点：（0.5m,6m,-6.92m）（0.5m,-6m,-6.92m）（适用）模型单元建立单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：底横梁2C36b,连接以上建立的2个节点。节点/建立节点：（4.95m,6m,-7.747m）（4.95m,-6m,-7.747m）（适用）模型单元建立单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：底横梁2C36b,连接以上建立的2个节点。d建立后锚梁选择主桁后节点/节点/移动复制节点/等间距（0,0.75,1.5）（适用）选择最新建
10、立的个体/单元扩展单元单元类型梁单元；材料：A3；截面：后锚梁2C36b；等间距（0,1.5,0）（适用）选择后锚梁/单元/移动复制单元/任意间距方向：X间距：-0.5m（适用）e立外模导梁节点/建立节点：（0m,3.935m,2.9332m）（适用）选择最新建立的个体/单元扩展单元单元类型梁单元；材料：A3；截面：外模导梁2C32b；任意间距方向：X间距：-0.5m（适用）选择最新建立的个体/单元移动复制单元/任意间距方向：y轴间距1.215m（适用）选择以上建立的两个个体/单元镜像单元/z-x平面（适用）f建立内模导梁选择外模导梁/单元移动复制单元/任意间距方向：y轴间距-2.585m（适
11、用）通过拖拽的形式赋予内膜导梁截面属性选择以上建立个体/单元镜像单元/z-x平面（适用）g建立底纵梁模型单元建立单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：底纵梁I32b,连接底横梁中间的2个节点。模型单元移动复制单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：底纵梁I32b/任意间距方向：y 轴间距(21,0.65,30.2)（适用）选择最新建立个体/单元镜像单元/z-x平面（适用）h建立主桁桁架选择主桁中竖向杆件/模型单元分割单元单/任意间距/X(1.18)（适用）单元建立单元单元类型一般梁/变截面梁；材料：A3；名称：主桁桁架/连接节点选择建立的主桁行间横杆/单元分割段元任意间距/X
12、(0.78,20.9,0.94,20.9)（适用）按照CAD图显示连个各个桁架节点i建立吊杆选择前上横梁(一侧)/单元/分割单元/任意间距x（0.85m，1.215m，0.25m）（适用）选择前上横梁(中间)/单元/分割单元/任意间距x（20.85m，1.35m）（适用）选择前下横梁(一侧)/单元/分割单元/任意间距x（2.315m）（适用）选择前下横梁(一侧)/单元/分割单元/任意间距x（0.45m）（适用）按照图纸连接各节点（单元类型为精轧螺纹钢）镜像吊杆锚固到混凝土梁上的吊杆通过单元扩展建立单元（4）边界条件后锚梁与主桁之间采用弹性连接边界条件/一般支承（5）荷载荷载/静力荷载工况名称:
13、自重；类型：用户定义的荷载（适用）依次添加1#砼自重、6#砼自重、侧模自重、底模自重、内膜自重、人员及机具、倾倒砼和振捣砼。a挂篮自重荷载/自重/荷载工况：自重/x:0，y：0，z:-1（适用）b侧模自重荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：侧模自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0，x2：4，w:-6KN/m（适用）c底模自重荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：底模自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0，x2：4，w:-0.5KN/m（适用）d内模自重荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：内模自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x
14、1:0，x2：4，w:-0.5KN/m（适用）e施工人员、材料及机具内外导梁：荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：人员及机具/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0，x2：4，w:-2.5KN/m（适用）底纵梁：荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：人员及机具/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/相对值x1:0，x1：4，w:-2.5KN/m（适用）f倾倒混凝土产生的冲击荷载荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：倾倒砼/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0，x2：4，w:-2KN/m（适用）g振捣混凝土产生的冲击荷载荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：倾
15、倒砼/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0，x2：4，w:-2KN/m（适用）h1#块外导梁砼荷载荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：1#砼自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0.5，x2：3.5，w:-14.1KN/m（适用）荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：1#砼自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0.5，x2：3.5，w:-22KN/m（适用）i1#块内导梁砼荷载荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：1#砼自重/荷载类型：均布荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0.5，x2：3.5，w:-40.7KN/m（适用）j1
16、#块底模纵梁砼荷载荷载/梁单元荷载（单元）/荷载工况：1#砼自重/荷载类型：梯形荷载/方向：整体坐标系Z轴/绝对值x1:0.509，x2：3.634，w1:-30.1KN/m，w2:-27.4KN/m（适用）按照表格中数据分别给底纵梁加载注：计算6#块荷载并分别加载（6）结果分析分析/主控数据：勾选在应力计算中考虑截面刚度调整系数结果/荷载组合，分别按照1#块强度和刚度、6#块强度和刚度及挂篮走向进行荷载组合工况一：A1(B1)混凝土浇筑a整体变形整体变形为mm。f4.25b 主桁 最大组合应力MPa MP 215a 1.99=，强度满足要求。c 主桁桁架 最大组合应力MPa MP 215a
17、7.18=，强度满足要求。d 后锚梁 最大组合应力MPa MP 215a 4.112=，强度满足要求。e 前上横梁 最大组合应力MPa MP 215a 3.88=，强度满足要求。f 前下横梁及后下横梁 最大组合应力MPa MP 215a 3.110=，强度满足要求。g 内膜导梁 最大组合应力MPa MP 215a 5.110=，强度满足要求。h 外膜导梁 最大组合应力MPa MP 215a 1.109=，强度满足要求。i 底模纵梁 最大组合应力MPa MP 215a 0.158=，强度满足要求。j 吊杆吊杆采用32的PSB785的精轧螺纹钢，截面积为232804.25A mm =。 最大组合应
18、力MPa MP 750a 8.484=，强度满足要求。工况二：A6(B6)混凝土浇筑 a 整体变形 整体变形为mm f 4.17。b 主桁 最大组合应力MPa MP 215a 7.81=，强度满足要求。c 主桁桁架 最大组合应力MPa MP 215a 6.15=，强度满足要求。d 后锚梁 最大组合应力MPa MP 215a 3.91=，强度满足要求。e 前上横梁 最大组合应力MPa MP 215a 1.87=，强度满足要求。f 前下横梁及后下横梁 最大组合应力MPa MP 215a 3.82=，强度满足要求。g 内膜导梁 最大组合应力MPa MP 215a 9.22=，强度满足要求。h 外膜导
19、梁 最大组合应力MPa MP 215a 8.116=，强度满足要求。i 底模纵梁 最大组合应力MPa MP 215a 6.115=，强度满足要求。j 吊杆吊杆采用32的PSB785的精轧螺纹钢，截面积为232804.25A mm =。 最大组合应力MPa MP 750a 3.358=，强度满足要求。工况三：挂蓝行走稳定性计算挂篮空载走行最不利工况为主桁架前移就位时：挂篮走行方式为一次走行。利用后端反扣轮组进行锚固。由图知：后锚作用力：RA=46.1+46.1+23.6+23.6=139.46KNa反扣轮组联接螺栓计算：每组反扣轮由24个M24螺栓连接，M24螺栓的额定抗拉力为F=43.75KN，每组螺栓实际受力F=RA/10=139.4/24=5.8KNF/F=43.75/5.7=7.52.0 满足要求b轴承计算：8只312轴承的额定动负荷为848.5KN=388KN，388kN/RA =2.782 满足要求。每套反扣轮组中有4根固定轴，直径为60mm，假设4根固定轴只有2根轴受力，则1根轴所受的剪切力为=RA/2/（(D/2)2）=(172.6/2)/（(0.06/2)2）=30.54Mpa综上所述可知挂篮空载前移时抗倾覆稳定性可靠。