【JX101】桥梁滑动式挂篮设计[KT+FY]
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【JX101】桥梁滑动式挂篮设计[KT+FY],jx101,桥梁,滑动,挂篮,设计,kt,fy
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桥梁使用系统可靠性评估 摘要 :当前桥梁可靠性评估过程描述在 估的内容有，容许应力、载荷系数、负载和阻力系数等。这几个数据可能导致不同的桥面承载能力和桥梁的安全性 ,确保这几个桥梁参数合格 与否是 保证桥梁安全性和经济性的必要途径。 本文主要总结研究桥梁建设的改进过程 ,以提高桥梁结构的可靠性。论文提供了背景，研究计划和总结协调程序的负载测试和分析支持可导致的不可靠因素并提出改进建议。 (土木 ) 2011 混凝土桥梁 ;钢筋混凝土 ;预应力混凝土 ;负载因素 ;可靠性 ;钢材 ;评估。 作者关键词 :桥梁 ;混凝土 (钢筋 );混凝土 (预应力 );状态评估 ;负载 ;可靠性 ;钢 ;结构工程。 介绍 ： 桥梁评估的 第一版 (008)允许桥评估决定通过，传统的容许应力等级 (负载因素 评估 (法或最近的负载和阻力系数评估 (法 ,它是符合 2007)。大桥是否可 靠经济 ,从一个专业工程的观点取决于可靠性评估是否合格。为了解决桥梁不可靠问题 乔治亚理工学院的技术已经进行了多年，研究项目旨在使桥梁在建设当中更加可靠经济。 高级结构工程师 ,辛普森 ,41 1沃尔瑟姆 ,土木与环境工程学院 ,乔治亚理工学院。 2亚特兰大 ,佐治亚州博士 ,土木与环境工程学院 ,乔治亚理工学院 ,30332 - 0355. 3亚特 立顿 ,佐治亚州硕士 ,土木与环境工程学院 ,乔治亚理工学院 ,30332 - 0355. 本文属于桥梁工程 16卷 ,6号 ,2011年 11月 1日。 土木 ,084 - 0702/2011/6 863 - 871 / $ 框架法来确定实际桥梁评估方 法适合那些以 007)而设计的桥梁。 并且此方法已经在美国中部和东部以及其它非地震地区得到了验证。 近期在桥梁评估中实施了 两者是验证结构可靠性的方法。现有有一种 进的技术评估桥梁方法此种方法会减少不必要的其它因素影响可能性的测量结果。为此 ,材料优势就可能大 大影响标准化或名义假设值在设计和计算评估行为中对桥梁强度增益的影响，一个良好的桥段应在一多年的维护期内没有什么大的修复和裂痕以及其它影响桥梁使用的问题出现 ,在设计阶段就应该考虑这些问题的造成原因并及时处理。调查桥梁系统的可靠性不是仅仅依靠基于桥梁组件及其本身的评估方法。重要的是适当的考虑这些因素产生的原因并及时避免。 桥梁可靠性额定载荷： 桥的设计问题在 2007),建立了现代的结构可靠性原理分析，要求了现有桥梁的评估过程必须符合规定原则。现有的桥梁之所以存在不安全性是应为，产生差 异负载、材料强度特性变换、尺寸改变、自然和人为的危险。以及在设计当中缺乏足够的知识 ,和人类在建筑设当中犯得一些错误。一个经济可靠的桥梁必须建立在理性的和强大的理论基础以及能够处理一些实践中不确定的影响因素。 极限状态设计和评估桥梁可 以定义的一般形式为 G（ X） =0 在负载和阻力随机 X=（ .桥梁的基础信息值包括 变形、开裂，功能障碍。或者另外一些不合理的因素。 一个桥梁不令人满意的性能定义概率 被估算为： =联合密度函数 X; =故障域 可靠性分析值近视于： 在（） =标准正态分布函数 ; =可靠性指标。 对表现良好的极限状态 ,可以通过有限元分析对 一步的分析比对。 在桥梁设计规范的 007)中建立了在 应用于单个梁评估计算，及其计算概率建模的电阻和负载，例如：目标桥梁的可靠性指标=么就说明此桥梁可以使用 75年之 久。概率估算公式为： 其中 D =静负荷不包括重量的磨损面 ;重量的磨损面 (沥青 );()代表活载，名义 电阻。 这个方程是大多数设计师再设计计算式后应用的，同时此方程也是 现场检验数据 ,负荷测试 ,材料测试 ,等信息的可靠公式。 另一种概率估算公式为： 进行检查 ,并支持现场试验 ,无论任何目标概率 该依赖于经济学中的合理性在 2007)。 个概念上的背离方程式 ,这取决于现场交通所描述的平均每日车流量，和车载量。 在 而 ,不确定性模型的负载和阻力嵌入式在 通的环境因素影响，不同的车流量，以及在建桥过程中不同的吨重不同的跨径，不同的材料，相同材料的使用情况的不同都会使得评估的参数值发生改变从而使得被评估大桥的可靠性发生变化。 桥梁评估方法之间存在着一定的区别与联系，根据各种方法得起典型特点，桥梁评估方法大致可以分为基于外观调查的方法，基于规范设计的方法，基于专家经验的方法，有限元法，载荷验证，基于可靠性理论的方法，基于外观调查的方法： 根据我国的公路养护技术规范的规定，桥梁技术状况评价等级分为一类，二类，三类，四类，对桥梁整体和桥梁部件均适用。将桥梁划分为 15个部件，根据桥梁部件的缺损程度及其标度，缺损对结构使用功能的影响程度以及缺损发展变化情况等，对桥梁各部件分别进行评分，值域为 0到 5，“ 0”表示完好状况，“ 5”表示危 险的状况，再根据桥梁部件的评分确定个部件的评鉴等级，桥梁状况的综合评价，此法采用的公式为： 式中： 0评分高表示结构状况好，缺损少，0, 当 类，三类，四类。 经验系数 : 这是依据广泛的的调查研究，确定若干的影响承载力的系数及其取值范围，对桥梁承载能力进行评估的方法。被评估桥梁的承载能力为所有影响之和。 基于设计规范的方法 。 桥梁设计规范是指导桥梁设计的标准。这一标准基于工程力学，结构试验和工程经验，切还在不断充实和完善。因此，利用桥规的计算理论来分析该桥梁承载能力的方法，具有坚实的理论基础并得到广泛的应用，然而直接套用桥梁规范于桥梁的话对于准确评估是不准确的，这是设计与评估的差异所致，例如，在评估阶段，可以获得较设计阶段更加坑定的信息按照结构可靠性理论的观点，这意味着评 估时载荷和抗力的不定性要比设计时所考虑的要小，于是，在评估时可以适当减小某些安全系数的数值。在譬如设计采用线弹性方法分析破坏极限状态，但用这种方法来分析桥梁的实际承载能力，往往会得到偏于保守的，较为粗糙的结果。 基于桥梁评估方法之 专家意见调查 方法： 专家意见查看直接收集。分析，归纳专家意见，对某一事件的可能结果做出评估方法，这种方法一直是军事，医学，气象预测，经济，工程等诸多方面的应用了多年。 运用以不确定型层次分析法为基础的综合评估方法进行桥梁状态的综合评估，可分为分解，判断，综合，评估；分解 主要是建立桥梁工作状态的递阶层次结构和由判断矩阵求解个指标的权重。把影响结构工作的状态的因素逐级分解为一层一层的，这样可以反映每一层之间的关系，从而得到指标数据。判断即指标的状态，在大型桥梁结构的综合评估中，指标评语的确定包含两个问题；一个是评价等级的确定，即对应于机构件的某个状态，我们应该将其划入哪个级别。另外一个是用什么样的方式来量化等级标准，即如何把语言表术转化为数字量。桥底层指标按表述方式的不同可分为；非量化指标和可量化指标。非量化指标主要指 暂时无法定量表示的指标，如钢筋腐蚀，混凝土裂纹布置，混凝土保护层的风化等。无论是非量化还是量化指标都有一个由指标值转化为指标评价值得问题。对非量化指标而言，区间数可以在很大程度上描述事务的模糊性和不确定性，比之确定性的数字更能反映实际。同时。对大型桥梁进行评估时，一般有多个专家参与，但个个专家水平所不同，为使评估结果更好地反映桥梁的实际状态，应当对专家的评判采用加权平均。对可量化的指标而言，当实际测量值偏离桥状态时的最优值达到某种程度后，该测点可认为已处于危险状态，其值成为评估时的领结值，这两个值需要通过专 家调查确定。综合 了确定评估结果的可靠性，一般需要多为专家的参与，同时应该考虑专家的评判水平。以不确定型层次分析法为基础的综合评估方法，共有两部分的内容需要专家参与，其一是通过专家知识调查的方式构造不确定型两比较判断矩阵，其二是对于人工检测指标的评估。评估 照一定的算法进行综合评估，给出相应的桥梁的状态等级，并提出相应的意见。 . to by or to a to of be by or is of a a of to to to of in to in a is in 2011 008) to be or or by is 2007). to 001; et 2009), a be a by or To a at to of of is of et 2009). by a of a to to 007). It is in to in of by be on a in in of in or in to of on to or on a a of of at be in on of is to a of is of et 2011) in of a to to to to BE 41t., 2453; 790 r., 0332 790 r., 9, 2010; , 2010; 4, 2011. , 2012; be is of 16, 6, , 2011. 084011/671/$F 011 / 8631 012 or , as in 007), is by of by in of an in in et 1982; et 1982; 999)in be 1 2; to or to of or A of by 0. be P 02 0. In 999), (2) is = =(3) q. (2), be as 000). q. (1) is or of in is is of (2) be 2007) O to 999; 997; 991)of 993; 996; 987), an of to a , .5 on a 75999, 001). in of 5D 1:5:75L = of DA=of (L I) in n= = on of an is be or if be q. (2). is by q. (2) to P 0 is in if on of In 2007), by at is to is .5 to 5 ( q. (5) is a (2) 3), on in in be To a of on in by is by a a to a of a in is to s to of be be in in BE to in an a of of in of of as an by to is in A in in as by 988; 990; 1994; Fu 995; et 2000; 001;et 2005). in to in to of a in of of in of F 0111 012 or , n a to 953 957. 8of 2,500 of 76 0 of an to to of in of 1in of of of 03 8a 4 of 02 203 8 42 (. An of no in in of 3 4,820 of 2%, is 996). in a of 0 is of by 975)of in is to be 8is or be in to by in et 2009). It to of 0th of a of 18005). A 0th on a of is 220 V = of p% on 0th By 1 D 129 75% as an k = 996) be as 11:520 0:12 4;820 3;941 a 8% ,500 be in E of ,500 To of in an on to in of a in in a 34% in by on of a at be in or It is or a A be an to s as a to in in or is to or of 998)a a by et 2009) of 2011), in of of 2006),of by As in to be as a on to be to a of in a of of as a to of in In a on in a in of is is in is As of to or If red毕业设计 (论文 )中期报告 题目： 桥梁滑动式挂篮设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 03 月 21 日 文）进展状况 成了与课题相关的英文资料的翻译。 制了挂蓝的三维装配体以及 。 图 1 挂篮轴测图 图 2 挂篮俯视视角图 图 3 整体轴测图 图 4 视图 板 图 5 视图 图 6 视图 作了挂蓝的装配动画以及运动动画。 装配体个大部件的受力以及布和安装的合理性进行了分析。 图 7 三维吊杆部位局部视图 图 7 所示上梁上安装了多个拉杆，拉杆来固定下边的两个工作台和下模版，而上梁有安装在菱形架的前段，所以其受的力有菱形架来承担，菱形架将受力传到后边，有后锚定系统的锚定力度来影响了上梁的吊拉稳定性。 图 8 三维吊杆伸出板局部视图 图 8 所示上梁前段安装的长伸出板承担着拉紧固定下边两个工作台前段的作用，则这部分的钢材选择，热处理，尺寸大小，变形量等因素都会影响到动作台的稳定及其安全使用性能。 图 9 三维侧模板固定板局部视图 图 9 所示承担侧模板重量的长条班的钢材选型，热处理，以及尺寸会影响到侧模板的安装和固定，而本身侧模板的选材也会影响到桥墩建筑的成型。 图 10 三维菱形架连接处局部视图 图 10 所示菱形架的安装定 位靠的是销子，这样定位安装准确且安装拆卸方便。 图 11 三维中间横梁结构局部视图 图所示中间梁采用螺钉连接更易组装拆卸。 图 12 三维菱形架焊接板局部视图 图 12 所示菱形架上安装了固定连接板这样可以使得两边的菱形架更好的协调同步运动行走。 图 13 三维液压轮子结构视图 图 13 所示在菱形架上设计安装了液压行走轮子，这相比以前的千斤顶推进系统要更为方便简单快捷。 图 14 三维工作台局部视图 图 14 所示下工作平台和上工作平台和里的位置差错架设了人梯是的工人在两个平台之间的互相工作更方便安全。 图 15 前支座零件图及其三维视图 图 15 为前支座，作用在于固定菱形架，使得菱形架和轨道能水平接触且安装良好。其结构的大小合理性，材料的性能都影响到菱形架的安装与三者之间的配合。 图 16 三维后锚定体统局部视图 图 16 所示为后锚定系统有后铆钉钢棒，楔块，螺母锚定压板组成，摸顶的力的大小决定了整体的稳定性，楔块是为了使得下螺母能更好的受力拧 紧固定的。 在本次设计阶段内，我深刻的体会到自己所储备的知识的不足，以及所查阅资料的缺乏和片面性。在材料的认识上不够，在材料的热处理上认识不够，在三维制作过程中由于零件图纸尺寸的不全使得画好后安装不协调问题，以及安装前视角为调整好导致的出图水平度不好。为解决这些问题我也应该加强自己对相关知识的学习，努力使自己所设计出来的实物更具备可行性和实用性。同时，也应该加强自己与老师、与同学之间的沟通，使自己的设计在互相印证中得到提高和完善，加深自己对本次设计的理解，在深入学习软件的相关 使用方法调整自己的三维图和二维图。 最后，我相信自己可以保持积极乐观的态度去继续接下来的设计过程。在老师的悉心教导下，能够快速、有效的完成所有设计流程，并最终顺利结束本次毕业设计。 改装配图和零件图以及动画。 第十周 成相关计算。 第十一周 写论文。 第十二 到十三周 论文、图纸交老师查阅在此修改。 第十四周 备终期答辩。 第十五周 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目： 桥梁滑动式挂篮设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 26 日 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 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。 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，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。 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。 块液压千斤顶横梁外侧模图 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。 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 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 下限位器底模0 # 块 1 # 块 2 # - - 9 # 块前吊带系统斜拉带主桁梁上限位器前上横梁图 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。 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。 阅了大量相关专业资料为设计做好准备； 看老师给的视频和图纸并完善图纸结构 ； 成菱形挂篮二维图初稿绘制、文献综述开题报告； 行挂篮结构的分析，拟订一套结构方案。 第 1：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：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：挂篮 的 建模 计算 及检算； 第 10：绘图、三维绘制、动画制作、论文撰写； 第 15：论文修改、整理、答辩。 五、指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 六、所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 王序森，唐寰澄 M2 雷俊卿 M3 陈伟，李明 M2002. 4 黄绳武 M5 雷俊卿 M 6 李庆宇，张佳 M机械工业出版社 . 7 李明 . 桥梁悬臂施工 M京：中国计量出版社 . 8 朱征 M第二版 . 9 曹玉平，阎祥安 M天津大学出版社 . 10 刘玉彬 M科学出版社 11 郁龙贵，乔世民 M北京 2009. 12 陈伟，李明 M中国铁道出版 5 13 雷俊卿 M人民教育出版社 14 M S 101977 15 1979， 16 S. 17 公路桥涵结构及木结构设计规范 S18 公路桥涵施工技术规范 S I 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。其中利用核，应用计算机辅助软件 关键词 ：悬臂施工；菱形挂篮；设计与计算 he in in is as is of as a on to on to to to on to by to to on to s to s s on on to on 要符号表 K 安全系数 E 材料弹性模量 安全系数 p 比例极限 E 拉伸弹性模 量 2 压缩屈服强度 b 抗拉强度 疲劳极限 N 疲劳强度 电导率 4 目 录 错误 !未找到引用源。 I 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 行整套图纸绘制。 关键词 ：悬臂施工；菱形挂篮；设计与计算 he in in is as is of as a on to on to to to on to by to to on to s to s s on on to on 要符号表 K 安全系数 E 材料弹性模量 安全系数 p 比例极限 E 拉伸弹性模 量 2 压缩屈服强度 b 抗拉强度 疲劳极限 N 疲劳强度 电导率 目 录 错误 !未找到引用源。1 绪论 1 1 绪论 梁挂篮施工 的国内外研究情况 悬臂浇筑法施工从 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 1。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 2,3。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。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 4。 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。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 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 5,6。现将我国挂篮应用的部分 实例和技术指标列于附录表 梁挂篮施工种类与特点 篮分类及组成 目前，挂篮的型式很多，构造上亦有差异，其常见分类方法有： 按挂篮使用材料分类：有万能杆件、军用梁、贝雷梁等制式杆件组拼和型钢加工制成两种 7； 按主要承重结构形式分类：桁架式 (包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等 )、拉式 (包括三角斜拉式和预应力斜拉式 )、钢板梁式及牵索式四种8,9； 按受力原理分类：垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板三种 ； 按其抗倾覆平 横 方式分类：压重式、锚固式和半压重半锚 固 式三种； 按其走行方法 分类：一次走行到位和两次走行到位两种； 按其移动方式分类： 滚 动式、滑动式和组合式三种。 挂篮通常都有以下几个组成部分：承重结构、悬吊系统、锚固装置、走行系统和工作平台。承重结构是挂篮的主要受力构件，它承受施工设备和新1 绪论 2 浇 筑节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置 将 荷裁传到已施工完成毕业设计（论文） 2 的梁身上 10。 挂篮的走行系统可用轨道或四氟乙烯滑板，牵引动力一般用电动卷扬机，它包括前牵引装置和尾索保护装置。 为保证 浇 筑混凝土时挂篮有足够倾覆稳定性，往往在挂篮的尾部设置后锚固，一 般 通过埋在梁肋内的竖向预应力筋实现，当后 锚能力不够时也可采用尾部压重等措施。 挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作平台提供张拧、灌浆的场地，调整标高 。 因此挂篮不仅要求有足够的强度保证，还要有足够的刚度及稳定性， 自 重轻，移动灵活，便 于 调整标高等 11,12。 几种主要常用挂篮的结构形式如图 。 图 形式挂篮 图 角式挂篮 毕业设计（论文） 3 篮结构的主要特点 按主要承重结构形式分析挂篮结构的主要特点 a. 平行桁架式挂篮。 平行桁架式挂篮的上部结构外形一般为一等高度桁梁，其受力特点是：底模平台及侧模架所承重均由前后吊杆垂直传至桁梁 节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚 固 或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构 13。 b. 平弦无平衡重挂篮。 平弦无平衡重挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上，取消压重，在主桁上部增设前后上横桁，根据需要，其可沿主桁纵向滑移，并在主桁横移时吊住底模平台及侧模支架 14。由于挂篮底部荷重作用在主桁架上的力臂减小，大大减小了倾覆力矩，故不需平衡压重其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋锚固于主梁项板上。 c. 菱形挂篮。 菱形挂篮可以认为是在平行桁架式技篮的基础上简化而来，其上部结构为菱形 ，前部伸出两 伸 臂小粱，作为挂篮底模平台和侧模前移的图 拉式挂篮 图 形挂篮 毕业设计（论文） 4 滑道，其菱形结构后端锚固于箱梁底板上，无平衡 压重 ，而且结构简单，故自重大大减轻，是近年来常用的挂篮形式。 d. 三角形挂篮。 三角形挂篮也是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，它与菱形技篮均属于垂直吊杆式，主要区别在于主桁架的形状，其承重结构为三角形，其它组成类似于菱形挂篮，属于全锚式挂篮，自重轻。 e. 弓弦式拄篮。 弓弦式桁架 (又称曲核桁架式 )挂篮主格外形似弓形，故也可认是从平行桁架式挂篮演变而来，除具有桁高随弯矩大小变化外，还可在安装对施加预应力以消除非弹性 变形 故也可取消平衡重，所以 船重量较轻； f. 滑动斜拉式挂篮。 滑动斜拉式挂篮在力学体系方面有较大的突破，其上部采用斜拉体系代替梁式结构的受力，而由此引起的水平分力，通过上下限位装置 (或称水平制动装置 )承受主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。其底模平台后端仍吊挂或锚固于箱梁底板之上。 g. 预应力斜拉式挂篮。 预应力斜拉式挂篮的最大特点是利用梁体内腹板的预应力筋拉住模板从而使得挂篮结构简化，重量变轻。 h. 三角型组合梁挂篮。 三角型组合梁挂篮是在平行桁架式挂篮的基础之上，将受弯桁架改为三角行组合梁结 构。由于其斜拉杆的拉力作用，大大降低了主梁的弯矩 。 从而使主梁能采用单构件实体型期。由于挂篮部结构轻盈除尾部锚固外 。 还需较大配重。其底模平台及侧模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同。 i. 自承式挂篮。 自承式挂篮分为两种，一种是模板支承在整体桁架上，桁架用销子和预应力筋挂在己成箱粱的前端角上 。 灌筑混凝土时主梁和走行桁架移至一边，挂篮前行时再 按上。 吊着空载的模板系统前移。另一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板，通过梁上的水平及竖向预应力筋拉住模板来承受混凝土重，走行方法与前者相同，由临时吊车悬吊着模 板系统前移到下一梁段。这种方法对跨度不很大的等高度箱梁较为适宜。 j. 牵索式挂篮。 在斜拉桥的施工中，利用斜拉主索牵挂挂篮，其承重结构不再支承在己灌筑梁段顶面，而是悬挂于己成梁段的下面，通过牵索系统将挂篮前端的垂直荷载直接传到斜拉桥的主塔上，这是它的最大特点。 梁挂篮的施工工法及设计安装注意事项 篮的主要组成 a. 悬吊系统 ,其作用是将底模板、张拉平台的自重及其上的荷载传递到主毕业设计（论文） 5 桁架。通常是以钻有销孔的钢带或两端有螺纹的圆钢组成，张拉平台的悬吊系统可用钢吊带、钢丝绳、链条等组成 15,16。 b. 锚固系统 ,为防止挂篮的前移和浇注混凝土时的倾覆失稳，并确保施工过程的安全。锚固系统的设置至关重要。故应验算挂篮的倾覆稳定性，其稳定系数不应小于 2。 c. 行走系统 ,挂篮走行系统分为桁架走行系统、底模、外模走行系统以及内模走型系统。挂篮的整体纵移可采用滚移或滑移等方式，其动力可用电动绞车或油压系统牵引移位，也可通过手动葫芦人工牵引就位。 d. 张拉平台 ,张拉工作平台设在挂篮的主桁架前端，用于张拉纵向预应力钢筋、管道压浆等。操作时可用手动葫芦调整其高度。模板系统模板系统由外侧模、内模和底模几部分组成 。外侧模一般采用整体钢制大模板，当梁高变化较大时，可沿梁高分为 3 块左右，以随梁高变化拆装调整。内模一般通过模架放置在内模走行梁上，走行梁前端吊在桁架横梁上，后端吊在已浇梁段顶板的预留孔上。底模有底模架、底横梁和模板组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点和已浇梁段上，随主桁一起前移 17。 篮设计安装注意事项 a. 挂篮设备应系列化、规格化 ,挂篮作为 续梁 (或则构 )悬管理筑的一种常用设备，应用已很普遍；而日前国内的并篮种类虽不少，但适应不同跨度和梁宽的系列化、规格化产品尚不多见， 多数施工单位都是对不同跨度和梁贸使用一种挂篮仅对其某些杆件的市置作些调整，往往会田大马拉小车影响作仆效率 c 产生这种现象的原因除产品开发滞后外，还有拧篮在具体一个施工单位的利用率问题，为此建议成立挂篮系列产品租赁公司，以便解决产品系列化、规格化和利用率的矛盾。此外，挂篮设计还应考虑 悬灌段灌筑的连续性，附设一些保证全天候作业的设施，供施 工单位 根据不同的需要选用 18。 b. 挂篮制作的工厂化 ,由于挂篮作业的安全性要求较高，一般来说，除一些可利用的常备式杆件外，挂篮的主要受力部件特别是一些需作特殊处理的杆件，宜由具有一定资质的厂家加工制作，并需作严格的检测，以绝对保证高空作业的安全。 c. 挂篮施工作业的标准化和规范化 ,目前，我国桥梁施工规范对挂篮的作业做了一些规定，但尚不够充分和完善；而国内出现的几起挂篮施工事故大多由于操作不当所致，建议在修订桥梁施工规范时对主要拧篮的操作要求予以进一步的补充和明确。 毕业设计（论文） 6 d. 挂篮设计形式的新动向 (1) 针对一般挂篮梁上结构占用悬灌作业场地的矛盾，国外有人设想将挂篮用箱梁的纵向预府力筋预张拉固定，承受灌筑段的重量；而在梁顶设专门为滑移挂篮而用的结构，待完成滑移作业后 将这部分结构后移，腾出作业场地。对此有必要作进一步的探讨与研究 (2) 针对弯梁桥，国内有关单位已研制出一种斜拉组合式挂篮，这种弯梁施工用挂篮既能纵向走形，又可横向转动，其组合位移便形成了沿桥梁的曲线走形。挂篮前移时，是用锚固于梁顶的上横梁维持大梁稳定的，挂篮转动是靠顶推挂篮后端实现的。这种挂篮的出现，为弯桥的悬灌开辟了一条新的路径。 文的提出与本文的组织 文的提出及其本人所做的主要工作 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，学生通过本毕业设计，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，培养学生进行实际工程设计的技能。桥梁挂篮施工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，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结构、利用相关软件做挂篮强度计算、绘制三维张配体、绘制二维零件图、绘制三维零件图、制作三维装备及其工作原理动画、撰写论文。 设计所选的方案及其说明 结合对 比前边提到的方案本课题选择菱形挂篮方案进行设计计算。 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 图 形挂篮施工图 毕业设计（论文） 7 近年来常用的挂篮形式 19。 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 20。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。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 21。 缺点：其铆钉孔预留位置较多，且预留孔要求位置精度高 22。 文主要内容 论文主要内容背阔，挂篮种类介 绍 、 挂篮安装施工设计注意事项 、 菱形挂篮具体结构组成介绍 、 菱形挂篮各个部分受力计算检验。 2 挂篮设计资料与计算原理及内容 8 2 挂篮设计资料与计算原理及内容 形挂篮的设计资料 临时结构的设计一般都要根据具体项目的设计资料和施工现场的条件来确定一种较为优化的施工方案 23。此设计为公路桥梁悬臂施工的临时结构设计，根据 设计 条件选菱形挂篮作进行悬臂施工。图纸截面资料如图 示。 根据图纸和相关资料可知此挂篮的功能需满足以下要求： a. 需完成施工梁段为 3m、 4m； b. 需完成施工梁段的梁高为 c. 需完成施工的桥面宽为 d. 需要有一定的施工空间，以便施工； e. 有足够的强度，刚度和稳定安全系数，达到相应规范要求。 篮的结构设计原理和检算内容 构设计 结构设计主要包括设计依据、主要技术指标和其他要求。具体如下： a. 设计依据 (1) 桥梁施工图设计文件； (2) 现行钢结构设计、施工技术规范； (3) 现行铁路（公路）桥涵设计、施工技术规范； (4) 现行钢结构施工及验收规范； b. 梁段细部情况 (1) 挂篮的主要技术指标 (2) 可灌梁段的最大重量 :根据桥梁设计文件确 定； (3) 可灌梁段最大长达 :根据桥梁设计文件确定； (4) 梁高变化范围 :根据桥梁设计文件确定；图 梁截面图 毕 业设计（论文） 9 (5) 挂篮自重：一般最大梁重的 (6) 主桁最大变形 : 20 (7) 抗倾覆稳定系数 :走行时 注混凝土时 (8) 主桁前节点离梁段端面距离 9) 主桁杆件安全系数 : (10) 挂篮走行方式 :分次或一次 行走 完成。 c. 菱形挂篮设计的其他说明 菱形挂篮主桁系统主要由菱形主桁结构，横向联接系和前横联组成。菱形主桁架一般由型钢或钢板焊接成箱型结构 ，杆端采用节点 销子连 接，也可以焊接，主桁的前端点一般放置前横梁。菱形主桁架立柱和后斜杆之间应可设置一道横向联接系，保证整个挂篮悬灌时柱桁架受力均匀，以及挂篮走行时的稳定性和一致性 24。 构检算 结构检算的内容主要包括结构检算依据、荷载组合和结构简化计算图示等。具体说明见下： a. 结构检算的依据 (1) 浇筑混凝土时的冲击系数 : (2) 空载走行式的冲击系数 : (3) 挂篮总重控制在设计范围内，允许最大变形（包括吊带变形的总和）20 (4) 自锚系统的安全系数 : (5) 浇注混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数 : (6) 荷载组合 1） 荷载组合 。混凝土自重 +动力冲击荷载 +挂篮自重 +人群和施工机具荷载。 2） 荷载组合 。混凝土自重 +挂篮自重 +人群和施工机具荷载（计算刚度）。 3） 挂篮自重 +冲击附加荷载 +风载（计算走行）。 b. 挂篮检算的结构受力简化和传力过程 根据梁段的细部情况，梁截面可分为底板、腹板、顶板和翼板进行荷载计算，底板和腹板荷载由底模系统承担，顶板荷载由内膜系统承担，翼板荷载由外膜系统承担，通过前后吊杆吊带传递到前上横梁和已浇梁段上。各个部分 传递到前上横梁的所有荷载都传递到主桁架上。主桁架再通过前支点和毕 业设计（论文） 10 后锚点把力传递到已浇梁段顶板。悬吊系统部分在整个挂篮受力中起到力系转换的作用 25。挂篮传力过程示意图如图 示。 挂篮结构计算可以整体建模计算，也可以分部建模计算，此设计采用分部建模计算和小部分采用手算与之进行复核。 本设计除面板的检算采用建筑施工计算手册（第二版）（江正荣编著）上的大模板设计规范外，其他设计的检算采用桥梁工程（中铁二局股份有限公司 2009 年编著 ）的相应规范。 图 篮传力过程示意图 底模系统 后吊杆 前吊杆 待浇梁腹板混凝土 待浇梁底板混凝土 待浇梁段顶板混凝土 待浇梁翼板混凝土 内外模系统 主桁前横梁 后吊杆 主桁系统 已浇梁段底板 前吊杆 后锚点 前支点 已浇梁段顶板 3 件简介 11 3 件简介 基于对预应力箱梁、悬索桥、斜拉桥、结构水化热等土木建筑分析中各种功能进行综合分析考虑而开发的最先进的土木结构分析系统。 主要功能 ;结构的静力分析、结构的动力分析、结构的稳定分析、结构的非线性分析、预应力效应分析、混凝土收缩、徐变分析、施工过程的体系转换、活载效应分析 影响线、汽车荷载、火车荷载、人群荷载等。 建模分析过程 : 前处理 创建有限元模型、材料、截面定义、节点、单元建立、边界、荷载条件定义 ; 求解 定义分 析选项和求解控制、求解 结果查看 荷载组合功能、结果的图形显示、结果的列表显示 ; 设计验算。 图 3.1 件界面截图 毕业设计（论文） 12 图 征功能窗口 图 荷分析窗口 毕业设计（论文） 13 图 道分析 图 道分析结果 4 挂篮模板系统设计与计算 14 4 挂篮模板系统设计与计算 模系统 载分析 为了方便计算，把混凝土的自重进行分块划分并计算相应部分荷载。示。 取单位长 1m 计算其相应面积均布荷载，梁段为预应力钢筋混凝土，所以混凝土容重取 ,每块荷载计算如下： 模设计与检算 a. 底模受力荷载计算 考虑增大系数 模承受 载，因此底模两边承受的荷载较中部大，现分别 ：2121 . 2 1 . 2 1 8 1 . 2 9 8 2 1 7 . 5 5 8 k N / 2231 . 2 1 . 2 1 7 . 1 6 0 2 0 . 5 9 2 k N / b. 拟定模板规格和尺寸 3= 2 6 k N /m . 6 8 0 . 3 8 0 . 9 0 . 3 8 2 . 626 6 1 . 6 2 6 0 . 6 6 1 7 . 1 6 0 k N / 21 1 5 k N /m图 梁荷载分布图 （ 2 . 2 0 . 4 2 12 6 8 . 0 7 3 k N / （ （ （ （ （ 4 挂篮模板系统设计与计算 15 采用厚度为 5钢组合模板，模板加劲肋采用 8#槽钢，根据施工梁段最大长和横向宽度，取底模纵向长为 4200向宽为 6000据模板大小，现初步拟定间距为 :中部纵向间距 420部横向间距最大为 320部纵向间距 210 模边部模板面板示意图 毕业设计（论文） 16 c 钢模板面板检算 （ 1） 底模边部的面板的检算 底模边部的面板的检算以最不利情况下的三面固定，一面简支进行检算，面板示意图如下图 示。 采用大模板计算法，计算长宽比即， 根据此长宽比值由建筑施工计算手册的附录（附表 2表 强度检算： 取 1面板条作为计算单元，荷载 q 为： 0 . 2 1 7 6 1 0 . 2 1 7 6 N / m 求支座弯矩： 0 2 2. . 0 . 0 7 5 0 0 . 2 1 7 6 1 8 0 - 4 8 8 . 5 8 N m q l 0 2 2. . 0 . 0 7 5 0 0 . 2 1 7 6 2 1 0 - 5 4 4 . 1 0 N m q l 面板的载面系数： 弯曲应力为： 2 2 311 1 5 4 . 1 7 m b h m a xm a x 5 4 4 . 1 0 1 3 0 . 4 8 M P 1 7M W 求跨中弯矩： 22. . 0 . 0 1 3 8 0 . 2 1 7 6 1 8 0 9 7 . 2 9 N m q l . . 0 . 0 2 8 9 0 . 2 1 7 6 2 1 0 2 7 7 . 3 3 N m q l 钢板的泊松比 u= 需换算为： () 9 7 . 2 9 0 . 3 2 7 7 . 3 3 1 8 0 . 4 9 N m u M () 2 7 7 . 3 3 0 . 3 9 7 . 2 9 3 0 6 . 5 2 N m mv u M 其弯曲应力为： m a xm a x 3 0 6 . 5 2 7 3 . 5 6 M P a 1 8 1 M P 1 7M W 故面板强度满足要求。 180 0 . 8 5 7 2100 . 0 6 9 3 ,0 1 9 60 3 8 ,0 6 70 8 9 ,(毕业设计（论文） 17 刚度验算： 3 53 6222 . 1 1 0 5 2 . 4 1 0 N m ( 1 0 . 3 )1 2 ( 1 ) 044 0 . 2 1 7 6 1 8 00 . 0 0 1 9 6 0 . 1 8 6 m mm a x 52 . 4 1 0 0 . 1 8 6 1 11 8 0 9 6 8 5 0 0 故刚度满足要求 。 (2) 底模中部的面板的检算以最不利情况下的三面固定，一面简支进行检算，面板示意图如图 示。 采用大模板计算法，计算长宽比，即 根据长宽比，由建筑施工计算手册的附录（附表 2表，得 强度检算： 取 1面板条作为计算单元，荷载 q 为： 0 . 0 2 0 6 1 0 . 0 2 0 6 N / m 求支座弯矩： 0 2 2. . 0 . 0 7 5 0 0 . 0 2 0 6 3 2 0 1 5 8 . 2 1 N m q l 0 2 2. . 0 . 0 7 5 0 0 . 0 2 0 6 2 1 0 2 0 7 . 8 6 N m q l 面板的载面系数： 2 2 311 1 5 4 . 1 7 m b h 弯曲应力为： 320 0 . 7 6 2 400 0 7 2 ,0 0 9 , 。图 模边部模板面板示意图 (毕业设计（论文） 18 m a xm a x 2 0 7 . 8 6 4 9 . 8 9 M P 1 7M W 求跨中弯矩： 22. . 0 . 0 3 3 1 0 . 0 2 0 6 3 2 0 6 9 . 8 2 N m q l . . 0 . 0 2 0 9 0 . 2 0 6 4 2 0 7 5 . 9 5 N m q l 钢板的泊松比 u=需换算为： () 6 9 . 8 2 0 . 3 7 5 . 9 5 9 2 . 6 1 N m u M () 7 5 . 9 5 0 . 3 6 9 . 8 2 9 6 . 8 9 N m mv u M 其弯曲应力为： m a xm a x 9 6 . 8 9 2 3 . 2 5 M P a 1 8 1 M P 1 7M W 故面板强度满足要求。 刚度验算： 3 53 622 2 . 1 1 0 5 2 . 4 1 0 N m ( 1 0 . 3 )1 2 ( 1 )u 44m a x 50 . 2 0 6 3 2 00 . 0 0 2 1 9 0 . 1 9 7 m 4 1 0f 0 . 1 9 7 1 13 2 0 1 6 2 4 5 0 0 故刚度满足要求 。 综上所述，初步拟定满足要求，并有较大富足。 c. 底模纵梁设计计算 (1) 尺寸初步拟定 底模边部采用 150 9/14，型钢两边各焊接厚 8钢板，中部采用采用相同型号的工字钢工 450 150 不需要焊接钢板。初步布置如图 示。 (2) 荷载计算 底模钢模板和加劲肋的重量计算： 图 底模纵梁布置图（单位 : (毕业设计（论文） 19 23 9 4 . 2 7 6 8 . 0 5 / 1 0 0 / 4 . 2 6 0 . 3 9 0 . 8 8 6 k N / 211 . 2 1 . 2 0 . 8 8 6 2 1 7 . 6 2 1 8 . 7 k N / q q 221 . 2 1 . 2 0 . 8 8 6 2 0 . 6 2 1 . 7 k N / q q 一根边梁的线荷载计算： 1 2 1 8 . 7 0 . 1 5 3 2 . 8 k N / 一根中梁的线荷载计算： 1 2 1 . 7 0 . 7 1 5 . 2 k N / 1） 边梁检算 边梁的受力简化图示如图 示。 利用 模计算其内力，挠度图、弯矩图和剪力图如图 示。 图 边梁弯矩图 面上每点受力均布 图 梁计算简图（力单位： 图 边梁挠度图 (毕业设计（论文） 20 由 件计算得， 最大弯矩： m a x 1 4 2 . 2 k N 最大剪力： m a x 8 0 . 2 k 最大位移： 支座反力： 127 0 . 1 k N , 8 0 . 2 k 边梁自重： 2 3 .8 k 。 截面特性计算如下 : 面积： 42= 1 . 4 7 5 1 0 m , x 轴惯性矩： 843 . 5 6 2 3 1 0 m 8 63 5 6 2 3 1 0 1 . 6 1 0 m m/ 2 4 5 0 / 2IW h h=450 63S = 1 5 0 1 4 2 1 8 + 2 1 1 8 2 + 9 1 0 5 . 5 = 1 . 0 1 4 3 1 0 m m 强度检算： 弯曲正应力 m a a 4 . 2 1 0 1 0 7 1 . 3 8 M P a 1 8 1 M P 6 1 0M W 剪切应力 36m a xm a x 88 0 . 2 1 0 1 . 0 1 4 3 1 0 = 9 . 1 3 M P a 1 8 1 M P a 3 . 5 6 2 3 1 0 2 5 强度满足要求。 刚度检算： 图 边梁剪力图 (毕业设计（论文） 21 m a x 60007 . 4 m m 1 2 m 0 5 0 0l 刚度满足要求。 1） 中梁检算 底模中梁受力图简 化如图 内力由 模计算，结果如图 示。 6000 800 1000 图 底模中梁受力简化图（长度单位 :单位： N/m） 图 底模中梁荷载反力图 图 底模中梁自重 +荷载 毕业设计（论文） 22 由 件计算得，最大弯矩 m a x 6 5 . 7 k N ,最大剪力m a x 3 5 . 3 k ,最大位移 ，支座反力123 3 . 2 k N , 3 5 . 3 k 。边梁自重 2 2 .8 k 。截面特性计算如下 : 面积 42= 1 . 0 2 4 1 0 m ,x 轴惯性矩 843 . 2 2 4 1 0 m 8 63 2 2 4 1 0 1 . 4 3 1 0 m m/ 2 4 5 0 / 2IW h 强度检算： 弯曲正应力 m a a . 7 1 0 1 0 4 5 . 9 M P a 1 8 1 M P 4 3 1 0M W /S = 3 8 5 m 图 底模中梁弯矩图 图 底模中梁剪力图 H=450(毕业设计（论文） 23 剪切应力 3m a xm a x 3 5 . 3 1 0 = 7 . 9 M P a 1 8 1 M P a 3 8 5 1 1 . 5 强度满足要求 。 刚度检算： m a x 60003 . 8 m m 1 2 m 0 5 0 0l 刚度满足要求。 综上所述，底模纵向梁设计满足要求。 模系统设计与检算 部侧模设计与检算 考虑梁段高度的变化，将侧模分为上下两块钢模板组成，以便完成变高度施工。上部模板包括翼缘部分的斜模板，并用斜支架支撑翼缘模板。先对下部模板进行设计检算。 a. 荷载计算 振动产生的荷载（水平方向） : m 混凝土对模板产生的侧压力计算： 梁段最大梁高 用坍落度为 30凝土浇注速度 。 取 2 中最小值，即 2F = 4 5 1 k N /m 总设计值： 24 5 . 2 2 1 1 . 2 4 1 . 4 5 9 . 8 6 5 k N / 24 5 . 2 2 1 1 . 2 5 4 . 2 6 5 k N / b. 侧模面板设计检算 侧模同样采用 6的组合钢板，钢板加劲肋的间距为 :42020 采用大模板计算法，计算长宽比，即 420 1 420，根据此比值由建筑施工计算手册的附录（附表 2表 0 0 0 ， 0 2 7 ， ， 121 0 1 220 . 2 22000 . 2 2 2 6 1 1 . 0 2 . 5 4 5 . 2 2 1 k N / 1 5F t v 22 2 6 6 . 7 9 3 1 7 6 . 6 1 8 k N / (毕业设计（论文） 24 (1) 强度检算： 取 1面板条作为计算单元，荷载 q 为： 0 . 0 5 9 9 1 0 . 0 5 9 9 N / m 求支座弯矩： 0 2 2. . 0 . 0 6 0 0 0 . 0 5 9 9 4 2 0 6 3 3 . 9 8 2 N q l 0 2 2. . 0 . 0 5 5 0 0 . 0 5 9 9 4 2 0 5 8 1 . 1 5 0 N q l 面板的载面系数： 2 2 311 1 5 6 m b h 弯曲应力为： m a xm a x 6 3 3 . 9 8 2 1 0 5 . 6 6 M P 求跨中弯矩： 22. . 0 . 0 2 2 7 0 . 0 5 9 9 4 2 0 2 3 9 . 8 6 N q l . . 0 . 0 1 6 8 0 . 0 5 9 9 4 2 0 1 7 7 . 5 2 N q l 钢板的泊松比 u=需换算为： () 2 3 9 . 8 6 0 . 3 1 7 7 . 5 2 2 9 3 . 1 2 N u M () 1 7 7 . 5 2 0 . 3 2 3 9 . 8 6 2 4 9 . 4 8 N mv u M 其弯曲应力为： m a xm a x 2 9 3 . 1 2 4 8 . 8 5 M P a 1 8 1 M P 故面板强度满足要求。 (2) 刚度验算：（偏于安全，
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