如海运河大桥挂篮情况计算Word文档下载推荐.docx
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腹板厚75cm（支点）～45cm（跨中），底板厚度为65cm（支点）～28cm（跨中），顶板厚度保持28cm不变，悬臂板端部厚18cm，根部厚60cm，设支点横隔板。
箱梁顶面设2％单向横坡，腹板上方设通气孔。
箱梁0#块梁段长度为12m，边、中合拢段长度为2m；
边跨现浇段长9.42m,挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为105.5t。
该桥箱梁悬臂浇注拟采用菱形挂篮进行施工。
如海运河大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工其各块段基本情况如下表1-1所示。
表1-1各梁段基本情况
名称
砼（m3）
重量（吨）
长度（m）
高度（cm）
底板厚（cm）
腹板（cm）
顶板（cm）
1#块
40.58
105.5
3
4.261
60
75
28
2#块
38.38
99.8
3.936
55
3#块
36.38
94.6
3.639
50.3
4#块
40.19
104.5
3.5
3.370
46.2
5#块
38.04
98.9
3.091
41.8
6#块
36.19
94.1
2.85
38.1
7#块
4
2.647
34.9
60-75
8#块
34.69
90.2
2.461
32.1
45-60
9#块
32.73
85.1
2.325
29.9
45
10#块
32.31
84
2.239
28.6
11#块
16.08
2
2.202
11’#块
16.16
42
2.200
1.3挂篮设计
1.3.1主要技术参数
①、砼自重GC＝26kN/m3；
②、钢弹性模量Es＝2.1×
105MPa；
③、材料容许应力：
容许材料应力提高系数：
1.3。
1.3.2挂篮构造
挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由[30普通热轧槽钢组成，前横梁由[30普通槽钢组成，底篮前横梁由[30普通槽钢组成，底篮后横梁由[30普通槽钢组成，底篮腹板下加强纵梁为由I30普通热轧工字钢组成，底篮底板纵梁为I30普通热轧工字钢，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。
主桁系统重7.8t、行走系统重4.6t、底篮8.6t、提升系统重10.7t、外模重10.8t、内模系统重4t、张拉操作平台重0.5t，整个挂篮系统重47t，自重与载荷比为（以1#为例）0.447：
1。
1.3.3挂篮计算设计荷载及组合
①、荷载系数
考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：
1.05；
浇筑混凝土时的动力系数：
1.2；
挂篮空载行走时的冲击系数1.3；
浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：
1.8；
挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。
②、作用于挂篮主桁的荷载
箱梁荷载：
箱梁荷载取1#块计算。
1#块段长度为3m，重量为105.5t；
施工机具及人群荷载：
2.5kMPa；
挂篮自重：
47t；
混凝土偏载：
箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。
③、荷载组合
荷载组合I：
混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；
荷载组合II：
混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；
荷载组合III：
混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；
荷载组合IV：
挂篮自重+冲击附加荷载；
荷载组合I、II用于主桁承重系统强度和稳定性计算；
荷载III用于刚度计算（稳定变形）计算；
荷载组合IV用于挂篮系统行走计算。
1.3.4内力符号规定
轴力：
拉力为正，压力为负；
应力：
拉应力为正，压应力为负；
其它内力规定同结构力学的规定。
第2章挂篮底篮及吊杆计算
挂篮底篮计算荷载：
取1#块计算，1#块梁段长度为3m，重量为105.5t，施工机具及人群荷载；
2.5×
103KN/m2。
2.11#块段重量作用下底篮各项指标计算
1#块段长度为3m，重量为105.5t，恒载分项系数K1=1.2；
活载分项系数K2=1.4。
2.1.1腹板下面加强纵梁的计算
箱梁梁段两端高度分别为3.936m和4.261m，加强纵梁间腹板宽0.75m（由三片加强纵梁承受），加强纵梁与其它加强纵梁的间距为0.5m：
项目
1#块（300cm）
1
模板自重
Kg/m2
250
纵梁自重
Kg/m
48.1
底板砼理论重量
0.6*2600*1.2*1.05=1965.6
单侧腹板重量
（（4.261+3.936）/2-0.6）*2600=9096.1
5
4*动载系数1.2*超载系数1.05
11461.1
6
人群、机具荷载
7
荷载取值q（腹板下侧布置3条纵梁并排）
Q=48.1+（250+1965.6+11461.1+250）*0.25=
3529.775
加强纵梁（箱梁腹板正下方）强度计算：
WX=597CM3IX=8950CM4,L=4m，l=3.0m,R=52.951KN
其受力示意图如图5示：
M=1/2QL-1/2Ql*1/4=66.3KN/M
σ=M/w=65.995/627=111.0mpa<
145mpa
加强型纵梁（腹板正下方）刚度计算：
纵梁为4米，外伸端0.5米，为张拉平台。
取3.5米中间弯距最大处。
F=5ql^4/（384EJ）.=0.62mm满足要求。
1.2底板下普通纵梁的计算
①计算普通纵梁强度
计算混凝土高度按距腹板外边1m的底板厚度0.5m，普通纵梁间距为0.50。
混凝土荷载：
q=48.1+（250+1965.6+250）*0.5=12.81KN/mR=19.22
结论：
普通纵梁所承担的荷载远小于加强纵梁所承受的荷载，其刚度、强度均满足要求。
2.1.3底篮后横梁受力验算
1#块箱梁横断面计算如图2-3所示，图中尺寸以米计。
模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按4.0kN/m2计，1#块长度为3m，后横梁采取40槽钢对口两边用1cm钢板焊接。
图2-3底篮后横梁位置处箱梁截面图
内力计算
杆端内力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
10.00000000221.2004680.000000000.00000000194.75046846.7944804
20.00000000194.75046846.79448040.00000000141.80046888.8633476
30.00000000141.80046888.86334760.00000000105.710468135.271648
40.00000000105.710468135.2716480.0000000086.4904687183.321882
50.0000000086.4904687183.3218820.0000000067.2704687221.762117
60.0000000067.2704687221.7621170.0000000048.0504687250.592351
70.0000000048.0504687250.5923510.0000000028.8304687269.812585
80.0000000028.8304687269.8125850.000000009.61046875279.422820
90.000000009.61046875279.4228200.00000000-9.60953125279.423054
100.00000000-9.60953125279.4230540.00000000-28.8295312269.813289
110.00000000-28.8295312269.8132890.00000000-48.0495312250.593523
120.00000000-48.0495312250.5935230.00000000-67.2695312221.763757
130.00000000-67.2695312221.7637570.00000000-86.4895312183.323992
140.00000000-86.4895312183.3239920.00000000-105.709531135.274226
150.00000000-105.709531135.2742260.00000000-141.79953188.8662773
160.00000000-141.79953188.86627730.00000000-194.74953146.7976445
170.00000000-194.74953146.79764450.00000000-221.2295310.00000000
-------------------------------------------------------------------------------------------------
计算图示如图2-4所示。
（a）底篮后横梁计算模型及受力图（内力单位：
kN/m，长度单位:
m）
（b）底篮后横梁计算模型空间图
（c）底篮后横梁剪力图
由上述计算结果可知，荷载作用下，后横梁最大弯矩为：
M=279.42Kn.M；
最大剪力为Q=221.2kN；
跨中最大挠度为0.3mm<
L/400=150/400=0.375cm，满足变形要求，两个支座反力为161.8kN。
底篮后横梁采用两片40槽钢对口焊接，其截面特性参数为：
从而可以得到其应力为：
（满足要求）
由上述计算可知，底篮后横梁满足应力强度和变形要求。
2.1.4底篮前上横梁受力验算
挂篮上横梁采用两片56工字钢焊接，中间穿精扎螺纹钢吊杆，图示1：
其各项参数如下：
截面积：
A=271cm2WX=4680cm3IX=131200cm4
其荷载为：
0#块恒定总为荷载105.5×
10KN模板荷载为：
10KN/m2活动荷载为：
10KN/m2前上横梁取恒定与活动总荷载的50%，侧前上横梁所受荷载为：
105.5×
10KN×
0.5×
1.2+5×
10KN/m2×
51×
1.4×
0.5=80.8×
104KN。
每个吊杆为：
80.8×
10KN/4=20.21×
10KN。
前上横梁受力分析如下：
图1：
弯距图
图2：
剪力图
则：
上横梁最大弯距为：
M=1455.12KN·
M；
最大剪力为：
404.2KN
则前上横梁满足荷载要求。
2.1.5吊带（或精轧螺纹钢）计算
后吊带所承受的最大支点反力为161.8kN，采用φ32精轧螺纹钢时，其应力为：
其安全储备为：
K=650/201.169=3.23（精轧螺纹钢控制应力取650MPa）。
前吊带所承受的最大支点反力为161.8kN，采用φ32精轧螺纹钢时，其应力为：
K=650/201.169=3.23。
由上述计算可知，底篮前后横梁的吊带安全储备均大于2，满足要求。
第3章挂篮主桁计算
3.1荷载组合I（混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载）
3.1.1荷载计算
①混凝土重量+超载+动力附加荷载：
由底篮计算知，后吊点承受混凝土荷载的50%，即
前吊点承受50%的混凝土荷载，即
②挂篮荷载：
主桁荷载作用于挂篮前支点
P1=7.8×
1.2＝9.36t
前吊点承担底篮、侧模、内模1/2荷载：
P2=（8.6+10.8+4）×
1.2/2=14.04t
前提升系统，端模。
张拉操作平台作用在挂篮前支点：
P3=（4.6+1.0+0.5）×
1.2=7.32t
③前吊点承担人群和机具荷载的一半
P4=（0.25×
3×
17.35）×
1.4/2=9.109t
④倾倒和振捣混凝土荷载
P5=0.4×
3/2×
17.35×
1.4=14.574t
⑤单片主桁前吊点荷载
3.1.2荷载组合I作用下主桁计算
①计算简图
菱形桁架简化后计算简图如图2-7所示。
（a）主桁计算简图（单位：
cm、N）
（b）主桁杆件轴力图
图2-7主桁计算简图及轴力图
由计算结果得到支反力和各杆的轴力大小，如表2-2所示。
表2-2主桁支反力及内力
内力及支反力
单元号
支点号
后支点
前支点
轴力（kN）
-492.84
408.5
-567.08
579.24
-
反力（kN）
750.334
-1239.09
注:
支点反力为负表示拉力，为正表示压力。
②后锚及倾覆安全系数
后锚安全系数取2，则所需的φ32精轧螺纹钢（张拉力513kN）根数为：
取n=3。
则倾覆安全系数为1.8：
③主桁杆件强度验算
主桁各杆件均由普通热轧轻型2[30槽钢组成图2-8所示的截面形状，[30槽钢截面特性如下：
图2-8主桁构件截面示意图
2号和5号杆件均受拉，杆件长度分别为5.576m和5m，组合截面对虚轴y-y的长细比分别为0.8×
557.6/15.45=28.87和0.8×
500/15.45=25.89，换算长细比分别为49.33和47.65，满足要求，应力分别为：
2号：
（满足要求）
3号和4号杆件均为受压杆件，杆件长度分别为3m和5.831m，且4号杆件的轴压力大于3号杆件，故在此只验算4号杆件的应力强度及受压稳定性，其轴力为1276kN。
4号杆件的换算长细比为：
缀板间距按70cm考虑，则单肢对其1-1轴的长细比为：
则换算长细比为：
查表得到
强度验算：
稳定性验算：
热轧轻型[30槽钢按轴压计算时验算：
而3号杆件的轴力只有4号杆件的87%，故3号杆件采用热轧轻型[30槽钢满足强度和稳定性要求。
由上述计算结果可知，4号杆件采用热轧轻型2[30槽钢能满足强度和稳定性要求。
3.2荷载组合II（混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载）
3.2.1荷载计算
①混凝土重量+超载
混凝土偏载取值：
箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3，的混凝土，重量为13t。
可知主桁一侧前吊点受力为G2/2=33.235t,另一侧为G2/2-13/2×
0.5=29.985t。
主桁荷载作用于挂篮前支点，每个主桁支点为
1.2/2＝4.68t
每个主桁前吊点承担底篮、侧模、内模1/4荷载：
1.2/4=7.02t
每个主桁前吊点承受前提升系统，端模1/2荷载,张拉操作平台作用在一个主桁挂篮前支点：
P3=（4.6+1.0）×
1.2/2+1.2×
0.5=3.96t
③一个主桁前吊点按偏载承担人群和机具荷载的一半
1.4/4=4.555t
④一个主桁前吊点按偏载承担倾倒和振捣混凝土荷载
1.4/2=7.287t
由以上计算可知，两个主桁的前吊点荷载分别为:
主桁结构计算简图如图2-9所示，主桁轴力以及弯矩如图2-10所示。
图2-9主桁计算简图
（a）前吊点力大的一侧主桁轴力图（单位：
N-m）
（b）前吊点力大的一侧主桁弯矩图（单位：
图2-10主桁内力图
由上述计算结果可知，偏心荷载作用一侧的主桁内力大于另一侧的主桁杆件内力，故采用偏心荷载一侧的杆件内力进行验算，杆件编号按图2-10中（a）所示。
5号和3号杆件的拉力分别为582.15kN和410.55kN，杆件长度分别为5.576m和5m，组合截面对虚轴y-y的长细比分别为0.8×
5号：
（满足）
2号和4号杆件均为受压杆件，杆件长度分别为3m和5.831m，且4号杆件的轴压力大于3号杆件，故在此只验算4号杆件的应力强度及受压稳定性，其轴力为569.93kN，4号杆件的换算长细比为：
热轧轻型[30槽钢按轴心计算满足，验算：
由上述计算结果可知，4号杆件采用热轧轻型2[30槽钢能满足强度和稳定性要求。
3.3荷载组合III（混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载）
3.3.1荷载计算
所以每片主桁的前吊点承受的混凝土荷载为32.35t。
②挂篮荷载：
每个主桁前吊点承受前提升系统、张拉操作平台和端模的1/2荷载,作用在一个主桁挂篮前支点：
0.5/2=3.66t
④单片主桁前吊点荷载
由以上计算可知，两个主桁的前吊点荷载均为:
<
56.037故满足。
3.4荷载组合IV（挂篮自重+冲击荷载）
3.4.1荷载计算
挂篮前移时，主桁靠反压轮扣在轨道上行走，挂篮的底篮加侧模的自重为23.4t，端模及张拉操作平台1.5t，前提升系统自重4.6t，则挂篮的前支点的荷载为：
P1=23.4/2+1.5+4.6=17.8t，考虑冲击荷载后，单个前吊点荷载为：
T=17.8×
1.3/2=11.57t。
远小于超载+偏载的荷载，故满足。
第4章挂篮支点反力计算
为计算箱梁的预拱度，须计算挂篮的前后支点反力。
主桁系统7.8t，分别在后、前支点处产生754.1kN和-1245.3kN的反力。
行走系统4.6t（后支点2.438t，前支点0.46t，其它1.702t为轨道荷载），底篮8.6t（前后吊点各1/2），提升系统10.7t（前提升4.6t、后提升6.1t），外模10.8t、内模4t，张拉操作平台0.5t。
挂篮支点反力的计算仅考虑了挂篮和混凝土的自重，没有考虑施工中的冲击、安全及超载等不利荷载的影响，梁段的基本情况如下表4-1所示。
表4-1各梁段基本情况
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