一种三段式预制桥墩的吊装设计方法

专利主权项内容

1.一种三段式预制桥墩的吊装设计方法，其特征在于：包括如下步骤：S100、确定结构形式：确定预制桥墩为三段式结构分别独立预制的上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台；其中，在中节预制墩身的空腔内顶部两侧对称设有吊装块体，每个吊装块体上设置有两个吊点，四个吊点成矩形分布在同一水平面上；S200、确定荷载及系数：S201、根据项目实际工况，设计荷载主要为桥墩各节段的结构自重，具体数值如下：①下节预制墩台：节段自重取为24000kN；②中节预制墩身：节段自重取5500kN；③上节预制墩帽：节段自重取12500kN；S202、确定设计系数：根据《公路桥涵设计通用规范》、《水运工程混凝土结构设计规范》相关设计规范，确定计算系数取值如下：结构重要性系数：设计安全等级为一级，取1.0；结构自重荷载分项系数：取1.3结构吊装动力系数：考虑吊装时的综合工况，取1.2；S300、吊点及吊装组件设计：S301、吊点设计：在上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台上均布置有四个吊点，四个吊点成矩形分布在上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台上，在每个吊点位置所述上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台上预制有贯通的孔洞，所述预制孔洞内壁预埋有钢套管；上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台分别独立设计吊装组件；S302、所述吊装组件包括上锚垫板和下锚垫板，吊杆以及锁紧螺母，其中吊杆穿装在钢套管内，对应吊杆所述上锚垫板和下锚垫板的上设通孔，在上锚垫板和下锚垫板的外侧所述吊杆上螺装有锁紧螺母；所述上锚垫板的上表面焊接两个平行设置的耳板，所述耳板上水平设有吊装孔；在吊装孔的外圆周耳板上焊接有加强环板；所述耳板与上锚垫板之间焊接有加强肋板；针对上述上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台的吊装组件的吊杆受力的计算、耳板孔净截面处抗拉强度、耳板端部截面劈开强度、耳板抗剪强度计算；S400、吊装组件参数设计：S401、通过吊杆的受力计算分别确定上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台的吊装组件的上、下锚垫板、吊杆设计参数，具体如下：上节预制墩帽的吊装组件的上、下锚垫板、吊杆设计参数：所述上锚垫板厚80mm，材质为Q355，下锚垫板的厚度为80mm，材质为Q355；吊杆长为6.98m，材质为40CrNiMoA合金钢，中部直径为64mm，两端车丝加工M64螺纹；中节预制墩身的吊装组件的上、下锚垫板、吊杆设计参数：所述上锚垫板的厚度为50mm，材质为Q355；所述下锚垫板的厚度为50mm，材质为Q355；所述吊杆长为2.35m，材质为40CrNiMoA合金钢，中部直径为45mm，两端车丝加工M45螺纹；下节预制墩台的吊装组件的上、下锚垫板、吊杆设计参数：所述上锚垫板的厚度为120mm，材质为Q355；所述下锚垫板的厚度为120mm，材质为Q355；所述吊杆长为5.15m，材质为40CrNiMoA合金钢，中部直径为85mm，两端车丝加工M85螺纹；S402、通过耳板的受力计算确定耳板的厚度和两侧加强环形板厚度；上节预制墩帽的吊装组件的耳板和加强环形板的参数：耳板厚度为70mm，加强环形板厚度为20mm，材质均为Q420；中节预制墩身的吊装组件的耳板和加强环形板的参数：耳板厚度为40mm，加强环形板厚度为15mm，材质均为Q420；下节预制墩台的吊装组件的上、下锚垫板、吊杆设计参数：耳板厚度为80mm，加强环形板厚度为30mm，材质均为Q420；S500、有限元模型分析：有限元模型建立，利用midas FEA有限元分析软件建立分段构件整体模型，混凝土结构采用实体单元模拟，材料弹塑性，混凝土内钢筋采用植入式钢筋单元模拟，按弹性假定，底面锚垫板采用板单元模拟；混凝土总应变裂缝模型采用脆性张拉本构模型，受压混凝土按线性考虑，上、下锚垫板底面采用竖向约束模拟钢吊杆，分别对上节预制墩帽，中节预制墩身以及下节预制墩台的吊装组件进行验证。 （更多数据，详见马克数据网）