澧河连续梁菱形挂篮受力计算书.docx

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澧河连续梁菱形挂篮受力计算书

菱形挂篮受力计算书

1设计概况及总体构思

1.1设计依据

①石家庄至武汉铁路客运专线施工图；

②《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；

③《钢结构设计规范》GB50017-2003；

④《路桥施工计算手册》；

⑤《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；

⑥其他相关规范手册。

1.2箱梁结构物参数

1.2.1悬臂浇筑砼箱梁分段长度为：

3×3.5m+3×4m，合拢段2m；悬臂浇筑砼结构最大重量1322.2KN；

1.2.2箱梁底板宽6.7m，顶板宽12.0m；

1.2.3箱梁高度变化范围：

4.35m～3.05m，箱梁截面高度按二次抛物线变化，每个梁段内为直线变化；

1.2.4挂篮的最大承载力不小于1600KN,挂篮自重及全部的施工荷载不大于800kN；

1.3挂篮的设计总体构思

1.3.1选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构（菱形）作为挂篮承重主桁；

1.3.2挂篮用材利用国内生产主要的钢材，以便于加工；

1.3.3挂篮前移时尾部充分利用箱梁竖向预应力平衡倾覆力矩以取消平衡重；

1.3.4悬挂系统中的吊杆，采用φ32mm精扎螺纹钢，使锚固、装拆方便、调整简单；

1.3.5模板采用整体大模板，通过内外纵梁与挂篮主桁同时移动就位。

1.4菱形挂篮的结构形式

挂篮的结构形式详见挂篮结构示意图（下页图1）。

1.5菱形挂篮的组成

挂篮主要由五大系统组成：

①主桁架系统，②悬挂系统，③底模板系统④，侧模板（包括堵头）和芯模系统。

⑤行走锚固系统

主桁架呈菱形，作为挂篮施工的承重结构由2榀组成。

主桁架。

桁架各杆件均由2*［36b普通热轧槽钢组成；

悬挂系统的前上横梁由2*I40b或4*I36b普通热轧工字钢组成，后上横梁、前下横梁、后下横梁均由2*I36b普通热轧工字钢组成，外导梁由2*［36b普通热轧槽钢组成，内导梁2*［25b普通热轧槽钢组成，吊杆采用Φ32精轧螺纹钢；

底模板的板面选用δ=6mm普通钢板，纵、横肋选用［8普通热轧槽钢，底栊选用I36b普通热轧工字钢。

行走锚固系统由行走滑板、行走装置、锚固装置、导链等组成。

图1：

挂篮总体结构示意图

1.6荷载分析

1.6.1主桁架承受的荷载：

1.上弦杆前端（承接前上横梁端）承受的荷载：

①各悬臂施工节段钢筋混凝土的重力分配到前上横梁的荷载；

②底模板、侧模板、芯模的重力分配到前上横梁的荷载；

③内导梁、外导梁、托梁的重力分配到前上横梁的荷载；

④前上横梁自重力；

⑤前下横梁自重力传递到前上横梁的荷载。

2.上弦杆后端（承接后上横梁端）承受的荷载：

①后上横梁自重力；

②后下横梁重力分配到后上横梁的荷载。

1.6.2各种荷载分配到前上横梁的荷载

1.各节段钢筋砼的重力分配到前上横梁的荷载表（钢筋混凝土容重取2.6t/m3）：

表1

梁段编号

1#

2#

3#

4#

5#

6#

梁段体积（m3）

50.85

48.08

44.51

45.60

42.02

41.08

钢筋砼重力（t）

132.21

125.02

115.71

118.56

109.25

106.82

梁段形心距后端距离（m）

1.73

1.73

1.73

1.98

1.98

2

主桁架的受力点距离（m）

4.85

4.85

4.85

4.85

4.85

4.85

后下横梁轴线距离梁段后端距离（m）

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

分配到前上横梁的荷载（t）

55.338

52.32

48.431

55.735

51.358

50.657

说明：

表1中的梁段形心距后端距离，通过三维图求出；分配到前上横梁的荷载计算公式为：

R2=钢筋砼重力×（0.3+梁段形心距后端距离）/4.85，R2的单位为t。

从计算书中看出，4#节段的前上横梁受力最大。

只校核4#节段。

2.底模板重力分配到前上横梁的荷载

前下横梁

后下横梁

P=7.878t，AC=2.325m；BC=2.525m；求解得：

R1=4.1t，R2=3.78t，（R2即传递到上横梁的力）

3.侧模板重力分配到前上横梁的荷载

前上横梁

砼锚固点

P=12t，AC=2.325m；BC=2.525m；求解得：

R1=6.25t，R2=5.75t。

4.托梁重量的分配：

分配到前上横梁的力为1.3t；

5.外导梁重量的分配：

分配到前上横梁的力为0.93t；

1.6.3各种荷载分配到后上横梁的荷载

挂篮结构设计构思，后上横梁在混凝土浇筑期间只起到吊拉局部后下横梁的重力，力很小，在主桁架计算中不予考虑。

1.4#节段一个腹板分配到后上横梁的荷载

前下横梁

后下横梁

P=7.15*2.6=18.58t，AC=2.27m；BC=2.58m；求解得：

R1=13.33t，R2=9.8t。

2.4#节段底板分配到后上横梁的荷载

后下横梁

前下横梁

P=10.26*2.5=25.65t，AC=2.23m；BC=2.62m；求解得：

R1=13.84t，R2=11.81t。

3.后上横梁的重力：

2.899t

挂篮主桁架和前后横梁，纵梁、托梁、分配梁等采用组合型钢（Q235）。

1.6.4各类荷载和计算系数的选定

1.6.4.1悬臂浇筑砼结构选4#节段。

其体积45.6m3，重量118.6KN（钢筋砼比重取值为26KN/m3）；

1.6.4.2人群及机具荷载取2.5KPa；

1.6.4.3振捣产生的荷载取2.0Kpa；

1.6.4.4荷载的重要性系数取1.0；

1.6.4.5.混凝土、钢结构的荷载的分项系数取1.2；

1.6.4.6.可变荷载（人群及机具荷载、振捣产生的荷载）的分项系数取1.4；

1.6.4.5挂篮行走时的冲击系数取1.1；

1.6.4.6抗倾覆稳定系数不小于2；

1.6.4.7钢材强度的设计值：

①JL785钢（精轧螺纹钢），抗拉：

f=785Mpa；

②Q235钢,抗拉、抗压和抗弯：

f=215Mpa，抗剪：

fv=125Mpa

2承重结构设计和计算

承重结构设计内容有：

前上横梁、前下横梁、后下横梁、内导梁、底模板底栊纵梁、外导梁、吊带、后下横梁锚杆与锚梁、主桁架横梁、主桁架。

2.1底板纵梁设计和计算

底板纵梁位于腹板和底板下主要承受底板和腹板的重量,纵梁根据它承受荷载的种类可分为普通型和加强型。

普通型位于箱梁两腹板中间段，承受底板的荷载；加强型纵梁位于箱梁腹板下方除承受底板的荷载外，还承受腹板的荷载。

底模下工字钢的验算I36

1、简化图示

2、简化条件

（1）跨度4.85m；

（2）1#块重量（132吨）全部作用在底梁上。

3、q1=梁重，q2=底模、q3=自重，共13个工字钢。

q1=132×9.8÷（13×4.85）=20.52KN/m

q2=2.78×9.8÷（13×4.85）=0.43KN/m

q3==0.66KN/m

Q=q1+q2+q3=20.52+0.43+0.66=21.61kN/m

M=1/8QL2=63.5kN●m

∴

.

满足要求。

3.2侧模与芯模滑梁

1、简化图示

2、简化条件

（1）忽略混凝土重量

（2）跨度为5m

3、q1=模板重q2=自重

∴Q=q1+q2=7.47+0.59=8.06kN/m

∴M=1/8ql2=8.06*52/8=25.19kN/m

∴

3.1主桁验算

1、计算图示

2、简化条件

（1）忽略自重；

（2）铰接。

3、p=传来的力

<1#块混凝土块重>

<底模>

4、

N1=2.411p（压）

N2=2.194p（拉）

N3=1.393p（压）

N4=1.911p（拉）

N5=1.487p（压）

5、应力验算

N1：

N2：

N3：

N4：

N5：

3.4吊带验算

P（单个吊带受力）=

3.5锚杆验算

P’（单个吊带受力）=