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x市x大桥施工挂篮设计计算书编制： 复核： 审核： 审定： 批准： 目录一、 挂篮介绍1二、 设计依据12.1 施工规范及参考资料12.2 设计基本数据12.3 荷载系数及荷载组合类型1三、 材料选用及许用应力2四、 各部件选型及验算34.1 模板选型及计算34.1.1 底模选型及计算34.1.2 底部横梁计算：74.1.3 侧模计算94.1.4 顶模计算164.1.5 内侧支架计算204.1.6 外侧支架计算：224.1.7 端模计算254.2 整体建模计算294.2.1 概况294.2.2 走行工况304.2.3 浇筑节段2364.2.4 浇筑节段9444.2.5 浇筑节段17514.2.6 结论584.3 挂篮平台594.3.1 荷载计算594.3.2 主纵梁拼接计算604.3.3 平台横梁拼接计算624.3.4 平台加强型横梁拼接计算644.3.5 纵梁连接件与纵梁拼接计算664.3.6 主纵梁与斜杆组件连接计算694.3.7 拉杆连接计算714.4 横向连接组件734.4.1 跨中拼接计算734.4.2 端头连接计算744.5 走行系统764.5.1 后轨道C型框架774.5.2 前轨道C型框架的设计计算804.5.1 后行走轨道的设计计算844.5.2 前行走轨道的设计计算864.6 锚固系统864.6.1 受力分析864.6.2 前、后锚杆组精轧螺纹钢选型874.6.3 起顶用千斤顶选型874.6.4 前吊杆选型：874.6.5 前吊杆处下锚梁计算：884.6.6 上锚梁计算924.6.7 钢横梁锚梁及加劲肋锚梁计算924.6.8 分配梁计算954.6.9 后锚点拉板处销轴计算974.7 张拉系统974.7.1 分配梁设计计算984.7.2 走行轮计算1044.7.3 导向轮计算1074.7.4 斜垫块建模验算1084.8 反滚轮装置1124.8.1 反滚轮1134.8.2 翻转连接销轴1164.8.3 垫座1174.8.4 分配梁强度计算1184.9 止推机构1204.9.1 止推挡块1204.9.2 预埋件1224.9.3 反力座123五、 附：挂篮重心计算（此处忽略锚固系统）123i一、 挂篮介绍xx大桥标准节施工采用牵索挂篮，单侧单台挂篮自重约90吨，采用钢材及型材焊接而成，包含挂篮平台、张拉机构、锚固系统、止推系统、行走系统、模板系统、横向限位装置、平台系统和张拉垫块等部件。二、 设计依据2.1 施工规范及参考资料公路桥涵施工技术规范(JTG_TF50-2011)；公路桥涵设计规范(JTG D60-2004)；钢结构设计手册；钢结构设计规范(GB 50017-2003)；桥梁施工工程师手册；路桥施工常用数据手册；建筑结构静力手册。2.2 设计基本数据施工荷载250kg/m2；混凝土容重取26kN/m3；底模、侧模自重按150kg/ m2；顶模自重按100kg/ m2；各种型钢查相关手册资料。2.3 荷载系数及荷载组合类型(1)、有关荷载系数依据设计和施工规范，荷载系数取值如下：灌注混凝土时的动力系数：1.3挂篮走行时候的冲击系数1.3灌注混凝土和挂篮走行时的抗倾覆系数：2.0(2)、作用于挂篮系统的荷载箱梁荷载：灌注混凝土箱梁的最大重量为150.7t（按单个节段7.6m计算；砼重力密度：=2600kg/m3=26KN/m3），考虑灌注混凝土时的动力因素和安全性。图2.3-1 标准节截面及重量图控制设计最大冲击荷载系数取1=1.2，超灌系数2=1.05计算。三、 材料选用及许用应力挂篮使用钢板材质分为Q345B和Q235B两种，安全系数取1.48，选用材料许用应力如下表：表3.1-1 材料许用应力名称材质或牌号许用应力（MPa）备注钢板Q345B，t16，16t35钢板Q235B，t16，16t40焊缝Q345B，t16，16t35焊缝Q235B，t16，16t40型材Q235B，工钢或槽钢圆钢45#，调质，200圆钢40Cr，调质，100四、 各部件选型及验算4.1 模板选型及计算4.1.1 底模选型及计算4.1.1.1 荷载计算底模预采用厚度10mm面板，顺桥向450mm间距布置10100钢板背楞，横桥向400mm间距布置10槽钢背楞，材质为Q235B。底模下方支承横梁间距为L纵=0.9m，故取0.9m长底模进行受力分析，底模受力简图及截面如如下：图4.1-1 底模受力简图（单位：mm）图4.1-2 底模截面图（单位：mm）底模截面参数：现浇混凝土重力荷载：振捣混凝土产生的荷载：0.2t/m；施工设备荷载：0.25t/m；钢模板自重：0.15t/m。4.1.1.2 整体横截面计算：模板剪力：模板弯矩：弯应力：=145MPa剪应力：=84MPa合应力：=145MPa刚度验算：满足要求4.1.1.3 面板局部验算：图4.1-3 局部计算单元（单位：mm）纵向背楞的间距为0.4m，横向背楞的间距为0.45m，故取长为0.45m、宽为0.4m作为计算单元。弯矩计算：四边嵌固板承受均布荷载，长边跨中支承的负弯矩最大，按下式进行计算：M=Aql2=-0.0588*9.658*0.4*0.4=0.09086t式中：A计算系数，根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由la/lb=0.9查表4-19得A=-0.0588；板的长边与短边，l取la与lb中较小者；q作用在模板上的正压力。面板为10mm钢板，单位长度内截面如下弯应力：=145MPa剪应力可忽略不计。满足要求。刚度计算：式中：B挠度计算系数；根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由查表得，B=0.00140；短边的净跨度；h板厚。满足要求4.1.1.4 纵向10槽钢计算：作用在顺桥向加劲肋上的荷载取左右各半跨的正压力，按照简支梁进行强度和挠度计算。图4.1-4 受力简图和计算单元截面（单位：mm） 10槽钢的截面参数：=145MPa满足要求挠度计算：4.1.1.5 横向钢板背楞计算：钢板背楞间距a=450mm，单排背楞上均布荷载q=P总a=9.6580.45m=4.3461t/m。以纵向背楞作为支点，间距0.4m图4.1-5 受力简图图4.1-6 剪力图（单位：t）图4.1-7 弯矩图（单位：t*m）受力截面及参数如下：横桥向钢板背楞弯曲正应力剪应力折算应力满足要求。4.1.2 底部横梁计算：4.1.2.1 底横梁验算 底横梁为间距0.9m均布，采用25b工钢。25b工钢截面参数：图4.1-8 截面参数灌注混凝土箱梁的最大重量为150.7t*1.2*1.05/7.6=24.98t/m（砼重力密度：=2600kg/m3=26kN/m3，考虑灌注混凝土时的动力因素和安全性，控制设计最大冲击荷载系数取1=1.2，超灌系数2=1.05计算）。振捣混凝土产生的荷载：0.2t/m2；施工机具荷载：0.25t/m2；钢模板自重：0.25t/m2。单个横梁承受支承反力：受力简图如下：图4.1-9 受力简图图4.1-10 剪力图（单位：t）图4.1-11 弯矩图（单位：t *m）长细比：按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：，=145MPa=84MPa=145MPa刚度计算：满足要求。4.1.2.2 螺栓验算：底横梁连接处采用4个M20（8.8级）螺栓连接。单个螺栓承受剪力螺栓群承受横梁处弯矩，所以单个螺栓拉力为：式中：n螺栓数量，螺栓为两排 ，每排2个，故n=2；L为螺栓间距，L=100mm；满足要求。4.1.3 侧模计算4.1.3.1 荷载说明：砼重力密度：=2.6t m3砼灌注时气温：T=12则新浇砼的初凝时间t0=200（12+15）=7.4h,取t0=8h砼灌注时间v=1.5mh外加剂影响修正系数1=1.2砼坍落度影响修正系数2=1.15标准节混凝土分两次浇注，浇注次数不影响模板受力，此处模板计算按一次浇注成型进行计算，浇注砼总高度2.765m根据建筑施工模板安全技术规范规定，当采用内部振捣器时，新浇砼作用于模板的最大侧压力标准值，当砼浇注速度在6mh以下时，按下列两式计算，并取两式中的较小值。新浇筑砼对模板的最大侧压力：F=2.6x2.765=7.19t/m2F=Fmin=7.19t/m2采用导管向模板内供料，因砼厚度大于1.0m，其产生的冲击荷载不计，振捣砼时对侧面模板的压力按4.0kPa计。P强=（7.19+0.4）kPa=7.59t/m2P刚=7.19t/m24.1.3.2 外侧模板横截面计算：外侧模支架间距为1.8m，故侧模整体受力简图如下：图4.1-12 外侧模板整体受力简图（单位：mm）图4.1-13 外侧模板截面图（单位：mm）图4.1-14 外侧模板截面受力简图（单位：t/m2）由于侧模是线性载荷，计算时采用局部计算，荷载取左右各半跨的正压力，按照简支梁进行强度和挠度计算。外侧模板计算单元验算： 图4.1-15 外侧模板计算单元截面（单位：mm）计算单元简化为均布荷载作用，均布荷载大小为：图4.1-16 外侧模板计算单元受力简图受力图如下：图4.1-17 外侧模板计算单元剪力图（单位：t）图4.1-18 外侧模板计算单元弯矩图（单位：t*m）局部截面参数：长细比：按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：=84MPa=145MPa合应力：=145MPa满足要求挠度计算：满足要求4.1.3.3 内侧模板横截面计算：侧模支架间距为1.8m，由于内侧模板需在横梁位置断开，故内侧模板最不利工况受力简图如下：图4.1-19 内侧模板受力简图（单位：mm）图4.1-20 内侧模板截面图（单位：mm）图4.1-21 内侧模板截面受力简图（单位：t/m2）由于侧模是线性载荷，计算时采用局部计算，荷载取左右各半跨的正压力，按照简支梁进行强度和挠度计算。计算单元验算： 图4.1-22 内侧模板计算单元截面（单位：mm）计算单元简化为均布荷载作用，均布荷载大小为：图4.1-23 内侧模板受力图（单位：mm）受力图如下：图4.1-24 内侧模板计算单元剪力图（单位：t）图4.1-25 内侧模板计算单元弯矩图（单位：t*m）局部截面参数：长细比：按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：=84MPa=145MPa合应力：=145MPa满足要求挠度计算：满足要求4.1.3.4 面板局部验算：最不利局部位置为纵向背楞的间距0.9m，横向背楞间距0.3m，故取长为0.9m，宽为0.3m板单元作为计算单元，如下图所示：图4.1-26 局部计算单元(单位：mm)弯矩计算：四边嵌固板承受局部荷载，长边跨中支承的负弯矩最大，按下式进行计算：M=Aql2=-0.0829*7.59*0.3*0.3=0.05663t式中：A计算系数，根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由la/lb=0.33查表4-29得A=-0.0829；板的长边与短边，l取la与lb中较小者；q作用在模板上的正压力。面板为8mm钢板，单位长度内截面如下弯应力：=145MPa剪应力可忽略不计满足要求。刚度计算：式中：B挠度计算系数；根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由查表得，B=0.00253。短边的净跨度。h板厚。满足要求4.1.3.5 竖向钢板背楞计算：钢板背楞间距a=900mm，单排背楞上均布荷载q=P强a=7.590.9m=6.831t/m。图4.1-27 受力简图图4.1-28 剪力图（单位：t）图4.1-29 弯矩图（单位：t*m）受力截面及参数如下：横桥向钢板背楞弯曲正应力剪应力折算应力满足要求。4.1.4 顶模计算外侧顶模受力较内侧顶模受力小，故只按内侧顶模计算即可。4.1.4.1 顶模截面说明：顶模预采用厚度6mm面板，400mm间距布置80槽钢支承，顺桥向亦400mm间距布置6mm钢板支承。顶模下方支承间距L纵=1.8m，故整体受力简图如下：图4.1-30 内侧顶模整体受力简图（单位：mm）图4.1-31 内侧顶模截面图（单位：mm）现浇混凝土重力荷载：振捣混凝土产生的荷载：0.2t/m；施工机具荷载：0.25t/m；钢模板自重：0.1t/m。图4.1-32 内侧顶模横截面内荷载分布图(t/)由于内侧顶模是线性载荷，计算时采用局部计算，荷载取槽钢左右各半跨的正压力，按照简支梁进行强度和刚度计算。4.1.4.2 计算单元验算： 图4.1-33 受力简图和计算单元截面（单位：mm）均布荷载q=P总a=2.188*0.4=0.8752t/mM=ql2/8=0.87521.81.8/8=0.354tm计算单元截面参数：弯曲应力=145MPa剪力Q=ql/2=0.87521.8/2=0.78768t=84MPa合应力：=145MPa满足要求挠度计算：满足要求。4.1.4.3 面板局部验算：纵向背楞的间距为0.9m，横向背楞的间距为0.4m，故取长为0.9m、宽为0.4m作为计算单元，如下图所示：图4.1-34 局部计算单元（单位：mm）弯矩计算：四边嵌固板承受均布荷载，长边跨中支承的负弯矩最大，按下式进行计算：M=Aql2=-0.0829*2.188*0.4*0.4=0.029t式中：A计算系数，根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由la/lb=0.44查表4-29得A=-0.0829；板的长边与短边，l取la与lb中较小者；q作用在模板上的正压力。面板为6mm钢板，单位长度内截面如下弯应力：=145MPa剪应力可忽略不计满足要求。刚度计算：式中：B挠度计算系数；根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由la/lb=0.44查表得，B=0.00253。短边的净跨度。h板厚。满足要求4.1.4.4 横向钢板背楞计算：钢板背楞间距a=900mm，单排背楞上均布荷载q=P总a=2.1880.9m=1.9692t/m。图4.1-35 受力简图图4.1-36 剪力图（单位：t）图4.1-37 弯矩图（单位：t*m）受力截面及参数如下：横桥向钢板背楞弯曲正应力剪应力折算应力满足要求。4.1.5 内侧支架计算如受力简图所示，混凝土对侧模的力传至杆件2，对内侧顶模的力传至杆件3，(受力情况及大小详见侧模及内侧顶模的计算) 受力简图 轴力图（单位:t） 剪力图(单位：t) 弯矩图（单位：t*m） 图4.1-38 内侧支架内力图4.1.5.1 杆件2验算杆件2采用双扣22槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数： =145MPa=145MPa=84MPa=145MPa4.1.5.2 杆件3验算杆件3采用双拼16槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数： ；=145MPa=145MPa=84MPa=145MPa4.1.5.3 杆5、杆6验算杆5、杆6均采用9016钢管制螺杆，材质35#钢满足要求按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：=145MPa 满足要求4.1.5.4 销轴验算销轴剪力：（45销轴,材质45#钢）销轴最大剪力：=140MPa满足要求4.1.6 外侧支架计算：如受力简图所示，混凝土对侧模的力传至杆件2，对内侧顶模的力传至杆件3，(受力情况及大小详见侧模及内侧顶模的计算) 受力简图 轴力图（单位：t） 剪力图（单位：t） 弯矩图（t*m）图4.1-39 外侧支架内力图4.1.6.1 杆件4验算杆件4采用双扣22a槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：=145MPa=145MPa=84MPa=145MPa满足要求4.1.6.2 杆件11验算杆件11采用双拼16槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数： =145MPa满足要求4.1.6.3 杆件6验算杆件6采用双拼18槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：=145MPa=84MPa=145MPa满足要求4.1.6.4 杆件1、杆件2、杆件3验算杆件1、杆件2、杆件3均采用双扣16a槽钢。截面参数：长细比按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数：最大轴力：=145MPa满足要求4.1.7 端模计算混凝土浇筑时，对端模的压力侧模相同，即P强=7.59t/m2。4.1.7.1 横肋计算单根横肋受混凝土压力荷载宽度按0.2m计算，均布荷载q=7.59*0.2=1.438t/m。计算模型如下：图4.1-40 受力简图图4.1-41 弯矩图图4.1-42 剪力图最大弯矩M=0.5tm，最大剪力V=1.37t横肋为10槽钢，参数如下:图4.1-43 截面特性弯曲正应力剪应力强度满足要求。按支点中部承受均布荷载计算最大挠度刚度满足要求。4.1.7.2 端模支承梁端模总宽为2355mm，由两根支承梁支撑，单根支撑梁承受荷载宽度按b=2355*（2355*0.5-97）/1800=1414mm计算。q=7.59*1.414=10.73t/m。单根端模支承梁主体为两根22b槽钢。单根22b槽钢截面参数如下：图4.1-44 截面参数表支承梁受力简图如下：图4.1-45 受力简图图4.1-46 弯矩图图4.1-47 剪力图最大弯矩最大弯矩M=2.81tm，最大剪力V=7.43t弯曲正应力剪应力强度满足要求。4.1.7.3 面板局部验算：最不利局部位置为纵向背楞的间距0.8m，横向背楞间距0.3m，故取长为1.8m，宽为0.3m板单元作为计算单元，如下图所示：图4.1-48 局部计算单元(单位：mm)弯矩计算：四边嵌固板承受局部荷载，长边跨中支承的负弯矩最大，按下式进行计算：M=Aql2=-0.0829*7.59*0.3*0.3=0.05663t式中：A计算系数，根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由la/lb=0.375查表4-29得A=-0.0829；板的长边与短边，l取la与lb中较小者；q作用在模板上的正压力。面板为8mm钢板，单位长度内截面如下弯应力：=145MPa剪应力可忽略不计满足要求。刚度计算：式中：B挠度计算系数；根据建筑结构静力手册中双向板的计算系数，由查表得，B=0.00253。短边的净跨度。h板厚。满足要求4.2 整体建模计算4.2.1 概况挂篮平台由主纵梁1、主纵梁2 、主纵梁3、平台1、平台2、纵梁连接、拉杆1、拉杆2和拉杆3等构件组成，主纵梁及平台采用工型截面，拉杆采用钢管结构。主梁标准节段工序：挂篮就位第一次张拉斜拉索浇筑节段混凝土至50%左右第二次张拉斜拉索节段混凝土浇筑完成并养护结束斜拉索由挂篮转换至梁体并第三次张拉斜拉索挂篮前移，在本节段施工期间同时安装上一节段预制桥面板并结合。采用Midas建模模拟主梁节段施工工序中挂篮受力状况。基本模型如下图所示图4.2-1 基本模型模型中包含挂篮平台主体、走行轨道、止推机构等结构，其余结构中前、后锚杆组作为边界条件加载，模板系统作为荷载加载。在计算时，可分为浇筑工况和走行工况，而在浇筑工况中，在浇筑不同节段时，因为斜拉索索的方向各不相同，故受力也不一致，本计算书按浇筑节段2和节段17两种状态对浇筑工况进行分析。4.2.2 走行工况走行工况分为6种子工况计算分别为刚开始走行、走行1.2m、走行3.1m、走行5m，走行6.9m及走行7.6m的工况。4.2.2.1 工况1工况1为刚进入走行阶段的工况。前支点刚度为后支点刚度为此时计算结果如下：图4.2-2 变形图(单位/mm)图4.2-3 反力图(单位/tonf)图4.2-4 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.2 工况2工况2为走行1.2m后的工况，此时计算结果如下：图4.2-5 变形图(单位/mm)图4.2-6 反力图(单位/tonf)图4.2-7 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.3 工况3工况3为走行3.1m后的工况，此时计算结果如下：图4.2-8 变形图(单位/mm)图4.2-9 反力图(单位/tonf)图4.2-10 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.4 工况4工况4为走行5m后的工况，此时计算结果如下：图4.2-11 变形图(单位/mm)图4.2-12 反力图(单位/tonf)图4.2-13 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.5 工况5工况5为走行6.9m后的工况，此时计算结果如下：图4.2-14 变形图(单位/mm)图4.2-15 反力图(单位/tonf)图4.2-16 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.6 工况6工况6为走行7.6m后的工况，此时计算结果如下：图4.2-17 变形图(单位/mm)图4.2-18 反力图(单位/tonf)图4.2-19 梁单元应力图(单位/MPa)4.2.2.7 结果统计计算结果统计如下表所示：工况说明前端下挠/mm前吊点反力/tonf后吊点反力/tonf反滚轮反力/tonf最大应力/MPa工况1刚开始走行-121+1137+25056工况2走行至1.2m026+1629+21081工况3走行至3.1m-241+2417+12085工况4走行至5m-652+346+3051工况5走行至6.9m-1259+435+1-1551工况6走行至7.6m-1264+472+0-19454.2.3 浇筑节段2浇筑节段2时，斜拉索在纵桥向投影与主梁轴线夹角为64.3，斜拉索在横桥向投影与主塔对称中心线夹角为8.6。4.2.3.1 工况1工况1为挂篮就位的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。模型及边界条件如下图所示图4.2-20 荷载及边界条件示意图考虑模型中筋板未建模，故本体自重按1.2倍系数加载，此时计算结果如下：图4.2-21 变形图(单位/mm)图4.2-22 反力图(单位/tonf)图4.2-23 应力图(单位/MPa)4.2.3.2 工况2工况2为第一次张拉斜拉索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。模板自重及施工荷载加载在挂篮上，调整索力，计算结果如下：图4.2-24 索力图(单位/tonf)图4.2-25 变形图(单位/mm)图4.2-26 反力图(单位/tonf)图4.2-27 应力图(单位/MPa)4.2.3.3 工况3工况3为刚浇筑至50%工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-28 索力图(单位/tonf)图4.2-29 变形图(单位/mm)图4.2-30 反力图(单位/tonf)图4.2-31 应力图(单位/MPa)4.2.3.4 工况4工况4为第二次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-32 索力图(单位/tonf)图4.2-33 变形图(单位/mm)图4.2-34 反力图(单位/tonf)图4.2-35 应力图(单位/MPa)4.2.3.5 工况5工况5为节段主梁刚浇筑完成的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-36 拉索力(单位/tonf)图4.2-37 变形图(单位/mm)图4.2-38 反力图(单位/tonf)图4.2-39 应力图(单位/MPa)4.2.3.6 工况6工况6为第三次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-40 拉索力(单位/tonf)图4.2-41 变形图(单位/mm)图4.2-42 反力图(单位/tonf)图4.2-43 应力图(单位/MPa)4.2.3.7 结果统计计算结果统计如下表所示：工况说明主纵梁前端平均下挠/mm索力/tonf前锚点反力/tonf后锚点反力/tonf挂篮主体最大应力/MPa工况1挂篮就位-16无70+560+043工况2第一次张拉11086+14+457工况3刚浇筑至50%-518718+00+089工况4第二次张拉41974+04+295工况5刚浇筑至100%-82878+00+0139工况6第三次张拉-12878+00+01394.2.4 浇筑节段9浇筑节段9时，斜拉索在纵桥向投影与主梁轴线夹角为38.5，斜拉索在横桥向投影与主塔对称中心线夹角为4。4.2.4.1 工况1工况1为挂篮就位的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。计算结果与浇筑节段2时相同。4.2.4.2 工况2工况2为第一次张拉斜拉索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。调整索力，计算结果如下：图4.2-44 索力图(单位/tonf)图4.2-45 变形图(单位/mm)图4.2-46 反力图(单位/tonf)图4.2-47 应力图(单位/MPa)4.2.4.3 工况3工况3为刚浇筑至50%工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-48 索力图(单位/tonf)图4.2-49 变形图(单位/mm)图4.2-50 反力图(单位/tonf)图4.2-51 应力图(单位/MPa)4.2.4.4 工况4工况4为第二次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-52 索力图(单位/tonf)图4.2-53 变形图(单位/mm)反力图(单位/tonf)图4.2-54 应力图(单位/MPa)4.2.4.5 工况5工况5为节段主梁刚浇筑完成的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-55 拉索力(单位/tonf)图4.2-56 变形图(单位/mm)图4.2-57 反力图(单位/tonf)图4.2-58 应力图(单位/MPa)4.2.4.6 工况6工况6为第三次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-59 拉索力(单位/tonf)图4.2-60 变形图(单位/mm)图4.2-61 反力图(单位/tonf)图4.2-62 应力图(单位/MPa)4.2.4.7 结果统计计算结果统计如下表所示：工况说明主纵梁前端平均下挠/mm索力/tonf前锚点反力/tonf后锚点反力/tonf挂篮主体最大应力/MPa工况1挂篮就位-16无70+560+043工况2第一次张拉111417+231+149工况3刚浇筑至50%-1521527+250+082工况4第二次张拉521826+240+083工况5刚浇筑至100%-1233048+120+0125工况6第三次张拉833048+120+01254.2.5 浇筑节段17浇筑节段17时，斜拉索在纵桥向投影与主梁轴线夹角为28.5，斜拉索在横桥向投影与主塔对称中心线夹角为0.4。4.2.5.1 工况1工况1为挂篮就位的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。计算结果与浇筑节段2时相同。4.2.5.2 工况2工况2为第一次张拉斜拉索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+施工荷载。调整索力，计算结果如下：图4.2-63 索力图(单位/tonf)图4.2-64 变形图(单位/mm)图4.2-65 反力图(单位/tonf)图4.2-66 应力图(单位/MPa)4.2.5.3 工况3工况3为刚浇筑至50%工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-67 索力图(单位/tonf)图4.2-68 变形图(单位/mm)图4.2-69 反力图(单位/tonf)图4.2-70 应力图(单位/MPa)4.2.5.4 工况4工况4为第二次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+50%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-71 索力图(单位/tonf)图4.2-72 变形图(单位/mm)图4.2-73 反力图(单位/tonf)图4.2-74 应力图(单位/MPa)4.2.5.5 工况5工况5为节段主梁刚浇筑完成的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，拉索预拉力按上一步计算加载，此时计算结果如下：图4.2-75 拉索力(单位/tonf)图4.2-76 变形图(单位/mm)图4.2-77 反力图(单位/tonf)图4.2-78 应力图(单位/MPa)4.2.5.6 工况6工况6为第三次调索的工况，此时挂篮承受平台自身自重荷载+模板自重荷载+100%节段混凝土自重荷载+拉索拉力。模板自重、混凝土自重及施工荷载加载在挂篮上，调整拉索力，此时计算结果如下：图4.2-79 拉索力(单位/tonf)图4.2-80 变形图(单位/mm)图4.2-81 反力图(单位/tonf)图4.2-82 应力图(单位/MPa)4.2.5.7 结果统计计算结果统计如下表所示：工况说明主纵梁前端平均下挠/mm索力/tonf前锚点反力/tonf后锚点反力/tonf挂篮主体最大应力/MPa工况1挂篮就位-16无70+560+043工况2第一次张拉114129+233+062工况3刚浇筑至50%-2426442+390+0106工况4第二次张拉726442+390+0106工况5刚浇筑至100%-2640471+340+0170工况6第三次张拉540471+340+01704.2.6 结论从以上计算结果可以得出，挂篮最大应力为170MPa=209MPa，故强度满足要求。走行时，前吊点最大反力64t，后吊点最大反力37t；浇筑时，前锚点最大反力71t，后锚点最大反力4t，反滚轮最大反力32t。最大索力为404t。4.3 挂篮平台4.3.1 荷载计算挂篮平台结构如下图所示：图4.3-1 挂篮平台挂篮平台主结构前文已整体建模计算，主要焊缝能够等强度设计的按等强度设计，本节主要计算建模未能表达的各连接的强度、局部结构的强度及不能等强处理的焊缝等。根据建模计算，各工况下各处受力如下表：表4.3-1 内力统计表位置类别浇筑节段2浇筑节段9浇筑节段17主纵梁拼接处轴力/kN-1115-591-227剪力/kN59826314弯矩/kNm88310152635平台横梁拼接处轴力/kN-11171203剪力/kN183210217弯矩/kNm368344357平台加强型横梁拼接处轴力/kN278240252剪力/kN119152162弯矩/kNm1176810479纵梁连接件与纵梁拼接处轴力/kN219192268剪力/kN38113568弯矩/kNm1271928710主纵梁与斜杆组件连接处轴力/kN16123145剪力/kN947弯矩/kNm181215拉杆组件轴力/kN-67-235-293剪力/kN71213弯矩/kNm1722254.3.2 主纵梁拼接计算结构如下图所示图4.3-2 拼接结构图4.3.2.1 拼接板单组（4块）面板拼接板净截面积单组（2块）腹板拼接板净截面积轴力由面板和腹板共同承受，弯矩由面板承受，剪力由腹板承受。浇筑节段2时，面板拼接板最大正应力浇筑节段9时，面板拼接板最大正应力浇筑节段17时，面板拼接板最大正应力故面板拼接板最大正应力面板拼接板强度满足要求。浇筑节段2时，有最大轴力和剪力，故对于腹板，只需按浇筑节段2时受力计算，腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力腹板拼接板强度满足要求。4.3.2.2 螺栓面板和腹板拼接板都采用M24精制螺栓连接。单个面板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个面板拼接螺栓承压承载力设计值单组面板拼接板拉力抗剪螺栓数量为20个单个螺栓剪力面板拼接螺栓强度满足要求。单个腹板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个腹板拼接螺栓承压承载力设计值单组腹板拼接板拉力抗剪螺栓数量为20个，单个螺栓剪力腹板拼接螺栓强度满足要求。综上所述，主纵梁拼接强度满足要求。4.3.3 平台横梁拼接计算结构如下图所示图4.3-3 结构图4.3.3.1 拼接板单组（4块）面板拼接板净截面积单组（2块）腹板拼接板净截面积轴力由面板和腹板共同承受，弯矩由面板承受，剪力由腹板承受。比较得当浇筑节段17时，面板与腹板拼接板应力都较大，故都只按浇筑节段17时受力计算。面板拼接板最大正应力面板拼接板强度满足要求。腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力腹板拼接板强度满足要求。4.3.3.2 螺栓面板和腹板拼接板都采用M20精制螺栓连接。单个面板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个面板拼接螺栓承压承载力设计值单组面板拼接板拉力抗剪螺栓数量为12个单个螺栓剪力面板拼接螺栓强度满足要求。单个腹板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个腹板拼接螺栓承压承载力设计值单组腹板拼接板拉力抗剪螺栓数量为7个，单个螺栓剪力腹板拼接螺栓强度满足要求。综上所述，平台横梁拼接强度满足要求。4.3.4 平台加强型横梁拼接计算结构如下图所示：图4.3-4 结构图4.3.4.1 拼接板单组（4块）面板拼接板净截面积单组（4块）腹板拼接板净截面积轴力由面板和腹板共同承受，弯矩由面板承受，剪力由腹板承受。浇筑节段2时，轴力和弯矩都有最大值，故按浇筑节段2时受力校核面板拼接板。面板拼接板最大正应力面板拼接板强度满足要求。浇筑节段2时，轴力最大，浇筑节段17时，剪力最大，浇筑节段9时，轴力和剪力都比浇筑节段17时小，故按浇筑节段2和浇筑节段17两种工况分别计算。浇筑节段2时，腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力浇筑节段17时，腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力腹板拼接板强度满足要求。4.3.4.2 螺栓面板和腹板拼接板都采用M20精制螺栓连接。单个面板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个面板拼接螺栓承压承载力设计值单组面板拼接板拉力抗剪螺栓数量为12个单个螺栓剪力面板拼接螺栓强度满足要求。单个腹板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个腹板拼接螺栓承压承载力设计值浇筑节段2时单组腹板拼接板轴力抗剪螺栓数量为14个，单个螺栓剪力浇筑节段17时单组腹板拼接板轴力单个螺栓剪力腹板拼接螺栓强度满足要求。综上所述，平台加强型横梁拼接强度满足要求。4.3.5 纵梁连接件与纵梁拼接计算结构如下图所示：图4.3-5 结构图4.3.5.1 拼接板单组（2块）面板拼接板净截面积单组（4块）腹板拼接板净截面积轴力由面板和腹板共同承受，弯矩由面板承受，剪力由腹板承受。浇筑节段2时，弯矩最大，浇筑节段17时，轴力最大，浇筑节段9时，轴力和弯矩都比浇筑节段2时小，故按浇筑节段2和浇筑节段17两种工况分别校核面板拼接板。浇筑节段2时，面板拼接板最大正应力浇筑节段17时，面板拼接板最大正应力面板拼接板强度满足要求。浇筑节段2时，剪力最大，浇筑节段17时，弯矩最大，浇筑节段9时，弯矩和剪力都比浇筑节段17时小，故按浇筑节段2和浇筑节段17两种工况分别校核腹板拼接板。浇筑节段2时，腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力浇筑节段17时，腹板拼接板最大正应力腹板拼接板最大剪应力折算应力腹板拼接板强度满足要求。4.3.5.2 螺栓面板和腹板拼接板都采用M20精制螺栓连接。单个面板拼接螺栓抗剪承载力设计值式中：nv受剪面数目单个面板拼接螺栓承压承载力