朝阳大桥挂篮有限元计算说明书 大学论文.doc

南昌朝阳大桥挂篮 有限元计算说明书 编制： 审核： 批准： 目 录 1 1.1设计依据 1 1.2挂篮结构组成 1 1.3 挂篮结构参数 1 1.3.1主要设计参数 1 1.3.2主要材料 2 1.3.3 设计计算荷载 2 1.3.4 内力符号规定 3 2 挂篮底篮系统计算 4 2.1底篮浇筑状态受力检算 4 2.1.1浇注底板时 4 2.1.2浇注顶板时 6 2.2底篮横梁空载走行状态受力检算 8 3 挂篮导向系统计算 11 3.1外导梁受力检算 11 3.1.1浇注顶板时 11 4 挂篮主吊杆及前上横梁计算 13 4.1吊挂系统受力检算 13 4.1.1精轧螺纹钢吊杆 13 4.2前上横梁受力检算 13 4.2.1在浇注底板块时 13 4.2.2在浇注顶板块时 15 5 挂篮主桁计算 19 5.1荷载计算 19 5.2主桁结构检算 19 5.2.1浇筑底板时 19 5.2.2浇筑顶板时 20 6 计算结果汇总 22 6.1应力汇总 22 6.2位移汇总 22 7、 计算钢结构起吊安装时的风力作用 22 设计说明 1.1设计依据 《南昌朝阳大桥预应力混凝土连续梁桥梁图》； 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）； 《路桥施工计算手册》； 《结构力学》； 《材料力学》； 《机械设计手册》； 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 1.2挂篮结构组成 南昌朝阳大桥挂篮主要由主桁系统、主桁走行锚固系统、底篮走行系统、导向系统、底篮系统、起吊系统、前上横梁、液压系统、吊挂系统、平台防护系统、辅助部件等组成。 挂篮结构如下图所示: 1.3 挂篮结构参数 1.3.1主要设计参数 砼自重； 钢材弹性模量； 材料强度设计值： 牌号 许用正应力[σ] 许用弯曲应力[σw] 许用剪切应力[τ] Q235 215MPa 215MPa 125MPa Q345（16＜t≤35） 295MPa 295MPa 170MPa Q345（35＜t≤50） 265MPa 265MPa 155MPa 40Cr 470MPa 480MPa 280MPa 45 320MPa 320MPa 178MPa PSB785 650MPa PSB830 690MPa 1.3.2主要材料 挂篮的前上横梁由2H450×200普通热轧H型钢组焊组成，底篮前、后横梁采用H390×300普通热轧H型钢组焊成桁架结构形式，底板下纵梁采用H300×175和H150×75普通热轧H型钢组焊成桁架结构形式，外导梁采用I56b工字钢组成，轨道采用双拼I40a工字钢。 1.3.3 设计计算荷载 1、荷载系数 考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05 挂篮空载行走时的冲击系数1.3 浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0 活载分项系数1.4 恒载分项系数1.2 2、作用于挂篮的荷载 取9#块计算箱梁荷载。 根据箱梁截面受力特点，划分箱梁各节段断面如图所示： 通过建立箱梁各节段三维模型并查询各段体积，计算箱梁断面内各段重量如下表所示： 节块 9#(6.4m) 备注 ① 269kN 校核外导梁 ②+③ 4962kN 校核底板下纵梁 恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4。 箱梁最大梁段重量：682.26t； 施工机具及人群荷载：2.5KPa； 倾倒混凝土产生的荷载：2KPa 振捣混凝土产生的荷载：2KPa 1.3.4 内力符号规定 轴力：拉力为正，压力为负； 应力：拉应力为正，压应力为负； 其它符号规定参照《结构力学》 挂篮底篮系统计算 2.1底篮浇筑状态受力检算 整个底篮系统三维模型较大，结构复杂，直接用于分析时有一定的计算量，在普通的计算机或工作站的硬件条件下很难获得精确的计算结果。考虑到模型的对称性，此处取1/2底篮系统进行计算。为得到较为精确的结果，在对细部结构进行优化处理的同时，尽量按照原图将模型结构建立完整。具体模型总装图如下图所示： 2.1.1浇注底板时 1、载荷计算 底板混凝土荷载为： 模板重量按计，模板载荷为： 人群及机具荷载为： 倾倒和振捣混凝土产生的荷载为： 2、受力分析 其受力模型如下图所示： 底篮的应力云谱图如下： 由计算结果可知整个底篮系统最大应力为139.755Mpa，故满足要求。 底篮的位移云谱图如下： 由计算结果可知整个底篮系统最大位移为2.891mm，出现在底模中间的位置，底模前端靠近底篮前横梁处最大位移约为1mm。 底篮吊点支点反力如下图所示： 2.1.2浇注顶板时 1、载荷计算 顶板混凝土荷载为： 模板重量按计，模板载荷为： 人群及机具荷载为： 倾倒和振捣混凝土产生的荷