菱形挂篮计算书.docx
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菱形挂篮计算书
二环路三期绵盐、石马、青义大桥合同段
青义涪江大桥
现浇箱梁菱形挂篮计算书
公路桥梁建设集团
二环路三期绵盐、石马、青义大桥合同段项目经理部
二O—三年六月十七日
1、挂篮概况
青义涪江特大桥连续梁挂篮总体布置图如图1和图2所示。
山于挂篮受力明确，底板纵梁为简支结构，荷载山前后下横梁承担，通过吊杆传递到主构架上，故不需要建立整体模型，本检算报告针对实际悄况，针对各个构件建立计算模型进行检算。
挂篮主要由三个系统组成：
主桁承重系统、底篮和模板系统、走行系统。
（1）主桁承重系统：
主桁与前后横梁、行走装置、锚固装置、悬吊分配梁等。
（2）底篮和模板系统：
底篮、外模、模、端模和工作平台等。
（3）走行系统：
行走滑轨、滑梁小车、后锚等。
图1挂篮侧面图
图2挂篮正面图
2、检算依据
（1）《青义涪江特大桥施工图》
（2）公路桥涵施工规《JTJ2004》
（3）钢结构设汁规《GB50017-2003》
（4）混凝土结构设计规《GB50010-2002》
3、检算工况
荷载组合为：
混凝土自重+超载+动力附加荷载+人群机具荷载+挂篮自重+模板自重。
3.1检算工况
根据试算结果，1#块浇筑成型工况，为挂篮受力最不利荷载工况，所以本检算以
1#块重量来进行挂篮结构件检算。
根据设计图纸，1#块段最大长度为3.2m,最大梁高为8.76米，混凝土自重为82.75*2.65,该工况下验算挂篮底篮、后吊点系统、挂篮主桁及前吊点系统。
此工况下后吊点系统受力最大。
在该工况下验算挂篮行走系统及挂篮系统的稳定性。
3.2荷载组合
荷载组合I:
1#梁段混凝土自重+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；
荷载组合II：
挂篮自重+冲击附加荷载；
荷载组合【用于挂篮承重系统强度和稳定性计算；荷载组合II用于挂篮行走讣算。
4、设计参数及荷载取值
（1）材料参数
钢筋碗容重G沪26.5kN/m3；
弹性模量E萨2.0X10刑pa
材料容许应力：
Q235钢[oJ=145Mpa,[t]=85Mpa
16血钢[oJ=305Mpa
（2）荷载系数
超载系数为:
Kx=l.05；
混凝土浇筑时的动力系数：
K：
二1.2；
挂篮行走冲击系数：
K3=l.3：
挂篮行走时的安全系数为KF1.2；
施工活载考虑如下因素：
1）施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m：
i|-；
2）水平模板的栓振捣荷载，按2.OkN/m2计；
3）倾倒混凝土冲击荷载，按2.OkN/m'计。
（3）挂篮自重
挂篮按照不同的构件分别计•入。
（4）检算模型建立
本检算采用Midasciv订2010进行整体建模分析，然后分部位对各杆件进行局
部分析的方式进行说明：
整体模型如下图示:
图3挂篮整体建模立体图
5底模系统检算
底模纵梁为NH350*175*6*10型H型钢，腹板下设置5根，间距0.3米，其它底板下设5根间距为1.05m,经过分析,在浇筑1#块栓时底纵梁受到最不利荷载，所以釆用在浇筑1#块混凝土的工况下对底模纵梁进行检算。
5.1腹板下纵梁
腹板重量山5根NH350*175*6*10型H型钢纵梁承担荷载，1号块腹板厚度为0.75m,块段两侧梁高为8.76o则每根纵梁均布栓宽度为0.18叫则腹板下每道纵梁承受荷载：
腹板处混凝土自重（线荷载）q=0.18X26.5X8.76*1.2=50.14kN/m；
施工活荷载：
^=0.3X6.0=1.8kN/m；
底模（底板钢模取1.00kN/m:
）：
①二0.3X1.00=0.3kN/m；
构件自重在程序中自动计入。
荷载总计：
厂50.14+1.8+0.3=52.24kN/m。
采用MIDAS计算结果如图3所示。
图41号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果（a）变形图
图51号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果（b）剪力图
图61号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果（c）弯矩图
图71号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果（d）剪应力图
最大弯曲应力：
込吋==143MPa<[o-]=215MPa；
W
QS最大剪应力：
rn.A=空匚=33.9MPa<[r]=80MPa：
lb
最大变形：
8.1mm<[/]=—=4200A00=10.5mm；
400
1号块施工阶段腹板下底纵梁的弯曲应力、剪切应力及变形均满足要求。
5.2底板下纵梁
底板下普通纵梁NH350H75*6H0型H型钢间距按照1.05m计算，底板下纵梁承
受底板混凝土自重及施工活载，承受荷载：
底板混凝土自重也二1.05X0.873*26.5X1.2=30.6kN/m：
施工活荷载：
你二1.05X6.0二6.3kN/m；
底模（底板钢模1.00kN/m2）：
务二1.05X1.00=1.05kN/m；
构件自重在程序中自动计•入。
荷载总计：
q二37.93kN/m。
由些可以看出，同种型号的工字钢，底板处受到的均面荷载小于腹板下工字钢，
此处可以略去检算过程。
根据以上检算结果推知，底板处纵梁能够满足最不利施工工况受力要求。
6、下横梁检算
6.1前下横梁检算
前下横梁采用Q235B的[]32组焊而成，在施工1号块时受力最大，腹板下每根纵梁向前下横梁传递的荷载为-81.2RN,在底板下纵梁向前下横梁传递的荷载为-44.3RN,釆用MIDAS建模计算,前下横梁检算结果如图7所示。
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图101号块施工阶段前下横梁计算结果（b）剪力图
图111号块施工阶段前下横梁计算结果（c）弯矩图
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图121号块施工阶段的下横梁计算结果（d）剪应力图
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图131号块施工阶段前下横梁计算结果（e）最大应力图
最大弯曲应力：
%=^^=109.9MPa<[cr]=215MPa；
W
最大剪应力：
rnm==34・lMPa<[r]=80MPa；
lb
最大变形：
6.8^<[/]=—=4800/400=12mm；
6.2后下横梁检算
后下横梁釆用Q235b的1145组焊而成，在施工1号块时受力最大，每根腹板下纵梁传递到后下横梁的荷载为-83kN,111底板下纵梁传递的荷载为-46kN,后下横梁计算结果如图8所示。
讣算结果如图8所示。
图141号块施工阶段前下横梁计算结果（a）变形图
图151号块施工阶段前下横梁计算结果（b）剪应力图
图161号块施工阶段前下横梁计算结果（c）剪力图
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图171号块施工阶段前下横梁计算结果（d）弯矩应力图
图181号块施工阶段前下横梁计算结果（e）弯矩图
最大弯曲应力：
crnux=^L=146MPa<[W
最大剪应力：
t=°】3=56.6MPa<[r]=80MPa；
lb
最大变形：
16mm<[/]—=8000/400=20mm：
1号块施工阶段底板下前下横梁的弯曲应力、剪切应力及变形均满足要求。
7、滑梁检算
7.1外滑梁
外滑梁由侧滑梁（2[32）和外侧辅梁（II18b）组成的检算分两种工况，第一种是承担外侧模板及翼缘板混凝土的自重；第二种工况是走行时，外滑梁需要承受底平台吊挂集中载和外侧模模板自重。
检算如下：
第一种工况，通过试算，在这种工况下，外侧滑梁受力最不利，在施工至4米节
段时走行时，外侧滑受力最大，受力如下:
荷载总计：
g二23.2kN/m。
外滑梁外侧滑梁计算结果如图9所示。
图191号块施工阶段外滑梁计算结果（a）变形图
图201号块施工阶段外滑梁计算结果（b）剪应力图
图211号块施工阶段外滑梁计算结果（c）组合应力图
M
最大弯曲应力：
％=―竺=133MPa<[b]=215MPa；W
最大剪应力：
ririv=纟仝=14・8MPa<[r]=8OMPa；
Ih
最大变形：
18.8mm<[/]=_=8000/400=20mm；
第二种工况是走行时，外滑梁[]32需要承受底平台吊挂集中载和外侧模模板自
Mo
外梁在底平台吊挂集中荷载处在滑梁中部时最不利，集中荷载48KN,外侧模均布
荷载为17KN/m
■■■■■■■
计算结果如下：
图221号块施工阶段外滑梁计算结果（a）变形图
图231号块施工阶段外滑梁计算结果（b）剪应力图
:
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XO"•
图241号块施工阶段外滑梁计算结果（c）组合应力图
最大弯曲应力：
=^^=131MPa<[cr]=215MPa：
W
QS
最大剪应力：
rnm=^_=iiMPa<[r]=80MPa；
lb
最大变形：
16.2mm<[/]=—=8000/400=20mm；
400
综上，外滑梁强度满足要求！
7.2滑梁
梁梁与外滑梁大小一样，采用两根[]32组焊而成,在浇筑4米长节段时受力更大,均布荷载为-53.16KN/m,侧讣算结果见下图：
图251号块施工阶段滑梁计算结果（a）变形图
图261号块施工阶段滑梁计算结果（b）剪应力图
最大弯曲应力：
b唤=-=127MPa<[cr]=215MPa；W
最大剪应力：
rnviv=纟£=20・9MPa<[r]=80MPa：
lb
最大变形：
8.2mm<[/]=—=8000A00=20mm；
400
所以滑梁满足受力要求。
8、前上横梁检算
前上横梁采用Q23ob的1156加强型叠合梁，支撑在主桁架上，承受山前下横梁、
外滑梁传递的竖向荷载，施工1号块时前上横梁受力较大，荷载如下：
前下横梁外吊杆传递的竖向荷载：
136KN；
前下横梁吊杆传递的竖向荷载：
317KN；
滑梁传递的荷载：
71kN；
外滑梁传递的荷载：
61.8kN和61.8k'。
前上横梁计•算结果如图11所示。
图281号块施工阶段前上横梁计算结果（a）变形图
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最大弯曲应力：
b唤=-=134MPa<[cr]=215MPa；W
最大剪应力：
r=®Jh!
ll=68MPa<[r]=80MPa：
lb
最大变形：
15mm<[/]=—=7000A00=17.5mm：
400
前上横梁强度满足要求！
9、主构架检算
9.1主桁杆件检算
主构架承担前上横梁传递的竖向荷载，荷载值为570kNo主构架均山Q345b的
（2[28b）组焊而成，计算结果如图12所示。
图311号块施工阶段主桁计算结果（a）变形图
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图331号块施工阶段主桁计算结果（c）剪应力图
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图351号块施工阶段主桁计算结果（e）支点反力图
主桁最大弯曲应力：
%==123MPa<[cr]=145MPa；
W
最大剪应力：
rnm=°竺'=5.4MPa<[r]=80MPa；
lb
最大变形：
15.5mm<[/]20mm设计位移要求；
主桁构件强度及刚度满足要求。
10、吊带与吊杆检算
本桥前后下横梁全部采用16Mn材料料180*25*吊带组成，外滑梁吊挂采用直径
32mm精轧螺纹钢筋。
吊带受力最大为后下横梁中吊带455.5KN；
吊杆受力最大为梁梁中吊杆111.1KN;
吊带钻有55m直径的销孔，其抗拉有效截面积为：
25*（180-55）,则吊带在最
不利工况下最大应力为:
455.5*1000/（25*（180-55））=145.7Mpa,小于[b]=305MPa°
吊杆在最不利工况下受到的应力为：
111.1*1000/803.84=138.2Mpa强度满足要
求。
1K浇筑阶段挂篮抗倾覆验算
浇筑1号块时，挂篮后锚点受力最大，考虑1.2的冲击系数，考虑4根直径32mm
的精轧螺纹钢参与受力，后锚杆应力:
碍小=dL=801000*1.2/（4*803.84）=298MPa
A
安全系数：
K二785/298二2.63〉2
挂篮灌注混凝土时的抗倾覆系数大于2。
12、挂篮行走阶段抗倾覆验算
12.1倾覆力矩计算
底模平台自重：
g]二180kN
模自重：
g2=40kN
外模自重：
g3=140k\
菱形主桁架：
gqhOkN
风压：
（o=0.5kN/m:
风载倾覆弯矩Mr=5.605kN•mo
倾覆力矩M:
M=@+g2+g3+g4）x5.0xl.3+MF=2800kN・m。
后支座反力R：
R=2800/4=700kN
走行倾覆力：
F=700kN
12.2走行抗倾覆检算
走行系统为后钩轮滚动走行
后钩系统为销轴结构，为4）50辂销轴双剪结构
容许剪应力能提供的抗倾覆力为：
3.14*25*25*325*4二2551KN；
抗倾覆安全系数：
n二2551/700二3.6>2
满足走行时的抗倾覆要求。
13、销轴检算
12.1主桁销轴检算
主桁各杆件连接采用"80珞销轴，根据主桁轴力图知：
销轴最大受力为1138KN,销轴受双剪，所以销轴在最大轴力下的最大剪应力为：
[r]max=N/2A=113NTa<[T]=160MPa；销轴强度满足要求！
12.2吊带销轴
吊带销轴采用<1）30铭销轴，根据后下横梁受力图知：
销轴最大受力为455.5KN,销轴受双剪，所以销轴在最大轴力下的最大剪应力为：
[r]ma=N/2A=116MPa<[r]=160NfPa；所以吊带销轴满足受力要求！
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14挂篮检算结论
对青义涪江特大桥悬臂施工采用的挂篮进行了强度及刚度检算，得出如下结论：
（1）挂篮主桁架强度及刚度满足要求，可满足悬臂施工的需要；
（2）挂篮下后横梁满足强度及刚度要求；
（3）挂篮前下横梁及挂篮上横梁满足强度及刚度要求；
（4）挂篮后锚点锚固精轧螺纹钢筋满足强度要求；
（5）挂篮行走系统满足强度要求；
（6）挂篮浇筑混凝土时，后锚点及行走系统的抗倾覆系数均大于2,满足抗倾覆要求。
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