挂篮设计计算书

1、1设计依据 12工程概况 12.1项目概况 12.2梁段尺寸参数 23基本设计参数 24挂篮结构选型 35箱梁挂篮悬浇设计荷载及组合 45.1 荷载计算 45.2 荷载组合 46箱梁挂篮设计计算 56.1 1#块箱梁重量分配 56.2腹板下纵梁的计算 66.3底板下纵梁的计算 77箱梁挂篮底篮后横梁设计计算 87.1挂篮后横梁荷载 87.2底篮后横梁计算（工况一：浇筑工况） 97.3底篮后横梁计算（工况二：行走工况） 108箱梁挂篮前底横梁设计计算 119箱梁挂篮前顶横梁设计计算 119.1挂篮前顶横梁荷载 119.2挂篮前顶横梁计算 1210挂篮主桁验算 1311挂篮吊杆验算 1512挂篮后

2、锚验算 15挂篮设计计算说明1设计依据1、席子河大桥施工图设计2、公路桥涵施工技术规范3、公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025 86)4、钢结构设计规范(GB5001 2003)5、公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01-2004 )&路桥施工计算手册7、其他有关规范手册2工程概况2.1项目概况席子河大桥主桥孔跨布置为70+115+63®采用变截面预应力混凝土连续刚构箱梁，无引桥。箱梁根部梁高7.1m,跨中梁高2.7m,顶板厚28cm底板厚从跨中至根部由23cm 变化为80cm,腹板从跨中至根部分三段采用 45cm 60cm 70cm三种厚度，箱梁高度和 底板

3、厚度按二次抛物线变化。箱梁顶板横向宽12m箱梁底宽6.5m,翼缘悬臂长2.75m. 箱梁0#阶段长13m(包括墩两侧各外伸2m),每个悬浇“T”纵向对称划分为13个节段， 梁段数及梁段长从根部至跨中分别为 4*3.5m、9*4m,节段悬浇总长50m边、中跨合拢 段长度均为2m边跨现浇段长4m2.2梁段尺寸参数墩顶箱梁采用支架法浇筑，总长度为 13m具备挂篮拼装起始长度梁段具体尺寸参数见下表所示：1/2中黠隸献报摊麟捕M* N1/2® 0J 0Dc069cD012345s9101112T3U15t曹鈕nan6S+.76207576.7529.S439.9140Cl1365.633M31

4、152M.6272.7270.027D.OHMunil花2S出期肉題28262820a曲離毎26狛80.077271.1的 560255.55O£46J42J39.2舐G3*.6J3232J32.0JLOItM -r70曲TOTOTOJ70606Q604545454545ItUifni13.0/235153.535<04.04.Q4.04.04.D4血<04.01618960.19S&-+95107咖51585012641604a?i35 J6J4.?234-4011-8廊沁i.4i1.421.42JI-+2阳1.42I83AWi19sug5107喇J51474?

5、目UD?UQO4fl.祥36.7837.7434.4011J悬浇段最大受力在号段，长 3.5m,砼60.2m3。3基本设计参数35 钢筋混凝土自重：G砼=27.3kN/m ;弹性模量：丘钢=2.1 x 10MPa(2) 材料应力：根据路桥计算手册，材料的设计值为：钢模板钢管支栗、拱架及配件的容许应力(MPi)表弘了制种应力种艾秆号浙谢锲板戏配：卄计算采用向力1打丨1401,25175A3钢材眄曲症力1451.25IH1剪竝Zi:r?辟I蚌1怀拉应力HOI.25I3&*裁应力1 2SIDO祇压炖力-ITO整体和局部计算按照容许应力取值。精轧螺纹钢采用PSB930型；根据相关规范参数如下:

6、公称改mm公称截面面积/血有效截面系数理论截面面积/卿用论重量/(kg18254.50.95267,92. 1126490. 90.94522+24.1032804. 20.95846.5& 65401256* 60.951322.710. 34(3) 挂篮系统设计计算采用计算机电算和手算相结合的方式，电算程序采用Madiscivil2006专业结构设计软件。计算中考虑到各种系数如下：考虑箱梁混凝土浇筑时膨胀等的超载系数：1.05 ；浇筑混凝土时的动力系数：1.2 ；挂篮空载行走时冲击系数：1.3 ；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0。(4) 挂篮悬臂浇筑施工期间以及挂篮行

7、走其间均在正常工作风速下施工，正常工作风速的确定根据当地情况以及其他设计资料确定。(5) 施工期间，在浇注箱梁混凝土前，注意天气情况预报，应避开在超出设计条件 的气象情况下进行施工。4挂篮结构选型挂篮由主桁、底篮、悬吊系统、后锚席子河大桥箱梁悬浇挂篮采用菱形挂篮形式, 及行走系统、模板系统等部分组成。rOOQDOO口口0 00挂篮构造图1、主桁：主桁为菱形桁片，由立柱、轨道横梁、斜拉带组成，每个挂篮有二片菱形形组合梁, 两片组合梁支架由桁架连接形成整体。2、底篮:底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。3、悬吊系统：悬吊系统包括上前横梁、内、外模板滑梁和吊杆，上前横梁为型钢结构，通过吊杆 及铰座与底

8、栏连接。内、外模板滑梁也为型钢结构，通过吊杆与上前横梁及已浇筑混凝 土箱梁连接。4、锚固系统：挂篮后锚由锚固梁、锚杆组成，上端通过锚固梁锚于主梁尾部，下端通过精轧螺纹 钢筋和连接器锚于箱梁上。初步拟定单片挂篮主桁的后锚共设 4根32精轧螺纹钢，一 套挂篮后锚总共需要8根32精轧螺纹钢锚固。5、行走系统：整个桁架结构支承在由型钢加工而成的前、后支腿上。每组主梁的支腿下设一套行 走系统，行走系统主要包括：行走轨道、行走反压小车、行走滑船等。6、模板系统：模板采用吊挂式，由内、外模板组成。内模：由加工的大块钢板模与桁架组成。 顶板由钢模、槽钢和木条、木楔形成桁架, 内顶模板通过钩头螺栓连接成整体；侧

9、板也由大块钢模组拼，槽钢加劲，内侧模与顶模 之间采用螺栓连接。外模：由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板，翼缘悬臂模板和腹板焊接为一体，并采用斜撑加强。5箱梁挂篮悬浇设计荷载及组合5.1荷载计算(1) 箱梁恒载详见2.2节。(2) 挂篮系统自重包括模板系统，挂篮重量约63t。(3) 人员、施工机具设备及材料堆载等施工荷载每平方米按2.5kN设计。5.2荷载组合根据箱梁截面的变化特征和块段长度的划分情况，使用 #块段对底蓝和内外滑梁 进行计算。根据计算结果对底篮后横梁、底篮前横梁、上前横梁、主桁系统以及挂篮总体变形 等进行计算。挂篮设计荷载包括：箱梁恒载、超载、挂篮自重、施工荷载。荷载组合如下：

10、荷载组合I:混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群、机具荷载等；荷载组合U:混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群、机具荷载等；荷载组合川：混凝土荷载+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合I、U用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合川用于刚度计算；6箱梁挂篮设计计算6.1 1#块箱梁重量分配类别r架段编号1/2®(0r解编号0123梁髙(cm)710,06847628,75767aOJt(cm)48282828廃板験(err)80.077-271J65.5複板厚度(cm)70707070m 度(m)13,0/23.53,5节段叙朋183.8960.1956.49

11、齿板叙n?)节段合计卅)183.8960 J 956.49钢筋混凝土按27.3kN/m3计，箱梁混凝土浇筑时膨胀等的超载系数取1.05，浇筑混凝土时的动力系数取1.2。按照中间截面计算：箱梁内模和外侧模拟采用吊挂形式，因此底篮只承担底模荷载。底模重：底模采用大块钢模，模板荷载约为1.2kN/m2。施工人员和施工材料、机具行走或堆放荷载取2.5kN/m2。I*100006.2腹板下纵梁的计算腹板底均设置3道纵梁，每道纵梁受荷载为：箱梁自重按均布荷载加载；底板模板 荷载按均布荷载加载。人群、机具等荷载按均布荷载加载。根据每根荷载，建立模型：箱梁自重：qi = 0.7*6.56*27.3*1.05*

12、1.2/3= 52.7kN/m;底板模板荷载：q2 = 1.2 X 0.7/3 = 0.28kN/m。人群、机具等荷载：q3= 2.5 X 0.7/3 = 0.58kN/m，按均布荷载加载。Q= qi+ q2+q3=53.6kN/m,MEDAS/QMliPOST PftCCESSM nEFCRWBJ 5H应X-DIRS OJDME+000WODE-1Y-DtRaOXBOE-HJKi N<ClE» 1COHE.« 44OE-CKI1MAX : 4MBH : 2J3E-2= &£QQ1#块腹板下纵梁变形图POST PftQCESSCT 曰EAM DIAG

13、RAMlid9S4fi+<Ol5S3L32s+<ClEQM体心12.KL9：*CO1廿如驱8>-i.4fl77U-i寸说电?仙-5.B77Z3*-»<XI3-fi.9 3 33e*OTlEEHE1.1435£a*«l2-9.7474*-tSfi a5Ti imaFTzMEta : 5立Mi鞘怪下亦二=kNm三曲08灿注旧Jft 示-"2 ： mrao1#块腹板下纵梁弯矩图底篮腹板下纵梁为136a变形：f = 4.8mm< f = L/400 = 5100/400 = 12.75mm 满足要求。最大弯矩M=114.4K? m(

14、T =M/W=114400/878< 10-6=130.3Mpa< c =175Mpa6.3底板下纵梁的计算箱梁底板下设置8道底蓝纵梁。边箱底板下底蓝纵梁承载如下：箱梁自重：qi=( 0.74+0.28 ) *5.1*27.3*1.05*1.2/8= 22.4kN/m；底板模板荷载：q2 = 1.2 < 5.1/8 = 0.8kN/m。人群、机具等荷载：q3= 2.5 < 5.1/8 = 1.6kN/m，按均布荷载加载。Q= q+ q 2+q3=24.8 kN/mMEDAS/QMIiPOST-PfiOCESSOfi3EFORME3 SHAPE Sr圻圧廉 X-DIRBD

15、JDtKG+OQOWODE-1Y-DRaDjOOOE+C-KiH<CE» 1 rHQm-z.zw-ogai*CM-4COMB.« 2S24«<KIJHCDE»4J3E-1.34E-HM25Ti 1MAX : 4MBH : 2立Mi鞘怪下亦.2.： E“OS/DE/2DMJft 示-"0X001#块底板下纵梁变形图MCDAS/aHPOST-PftOCESSM日EAM DMRAME.»iLLn«*fiai 4.W2LBa*COl 氛璋3比咖i 2.74434s+001 1W4加咖I lD4fi5：l+COl OJMO

16、Tfl* -S.S 132&-KXKI 1.5OCIZ5*Mffl9 -2.343 i£*-4G 3 -3.fl9BCe*5Kia 7D 47诞仙5Ti 1maTTIMBH = E 玄曲l科怪下创.弹 二=k髯 F 百羽Qt8/DE/2EiH?= mom1#块底板下纵梁弯矩图底篮底板下纵梁为136a变形：f = 2.2mm< f = L/400 = 5100/400 = 12.75mm 满足要求。最大弯矩M=52.9KN? m(T =M/W=52900/87& 10-6=60.3Mpa< c =175Mpa7箱梁挂篮底篮后横梁设计计算7.1挂篮后横梁荷载后

17、横梁的计算分为两个工况：工程一：箱梁混凝土浇筑节段，后横梁锚固在已经浇筑的混凝土上。根据第6节中挂篮下纵梁的计算结果进行后横梁的计算。工况二：箱梁浇筑完毕，松掉后横梁和箱梁的锚固，进行挂篮的行走时。此时后横梁被外滑梁下侧的精轧螺纹钢锚固。后横梁受到底蓝纵梁、模板及其他如 安全构造的荷载。 人员、施工机具设备及材料堆载等施工荷载，每平方米按2.5kN设计。底部模板长度为4.5m，按照一半压载在后横梁上计算，q1=2.5 X 4.5/2=5.625kN/m ; 底模重：底模采用大块钢模，模板荷载约为1.2kN/m2。底部模板长度为4m按照一半压载在后横梁上计算，q2=1.2 X 4.5/2=2.7

18、kN/m ; 底蓝纵梁6m在内侧共14根，共重60X 6X 14=5040kg；按照一半压载后横梁上， 且均匀布置，荷载为 q3=50.4/2/10=2.5kN/m ; 后横梁两根吊杆间均布荷载为 q=q1+q2+q3=10.8kN/m；7.2底篮后横梁计算（工况一：浇筑工况）箱梁腹板下每道纵梁传递荷载为：P= 53.6*3.5/2=90.67kN，按集中荷载加载； 箱梁底板下每道纵梁传递荷载为：P= 24.8*3.5/2=42.17kN,按集中荷载加载；POST PftCCESSCT nEFCRMP 5H遊X-DIRbOJODOE-HKOY-DIRDXBOE-HJKi 111Z?E-W3CO

19、MB." l.LZTE-OOSMODE" 21J3E-5Ti 1MAji : 21MEhi = 2二：m底篮后横梁变形图MEDAS/QMIiPOST PftQCESSCT曰EAM DIAGRAM7Aa257«*oai6fl3S95a-KKil4.静畀為咖13.95L7tB+<CllS+47ft+Wlojhxkhi*ooo咖-2.3001>-KXi3-3.3S3&3fr*EK!9_4.艾1心仙4.43揖里仙2.5Ti iMAS : a?MEta : 14云味春审匡二=kNm“0S/DE/2DMJft 示-"2 : 0 JOOO底篮后横梁

20、弯矩图后横梁采用双根140a，实际挠度和弯矩图中以1根140a受力分析。所以：后横梁的最大变形为：f = 1.1mm/2v f = L/400 = 1550/400 = 4mm满足要求; 最大弯矩M=70.8KN? m（T =M/W=70800/2*1086< 10-6=32.6Mpav c =175Mpa7.3底篮后横梁计算（工况二：行走工况）后横梁长10m最外两根吊杆间长为7.1m,均布荷载为10.8kN/m；吊杆外侧考虑工作平台等自重，均布荷载为6kN/m1.01ho.fljD.ai叶j0-3.0MK>AS/aM«POET -PRCCESiZrflDEFOHMED

21、SHMVM-DIR-DXOQC 4-DCCMODE- 1¥ OCR.-DJXCE tDDOr+CTC- 1Z-C3m-7i3D5PE-CK13 r*GDlE« 12COMB,- 7.305E>0113MA.34 : 12MEN l 2变形图MCDA5/DMI POST-PfiOCESSOfiDIGRAM£.1746k *«15.55593a-hZOLEEHEflJlSBDfi+CCl mQSL2S*T01mToQ2 At站张心L 154392*+001 l.ZZ52Se*OOL 6X>55SS*-Hm D.KKKWS* ¥.30 祕

22、*6.B447E-KXI3E 1MAX : 11MBH = g 更輯春瓢iRg 車H k髯 吕胡OS/OE/ZPHX: C .CCC|2： QjK»底篮后横梁纵梁弯矩图后横梁采用双根140a，实际挠度和弯矩图中以1根140a受力分析。所以：挠度 f = 7.3mm/2>f = L/400 = 7100/400 = 18mm 满足要求；最大弯矩 M=61.7KN? m(T =M/W=61700/2*1086X 10-6=28.4Mpav c =175Mpa8箱梁挂篮前底横梁设计计算前横梁采用双根140a，受力计算同后横梁。9箱梁挂篮前顶横梁设计计算9.1挂篮前顶横梁荷载上前横梁荷

23、载主要有挂篮前底横梁传递的荷载、箱梁顶板及内模荷载、箱梁翼缘板及外侧模(包括翼缘板模板)荷载、人群机具等荷载。(1)前顶底横梁间的吊杆拉力据第8节中挂篮前底横梁的计算结果，前底横梁的支点力为吊杆所受到的拉力，即前顶横梁受到的拉力。反力分布如下图，大小相同，方向相反。POST PftQCESSCT REACTS FORCE 内力-XVIF.=： ISFX: Cl.DWOE-KXHl M flWKNg*WI FI： Z-WSE+QO工 FXTZi 2 5565E-HK25Ti 1MA : 15MIM : 2.2.： kN“OS/DE/2DMJft 示-":0X002 : DjMO(2)内

24、外模滑梁与前顶横梁间的吊杆拉力箱梁顶板及内模荷载:箱梁顶板及内模荷载由上前横梁和0#块箱梁混凝土通过内滑梁共同承担，前后分别采用两根吊杆承载，单根内滑梁承受的荷载为：箱梁混凝土自重：qi = 2.1 X27.3 X 1.05 X 1.2/2 = 36.1kN/m；内模板荷载：q2= 1.2 X 5.1/2 = 3.1kN/m，按均布荷载加载。人群、机具等荷载：q3= 2.5 x 5.1/2 = 6.4kN/m，按均布荷载加载。前吊点分配的作用力(36.1 X 3.5+3.1 X 4.5+6.4 X 4.5) X 0.5 = 84.5kN翼缘板及外侧模板荷载计算箱梁翼缘板及外侧模(包括翼缘板模板

25、)荷载由上前横梁和1#块箱梁混凝土通过外 滑梁共同承担，单侧前后分别采用两根吊杆承载，单根外滑梁承受的荷载为：箱梁混凝土 自重：q1= 1.24 X 27.3 X 1.05 X 1.2 = 42.7kN/m;外侧模(包括翼缘板模板)荷载：q2 = 3kN/m,按均布荷载加载，人群、机具等荷载： qa = 4.5kN/m，按均布荷载加载。作用于前横梁吊杆上的力为：(42.7 X 3.5 + 7.5 X 4.5) X 0.5 = 91.6kN9.2挂篮前顶横梁计算根据9-1节中的荷载，进行建模计算:MEDAS/QMIiPOST-PfiOCESSOfiLAuffiQI).底篮前顶横梁变形图HEFCR

26、MED shapeSr圻圧廉X-DIRBDJDtKG+OQOWODE-1Y-DRaDjOOOE+C-Ki1COMB." 1.L2SE-CKI2HCDE»7J3E-3 逵"HMd5Ti 1: 7MUN : 4MCDAS/aHPOST-PftOCESSM日EAM DMRAM1.32364*0021J&7200«*«I2oxx&i+<x»-9.S9H1£*-»CK!Z,S3*?1»-*W23.E3 3&«frMffl24.4336£仙15Ti 1: SMEhi

27、: 4 玄嶂|翳上扁気三种 OS.itiEZZOFi刘 0JXO2= DjKA底篮前顶横梁弯矩图后横梁采用双根145a，实际挠度和弯矩图中以1根145a受力分析。所以:挠度 f = 11mm/2>f = L/400 = 6000/400 = 15mm 满足要求；最大弯矩 M=416KN m(T =M/W=416000/2*1433X 10-6=145MpX c =175Mpa10挂篮主桁验算L" N1g1in4m巴CFX1r i>1! 11 * POST PftQCESSCTREACTS FORCE内力-XVI*： 4FX: Cl.DWOE-KXHl M flWKNg*W