专题讲座资料（2021-2022年）挂篮模板及结构设计计算书

1、 65+120+65m 三角形挂篮计算书 ( (6 65 5+ +1 12 20 0+ +6 65 5) )m m连连续续梁梁桥桥 三三角角挂挂篮篮设计计算书日期：2010 年 10 月 65+120+65m 三角形挂篮计算书目目 录录一、挂篮设计总则一、挂篮设计总则.11.1 设计依据 .11.2 结构参数 .11.3 设计荷载 .11.4 荷载传递路径 .21.5 挂篮结构材料 .2二、底篮模板二、底篮模板.31.1 底模面板 .3（1）荷载.3（2）面板验算.31.2 横肋计算 .4（1）荷载.6（2）横肋截面特性.6（3）强度.6（4）挠度.6三、底篮纵梁计算三、底篮纵梁计算.81、箱

2、梁两腹板之间、底板正下方纵梁计算 .81.1 受力分析.81.2 强度计算.81.3 刚度计算.92、处于箱梁斜腹板正下方的纵梁计算 .92.1 受力分析：.92.2 强度计算:.102.3 刚度计算:.10四、底篮前托梁计算四、底篮前托梁计算.111受力分析 .112强度与刚度计算 .11五、底篮后托梁计算五、底篮后托梁计算.131受力分析 .132强度与刚度的计算（浇注砼时） .13六、侧模支撑梁与内模滑梁计算六、侧模支撑梁与内模滑梁计算.151侧模纵梁计算 .15 65+120+65m 三角形挂篮计算书2前、后分配梁 .163内模滑梁计算 .17七、吊杆与锚杆计算七、吊杆与锚杆计算.18

3、1. 前吊杆校核 .182. 后锚杆校核 .18八、中横梁及斜拉杆计算八、中横梁及斜拉杆计算.191中横梁计算 .192斜拉杆计算 .19九、前横梁计算九、前横梁计算.201. 受力分析 .202. 强度 .212.1 前横梁断面特性.212.2 计算结果.21十、主梁计算十、主梁计算.211. 受力分析 .212. 强度计算 .222.1 主梁压应力.222.2 主梁弯应力(CE 段).232.3 斜拉带.232.4 立柱.232.5 销子校核.242.6 主桁后锚校核.243.主梁挠度 .25十、行走小车轴承计算十、行走小车轴承计算.26 65+120+65m 三角形挂篮计算书一、挂篮设计

4、总则一、挂篮设计总则1.11.1 设计依据设计依据钢结构设计规范 （GBJ17-88）公路桥梁钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）铁路桥涵施工设计技术规范 (40+64+40)m 连续梁桥施工图(沪宁城际施图(通桥)-I-17)1.21.2 结构参数结构参数 悬臂浇筑砼箱梁共 63 段，分段长度为：1#6#段 3.5m，7#14#段 4m，边跨及中跨合拢段为 2m； 箱梁根部高度 7m，跨中高度 2.8m，箱梁根部底板厚 100cm，跨中底板厚 28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按 2 次抛物线变化。 箱梁腹板根部厚 70cm，跨中厚 40cm，中间由两个箱梁节段变化，箱梁顶板厚度

5、28cm。箱梁顶宽 16.22m，底宽 9.22m，顶板悬臂长度3.5m，悬臂板端部厚 15cm，根部厚 70cm。详细参数见唐白河大桥主桥箱梁构造图。1.31.3 设计荷载设计荷载 悬臂浇筑砼最大重量 2263KN（1#块，87.04m3） 。 挂篮总重（包括箱梁内外模板）：86 吨(系数 0.38)。 人群及机具荷载取 2.5KPa。 荷载参数： 钢筋砼比重取值为 26KN/m3； 新浇砼动力系数取 1.2； 挂篮行走时冲击系数取 1.1； 施工时、行走时抗倾覆稳定系数不小于 2.0； 钢的材料特性：弹性模量 E=2.06102 GPa泊松比 0.3密度 7850 kg/m3 65+120

6、+65m 三角形挂篮计算书32 精轧螺纹粗钢筋：弹性模量 E=2.0102GPa泊松比 0.3密度 7850 kg/m3容许应力：Q235：170 MPa =100 MPa 承压应力：j300 MPaQ345：250 MPa =150 MPa承压应力：j440 MPa40Cr： d100 mm 385 MPa =220 MPa高强精轧螺纹钢：600 MPa1.41.4 荷载传递路径荷载传递路径内顶板荷载内滑梁翼板荷载外滑梁前横梁底板、腹板荷载底纵梁前托梁底篮后锚后托梁主桁架本计算书根据各自的荷载情况对底纵梁、前托梁、后托梁、内滑梁、前后吊杆、前横梁、主桁架等各杆件的强度和刚度进行计算，并对节点

7、板及销轴的强度进行了计算。1.51.5 挂篮结构材料挂篮结构材料挂篮主桁架、底纵梁、前托梁、后托梁、内滑梁、前横梁等采用组合型钢（Q235） ，吊带采用 Q345 钢，销子采用 40Cr。 65+120+65m 三角形挂篮计算书二、底篮模板二、底篮模板1.11.1 底模面板底模面板（1 1）荷载）荷载悬浇节段以 1#块底板为最大厚度，新浇混凝土对底篮模板的压力标准值：2055.1905. 12686. 0746. 02605. 1mKNhF面板自重：231628. 0008. 07850mKNmkgF（）kgNg10施工载荷：225 . 2mKNF 倾倒混凝土对底篮模板的压力设计值：230 .

8、 2mKNF （2 2）面板验算）面板验算选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支。由于，查表知：最大弯矩系数，最大9737. 0450380shLLyx0693. 0oxmK挠度系数。00196. 0fKa、强度验算取 1mm 宽的板条为计算单元，荷载为： 232104024678. 0mmNFFFFFmmNq024678. 01024678. 0mmNqKMxmox95.246380024678. 00631. 0.22max22maxmax3217014.2367.10195.246.67.108161mmNmmNWMmmWxxxb、挠度验算oxfBFKf4max. 65+12

9、0+65m 三角形挂篮计算书其中：24024678. 0mmNFF）（应该是104FFF mmNbEhBmmKxf.1066. 9)3 . 01 (12181006. 2)1 (1238000196. 06235230E 为弹性模量， 为泊松比。则：mmf1 . 0max mmmmxf1 . 076. 0500380500满足要求。1.21.2 横肋计算横肋计算（1 1）计算简图）计算简图 计算载荷为： mmN /1 .11450024678. 0450F =q4底模中横肋的最大间距为 380mm。因小纵肋最长者为 380mm，满焊在横肋上，故按两端固定梁计算，见上示意图。（2 2）强度的验算

10、）强度的验算1）板肋共同作用时确定面板的有效宽度 b1；小纵肋间距较小，与面板共同作用，为此，先算出在载荷作用下面板与小纵肋组合截面的应力值，见下示意图。组合截面的形心：y1=S/A33104 .43)850(100544508mmSA=8 450+5 100=4.1 103mm2y1=S/A= /4.1 103=10.6mm3104 .43y2=108-10.6=97.4mm截面惯性矩：462323107 . 16 .10850100512100546 .108450128450mm截面弹性抵抗距： 65+120+65m 三角形挂篮计算书 351mm106 . 1y上W342mm1075.

11、1y下W弯矩按两端固定梁计算，查表得：mmNqlM.66785243801 .112422组合截面的最大应力：2/8 . 31750066785mmNWM下根据，查表得，2/8 . 3mmN25.568450hb541hb即得：b1=548=432mm2）强度验算：b1宽的面板与小肋组成的组合截面的截面形心：（见上图）y1=S/A33108 .42)850(100544328mmSA=8 432+5 100=3.96 103mm2y1=S/A= /3.96 103=10.8mm3108 .42y2=108-10.8=97.2mm截面惯性矩：462323107 . 18 .10850100512

12、100548 .108432128432mm截面弹性抵抗距： 351mm1057. 1y上W342mm1075. 1y下W小纵肋的内力按五跨连续梁计算，查手册得最大弯矩系数为-0.105，最大弯矩： N.mm1682983801 .11105. 0ql22 系数M最大应力： 2/6 . 917500168298mmNWM下 65+120+65m 三角形挂篮计算书（2 2）挠度验算）挠度验算mm0043. 0107 . 11006. 210080311.1644. 0EI100ql6544max 系数W说明，底模面板和纵肋用料较大，可适当更改。1.31.3 横肋计算横肋计算横肋与小纵肋、面板共同

13、工作承受外力，底篮纵肋是横肋的支撑，横肋的计算简图简化为两跨连续梁。见下示意图。（1 1）荷载）荷载mmNhFq85.11380031176. 03（2 2）横肋截面特性）横肋截面特性横肋采用槽钢10，其截面特性：443103 .19839660mmImmWxx（3 3）强度）强度底篮宽度在变化过程中,支撑横肋10槽钢的两纵梁间距为 1000mm，则：226maxmax622max1708 .3739660105 . 1.105 . 18100085.118mmNmmNWMmmNqMxx（4 4）挠度）挠度 a、悬臂部分挠度底模悬臂部分主要承受箱梁腹板传来的荷载，底篮纵梁跨度设300mm，则:

14、 65+120+65m 三角形挂篮计算书mmNhFqmKNhF32.62380164. 03 .1645 . 0)08. 656. 6(26.220悬臂端支撑横肋惯性矩：44103 .198mmIx4 . 050020050015. 010983. 11006. 2830032.62max654maxffmmafmmf 满足要求。b.跨中部分挠度 !9 . 150094150015. 0103 .1981006. 2100100085.11521. 0max454max满足要求ffmmfmmf 65+120+65m 三角形挂篮计算书三、底篮纵梁计算三、底篮纵梁计算1 1、箱梁腹板之间、底板正下

15、方纵梁计算、箱梁腹板之间、底板正下方纵梁计算1.11.1 受力分析受力分析块件号项 目1块（350cm）7#块(400cm）1底篮模板自重kg/m2112.3112.32纵梁自重kg/m56563底板砼理论重量kg/m21643111810/260005.0)41.045.0(4项动载系数 1.2kg/m2197213425施工荷载kg/m22502506荷载取值 q (纵梁间距取 1m)kg/m3 .2390561)25019723 .112(q1760.31.21.2 强度计算强度计算底篮普通纵梁选用 I32a工字钢,其截面特性为: 48351011. 11094. 6mmImmWxx浇注

16、 1块砼时，处于两腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图如图 1 所示。 kg4600R2ALqbakg3764R1BLqba浇注 7#块砼时，处于腹板之间、底板正下方的纵梁受力示意图MPaMPaWMmmNMx17097.96.1073. 6maxmax7max 65+120+65m 三角形挂篮计算书如图 2 所示。 kg3520RR2BALqba1.31.3 刚度计算刚度计算浇注 1#块砼时，处于腹板之间、底板正下方的纵梁挠度最大，以 1#块的荷载对纵梁进行挠度计算，参见上图。 当时（弯矩最大处）mmLbaax24252mmLmmf3 . 860023. 2max 纵梁刚度满足要求。2 2、处

17、于箱梁腹板正下方的纵梁计算、处于箱梁腹板正下方的纵梁计算2.12.1 受力分析：受力分析：块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1底篮模板自重kg/m2112.3112.32纵梁自重kg/m56563单侧腹板重量kg/m216436104274施工荷载kg/m22502505荷载取值 q(腹板下侧布置 4 条纵梁,间距为0.2m)kg/m3416q22142.22.2 强度计算强度计算: :处于腹板正下方的加强纵梁选用工字钢 I32a，其截面特性为:MPaMPaWMmmNMx1701 .76.1028. 5maxmax7max 65+120+65m 三角形挂篮计算书 4835101

18、1. 11094. 6mmImmWxx浇注 1#块砼时，处于斜腹板正下方的纵梁受力示意图同图 1 所示，则： mmNM.1042. 97maxMPaMPaWMx1707 .135maxmaxkg6576RA5380kgRB浇注 7#块砼时，处于腹板正下方的纵梁受力示意图同图 2 所示，则： mmNM.1064. 67maxMPaMPaWMx1707 .95maxmaxkg4428RA2.32.3 刚度计算刚度计算: :浇注 1#块砼时，处于腹板正下方的纵梁挠度最大，以 1#块的荷载对纵梁挠度进行计算，参见图 1。 当时（弯矩最大处）mmLbaax242523 . 860050006001 .

19、3maxmaxffmmLfmmf 纵梁刚度满足要求。 65+120+65m 三角形挂篮计算书四、底篮前托梁计算四、底篮前托梁计算1 1受力分析受力分析块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1固定纵梁传给前托梁的荷载kg37641AR35202将(1)项化为作用于前托梁的均布荷载kg/m376435203前托梁自重kg/m1381384作用于前托梁的均布荷载 qkg/m390236585活动纵梁传予前托梁的支座反力kg538044286将(5)项化成集中荷载P(假设 4 条活动纵梁连成一体)kg21520p177122 2强度与刚度计算强度与刚度计算（1）对前托梁进行受力分析时，以

20、1#块荷载对其进行计算且不考虑工作梁带来的荷载（很小） ，则前托梁受力示意图如图 3 所示。 65+120+65m 三角形挂篮计算书P=215KN，q=39KN/m（2）前托梁断面特性：前托梁断面结构见图 4 所示：槽钢32a截面特性：组合截面特性：36482371081. 121008. 32)165102901210290(1051. 72mmhIWmmIxxx（3）计算结果对图 3 的计算采用“手工”计算较为繁琐，采用“电算”更为准确，其计算结果如下：mmNM.104 .1196max最大弯应力：MPaMPaWMx17066maxmax在中点处，挠度：mmf12 . 08 . 0ff1“

21、在距左端 1073mm 处，挠度：mmf0 . 10002. 01ff2“故最大挠度：mmf1max支座反力： （）kNRRkNRREBFA215147kNRRDC167五、底篮后托梁计算五、底篮后托梁计算1 1受力分析受力分析块件号项目1#块（350cm）7#块（400cm）1固定纵梁传给后托梁的荷载kgkg4600RA35202将(1)项化为作用于后托梁的均布荷载kg/m460035203后托梁自重kg/m1561564713511051. 71069. 4mmImmWxx 65+120+65m 三角形挂篮计算书4作用于后托梁的均布荷载 qkg/m4756156460036765活动纵梁传

22、予后托梁的支座反力kg6567BR44286将(5)项化成集中荷载 P(假设 4 条纵梁连成一体)kg1972836576p132842 2强度与刚度的计算（浇注砼时）强度与刚度的计算（浇注砼时）（1）对后托梁进行计算时，以 1#块荷载对其进行验算，在浇注时不考虑箱梁两侧的吊点受力，同时也不考虑工作梁带来的荷载（很小） ，则后托梁受力示意图如图 5 所示。图 5，均布载荷 q=48KN/m（2）后托梁断面特性后托梁采用断面结构如图 6 所示，其截面特性:槽钢36a截面特性：组合截面特性：36482381033. 221042. 42)185102981210298(1019. 12mmhIWm

23、mIxxx 4813511019. 1106 . 6mmImmWxx36a=10图6 65+120+65m 三角形挂篮计算书 (3) 计算结果对图 5 的计算同样采用“电算” ，其结果如下：KN/m159Mmax 最大弯应力：MPaMPaWMx1702 .68maxmax挠度采用“手算” 。在中点处，挠度：mmf58. 213. 145. 1ff1“在距左端处，挠度：2956x mmf5 . 16 . 09 . 0ff2“故最大挠度： mmf58. 2max支座反力： kNRRkNRRCBDA340195以上结果可知，后托梁在浇注砼的强度和刚度均能满足要求。 六、侧模支撑梁与内模滑梁计算六、侧

24、模支撑梁与内模滑梁计算1 1侧模纵梁计算侧模纵梁计算（1）纵梁的受力分析箱梁翼板的最大重量:kgG78101260041.371取侧模板自重kgG58402 振捣载荷 2kpa，施工载荷 1.5kpa，将其转化为重量： kgG49005 . 34)150200(3箱梁翼板重心距箱梁内边缘的距离： mme1339箱梁翼板重心距外纵梁距离：mm梁翼板重量与侧模板重量传予内纵梁与外纵梁的荷载可近似按图 7 所示计算：P=286KN 65+120+65m 三角形挂篮计算书内、外纵梁承受的荷载为： (外纵梁)kNRA47 (内纵梁)kNRB239内、外纵梁的受力示意图如图 8

25、所示：mkNqmkNq11.7544759.754239外纵梁内纵梁（2）纵梁强度计算内、外纵梁分别选用工字钢 I45a、I25a，其抗弯截面模量特性分别为：47x235248x1361mm1002. 5I1002. 4mm1022. 3I1043. 1mmWmmWxx内、外纵梁弯矩：mmNM8max1079. 1内纵梁mmNM7max1053. 3外纵梁内、外纵梁最大弯应力：MPaMPaWMx170125maxmax内纵梁内纵梁MPaMPa17087max外纵梁 内、外纵梁支座反力：KN120R 内 KN5 .23R 外 65+120+65m 三角形挂篮计算书 内、外纵梁挠度： 满足要求外内

26、 ffmm5 .124005000400lfmm8 . 8fmm7fmaxmaxmax 2 2前、后分配梁前、后分配梁 （1）受力分析 前、后分配梁承受由侧模传来的荷载，其受力示意图如图 9 所示：（2）计算结果 对图 9 受力模式进行“电算”可知：mmNM.107 . 46max 前、后分配梁选用双槽钢20a，截面特性： MPaMPaWMmmWxx170131056. 3107 . 41056. 321078. 156maxmax355 前、后分配梁支座反力：KNRKNRBA2 .1303 .13 由于支座与载荷相对位置很小，故不需计算挠度。3 3内模滑梁计算内模滑梁计算（1）滑梁受力分析箱

27、梁顶部砼通过内模传给单条滑梁的最大荷载：kgG821626004)2/58. 1 (1取内模自重传给单条滑梁的荷载：kgG15002 65+120+65m 三角形挂篮计算书内滑梁受力示意图参见图 8：mmNMmmkgq.1029. 7KN/3 .2424297max（2）滑梁强度内滑梁选用工字钢 I36b，其截面特性：48351065. 11019. 9mmImmWxx最大弯应力：MPaMPaWMx170791019. 91029. 757maxmax 最大挠度：满足要求 ffmm5 .124005000400lfmm5 . 5fmaxmax支座反力；KNRRBA3 .48七、吊杆与锚杆计算七

28、、吊杆与锚杆计算1.1. 前吊杆校核前吊杆校核从对前托梁的受力分析可知,单条吊杆承受的最大荷载:kNRRFCB215前吊杆采用 32 精轧螺纹钢,则:MPaMPaAF6005 .2673214. 325. 02150002minmax安全系数2 . 25 .267600n2.2. 后锚杆校核后锚杆校核从对后托梁的受力分析可知，单条后锚杆承受的最大荷载为： kNRNB1703405 . 05 . 0后锚杆同样采用 32 精轧螺纹钢，则： 65+120+65m 三角形挂篮计算书 MPaMPa6005 .211安全系数：8 . 25 .211600n八、中横梁及斜拉杆计算八、中横梁及斜拉杆计算1 1

29、中横梁计算中横梁计算 （1）受力分析 中横梁主要承受挂篮前移时外侧后悬吊传来的荷载，在浇注砼时传予中横梁的荷载极小（可忽略） 。中横梁悬臂端受力示意图如图 10 所示(最不利状况)。侧模后分配梁传予中横梁的荷载：kNF6 .161底篮后托梁传予中横梁的荷载（估算）：KNF1 .334/100433 .13/5 .172 （2）计算结果中横梁悬臂端承受的最大弯矩：mmNM.104 . 27max中横梁选用双槽钢28a，其截面特性：MPaMPaWMmmWxx1703 .35108 . 6104 . 2108 . 6104 . 3257maxmax355中横梁悬臂端强度能满足要求。图10 65+12

30、0+65m 三角形挂篮计算书2 2斜拉杆计算斜拉杆计算 （1）受力分析 中横梁斜拉杆承受由中横梁悬臂端传来的荷载，其受力示意图如图11 所示。中横梁斜拉杆承受的轴力： 拉KNNN8 .821 .336 .168 .36sin11中横梁承受的轴力： 压KNosN2 .668 .36c8 .822 （2）计算结果 中横梁斜拉杆选用双槽钢 212.6，其截面积： MPaMPammA1703 .26313882800313815692max2 中横梁斜拉杆强度能满足要求。 MPaMPa1705 .21313867310max 中横梁受压端强度亦能满足要求。九、前横梁计算九、前横梁计算1.1. 受力分析

31、受力分析前横梁受力示意图如图 12 所示（最不利状况） 。图11 65+120+65m 三角形挂篮计算书 (前分配梁传来的荷载)kNF13.31 (前分配梁传来的荷载)kNF130.22 (前托梁外吊杆传来的荷载)kNF1473 (内滑梁传来的荷载)kNF48.34 (前托梁内吊杆传来的荷载)kNF2155 (内滑梁传来的荷载)kNF48.36 (前托梁内吊杆传来的荷载)kNF16772.2. 强度强度2.12.1 前横梁断面特性前横梁断面特性前横梁断面形状如图 13 所示，工字钢 I36a的截面特性: 4811017. 2mmIx组合截面特性:36823482381055. 41961091

32、. 81962081633012163301091. 8)208163301216330(21017. 22mmIWmmIxxx惯性距）矩形钢板对组合形心的为（其中2.22.2 计算结果计算结果 对图 12 的计算采用“电算” ，其结果如下：mmx/N10753M6 最大弯应力：MPaMPa170165max 最大挠度：mmf12max 支座支力：kNRRBA1 .769 65+120+65m 三角形挂篮计算书十、主梁计算十、主梁计算1.1. 受力分析受力分析前横梁传给单条主梁的荷载：kNP1 .769单榀三角架受力示意图如图 14 所示。（平衡方程）kNFPFkNPFABA1787.6101

33、8.53775.7)5000054(上主梁在 CO 段产生的最大弯矩:mmNM8max103.84500769.1各杆件轴力的计算: 对 C 点: PN0137sin037cos201NN)(1277.61拉KNN )(10202压KNN对 E 点: 040146sin53sinNN053cos46cos30104NNN)(14024拉KNN)(99413压KNNAB 段与 OC 段为同一杆件，即：KNNNAB10202 65+120+65m 三角形挂篮计算书2.2. 强度计算强度计算2.12.1 主梁压应力主梁压应力主梁最小截面积:MPaMPammA1703 .56226248 . 0102

34、 .1022624412123836025max2min2.22.2 主梁弯应力主梁弯应力(CE(CE 段段) )主梁在 CE 段的断面形状如图 15 所示:工字钢 I36b截面特性:4811066. 1mmIx组合截面特性:3684823381015. 41921096. 71921096. 7)186124651212465(212360201066. 12mmIWmmIxxx最大弯应力:MPaMPaWMx1705 .921015. 41084. 368maxmax2.32.3 斜拉带斜拉带斜拉带选用双槽钢上下加焊钢板 220 +26 组焊而成,斜拉带最小截面积:2min854661652

35、32832mmA最大拉应力:（较危险）MPaMPa17016485461014023max2.42.4 立柱立柱立柱所受的最大轴力为: KNN19943图15 65+120+65m 三角形挂篮计算书立柱断面如图 16 所示,角钢10010012mm 的断面特性:212280mmA 461009. 2mmIIyoXO组合截面特性:21824022808mmA惯性矩：48233105 . 622280184)12888812112112(4mmIx惯性半径： mmix8 .188长细比：3 .468 .1885 .43702查表，稳定系数862. 0最大压应力: MPaMPa1708 .12618

36、240862. 01019943max2.52.5 销子校核销子校核斜拉带与主梁的连接销采用 80，销子材质为 40cr 钢，销子主要承受剪力，所承受的最大剪力：（纵向两端接触）NQ5max107最大剪应力:MPaMPa220139maxmax斜拉带与立柱连接销采用 90，销子材质为 40cr，销子所承受的最大剪力同主梁连接销子 80，所以无需校核。2.62.6 主桁后锚校核主桁后锚校核后横梁校核后横梁受力示意图如下图 17 所示10010012图16F1F2F1AB图17500F28365128836500 65+120+65m 三角形挂篮计算书kNFFBA3 .647则：kNFkNF6 .3897 .25721后横梁断面采用变截