【正文】 驗(yàn)算(1)外滑梁截面選擇外滑梁截面選用 2[ ，具體尺寸如圖 347 所示。(2)外滑梁建模計(jì)算外滑梁承受來自翼緣支撐架的力，根據(jù)翼緣支架的間距為 1m 的設(shè)計(jì)和掛籃總體設(shè)計(jì),可對(duì)外滑梁進(jìn)行建模，其中把滑梁前后掉點(diǎn)看做是簡(jiǎn)支梁支座。由于滑梁在施工過程中處于兩種工況：一是混凝土澆注時(shí)的工況，二是掛籃走行時(shí)的工況。現(xiàn)分別對(duì)這兩種工況進(jìn)行檢算。①外滑梁處于工況一時(shí)的建模與驗(yàn)算按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行建模，受力簡(jiǎn)圖如圖 348 所示。 圖 347 外滑梁截面圖圖 346 內(nèi)膜支架組合最大應(yīng)力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)44由 midas 軟件建模得出外模工況一是的的反力圖，變形圖，內(nèi)力圖，應(yīng)力圖如圖 449～452 所示。由 midas 軟件計(jì)算得支座反力 ，最大彎矩為 , =?m，最大位移為 (滿足要求)；最大剪應(yīng)力為 5MPa，最大彎曲應(yīng)力為?，均滿足要求，所以外?；旱脑O(shè)計(jì)在工況一時(shí)滿足要求。圖 349 外滑梁工況 1 時(shí)的反力圖圖 350 外滑梁工況 1 時(shí)的變形圖圖 348 外滑梁受力簡(jiǎn)圖（力單位：kN）石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)45(2)外滑梁工況二時(shí)的建模和檢算工況二時(shí)考慮滑梁處于最不安全的位置，即以掛籃后支點(diǎn)和前掉點(diǎn)的距離 11m作為梁長(zhǎng)，工況二時(shí)滑梁只承受掛籃的自重，建模受力簡(jiǎn)圖如圖 353 所示。經(jīng)建模計(jì)算得，最大位移、最大彎矩和最大剪力都小于工況一時(shí)的值，所以工況二時(shí)滑梁也滿足設(shè)計(jì)要求。圖 351 外滑梁工況 1 時(shí)的剪應(yīng)力圖圖 352 外滑梁工況 1 時(shí)的彎曲應(yīng)力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)46(3)結(jié)論與說明外滑梁的設(shè)計(jì)滿足工況一和工況二設(shè)計(jì)要求，即外滑梁設(shè)計(jì)滿足要求。為了滿足安全，吊帶處需上下焊接一塊鋼板，以利于千斤頂頂緊。 內(nèi)滑梁的設(shè)計(jì)與檢算內(nèi)滑梁采用同外滑梁一樣的截面和材料，建模過程同上所述，在此不再闡述。根據(jù)外滑梁得知滑梁在工況一時(shí)較危險(xiǎn)，因此內(nèi)滑梁在此只進(jìn)行工況一建模計(jì)算。由 midas 軟件計(jì)算得支座反力 ，最大彎矩為= ,=，最大剪力為 ，最大位移為 (滿足要求)；?7MPa，最大彎曲應(yīng)力為 .4MPa，均滿足要求，所以內(nèi)?；旱脑O(shè)計(jì)在工況一和工況二均滿足要求。 分配梁設(shè)計(jì)與檢算 分配梁截面選擇分配梁截面選擇用 2I36013610/，工字鋼中心間距取為 。吊桿處上下都用一塊鋼板與兩工字鋼焊接以把梁工字鋼連成一整體。 分配梁建模與檢算分配梁上面與前橫聯(lián)相連，下面與滑梁、底模前橫梁相連，為了便于計(jì)算的準(zhǔn)確，把兩工字鋼分開計(jì)算。下部吊帶或吊桿的力一半給一片工字鋼，建模受力簡(jiǎn)圖圖 353 外滑梁工況 2 時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖(力單位：kN)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)47如圖 354 所示。建模所得反力表如表 32,變形圖，彎矩圖、剪力圖、切應(yīng)力圖、彎曲應(yīng)力圖如下圖 355～360 所示。 結(jié)論由 midas 軟件計(jì)算得單片分配梁的支座反力 FR1=, FR2=, FR3=, FR4=。單片分最大彎矩為 ，最大剪力為 ，?大位移為 (滿足要求)，最大剪應(yīng)力為 ，最大彎曲應(yīng)力為 ，均滿足要求，所以分配梁的設(shè)計(jì)滿足要求。支座 節(jié)點(diǎn) 荷載 FX (kN) FY (kN) FZ (kN)MX (kN*m)MY (kN*m)MZ (kN*m)3 總荷載 9 總荷載 圖 354 分配梁?jiǎn)纹?jì)算簡(jiǎn)圖(長(zhǎng)度單位:mm,力單位:kN)圖 355 單片分配梁的一半位移圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)48表 32 分配梁反力表（兩片）15 總荷載 21 總荷載 26 總荷載 32 總荷載 38 總荷載 44 總荷載 反力合力 總荷載 圖 356 單片分配梁彎矩圖圖 357 單片分配梁剪力圖圖 358 單片分配梁彎曲應(yīng)力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)49圖 359 單片分配梁剪切應(yīng)力圖圖 360 單片分配梁組合最大應(yīng)力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)50第 4 章 菱形掛籃主桁系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 掛籃主桁結(jié)構(gòu)基本尺寸擬定 擬定主桁的基本尺寸根據(jù)最大梁段和施工環(huán)境，確定主桁懸臂伸出的距離為 6m，菱形平行梁的下弦桿長(zhǎng)度為 5m。根據(jù)橋梁橋面寬度和前面所設(shè)計(jì)的分配梁的尺寸來初步擬定兩片主桁的間距為 2=。主桁高度暫擬定為 4m，考慮到盡量減小受壓桿的長(zhǎng)度，本菱形掛籃采用優(yōu)化的菱形掛籃。單片主桁的尺寸如圖 41 所示。 擬定主桁的截面尺寸掛籃需要考慮較大的剛度，一般采用箱型截面或格柱式截面。此設(shè)計(jì)采用鋼板焊接箱型截面，便于施工和偏安全考慮，主桁的各桿件都采用相同的截面。截面示意圖如圖 42 所示。 簡(jiǎn)化計(jì)算模型為了計(jì)算的簡(jiǎn)化，理論模型采用桁架單元模型，單片主桁結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化如圖 41所示。 單片主桁節(jié)點(diǎn)和桿件單元編號(hào) 圖 41 單片主桁尺寸圖（單位:mm）石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)51為了計(jì)算方便和便于說明，對(duì)單片主桁進(jìn)行節(jié)點(diǎn)編號(hào)和單元編號(hào)。圖 41 中，節(jié)點(diǎn)數(shù)字為節(jié)點(diǎn)編號(hào)，節(jié)點(diǎn)間的數(shù)字為單元編號(hào)。 主桁前橫梁設(shè)計(jì)與檢算 前橫梁尺寸和截面擬定根據(jù)前面分配梁計(jì)算的反力通過吊桿作用于前橫梁上，而前橫梁的反力傳給兩片主桁的前支點(diǎn)，以此擬定橫梁尺寸和各桿件截面，如圖 43 所示。圖 43 弦桿截面圖其中：H=250mmB=78mmtw=7mmtf=12mmBS=152mmts=1e007mm圖 42 主桁截面示意圖其中：B=260mmH=286mmtw=30mmtf1=36mmtf2=36mmC=230mm石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)52前橫梁上下弦桿和支座處的豎桿的截面選用 2[ 250787/12 的組合截面，如圖 44 所示，斜桿和其他豎桿的截面初選為[ 250809/12。 前橫梁的建模計(jì)算模型簡(jiǎn)化為桁架模型，兩主桁前支點(diǎn)簡(jiǎn)化為一個(gè)鉸支座和一個(gè)滑動(dòng)支座，利用midas 軟件建模計(jì)算。(1)橫梁受力模型根據(jù)分配梁的支座反力的大小，前橫梁受力簡(jiǎn)化如下圖 45。(2)前橫梁建模計(jì)算結(jié)果前橫梁節(jié)點(diǎn)，單元編號(hào)如圖 47 和 48 所示。根據(jù) midas 軟件所得前橫梁的反力圖（圖 46 所示） ，變形表（表 41 所示） ，軸力表，應(yīng)力表（表 42～43 所示） 。(3)強(qiáng)度和剛度檢算根據(jù) midas 軟件建模計(jì)算結(jié)果得（不考慮自由端）如下結(jié)論：最大位移為 5節(jié)點(diǎn): ??最大壓力為 10和 18桿： 最大拉應(yīng)力為 kax=6.最大壓應(yīng)力為 10和 18桿： ??????圖 44 主桁前橫梁圖 圖 45 前橫梁受力簡(jiǎn)圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)53圖 46 前橫梁節(jié)反力圖圖 47 前橫梁節(jié)點(diǎn)編號(hào)表 41 橫梁節(jié)點(diǎn)位移節(jié)點(diǎn) 荷載 DX (mm) DY (mm) DZ (mm)1 總荷載 2 總荷載 3 總荷載 4 總荷載 5 總荷載 6 總荷載 7 總荷載 8 總荷載 9 總荷載 10 總荷載 11 總荷載 12 總荷載 13 總荷載 14 總荷載 15 總荷載 16 總荷載 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)54圖 48 前橫梁?jiǎn)卧幪?hào)表 42 橫梁節(jié)點(diǎn)豎向軸力表單元 荷載 內(nèi)力I (kN) 內(nèi)力J (kN)1 總荷載 2 總荷載 3 總荷載 4 總荷載 5 總荷載 6 總荷載 7 總荷載 8 總荷載 9 總荷載 10 總荷載 11 總荷載 12 總荷載 13 總荷載 14 總荷載 15 總荷載 16 總荷載 17 總荷載 18 總荷載 19 總荷載 20 總荷載 21 總荷載 22 總荷載 23 總荷載 24 總荷載 25 總荷載 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)55表 43 橫梁節(jié)點(diǎn)豎向應(yīng)力表單元 荷載 應(yīng)力I (N/mm^2) 應(yīng)力 J (N/mm^2)1 總荷載 2 總荷載 3 總荷載 4 總荷載 5 總荷載 6 總荷載 7 總荷載 8 總荷載 9 總荷載 10 總荷載 11 總荷載 12 總荷載 13 總荷載 14 總荷載 15 總荷載 16 總荷載 17 總荷載 18 總荷載 19 總荷載 20 總荷載 21 總荷載 22 總荷載 23 總荷載 24 總荷載 25 總荷載 最大拉力為 11和 17桿： ??215Pa????所以，強(qiáng)度滿足要求。經(jīng)檢算，最危險(xiǎn)的剛度也滿足要求。結(jié)論前橫梁的初步設(shè)計(jì)符合，強(qiáng)度和剛度均滿足要求。 主桁檢算（手算） 主桁模型的受力簡(jiǎn)化石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)56根據(jù)傳力路徑，前面計(jì)算得的前橫梁支座的反力作用于主桁前支點(diǎn)上，因此單片主桁的受力簡(jiǎn)化圖如下圖 46 所示。截面選用焊接箱型截面，節(jié)點(diǎn)編號(hào)和單元編號(hào)及尺寸如圖 41 所示。 計(jì)算各桿件長(zhǎng)度根據(jù)圖 41，各桿件的長(zhǎng)度計(jì)算如下：1桿： 5m1l?2桿： ?3桿： 347l4桿： 45桿： ? 計(jì)算單片的主桁桿件內(nèi)力(1)支座反力對(duì)后支點(diǎn)取矩，即 （41）1=0,=01MPl+FLF???? （42）+.122 由（） ， （）兩式解得， = (), ??向 上 （ 向 下 ） 圖 49 單片主桁受力簡(jiǎn)化圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)57(2)桿件內(nèi)力計(jì)算5和 2桿內(nèi)力的計(jì)算。根據(jù) 3 節(jié)點(diǎn)的受力情況，計(jì)算圖示如圖 410 所示。 （452cossN???3） （452iniP?4）其中， 62?? .?6c02? =代入以上數(shù)據(jù)，由式（） ， （）解得5 237.,?（ 拉 力 ） （ 壓 力 ）同理，計(jì)算其他桿件如下：1桿： ()N?壓 力3桿： 37拉 力4桿： 力 主桁的各桿件檢算由于兩片主桁對(duì)稱，現(xiàn)只對(duì)一片主桁的各桿件進(jìn)行檢算。檢算內(nèi)容包括強(qiáng)度、剛度、整體和局部穩(wěn)定等。(1)截面特性計(jì)算面積： 42=2603+21430=.1560mA??x 軸、y 軸的慣性矩和抵抗矩： ????.//xIWb?????圖 410 3節(jié)點(diǎn)受力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)58???對(duì)中性軸的最大面積矩： =????46347y???回轉(zhuǎn)半徑： ==.cm36xIiA?? (2)2桿檢算①?gòu)?qiáng)度檢算:（滿足要求）??=205Pa6NA????②剛度，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定檢算剛度驗(yàn)算: ??0/65/10xxli????9 yy ③整體穩(wěn)定驗(yàn)算：由于截面焊接，板件寬厚比＜20，屬于 C 類截面，??查表得穩(wěn)定系數(shù) ??，于是（滿足要求）??==???局部穩(wěn)定驗(yàn)算： （滿足要求）0/214/?? （滿足要求）6b④結(jié)論石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)59主桁 2桿件設(shè)計(jì)與檢算滿足要求并有較大安全富余。(3)其他桿件檢算由于 2桿受壓，其長(zhǎng)度也最大，屬于最危險(xiǎn)桿件。由上面的檢算得知 2桿滿足求，其他桿件的設(shè)計(jì)不需檢算，滿足要求。 主桁建模檢算 主桁的建模主桁采用桁架模型，建模軟件采用 midas,建模示意圖如圖 411 所示（考慮自重） 。 建模求內(nèi)力和變形以及應(yīng)力由 midas 建模的內(nèi)力圖，變形圖，應(yīng)力圖如圖 412～414 所示。 結(jié)論由 midas 建模（考慮自重）得，與手算相等。最大位移為 3節(jié)點(diǎn) ，??最大應(yīng)力為 2桿， ，檢算也都滿足要求，即??()205MPa?????圧 應(yīng) 力設(shè)計(jì)符合要求，有較大富余。圖 411 單片主桁建模（力單位：kN）圖 412 主桁變形圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)60 圖 413 主桁內(nèi)力圖（單位：kN） 圖 414 主桁應(yīng)力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)61石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)62第 5 章 掛籃懸吊錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì) 錨固系統(tǒng) 主桁后錨采用后錨桿錨固后橫梁，預(yù)先在已澆梁段預(yù)埋孔道，后錨桿穿過梁頂板錨固在頂板位置，同時(shí)后錨桿上端用千斤頂頂緊，給主桁后錨一個(gè)反力，并且采用分配梁進(jìn)行分配錨固，以便提高后錨安全系數(shù)。具體見施工詳圖。 其他錨固其他錨固按要求采用相應(yīng)的錨固辦法。 懸吊系統(tǒng)懸吊系統(tǒng)主要包括底模前后吊桿吊帶、內(nèi)外前后吊桿吊帶及相關(guān)的分配梁，通過前面第 3 章和第 4 章的計(jì)算可得吊桿吊帶承受的最大拉力 ，根據(jù)最大拉力來maxN選擇相應(yīng)的吊帶和吊桿。表 51 為選擇情況和復(fù)核結(jié)果。表 51 吊錨材料及復(fù)核表作用及位置 選用吊桿吊帶的種類 容許拉力（kN） 承受的最大 Nmax(kN)