菱形桁架式挂篮设计计算书

1、菱形桁架式挂篮设计计算书一、 设计要求根据该桥的特点，选择菱形桁架式挂篮作为悬臂灌筑的主要设备。根据箱梁横截面尺寸，顶板宽7.4m，腹板宽4.2m，按最长梁段3.5m，最大重量150吨进行菱形桁架式挂篮的设计。二、 菱形桁架式挂篮的构造菱形桁架式挂篮由主构架，行走及锚固装置，底模架及底模板，内外侧模板，前吊装置，后吊装置，前上横梁等组成（图1）。1、主构架主构架由二片桁架连接系和门架组成，二片桁架均使用大型槽钢栓接成菱形，由连接杆系将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。2、底模架及底模板底模板采用钢模，设置前后横梁，由220#槽钢组焊而成。底模钢模板采用5毫米面板，纵向加强筋为8#槽钢，横向加

2、强筋为16#槽钢。钢模板与设置的前后横梁的联接采用销子联接。如下图：3、前上横梁前上横梁由240工字钢组焊而成，连接于主构架前端的节点处，将二片主构架流架连成整体。4、钢吊带前后吊带均由32的精轧螺纹钢筋用高强螺帽连接而成，用千斤顶及扁担和垫梁调节所需的长度。5、外模板箱梁外侧模板采用5mm钢板和钢框组焊而成，两外侧模各支承在两个走行梁上，走行梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。走行梁用232b#槽钢组焊而成。6、挂篮走行及锚固系统走行装置由轨道，钢（木）枕，前后支座，手动葫芦等组成。轨道由标准34号钢轨铺设，下垫枕木。轨道设3米和1米长两种。挂篮设前后支座各两个，支座设计滑行靴，

3、支承在轨道顶面，可沿轨道滑行。挂篮前移时，使用手动葫芦牵引前支座，带动整个挂篮向前移动，后支座加设平衡重，平衡重为预制混凝土块，设有三个，每支点为一个。挂篮在灌注混凝土时，后端利用32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上。锚固系统详见下述第六条。三、 挂篮桁架各杆件重量1 前撑杆G1（长5.295米20a）2×22.63×5.295=239.7kg2 前拉杆G2（长4.490米20a ）2×22.63×4.490=203.2kg3 后拉杆G3（长5.324米20a ）2×22.63×5.324=241.0kg4.横梁G4（G4长4.822米25

4、a）2×27.4×4.822=264.2kg5.竖杆G5（G5长3.924米20a)2×22.63×3.924=177.6kg6.前吊梁G9（G9长7.5米，I40a钢2根）2×67.56×7.5=1013.4kg7.后锚梁G10（G10长5.5米，I40a钢2根）2×67.56×5.5=743.2kg8.前吊杆重6.313×（3×9+6×6）=397.7kg四、 挂篮桁架走行抗倾覆检算以竖杆G5下为支点，忽略节点板影响，则：M1=（1013.4×4.5+239.7×

5、;2.554+154.7×2.235+397.7×4.5）×10=73079.0N.MM2=（241.0×1.988+264.2×1.861+743.2×4）×10=39435.8N.M如达到抗倾覆系数2，则后锚梁配重为：（2M1-M2）/(4*10)=2668 kg采用砼预制块配重，预制块总重采用3吨砼预制块两块，每块长2米，宽1米，高0.4米，内放8上、下网片，中心留出50mm孔，采用32精轧螺纹钢固定于后锚梁上。挂篮桁架主要构件内力检算鲁竹坝大桥主桥T构最重节块80吨，模板系统重20吨故挂篮桁架承重为（80+20）/2

6、=50吨，考虑其它荷载及冲击力，挂篮桁架计算荷载按60吨检算挂篮桁架受力图如下： 64.76° F2 54.295° F5 F3 F4 F145° 60.945° F2 F3 G=600KN对前支点取矩，G3杆承受的拉力F3为：F3×4×sin45°=600×103×4.5，F3=9.546×105N F3 45° F4由B3结点板受力平衡得F4=F3×sin45°=6.75×105NF5F1 F4 29.055° R由B4结点板受力平衡得F4=

7、F1×sin29.055°=6.75×105N，计算得F1=7.722×105N 对后锚点取矩，R×4=600×103×（4+4.5） 得前支点支反力R=1.275×106N由B4结点板受力平衡R=F1×sin29.055°+F5=1.275×106N，得F5=9.0×105N F2 25.24° 29.055°F1 600 KN由B1结点板受力平衡F1×cos29.055°= F2×cos25.24°，计算得F2=

8、7.463×105N查表得20a截面积为28.83cm2 ，两槽钢宽为226mm，i=0.086,=5.148/0.086=46.5，查建筑施工计算手册P1276页=0.87，对于G1产生的压应力为1=F1/A=（7.722×105）/（0.87×2×28.83×10-4×2）=77Mpa215Mpa（可）对于G2产生的拉应力为（ 查表得20a截面积28.83cm2）：2=F2/A=（7.463×105）/（2×28.83×10-4×2）=64.7Mpa215Mpa（可）对于G3产生的拉应力（查

9、表得20a截面积28.83cm2），3=F3/A=（9.546×105）/（2×28.83×10-4×2）=82.8Mpa215Mpa（可）对于G4产生的压应力（ 查表得25a截面积34.91cm2），两槽钢宽为226mm，i=0.086则： =4/0.086=46.5查建筑施工计算手册P1276页，=0.874=F4/A=（6.75×105）/（0.87×2×34.91×10-4×2）=55.6Mpa215Mpa（可）对于G5产生的压应力为（ 查表得20a截面积22.63cm2），两槽钢宽为226mm，

10、i=0.086则： =3.9/0.086=46.5查建筑施工计算手册P1276页，=0.875=F5/A=（9.0×105）/（0.87×2×22.63×10-4×2）=114Mpa215Mpa（可）本挂篮桁架采用8.8级高强螺栓，拉剪设计强度为250 Mpa（查建筑施工计算手册P1271页）单根螺栓抗剪力：×0.0112×250×106=9.5×104N对于G1需9只，G2需9只，G3需10只，G4需8只，G5需10只，各节点均满足以上要求。五、 前节点及后锚杆受力计算前支点受力R=1.275×

11、;106N，每片桁架下支点受力为1.275×106/2=6.375×105N采用一根宽20cm的杉木受力，则：（1.275×106/2）/（0.2×0.23）=13.86 Mpa41.9Mpa（可）查建筑施工计算手册P934页，知松木抗压强度为41.9 Mpa后锚杆受力N=6.75×105N，由3根后锚杆受力，每只受力：6.75×105/3=2.86×105N5.5×105N（可）六、 挂篮的锚固1、 菱形桁架后横梁的锚固菱形桁架置于已浇筑桥面铺好的滑行轨道上，前横梁吊起各模板的前端，后横梁应加以锚固，如图：2、 内模滑行道的锚固 内模板立好模之后，其滑行道应加以固定，以支撑内模板，其滑行道的锚固如图