方形砂筒计算.doc

落架设备 PAGE PAGE 6 方形砂筒计算 摘要：砂筒具有稳定性好、加工方便、承载力高、高度可调控等特点，是桥梁施工中经常用到的落架设备，本文对方形砂筒的受力进行了详细的分析，并作了强度、刚度、稳定性的验算，主要包括：顶心顶板的强度验算，顶心底板的强度验算，顶心立板的抗压承载力验算，砂筒的筒壁拉应力验算，外筒底板承载力验算，外筒焊缝强度验算。 关键词：方形砂筒 落架设备 顶心 外筒 1、方形砂筒的一般构造 方形砂筒由顶心和外筒组成，施工时在外筒内装一定高度的砂子，在将外筒套在顶心上做好外筒、顶心与各自施工构件的连接就可以使用。 图1砂筒一般构造图 2、顶心计算 2.1、顶心顶板的强度验算 上部的作用力通过工字钢传到顶心顶板，为了不让雨水进入外筒，将顶板四边外挑，工字钢采用两片I56a，顶心顶板采用3cm厚钢板 按双向板进行计算。 式中：——长边长度； ——短边长度。 由系梁传到砂筒上的力按230kN进行计算。 传到顶心顶板上的作用力为 式中：——单位板宽的刚度； ——钢板的弹性模量； ——钢板的厚度； ——泊松比，对于钢板取0.3。 允许挠度为 图2顶心顶板内力计算说明图 由查阅《路桥施工计算手册》附表2-20按均匀荷载作用下四边固定板进行计算。 计算跨内最大挠度 查得挠度系数为0.002452，则挠度为 （满足） 式中：——板中心点的挠度； ——、中较小的； 计算跨内最大弯矩 查得平行于方向板中心点的弯矩系数为0.038356，查得平行于方向板中心点的弯矩系数为0.005668 计入的影响时，得 式中：——平行于方向板中心点的弯矩； ——平行于方向板中心点的弯矩； ——计入的影响时平行于方向板中心点的弯矩； ——计入的影响时平行于方向板中心点的弯矩； 计算固定边中点的最大弯矩 查得固定边中点沿方向的弯矩系数为-0.081232，查得固定边中点沿方向的弯矩系数为-0.0571 式中：——固定边中点沿方向的弯矩； ——固定边中点沿方向的弯矩。 强度检算： 取最大弯矩进行验算， （满足） 考虑到砂筒的通用性顶心顶板用4cm厚钢板 2.2、顶心底板的强度验算 顶心底板与外筒内的砂子接触，顶心底板采用4cm 传到顶心底板上的力为 按双向板进行计算。 允许挠度为 图3顶心底板计算说明图 查阅《路桥施工计算手册》附表2-20按均匀荷载作用下四边固定板进行计算。 计算跨内最大挠度 查得挠度系数为0.001931，则挠度为 （满足） 计算跨内最大弯矩 查得平行于方向板中心点的弯矩系数为0.02895，查得平行于方向板中心点的弯矩系数为0.013364 计入的影响时，得 计算固定边中点的最大弯矩 查得固定边中点沿方向的弯矩系数为-0.069138，查得固定边中点沿方向的弯矩系数为-0.056344。 强度检算： 取最大弯矩进行验算， （满足） 2.3、顶心立板的抗压承载力验算 所有的压力由顶心横向的三片竖板均匀承受，顶心横向立板所受压力为 ，顶心立板采用1cm厚钢板，按轴心受力构件进行计算。 ；； ；； 查《钢结构设计原理》附表4.2截面属于b类截面， 稳定系数有 图4顶心立板计算简图（满足） 图4顶心立板计算简图 式中：——截面面积； ——截面惯性钜； ——回转半径； ——计算长度； ——允许长细比； ——稳定性系数； ——长细比。 3外筒计算 3.1、砂筒的筒壁拉应力验算 图5砂筒筒壁应力计算说明图 上部结构传到砂筒底部的力由砂筒的侧壁承受，砂筒侧壁承受的最大拉力为 砂筒壁所受到的最大拉应力为 （满足） 式中：——砂筒所受外力； ——钢板厚度； ——外筒筒壁应力； ——钢材的允许应力。 其余符号见图5 3.2、外筒底板承载力验算 外筒底板与下部穿心棒接触处只有一个点，外筒底板采用4cm厚钢板， ； ， 图6外筒底板计算简图 不满足要求需要在外筒下底板处进行加强，在外筒底板下进行加强。 3.3、外筒焊缝强度验算 为安全起见假设上部传下来的力通过顶心挤压砂子而产生的侧压力，全部由侧板两侧的角焊缝来承受，焊条采用E50型，焊脚尺寸 砂筒侧壁承受的最大拉力由3.1计算得 （满足） 总结： 在盖梁和中系梁等现浇结构构件施工中，需要有落架设备将底模版拆掉，常用的落架设备有油顶、钢木楔、砂筒等，由于砂筒具有稳定性好、加工方便、可现场自行加工、承载力高、高度可调控等特点，应在桥梁施工中广泛应用。以往的砂筒都以圆形为主，为了提高沙筒的稳定性和加大与工字钢的接触面积，将砂筒设计成方形，在本文中根据西商项目部中系梁的施工施工条件及荷载，对砂筒进行了计算，主要包括：顶心顶板的强度验算，顶心底板的强度验算，顶心立板的抗压承载力验算，砂