型三角形挂篮主要构件检算书secret

1、GL型三角形挂篮主要构件检算书1 GL型三角形挂篮概述根据某特大桥的特点，本桥悬臂施工采用GL型三角形挂篮。挂篮的主承重架采用三角形桁架，桁架用热轧型钢组拼而成，结构受力明确，自重轻，刚度较大，滑行移动方便。挂篮底模架主要受力构件也采用刚度大的热轧型钢，受力状态良好。挂篮各种杆件联接点采用焊接及栓接（以栓接为主），装拆方便。外模采用组合钢模，用角钢或槽钢焊接的外模架支撑。内模采用组合钢模，用槽钢焊接的内模架及钢管支撑。该挂篮由斜拉组合梁吊架系统、走行系统、悬吊系统、后部临时锚固系统、模板系统及张拉平台等组成，见图1所示。挂篮承重主构架的下弦杆及斜拉杆均由228b槽钢组成，材料采用16Mn钢，=

2、200MPa，w=210MPa，=0.6=120MPa。前上横梁、前下横梁及后横梁均由240b槽钢组成，纵梁由236b槽钢组成，均采用Q235钢材，E=2.1×105MPa，=215MPa，=125MPa。前、后吊带均采用截面规格为150×32mm的16Mn钢板条；当前吊带需接长时，采用2根截面规格为150×20mm的吊带（采用16Mn钢板条）与1根截面规格为150×32mm的吊带通过销轴联结；销轴采用规格为M50的40CrMo棒材，屈服强度825MPa，容许应力=0.7×825MPa= 577.5MPa，容许剪应力=0.6=346.5MPa。

3、箱梁翼缘板模板及箱梁内顶模均采用132精轧螺纹粗钢筋吊杆吊挂，32精轧螺纹粗钢筋采用40Si2Mov钢材，屈服强度750MPa，容许应力=0.7×750MPa= 525MPa，容许剪应力=0.6=315MPa。挂篮后锚系统采用625精轧螺纹钢筋，尽量利用桥梁已有的竖向预应力筋，25精轧螺纹钢筋采用40Si2Mov钢材，屈服强度750MPa，容许应力=0.7×750MPa= 525MPa，容许剪应力=0.6=315MPa。2 检算简化计算模式 对挂篮主要构件按公路桥涵施工技术规范的要求，进行强度、刚度和稳定性的检算。 三角形挂篮承重主构架由两片三角形桁架组成，顶部靠桁架横联连

4、接，故取其中一片分析即可。三角形挂篮主构架简化结构图式为一个杆件仅受轴向力作用的标准三角桁架，见图2。 为简化及安全起见，假设悬灌梁段施工荷载均布在CD范围内（即假定前、后吊点承受相同的力，但纵梁检算另外假设），加载总重量为最大悬灌梁段重量的1.4陪考虑，同时考虑混凝土比重按2.6t /m3计算。经查施工设计图，最大悬灌重量梁段为1块，重量为2.6t /m3×53.346 m3=138.7t，取为140t，则G=1.4×140t=196t。其中后端作用力相继通过纵梁、后横梁及后吊带传递至已浇灌的梁段上，不对主桁架发生作用；前端经纵梁、前下横梁、前吊带、前上横梁将力传递至主构

5、架上的D点位置。由于仅考虑其中的一片桁架作为分析对象，则：3 主桁架支承点反力计算及后锚系统的检算 计算图式见图2所示。校核：FA所受的拉力由后锚系统的6根25精轧螺纹钢筋承担。6根25精轧螺纹钢筋的容许拉力为：6×（/4）×2.52×525×10=154625.1=154.625t 54.44t，满足要求。抗倾安全系数：K=154.625÷54.44=2.84K=2，满足要求。4 主桁架杆件内力计算及其检算杆件内力计算结果见图3所示。从图3可知，只要检算BC杆件的强度和CD杆件的刚度即可。（1）CD压杆的刚度检算CD压杆的截面见图4所示。CD

6、压杆的自由长度l0=5.0m。据资料查得28b槽钢的截面积A=45.62cm2，惯性矩Ixc=5130.454，惯性矩Iyc=242.1444，z0=2.016cm。则CD压杆的截面积、惯性矩为：Am=2×45.62=91.24cm2Ix=2Ixc=2×5130.454=10260.94Iy=2(Iyc+a2A)=2242.144+(162.016)2×45.62=18326.54惯性半径：长细比（刚度）：，刚度满足要求；，刚度满足要求。（2）BC压杆的强度检算 BC压杆的截面同CD压杆（见图4），则截面积和惯性矩均相同。BC压杆的自由长度l0=3.0m。 对于轴

7、心受压构件的强度检算要考虑纵向弯曲系数的影响，即要求满足： 式中是根据长细比求得。 从（1）可知：xy，则只要求出最不利的x即可。 根据x查表得：=0.94强度满足要求。5 吊带及其销轴检算 (1) 吊带检算每根吊带受力49t，只要检算截面规格为150×32mm的吊带，且位于销轴处的最薄弱断面即可（见图5）。 强度满足要求。(2) 销轴检算 检算其剪应力及承压强度。 销轴双面受剪（见图6），每面剪力为24.5t。 剪应力满足要求。 承压强度满足要求。6 前下横梁检算挂篮前端构造示意见图7所示。前下横梁截面见图8所示。考虑挂篮在试压时及在砼在初凝时间内灌注完毕时（砼流动状态时底板压力相

8、同），在底板6.6m宽度范围内基本上是均布荷载。此时，前下横梁跨中为最不利状态。荷载按最大梁段荷载的1.4倍考虑（即最大试压荷载），同时忽略翼板吊杆的分担作用，则均布荷载q=0.5G/B=0.5×196t÷6.6m=14.85t/m（见图9）。最大剪力：最大跨中弯距：查相关资料得240b槽钢的截面面积A=2×83.05cm2；截面模量Wx=2×932.2cm3；惯性矩Ix=2×18644.5cm4。 最大剪应力： 最大弯曲应力：最大弯曲应力超出容许强度，此项是控制挂篮承载力的一项指标。利用反算法得出最大承载力，此时吊杆作为G/4的拉力列入计算式

9、。根据Mmax=W，得：（G/4）×2.85-(G/4)×1.65=215×100×2×932.2×10-6=40.0846G=40.0846/0.3=135t即原承载力为135t。为达到196t的承载力，需对原挂篮前下横梁采取补强措施，即采取在原前下横梁的上、下面各通长焊接截面规格为400×10mm的Q235钢板。则增加：惯性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(Ixc+a2A)/21=

10、2×800.6=1601.2cm3； 截面积A=2×40×1=80cm2。 即经补强后的前下横梁的惯性矩、截面模量、截面积如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=3465.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。剪应力原已通过，不必再检算，只检算弯曲应力及跨中挠度即可。 强度满足要求。悬臂端对中跨的影响弯矩： 跨中挠度： 挠度满足要求。7 前上横梁检算 前上横梁截面同前下横梁，见图8所示。受力分析见图10所示。 挠度不满足要求，为此采取同前下横梁一样

11、的补强措施，即采取在原前上横梁的上、下面各通长焊接截面规格为400×10mm的Q235钢板。则增加： 惯性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(Ixc+a2A)/21=2×800.6=1601.2cm3； 截面积A=2×40×1=80cm2。 即经补强后的前上横梁的惯性矩、截面模量、截面积如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=346

12、5.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。 因为剪应力、弯曲应力原已检算通过，故只检算最大挠度（跨中位置）即可。 挠度满足要求。8 后横梁检算 后横梁截面同前下横梁，见图8所示。根据本桥特点，后吊带间距为5.0m左右，受力分析见图11所示。强度不满足要求，为此采取同前下横梁一样的补强措施，即采取在原后横梁的上、下面各通长焊接截面规格为400×10mm的Q235钢板。则增加： 惯性矩Ix=2(Ixc+a2A)=2(40/12+20.52×40×1)=33626.6cm4； 截面模量Wx=Ix/ymax=2(Ixc+a2A)/21=2(

13、Ixc+a2A)/21=2×800.6=1601.2cm3； 截面积A=2×40×1=80cm2。 即经补强后的后横梁的惯性矩、截面模量、截面积如下： I=2×18644.5+33626.6=70915.6cm4； W=2×932.2+1601.2=3465.6 cm3； A=2×83.05+80=246.1 cm2。 因为剪应力原已检算通过，故只检算弯曲应力及最大挠度（跨中位置）即可。 强度满足要求。悬臂端对中跨的影响弯矩： 跨中挠度： 挠度满足要求。悬臂端的挠度： 即悬臂端微向上翘。9 纵梁检算纵梁由236b槽钢组成，采用Q235

14、钢材，E=2.1×105MPa，=215MPa，=125MPa，截面见图12所示。本桥纵梁检算的目的是根据强度确定其所需的根数，然后再验算其抗剪强度和挠度。荷载按最大梁段荷载的1.4倍考虑（即最大试压荷载），同时忽略翼板吊杆的分担作用，并按图13的荷截分布模式进行检算，则均布荷载为：q=G/b=196t/4.5m=43.556t/mMA=0，FB=（a+b/2）G/L=（0.5+2.25）196t/5=107.8tMB=0，FA=（b/2）G/L=2.25×196t/5=88.2t校核：FA+ FB=107.8t+88.2t=196t当剪力Q=0时，此处的弯矩M最大。假定M

15、max位于距B点x米，则：Q= FBqx=（a+b/2）qb/Lqx=0x=（2a+b）b/（2L）=（a+a+b）b/（2L）=（a+L）b/（2L）=（0.5+5）4.5/(2×5)=2.475mMmax=x FBqx2/2=2.475×107.843.556×2.4752/2=133.4tm查相关资料得236b的截面面积A=2×68.09cm2=136.18 cm2；截面模量Wx=2×702.9cm3=1405.8 cm3；惯性矩Ix=2×12651.8cm4=25303.6 cm4。假设所需纵梁n根，则：剪应力满足要求。最大挠度为： 挠度稍大于允许值，为此取n=6根。则： 挠度满足要求。实际上一副挂篮已配置6根纵梁，故纵梁的强度和刚度完全满足本桥的要求。10 结论 通过对原GL型三角挂篮主要构件的检算，并对前下横梁、前上横梁及后横梁等杆件进行局部补强措施（即在