机施公司挂篮设计与计算

1、1、设计依据、施工图纸、公路桥涵施工技术规范JTGT F50-2011； 、钢结构设计规范GB50017-2003； 、建筑结构荷载规范GB50009-2001；、路桥施工计算手册； 、桥梁工程、结构力学、材料力学； 、其他相关规范手册。2、挂篮主要构造挂篮由主梁、前上横梁、中横梁、前下横梁、后下横梁、后锚固系统、吊挂系统、底模平台、滑道及走行、模板共10部分组成。主要设计参数:可变载荷分项系数，应取：G=1.4；永久载荷分项系数，应取：Q =1.35；箱梁每节长度3米，每节重量191.96t；挂篮质量与梁段砼的质量比值宜控制在0.5。主梁允许最大变形（包括吊带变形的总和）：主梁长度方向0.0

2、025（2l）mm；20mm。l为受弯构件的跨度（对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍）。挂篮水平力按6级风力考虑，即0=120pa。浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数：1.3；考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；挂篮施工时（浇筑混凝土）、行走时的抗倾覆安全系数：2 ；自锚固系统的安全系数：2；钢材弹性模量E=206*103（N/mm2）施工机具及人群载荷2.5KN/m2材料强度设计值： （N/mm2）钢材抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv牌号厚度或直径(mm)Q235钢162151251640205120406020011560100190110Q345163101

3、801635295170355026515550100250145构件计算取1#块计算，1#号块长度为3m，重量为191.96t，施工机具及人群载荷2.5KN/m2。主纵梁计算1.1浇筑1#垮时受力计算主纵梁截面采用2组I56b工字钢，工字钢长度12m，工字钢内侧采用5号等边角钢支撑连接壁厚5mm，斜向焊接。该组合截面性质：I总X1288015745.4131mm41.28*10-3 m41.28*105 cm4 1.28*109 mm4主梁所受荷载计算如下： 计算简图主梁均布力q2.9/12*1.353.24KN/m悬臂端砼+超载产生载荷P1191.96*0.388*1.05*1.4*10*

4、0.5=547.43KN悬臂端底篮、侧模、内模、端模、操作平台（估值50t）P2=50*10*0.388*1.35/2=130.95KN前吊点承担人群和机具荷载P3=2.5*3*13.55*0.388*1.4*0.5=27.6KN倾倒和振捣混凝土荷载P4=4*2.6*10*0.388*1.4*0.5=28.25KN单片主桁前吊点荷载P=（0.5q l2+ P1· l+ P2· l+P3· l +P4· l）/ l =（48.12+2983.49+713.68+150.45+153.96）/5.45=743.06KN计算简图弯矩图轴力图挠度图剪力图后支点反

5、力RA743.06*5.45/4.543=891.42KN前支点反力RB743.06*9.993/4.543=1634.47KN；前支点方凳对桥面压强:P=1634.47*103/120000=13.62MPa<0.435P砼C50=21.75MPa经验值：砼3天龄期强度达到设计值的43.5%，7天强度达到80%，28天龄期强度达到设计值的115%。因此：32mm PSB830的精轧螺纹钢筋抗拉力为 667.19KN，竖向预应力筋4根后锚，F=667.19x4=2668.76KN；安全系数 S=2668.76/891.42=2.992fmax=6.42mm1.2、1#号块浇筑完毕空载行走

6、时受力计算挂篮空载前移时，只靠后锚螺栓来平衡。挂篮的底模系、侧模、内模端模、吊带系统以及操作平台等总重 50 吨，计算简图故作用于主构架前吊点的荷载（考虑冲击载荷）为：P=50*0.388*10*1.3*0.5=126.1KN， 因此RA =151.38 KN,一组后锚时，安全系数S=667.19/151.38=4.412。1.3、杆件稳定性计算压杆稳定性与截面面积有关。现将受力最大的AC与BD杆的盖板通长，厚度为10mm钢板。斜拉杆均由普通热轧I28b工字钢组成，图1-3-1 所示的截面形状。图1-3-1计算简图 AD 和 CD 杆件均受拉，因为RA891.42KN ，所以AD杆受拉力为RA

7、*sin45°=630.33KN=N/A=630.33*1000/11239.56=56.08MPa<=215MPa(满足要求)1.3、底模平台（小纵梁）底模平台采用16组I45b工字钢，纵向布置，在箱梁腹板下槽钢间距0.2m，其余部位间距1.0m，计算跨度6.50m。I45b工字钢截面性质：（参照机械设计手册第五版第一篇 表3-1-58）Ix33800cm4W1500cm3箱梁 1#梁段两端高度分别为9m 和 8.56m，加强纵梁间腹板宽 0.8m（每边由5片加强纵梁承受），加强纵梁间距均匀分布，混凝土荷载为(q11，q12 分别表示梁段两端的线荷载)： q11=0.8*9*

8、26*1.35*0.2=50.54KN/mq12=0.8*8.56*26*1.35*0.2=48.07KN/m为便于计算，除侧模外，模板重量按 2.5kN/m2计，模板荷载为： q2=2.5*0.8*1.35=2.7KN/m人群及机具荷载为：q3=2.5*0.8*1.4=2.8KN/m倾倒和振捣混凝土产生的荷载:q4=4*0.8*1.2=3.84KN/m 单根加强纵梁上的均布荷载为： qi=(q11+q12)/2+q2+q3+q4=(50.54+48.07)/2+2.7+2.8+3.84=58.65KN/m加强纵梁（桁架梁）的受力及计算模型如图 2-1 所示。 支点反力分别为 RA= q*3.

9、3*3/5=58.65*3.3*3/5=116.13KNRB=q*1.7*3/5=59.82KNMmax=(q*3*3.3/5)*(0.2+3*3.3/2*3)=116.13*1.85=214.84 KN·m跨中最大挠度：f=0.293cm<5000/400=1.25cmmaxMmax/W2.1484*108/1500*103143.23Mpa=215MPa详细见加强小纵梁仿真模拟模型弯矩剪力挠度前下横梁荷载：前托梁承担底部荷载的 38.8% 前下横梁采用1组2HN50工字钢，前下横梁所受荷载：底模系统 q1=10t×10×0.388/6.5=5.97 kN

10、/m 人群机具载荷：q2=2.5*0.8*1.4=2.81kN/m q3=2.5*4.9*1.4=17.14kN/m倾倒和振捣混凝土产生的荷载：q4=4*0.8*1.2=3.84kN/m q5=4*4.9*1.2=23.51kN/m腹板砼产生的载荷：q6=( 9*0.8*3)×26×0.388/0.8=272.38 kN/m底板砼产生的载荷：q7=5.97*3×26×0.388/4.9=36.87 kN/m腹板处的荷载:q8= q6+q1+q2+q4=285kN/m 底板处的荷载 :q9=q7+q1+q3+q5=83.49kN/m2单元最大挠度： f10

11、.17mm，3单元最大挠度：f21.25mm详细见前下横梁模拟。（包含小纵梁的自重前后下横梁均分1/2,单根自重0.5t）模型弯矩剪力挠度后下横梁荷载：后下横梁承担底部荷载的61.2% 后下横梁采用1组2HN50工字钢，其截面性质：I = 267265932.56mm4后下横梁所受荷载：底模系统 q1=10t×10×0.612/6.5=9.42 kN/m 人群机具载荷：q2=2.5*0.8*1.4=2.8 kN/m q3=2.5*4.9*1.4=17.15kN/m倾倒和振捣混凝土产生的荷载：q4=4*0.8*1.2=3.84kN/m q5=4*4.9*1.2=23.52kN

12、/m腹板砼产生的载荷：q6=( 9*0.8*3)×26×0.612/0.8= 429.62kN/m底板砼产生的载荷：q7=5.97*3×26×0.612/4.9=58.16 kN/m腹板处的荷载:q8=q6+q1+q2+q4=445.68kN/m 底板处的荷载 :q9=q7+q1+q3+q5=98.83kN/m3单元最大挠度：f21.67mm详细见前下横梁模拟。（包含小纵梁的自重前后下横梁均分1/2，单根自重0.5t）模型弯矩剪力挠度前上横梁荷载：前上横梁承担底部荷载的 38.8%,前上横梁采用1组2HN50工字钢，前上横梁所受荷载均为点载荷：人群机具载

13、荷：q2=2.5*0.8*1.4=2.81kN/m q3=2.5*4.9*1.4=17.14kN/m倾倒和振捣混凝土产生的荷载：q4=4*0.8*1.2=3.84kN/m q5=4*4.9*1.2=23.51kN/m翼板砼产生的载荷：F1=2.9*3*26*0.388=87.76KN翼板人群机具产生的载荷：F2=2.5*3.125*3*0.388=9.09KN翼板倾倒砼产生的载荷：F3=4*3.125*3*0.388=14.55KN侧模载荷：F4=6*10*0.388=23.28KNF=134.68KN根据前下横梁所有产生的力进行等效。两端最大挠度：f1=7.96mm跨中最大挠度：f213.8

14、4mm模型剪力图弯矩图挠度图吊挂系统底模前、后长吊带采用150×25mm钢带（A3钢），50mm钢销（45钢）；底模后短吊杆采用36精轧螺纹钢筋。吊杆及吊带受最大拉力为P4.07×105N。吊带吊带拉应力计算：A（15050）×252500mm2 P/ A4.07×105/2500162.8 Mpa200 Mpa销孔承压计算：A50×25*22500mm2P/ A4.07×105/2500162.8Mpa320 Mpa钢销承剪计算：A（3.14×502/4）×23927mm2P/ A4.07×105/3927103.64Mpa115Mpa挂篮行走时的