文档包括:
说明书一份，61页，16200字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共43张，如下所示
A1-总装配图.dwg
A4-06前上横梁.dwg
A4-2000双头螺柱.dwg
A4-上下横梁.dwg
A4-上下横梁连接块.dwg
A4-下工作台.dwg
A4-下梁工作板架.dwg
A4-下楔块.dwg
A4-下楔块1.dwg
A4-中间工作台.dwg
A4-侧板支撑板.dwg
A4-侧模.dwg
A4-侧模内板.dwg
A4-内上模拉板.dwg
A4-内下模版.dwg
A4-内下模版固定架.dwg
A4-内楔块.dwg
A4-内模板.dwg
A4-内模板固定钢筋架.dwg
A4-前上梁工作台板.dwg
A4-前支座.dwg
A4-吊杆.dwg
A4-后支座1.dwg
A4-后支座2.dwg
A4-后支座3.dwg
A4-后铆定杆.dwg
A4-后锚定压板.dwg
A4-后锚定垫片.dwg
A4-大销子.dwg
A4-杆s1.dwg
A4-杆s2.dwg
A4-杆s3.dwg
A4-杆s4.dwg
A4-杆s5.dwg
A4-梯子.dwg
A4-菱形架焊接板.dwg
A4-轨道.dwg
A4-轨道上垫板.dwg
A4-轨道下垫板.dwg
A4-轨道垫板连接双头螺柱.dwg
A4-连接点a.dwg
A4-连接点b.dwg
A4-连接点c.dwg
A4-连接点d.dwg
桥梁滑动式挂篮设计
摘 要
悬臂施工在大跨度及其他方法难以实施的环境中是经常采用的施工的方法，其中以挂篮为临时结构的悬臂施工技术是重要技术之一。本课题以实际工程为资料，进行优化的菱形挂篮设计。
本论文对悬臂施工技术进行简要说明，并对各种类型挂篮进行比较说明以此选出方案——菱形挂篮，然后根据菱形挂篮设计资料和分析理论进行菱形挂篮的设计和检算。主要内容包括菱形挂篮的模板系统、主桁系统、吊带和锚固系统及走形系统的强度、刚度和安全稳定进行设计和检算。其中利用midas有限元软件进行分部建模设计计算和部分进行手算与之复核，应用计算机辅助软件cad进行整套图纸绘制。
关键词：悬臂施工；菱形挂篮；设计与计算
Bridge sliding Wagon Design
Abstract
The bracket construction in the great span and other methods implement with difficulty in the environment is the construction method which uses frequently, take hangs the basket as the temporary structure bracket construction technique is one of important technical. This topic take the actual project as a material, carries on optimized the diamond to hang the basket design.
This word carries on the briefing to the bracket construction technique, and hangs the basket to each type to carry on the comparison explanation to select the plan diamond by this to hang the basket, then hangs the basket design information and the analysis theory according to the diamond carries on the diamond to hang basket's design and to examine calculated. The primary coverage hangs basket's template system, the main spar system, the suspenders and the anchor system including the diamond and loses shape system's intensity, the rigidity and safe carries on the design stably and examines calculated. And carries on the branch modelling design calculation and the part using the midas finite element software enters the expert to calculate that reexamines with it, carries on whole set blueprint plan using computer auxiliary software cad.
Keywords: the bracket construction ；diamond hangs the basket ；design and computatio
δN 疲劳强度 λ 电导率
目 录
1 绪论 1
1.1桥梁挂篮施工的国内外研究情况 1
1.2桥梁挂篮施工种类与特点 3
1.2.1挂篮分类及组成 3
1.2.2挂篮结构的主要特点 6
1.3桥梁挂篮的施工工法及设计安装注意事项 7
1.3.1挂篮的主要组成 7
1.3.2挂篮设计安装注意事项 8
1.4论文的提出与本文的组织 9
1.4.1论文的提出及其本人所做的主要工作 9
1.4.2本设计所选的方案及其说明 9
1.4.3论文主要内容 10
2 挂篮设计资料与计算原理及内容 11
2.1菱形挂篮的设计资料 11
2.2挂篮的结构设计原理和检算内容 11
2.2.1结构设计 11
2.2.2结构检算 12
3 MIDAS软件简介 14
4 挂篮模板系统设计与计算 17
4.1底模系统 17
4.1.1荷载分析 17
4.1.2底模设计与检算 17
4.2侧模系统设计与检算 25
4.2.1下部侧模设计与检算 25
4.2.2上部侧模设计与检算 32
4.3内模系统设计与检算 32
4.3.1内竖向模板设计与检算 32
4.3.2内膜顶模设计与检算 33
4.3.3内模顶模支架solidworks图示 34
4.4分配梁设计与检算 35
4.4.1分配梁截面选择 35
4.4.2分配梁建模与检算 35
第5章 菱形挂篮主桁系统设计与计算 38
5.1挂篮主桁结构基本尺寸拟定 38
5.1.1拟定主桁的基本尺寸 38
5.1.2拟定主桁的截面尺寸 38
5.1.3简化计算模型 38
5.1.4单片主桁节点和杆件 38
5.2主桁前横梁设计与检算 39
5.2.1前横梁尺寸和截面拟定 39
5.2.2前横梁的建模计算 39
5.3主桁检算（手算） 41
5.3.1主桁模型的受力简化 41
5.3.2计算各杆件长度 41
5.3.3计算单片的主桁杆件内力 41
5.3.4主桁的各杆件检算 42
5.4主桁建模检算 44
5.4.1主桁的建模 44
5.4.2建模求内力和变形以及应力 44
6 挂篮悬吊锚固系统设计 46
6.1锚固系统 46
6.1.1主桁后锚 46
6.1.2其他锚固 46
6.2悬吊系统 46
7 S OLIDWORKS建模展示 47
8 总结 49
参考文献 50
致 谢 51
毕业设计（论文）知识产权声明 52
毕业设计（论文）独创性声明 53
附录 54
1. 题目背景、研究意义及国内外相关研究情况
本题目来自工程实际，以现有的桥梁挂篮为模型进行技术改进，设计过程中挂篮的可靠性和安全性作为重点考虑的方面。本设计内容具有很高的实用价值，涉及到机械、力学和液压设计方面的知识，通过本毕业设计，能够将大学中学到的机械、力学和液压设计方面的知识很好的用到实际工程中，培养实际工程设计的技能[1]。
国内外技术发展，悬臂浇筑法施工（桥梁滑动式挂篮）从20世纪60年代由前西德首先使用以来，发展至今，已成为建大中跨径桥梁的一种有效施工手段[2]。日本预应力混凝土工业协会《关于预府力混凝土长大桥梁的调查研究报告》指出，1972年后建造的跨径大于100m以上的桥梁近200座，其中悬臂法施工的桥梁占87％以上，而采用悬臂浇筑法施工占80％左右[3,4]。挂篮作为悬臂浇筑施工的主要设备已有多种类型，有些国家如日本、法国等已有定型的系列化产品[5]。我国从80年代开始使用这种技术以来，也已取得了巨大的成就[6]。
纵观国内外，挂篮施工的优秀实例有许多。最近几年我国在悬臂挂篮施工中的发展也非常快[7]。我国的挂篮设计及制作已全部适应悬臂施工向高强、轻型、大跨发展的需要，从PC连续梁或刚构的悬臂施工挂篮最初是平行桁架式，后来，逐渐发展为多样化，结构越来越轻型，受力越来越合理，施工越来越方便,应用也越来越广泛[8]。
2. 本设计的主要内容
桥梁挂篮施工（如图1，图2，图3所示）技术是一项比较复杂的技术，重点在于挂篮的设计和安全性[9]，本设计针对特高桥和一些有特殊要求的现浇桥梁设计挂篮，主要内容有根据桥梁尺寸设计挂篮，并对挂篮进行结构、强度计算、液压系统设计、利用相关软件模拟挂篮制作，挂篮装配动画及工作原理动画。
图1 悬臂挂篮施工图
图2 悬臂挂篮模板拼接图 图3 悬臂挂篮施工侧面图
3. 设计方案
悬臂挂篮浇筑法施工（桥梁滑动挂篮施工法）是目前修建大中型跨度桥梁的一种比较有效的施工手段，其施工方法一般为将梁每2m至5m分成一个节段，以挂篮为施工机具进行悬臂对称浇筑施工[10]。挂篮是一个能够相对独立的可以自由行走移动的承重结构，挂篮悬挂在已经张拉施工完毕的前端梁段上，在挂篮上进行下一梁段的模板安装、钢筋绑扎、夯浇筑、预应力张拉、压浆等作业[11]。当完成本节梁段施工后，解除挂篮的约束，挂篮对称向前移动至下一个梁段，进行下个梁段施工，如此循环施工，直到完成全部悬臂梁段施工。悬臂挂篮施工方法不受交通、通航、流水、深谷等影响，是大跨度桥梁跨越河流、山谷、交通繁忙线路的最佳方法[12]。
目前国内外采用的挂篮结构形式主要有以下几种。
3.1 平衡桁架式挂篮（见图4），平衡桁架式挂篮的上部承重结构一般为等高度的桁架梁，桁架梁在已浇筑梁顶面用压重后者锚固或者二者共用的方式来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构[13]。
图4 平衡桁架式挂篮结构图
优点：平行桁架式挂篮的尾部一般设有一平衡重（可用混凝土块制作），其作用是防止挂篮在行走时因前重后轻，失稳导致倾覆。该挂篮的优点是结构简单，可以充分利用常备式万能杆件、军用梁或贝雷梁制作挂篮的受力主桁架，可减少一次性投入。
缺点：是挂篮自重大，工作系数（挂篮自重/梁体分段最大重量）较大，一般在1.0以上，对梁体在施工阶段的荷载承受能力要求较高；挂篮本身承受荷载能力有限，施工节段不能太重；悬灌时挠度变形也比较大，近年已很少见应用。
3.2 菱形挂篮（见图5），菱形桁架为菱形挂篮的主要承重结构，菱形桁架前端伸出作为挂篮底模的悬挂平台，后端锚固在箱梁顶板上，无平衡压重，结构简单、受力明确，是近年来常用的挂篮形式。
图5 菱形挂篮结构图
优点：菱形挂篮外形美观，结构简单，杆件受力明确，计算简便。作业面开阔，便于构造钢筋分片吊装，混凝土运输车可直接从两片桁架中间通过，运至施工的梁段；能加快梁段施工速度[14,15]。梁段循环周期平均为6至8天，是双线铁路桥梁悬灌法施工较短的循环周期。利用桁梁前后支座，使桁架在轨道上走行，无需平衡重，操作方便，移动灵活、平稳[16]。外模、底模随桁架一次到位，缩短了挂篮移动时间，移动一次只须2至4小时。 挂篮自重较轻。桁架纵向安装尺寸，只要有12m梁段长度即可安装两套挂篮，起步时不需要两套挂篮联体，拼装速度快，一套挂篮2至3天即可拼装就位。挂篮所用材料均为常用材料，加工制造简单。挂篮刚度大，变形小。适用范围广，适合于铁路单、双线箱型连续梁悬灌施工，桁间联结系稍加改动也可用于公路桥的悬灌施工。
缺点：其铆钉孔预留位置较多，且预留孔要求位置精度高。
3.3 三角型挂篮（见图6），三角形挂篮与菱形挂篮主要区别为主桁架结构形式不同，其承重结构为三角型，亦是后端锚固、前端悬挂，也属近年来常用结构形式[17]。
图6 三角型挂篮结构图
优点：三角形挂篮与菱形挂篮相比，降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮走行时的稳定性。结构简单，拆装方便，重量较轻。设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构，单件重量较轻，主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接，易于搬运和拆装。该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成，该系统具有挂篮就位准确、走行速度快、安全可靠等特点。该挂篮通用性强，稍做改装即可用于其它幅宽和梁高的桥上
缺点：铆钉孔多，预留铆钉孔位置精度要求高，不适用于过长的桥梁施工
3.4 斜拉式挂篮（见图7），在力学结构受力上与以上挂篮结构形式有较大不同，其上部采用斜拉体系代替了桁架式受力结构，而斜拉所引起的水平分力则通过上下的水平制动装置来平衡，后端仍然采用锚固的方法来解决挂篮的倾覆稳定[18]
图7 斜拉式挂篮结构图
优点：自重轻、结构简单、受力明确、坚固稳定、变形小、前移和拆装方便、具有较强的可重复利用性。
缺点：安装定位受力计算较为严格。
综上，通过这几种挂篮结构形式优缺点的比较，本设计拟采用菱形挂篮结构形式，该种结构适用范围广，适合于铁路单、双线箱型连续梁悬灌施工，桁间联结系稍加改动也可用于公路桥的悬灌施工。菱形挂篮结构形式目前正逐渐得到普及，具有广阔的应用前景。
4.本课程研究的重点和难点
目标在于对菱形挂篮结构设计与改进，注重于挂篮结构组成设计，前吊挂系统液压设计，安装施工安全性设计及安全系数计算和受力分析计算，三维模型装配动画，工作原理三维模型动画展示。
5.前期已开展工作、
5.1查阅了大量相关专业资料为设计做好准备；
5.2熟看老师给的视频和图纸并完善图纸结构；
5.3完成菱形挂篮二维图初稿绘制、文献综述开题报告；
5.4进行挂篮结构的分析，拟订一套结构方案。
6.完成本课题的工作方案及进度计划
第1-2周：收集参考文献、阅读参考文献、并进行英文翻译、写出开题报告；
第3-8周：挂篮的施工工艺论证及选择、对所确定的挂蓝方案设计计算；
第8-10周：挂篮的建模计算及检算；
第10-14周：绘图、三维绘制、动画制作、论文撰写；
第15-16周：论文修改、整理、答辩。
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