挂篮设计与计算.ppt

挂篮设计与计算,挂篮的结构形式,挂篮的结构型式主要有以下三种：一、三角挂篮二、平行挂篮三、贝雷挂篮底篮也有三种型式：一、大型钢与桁架结合二、大型钢三、桁架,三角挂篮,平行挂篮,贝雷挂篮,挂篮的选型,挂篮的设计原则,挂篮的设计有以下几点要求：一、挂篮的重量必须控制在设计所要求的重量范围之内。二、挂篮的主桁位置必须作用在箱梁的腹板位置处。三、对挂篮的主要受力点处要进行局部加强四、挂篮的计算结果，如前后支点反力等要与设计院进行交流，看箱梁能否受力通过。五、挂篮在0号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的长度能拼装两个挂篮，如0号块的长度不够，需将两个挂篮做成连体挂篮。,钱江5桥挂篮的设计与计算,一、工程概况钱江五桥主桥为68+120+120+120+68米预应力混凝土连续箱梁,桥梁全宽26米,分上下行两幅,每幅桥箱梁为单箱单室断面,箱梁顶宽12.40米,底板宽6.5米,翼缘板悬臂长度为2.95米,块段长为3.5米、4.1米、5.2米,箱梁高度由根部6.5米向跨中2.5米按二次抛物线变化。,各梁段基本情况,图一连体挂篮结构图,图二挂篮结构图,挂篮结构简介,挂篮由主桁、底篮、悬吊系统后锚及行走系统、模板系统等部分组成。1、主桁：主桁为三角桁片，由立柱、斜拉带、主梁组成。2、底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。3、悬吊系统：由桁架式上前横梁、上中横梁及前后吊带及箱内后锚带组成。4、后锚及行走系统5、模板系统：模板由内、外模板组成。,挂篮由主桁、底篮、悬吊系统、后锚及行走系统、模板系统等部分组成。1、主桁：主桁为三角桁片，由立柱、斜拉带、主梁组成(1)主梁由2根H600200型钢加工而成；(2)立柱由2根H600200型钢加工而成；立柱横联为桁架。立柱、斜拉带及主梁构成三角桁架，共同受力。(3)斜拉带由2根203cm钢板加工而成。2、底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成(1)前横梁、后横梁：底篮前后横梁均由20a和10型钢焊接而成(2)纵梁：底篮纵梁有普通纵梁和桁架纵梁两种。普通纵梁为H450200，桁架纵梁由上弦杆220a、下弦杆220a、竖杆10及斜杆16a组焊而成。3、悬吊系统：(1)桁架式上前横梁、上中横梁：前、中横梁均为桁架梁。(2)前后吊带及箱内后锚带：前后吊带及箱内后锚带均为16Mn钢。4、模板系统：模板由内、外模板组成。,5、后锚及行走系统：(1)后锚由锚固梁、锚杆组成，一个挂篮共设四个后锚。(2)平衡重：由4根32a组成平衡重梁，即后横梁。单个挂篮平衡重为10t。(3)行走系统：行走系统主要包括：行走系扁担梁、行走支腿及上框架、行走轮、前后支腿行走轨道等,挂篮计算,1、荷载(1)箱梁最大块段荷载：3.5m块段为1#块，重量为124t；4.1m块段为4#块，重量为125.3t；5.2m块段为8#块，重量为131t。(2)模板自重：一侧侧模自重按5t计，两侧模板共计10t；一套内模自重为5t，底模为0.06t/m2，端模为0.7t；(3)挂篮结构自重(不计模板)：48t；(4)施工荷载：人群荷载o.o17t/m2，输送泵管0.3t，振捣器0.2t；(5)混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取10m3混凝土，重量为25t。(6)风荷载：780Pa。,2、荷载系数(1)考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；(2)浇筑混凝土时的动力系数：1.2；(3)挂篮空载行走时冲击系数：1.3；(4)浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；(5)挂篮正常使用时采用的安全系数：1.2。,3、荷载组合(1)荷载组合：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；(2)荷载组合：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；(3)荷载组合：混凝土荷载+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；(4)荷载组合：挂篮自重+冲击附加荷载+风荷载荷载组合、用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合用于刚度计算；荷载组合用于挂篮行走计算。,钱江5桥挂篮控制计算主要分以下4个工况进行：(1)1块(3.5m长块段)施工时，计算上中横梁、底篮纵梁及后横梁、后吊带、后锚带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(2)4块段(4.1m长块段)施工时，计算主桁、上前横梁、底篮纵梁及前横梁、前吊带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(3)8块段(5.2m长块段)施工时，计算主桁、上前横梁、底篮纵梁及前横梁、前吊带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(4)挂篮行走(前移)时，验算底篮后横梁、上中横梁、后锚小车、锚轨等结构的强度和刚度，以及抗倾覆验算。,4、工况分析,5、计算原理,(1)计算假设在计算过程中，按照材料力学和结构力学的假设进行计算；主桁按照桁梁组合结构进行计算(2)底篮计算先将荷载分配至底篮纵梁上，计算其强度及刚度，然后计算出纵梁支座反力作为底篮前、后横梁的荷载，计算底篮前、后横梁的强度和刚度(3)主桁计算计算出底篮前横梁的支点反力，作为上前横梁的荷载，计算前横梁的强度和刚度，然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上，计算主桁各杆件的强度及刚度。(4)抗倾覆稳定性计算通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度，以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。(5)挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算计算底篮后横梁的强度和刚度，然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上，计算上中横梁的强度及刚度等。,计算模型,荷载图,变形图,轴力图,弯矩图,计算结果,分项计算,计算内容：一、主桁计算二、前后横梁计算三、底篮计算四、吊带计算五、行走系统计算六、后锚系统计算七、抗倾覆计算,计算方法：一、根据SAP2000计算程序计算出各部分的轴力、弯矩和剪力，按照结构力学和钢结构设计规范的要求，进行细部计算。二、每个单项计算都按最不利情况控制，可结合挂篮的施工工况进行分析。,挂篮设计与计算的体会,挂篮的设计与计算相对并不困难，主要需注意以下几点：一、挂篮结构型式的选择根据