人字扒杆基本计算.docx

30米箱梁人字扒杆架梁计算书
一、概述
㈠、基本布置
根据现场实地测量，以架设一座中桥第三孔箱梁作为计算的基本数据，主扒杆（位于3#台）两后锚距扒杆为49.5米，两幅扒杆间距为31米，副扒杆距离其后锚为60米；扒杆高度按照18米计，箱梁高度为1.6米。计算过程按照三个阶段，两种状态进行计算，即分别按照静载和瞬间动载两种状态进行箱梁前进5.0米、跨中及27米处三个阶段。
㈡、荷载取值
箱梁重量按照边梁进行计算，混凝土数量36.3m3，考虑浇注超方1.0m3，混凝土：36.3×2.5+2.5＝93.25T；
滑轮组：取值0.75T；
总荷载：93.25+0.75＝94T。
㈢、选用设备及材料
施工中使用钢丝绳为：背索￠33，卷扬机牵引索￠19.5，捆梁￠33，并全部使用新钢丝绳；四个5T卷扬机，其中两个备用；人字扒杆两幅（单幅承载按照120T进行计算）。
二、静载状态计算的三个阶段
根据力学分析，在箱梁梁端悬空后，箱梁荷载由牵引钢丝绳和运梁台车承受，可知，牵引钢丝绳所受竖向合力为箱梁总荷载的一半。
V=94T÷2=47T
首先按照静载状态下，计算三个阶段，即箱梁运行到5.0米、跨中及27米处。最后对在此三个阶段下各部件的受力进行最不利组合，综合考虑结构受力及材料的选用。
㈠、在箱梁前进5米时：
1、滑轮组受力
T1cos13.71°+T2cos58.73°=47T
T1sin13.71°=T2sin58.73°
解得：T1=42.1T（此处最大）
T2=11.68T
2、主扒杆背索受力
F1cos19.98°=T1sin13.71°
解得：F1=10.6T
3、主扒杆受力
F1sin19.98°+T1cos13.71°=44.6T（此处最大）
当箱梁运行到5.0米处时，根据两幅扒杆的角度关系可知，此处主扒杆受力较大，副扒杆相应各部件受力相对很小，此时对副扒杆、副扒杆后背索不做计算。
㈡、箱梁运行到跨中时：

1、滑轮组受力：
T1cos43.38°+T2cos43.38°=47T
T1sin43.38°=T2sin43.38°
解得：T1=T2=32.4T
2、主扒杆背索受力：
F1cos19.98°=T1sin43.38°
解得：F1=23.7T（此处最大）
3、主扒杆受力
F1sin19.98°+T1cos43.38°=31.6T
同样根据角度关系，此时副扒杆处的扒杆、扒杆后背索等受力相对较小，此处不做计算，仅考虑主扒杆受力。
㈢、在箱梁运行到接近副扒杆时，此时按照箱梁悬空27米计算
1、滑轮组受力：
T1cos57.76°+T2cos16.96°=47T
T1sin57.76°=T2sin16.96°°
解得：T1=14.3T，T2=41.3T
2、主扒杆背索受力：
F1cos19.98°=T1sin57.76°
解得：F1=12.8T
3、副扒杆背索受力
F2cos16.70°=T2sin16.96°
解得：F2=12.6T
4、副扒杆受力
F2sin16.70°+T2cos16.96°=43.1T
由于此处各部位受力较小，且副扒杆受力较大，主扒杆此时不做计算。
㈣、根据上述计算，按照最不利荷载组合进行钢丝绳计算，按照静载情况和动载情况分别进行计算
1、牵引索最大为42.1T
滑轮组采用6饼，共计13根，钢丝绳采用Ø19.5，单根受力为
T=42.1÷13=3.24T
钢丝绳的破断拉力1700Mpa×158.11mm2×0.82=22.04T
静载时K=22.04÷3.24=6.8大于5.0
动载时K=22.04÷3.24÷1.3=5.23大于5.0
可知：
滑轮组采用6饼，钢丝绳采用Ø19.5，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，满足牵引索5.0倍的安全系数。
2、背索最大受力为23.7T
⑴、单根钢丝绳受力为11.85T，钢丝绳采用Ø28，
钢丝绳的破断拉力1700Mpa×289.95mm2×0.82=40.42T
静载时K=40.42÷11.85=3.41小于3.5
动载时K=40.42÷11.85÷1.3=2.62小于3.5
⑵、单根钢丝绳受力为11.85T，钢丝绳采用Ø33，
钢丝绳的破断拉力1700Mpa×392.11mm2×0.82=54.66T
静载时K=54.66÷11.85=4.61大于3.5
动载时K=54.66÷12.6÷1.3=3.55大于3.5
可知：
背索钢丝绳采用Ø28，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，不能满足背索（缆风）3.5倍的安全系数。
若背索钢丝绳采用Ø33，按照0.82的换算系数，分别考虑静、动载情况进行计算，能够满足背索（缆风）3.5倍的安全系数。
3、扒杆最大受力为44.6T
根据人字扒杆钢结构鉴定报告，单个扒杆受力为120T
静载时K=