最完整挂篮设计计算书

1、从莞高速公路东莞段东江特大桥(48+3×75+48)m刚构三角斜拉式挂篮设计计算书计算： 复核： 批准： 云南云桥建设股份有限公司日期：2010年12月目 录一、计算简介11.1 计算依据11.2 箱梁结构参数11.3计算参数21.4主要计算内容41.5荷载传递路径5二、底篮模板计算6（1）荷载6（2）面板验算6三、侧模板计算83.1荷载83.2面板验算93.3 横肋计算103.4 竖向主梁(背楞)计算11四、内模计算124.1 内模顶板段计算124.1.1 内模顶板面板12（1）荷载12（2）面板验算124.1.2 纵肋计算13（1） 荷载13（2） 纵肋截面特性13（3） 强度1

2、4（4） 挠度144.1.3 横肋计算14（1） 荷载14（2） 横肋截面特性14（3） 强度15（4） 挠度154.2 内模腹板段计算15五、底篮纵梁计算161 普通纵梁计算161.1 受力分析161.2 强度计算161.3 刚度计算172 加强纵梁计算182.1 受力分析：182.2 强度计算:182.3 刚度计算:19六、底篮前托梁计算201 受力分析202强度与刚度计算20七、底篮后托梁计算231 受力分析232强度与刚度的计算（浇注砼时）233移篮时的刚度计算25八、侧模支撑梁与内模滑梁计算271侧模支撑梁计算272前、后分配梁293内模滑梁计算29九、吊带与锚杆计算311. 前吊杆

3、校核312. 底篮后锚杆校核31十、中横梁及斜拉杆计算321中横梁计算322斜拉杆计算32十一、前横梁计算341. 受力分析342. 强度和刚度352.1前横梁断面特性352.2 计算结果35十二、主桁计算361. 受力分析362. 强度计算372.1主梁压应力372.2主梁弯应力(CE段)372.3 斜拉带382.4立柱392.5 销子校核402.6 主桁后锚校核422.7 前支点校核443.主桁架挠度44十三、挂篮前移稳定性计算461.荷载分析462. 后锚部件计算46十四、计算结果汇总49一、计算简介1.1 计算依据 公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000) 公路桥涵钢结构及木结

4、构设计规范（JTJ 025-86） 机械设计手册 从莞高速公路东莞段东江特大桥施工图1.2 箱梁结构参数 各墩箱梁除墩顶0号块和1号块外分为10对梁段，悬浇箱梁纵向分段长度为533.0m+533.5m。墩顶现浇段0#块和1号块长度为8m，悬浇节段2#6#段3.0m、7#11#段3.5m。 单幅桥箱梁为单箱单室断面，箱梁顶板宽度16.25m，底板宽9.0m。 箱梁中心高度变化范围：4.5m2.5m，按2.0次抛物线线变化。表1.1 梁 段 参 数 表截面名称截面中线高(cm)腹板厚(cm)顶板厚(cm)底板厚(cm)悬浇段编号长度(m)悬浇段体积(m3)0450.01106011005153.0

5、21437.3703070.01327.042421.1703066.42351.933391.0703059.63349.264363.8703053.54346.865339.5703048.15344.736318.1703043.36342.877299.6703039.173.548.058281.8703035.183.545.549267.9553032.093.543.5110257.9553029.8103.542.7111252.0553028.4113.542.311.3 计算参数（1）材料参数 挂篮主桁、前后横梁、底篮纵梁、前托梁、后托梁、内滑梁及模板等均采用Q235组

6、合型钢，吊杆采用32精轧螺纹粗钢筋，主桁销子以及悬吊销子采用40Cr钢，锚固构件采用32精轧螺纹粗钢筋。 表1.2 挂篮材料参数表项 目符号单位钢 材精轧螺纹粗钢筋Q23540Cr弹性模量EMPa2.06×1052.06×1052.0×105泊松比-0.30.30.3容量kN/ m378.578.578.5容许应力轴向应力MPa140600弯曲应力wMPa145385剪应力MPa85220孔壁承压应力-MPa210提高系数1.31.01.0 注：1、Q235钢对应A3钢，材料容许应力按规范JTJ 025-86取值; 40Cr钢按机械设计手册中的要求取值；精轧螺纹粗

7、钢筋的容许应力按规范JTG D62-2004取值。2、根据规范JTJ 025-86第条，临时结构容许应力应乘以提高系数。 （2）荷载取值 挂篮结构验算考虑的主要荷载有： 主梁混凝土容重：26 kN/ m3 混凝土超载（胀模）系数：1.05； 人群及机具荷载：对直接支撑模板取2.5kPa，计算直接支撑模板的梁时取1.5kPa； 振捣混凝土产生的荷载：对水平面模板2.0kPa，对侧模4.0kPa； 倾倒混凝土对侧模冲击产生的水平荷载取6.0kPa； 挂篮走行冲击系数：1.1。（3）其他 悬臂浇筑砼最大重量t（2#块51.93m3）。 挂篮总重（包括箱梁外模及内模）：51.8t。 施工时以及行走时抗

8、倾覆稳定系数不小于2.0； 模板刚度限值：钢模面板变形1.5mm，结构表面外露的模板及支撑模板的梁挠度为模板构件跨度的1/400。挂篮重要构件的梁挠度为构件跨度的1/700。1.4 主要计算内容 为了保证挂篮施工期间的结构安全，确保挂篮的强度、刚度及稳定性满足施工要求，对本挂篮进行结构验算的主要内容如下：(1) 挂篮主桁在混凝土浇筑时的强度、刚度和稳定性。(2) 挂篮底篮、悬吊系统和锚固系统在混凝土浇筑时的强度和刚度。(3) 挂蓝模板系统的强度和刚度。(4) 挂篮前移时的稳定性计算。1.5 荷载传递路径待浇梁段翼板砼待浇梁段顶板砼待浇梁段腹板砼待浇梁段底板砼侧模内模底模底模侧模支撑梁内滑梁加强

9、纵梁普通纵梁后吊杆前吊杆前吊杆后吊杆前、后托梁前横梁已浇梁段前吊杆后吊杆前横梁主桁架前支点后锚点已浇梁段二、底篮模板计算（1）荷载悬浇节段以2#块底板为最大厚度，新浇混凝土对底篮模板的压力标准值：面板自重：施工荷载: 振捣荷载：（2）面板验算底模选用10mm厚钢板直接铺设于纵梁之上,设计为单向板(),支撑面板的最不利间距为,按三跨连续梁计算(三跨等距，每跨等距L=643mm),可求得：最大弯矩系数，最大挠度系数。a、强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为： b、挠度验算其中： 则： 满足要求。三、侧模板计算3.1荷载 混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度

10、达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇混凝土的最大压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值；式中：F新浇混凝土对模板的最大侧压力()混凝土的重量密度()取to新浇混凝土的初凝时间(h)，可按实测定。当缺乏实验资料时，可采用计算；T混凝土的温度（o）取25V混凝土的浇注速度（）取H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85，5090mm时，取1；110150mm时，取1.15。取=1取二者中的较小者，作为模板侧压力的

11、标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值，振捣混凝土产生的荷载，施工荷载，则作用于模板的总荷载设计值为：3.2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（短边）。由于，查表得：最大弯矩系数：最大挠度系数：（1）强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为：= 满足要求。（2）挠度验算其中： = 满足要求。3.3 横肋计算（1）荷载（2）强度和挠度验算横肋采用槽钢8，其： 横肋取两背楞最大支承间距(L=1100mm)，按简支梁的受力模式进行计算，则： 满足要求。3.4 竖向主梁(背楞)计算（1）荷载 12组焊而成，共设置4榀，模板底由支撑杆件顶紧，其上以1.0m为间距设置多层对

12、拉螺杆，取距离最大的一段作为隔离体对其进行校核。隔离体最大长度双槽钢212截面特性： 最大弯应力：（3）挠度验算挠度满足要求。四、内模计算4.1 内模顶板段计算4.1.1 内模顶板面板（1）荷载悬浇节段顶板中部厚度为0.3m，倒角最大高度为0.55m，取顶板厚度所产生的荷载对内模进行计算。新浇混凝土对模板的压力标准值：面板自重：施工荷载: 振捣荷载：（2）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，最大挠度系数。a、强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为： b、挠度验算其中： 则： 满足要求。4.1.2 纵肋计算（1） 荷载（2） 纵肋截面特性纵

13、肋采用角钢L75×75×6mm，其截面特性：（3） 强度支撑纵肋的桁架最大间距为1167mm，按三跨连续梁计算(三跨等距，每跨等距L=1167mm),可求得：最大弯矩系数，最大挠度系数。则：（4） 挠度 4.1.3 横肋计算（1） 荷载（2） 横肋截面特性横肋采用钢板-5×75mm，其截面特性：（3） 强度支撑横肋的纵梁最大间距为400mm，则：（4） 挠度4.2 内模腹板段计算 内模腹板段结构除背塄采用双48扣件式钢管，面板、纵横肋均与侧模腹板段结构相同，此处不再重复计算。五、底篮纵梁计算1 普通纵梁计算1.1 受力分析块件号项 目2块（300cm）7#块(35

14、0cm）1底篮模板自重kg/m278.578.52纵梁自重kg/m34343底板砼理论重量kg/m24项×动载系数1.05kg/m2172010135施工荷载kg/m22502506振捣荷载kg/m22002007荷载取值q (纵梁间距取0.643m)kg/m10251.2 强度计算普通纵梁选用I22a工字钢,其截面特性为:浇注2块砼时，普通纵梁受力示意图如图1所示。 浇注7#块砼时，普通纵梁受力示意图如图2所示。 1.3 刚度计算浇注1#块砼时，普通纵梁挠度最大，以2#块的荷载对纵梁进行挠度计算，参见图1。 当时（弯矩最大处） 普通纵梁刚度满足要求。2 加强纵梁计算2.1 受力分析

15、：块件号项目2#块（300cm）7#块（350cm）1底篮模板自重kg/m278.578.52纵梁自重kg/m45453单侧腹板重量kg/m24项×动载系数1.05kg/m25施工荷载kg/m22502506振捣荷载kg/m22002007荷载取值q(腹板下侧布置4条纵梁,间距为0.192m)kg/m1670 2.2 强度计算:加强纵梁选用工字钢I28a，其截面特性为: 浇注2#块砼时，加强纵梁受力示意图同图1所示，则： 浇注7#块砼时，加强纵梁受力示意图同图2所示，则： 2.3 刚度计算:浇注2#块砼时，加强纵梁挠度最大，以2#块的荷载对纵梁挠度进行计算，参见图1。 当时（弯矩最大

16、处） 加强纵梁刚度满足要求。六、底篮前托梁计算1 受力分析普通加强加强2强度与刚度计算七、底篮后托梁计算1 受力分析普通加强2强度与刚度的计算（浇注砼时）（2）后托梁断面特性 (3) 计算结果3移篮时的刚度计算八、侧模支撑梁与内模滑梁计算1侧模支撑梁计算2前、后分配梁25a，截面特性： 前、后分配梁支座反力：3内模滑梁计算单条滑梁单条滑梁单条内滑梁承受的荷载：内滑梁内滑梁内滑梁内滑梁九、吊带与锚杆计算1. 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:吊杆采用32精轧螺纹钢()， 安全系数：2. 底篮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： 后锚杆采用32

17、精轧螺纹钢()，安全系数： 十、中横梁及斜拉杆计算1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。挂篮前移时侧模后分配梁传予中横梁的荷载：挂篮前移时底篮后托梁传予中横梁的荷载： （2）计算结果中横梁悬臂端承受的最大弯矩：中横梁选用双槽钢32a，其截面特性：中横梁悬臂端强度能满足要求。2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：中横梁承受的轴力： （2）计算结果 中横梁斜拉杆选用双槽钢214a，其截面积： 中横梁斜

18、拉杆强度能满足要求。 中横梁受压端强度亦能满足要求，此处不再计算。十一、前横梁计算1. 受力分析前横梁受力示意图如图12所示（最不利状况）。 (前分配梁传来的荷载) (前分配梁传来的荷载) (前托梁外吊杆传来的荷载) (前托梁内吊杆传来的荷载) (内滑梁传来的荷载) 2. 强度和刚度2.1前横梁断面特性2.2 计算结果 计算结果如下： 最大弯应力： 最大挠度： 支座支力： 十二、主桁计算1. 受力分析前横梁传给单条主梁的最大荷载：单榀三角架受力示意图如图14所示。各杆件轴力的计算: 对C点: 对D点: AB段与OC段为同一杆件，即：2. 强度计算2.1主梁压应力2.2主梁弯应力(CE段)上主梁

19、在CE段产生的最大弯矩:I2.3 斜拉带双槽钢上下加焊钢板225b +26组焊而成。前前安全系数：后后安全系数： 后 2.4立柱 组合截面特性:惯性矩：惯性半径： 长细比：查表，稳定系数安全系数：2.5 销子校核80，80，9080相同80与902.6 主桁后锚校核据图14可知单榀主桁架尾端锚固所需的荷载分别为: 后横梁校核后横梁受力示意图如下图19所示32a 32a 支座反力: 主桁后锚梁主桁后锚梁主桁后锚梁 后锚杆校核 ()作为2.7 前支点校核 前支点处设置4条70丝杆丝杆丝杆的强度即可。丝杆时考虑其三点受力，四点平衡。单条丝杆3.主桁架挠度计算主梁挠度以C点的竖向位移为准。由上面计算可

20、知，CD杆、CO杆、AD杆、AB杆、DO杆所受的轴力为: NCD=803.22KN NCO=-615.3KN NAD=957.24NNAB=-615.3KN NDO=-1249.6KN当荷载变为单位荷载时CD杆、CO杆、AD杆、AB杆、DO杆所承受的轴力为:NCD1 =1.5557 NCO1= -1.1917 NAD1=1.854NAB1=-1.1917 NDO1=-2.4202C点的垂直位移为: 十三、挂篮前移稳定性计算1.荷载分析挂篮行走时,取行走小车与2.部件计算60最大剪应力:十四、计算结果汇总挂篮结构验算结果汇总于表1，表中允许值为已考虑临时结构容许应力提高系数的容许应力值。表1 挂篮验算结果一览表杆 件 项 目应力(MPa