附件四：挂篮mmm连续梁计算书

主桥（50m+80m+50m）连续梁施工菱形挂篮设计计算书2014年12月目录HYPERLINK\l"_Toc309459406"1.工程概况4HYPERLINK\l"_Toc309459407"2.控制节段选择5HYPERLINK\l"_Toc309459408"3.检算依据6HYPERLINK\l"_Toc309459409"4.计算方法6HYPERLINK\l"_Toc309459410"5.挂篮主要尺寸拟定7HYPERLINK\l"_Toc309459411"6.底模计算7HYPERLINK\l"_Toc309459412"6.1计算断面7HYPERLINK\l"_Toc309459413"6.2底模构成7HYPERLINK\l"_Toc309459414"6.3计算模型：8HYPERLINK\l"_Toc309459415"6.4腹板下的底模纵梁计算8HYPERLINK\l"_Toc309459416"6.4.1荷载计算8HYPERLINK\l"_Toc309459417"6.4.2受力模型8HYPERLINK\l"_Toc309459418"6.4.3计算模型：(tm)9HYPERLINK\l"_Toc309459419"6.4.4竖向变形图：(m)11HYPERLINK\l"_Toc309459420"6.4.5应力图：(t/m²)11HYPERLINK\l"_Toc309459421"6.4.6支点反力图：(t)12HYPERLINK\l"_Toc309459422"6.5底板下的底模纵梁计算12HYPERLINK\l"_Toc309459423"6.5.1荷载计算12HYPERLINK\l"_Toc309459424"6.5.2受力模型12HYPERLINK\l"_Toc309459425"6.5.3计算模型：(tm)13HYPERLINK\l"_Toc309459426"6.5.4竖向变形图：(m)14HYPERLINK\l"_Toc309459427"6.5.5应力图：(t/m²)14HYPERLINK\l"_Toc309459428"6.5.6支点反力图：(t)15HYPERLINK\l"_Toc309459429"7.底模后横梁计算15HYPERLINK\l"_Toc309459430"7.1底模后横梁悬吊组成15HYPERLINK\l"_Toc309459431"7.2底模后横梁浇筑工况计算16HYPERLINK\l"_Toc309459432"7.2.1模型简图：(tm)16HYPERLINK\l"_Toc309459433"7.2.2支点反力：(t)17HYPERLINK\l"_Toc309459434"7.2.3竖向变形图：(m)18HYPERLINK\l"_Toc309459435"7.2.4应力图：(t/m²)18HYPERLINK\l"_Toc309459436"7.3底模后横梁走行工况计算19HYPERLINK\l"_Toc309459437"7.3.1模型简图：(t-m)19HYPERLINK\l"_Toc309459438"7.3.2支点反力：(t)19HYPERLINK\l"_Toc309459439"7.3.3竖向变形图：(m)20HYPERLINK\l"_Toc309459440"7.3.4应力图：(t/m²)20HYPERLINK\l"_Toc309459441"8.底模前横梁计算21HYPERLINK\l"_Toc309459442"8.1底模前横梁悬吊组成21HYPERLINK\l"_Toc309459443"8.2模型简图：(tm)16HYPERLINK\l"_Toc309459444"8.3支点反力：(t)17HYPERLINK\l"_Toc309459445"8.4竖向变形图：(m)17HYPERLINK\l"_Toc309459446"8.5应力图：(t/m²)17HYPERLINK\l"_Toc309459447"9.后悬吊计算23HYPERLINK\l"_Toc309459448"9.1吊带受力及构成23HYPERLINK\l"_Toc309459449"9.2吊带平均应力23HYPERLINK\l"_Toc309459453"10.前吊带计算19HYPERLINK\l"_Toc309459454"11.侧模计算24HYPERLINK\l"_Toc309459455"11.1侧模构成24HYPERLINK\l"_Toc309459456"11.2工况分析24HYPERLINK\l"_Toc309459457"11.3浇注混凝土梁工况计算25HYPERLINK\l"_Toc309459458"11.3.1外滑梁荷载图示25HYPERLINK\l"_Toc309459459"11.3.2模型简图：(tm)26HYPERLINK\l"_Toc309459460"11.3.3吊点力：(t)27HYPERLINK\l"_Toc309459461"11.3.4竖向变形：(m)27HYPERLINK\l"_Toc309459462"11.3.5应力图：(t/m²)28HYPERLINK\l"_Toc309459463"11.4走行到位工况计算28HYPERLINK\l"_Toc309459464"11.4.1外滑梁荷载图示28HYPERLINK\l"_Toc309459465"11.4.2模型简图：(tm)29HYPERLINK\l"_Toc309459466"11.4.3吊点力：(t)29HYPERLINK\l"_Toc309459467"11.4.4竖向变形：(m)29HYPERLINK\l"_Toc309459468"11.4.5应力图：(t/m²)30HYPERLINK\l"_Toc309459469"12.内模计算30HYPERLINK\l"_Toc309459470"13.前上横梁计算33HYPERLINK\l"_Toc309459471"13.1前上横梁荷载分析33HYPERLINK\l"_Toc309459472"13.2模型简图：(tm)33HYPERLINK\l"_Toc309459473"13.3支点反力：(t)34HYPERLINK\l"_Toc309459474"13.4竖向位移：(m)34HYPERLINK\l"_Toc309459475"13.5应力图：(t/m²)35HYPERLINK\l"_Toc309459476"14.主构架计算35HYPERLINK\l"_Toc309459477"14.1结构组成35HYPERLINK\l"_Toc309459478"14.2荷载及工况分析36HYPERLINK\l"_Toc309459479"14.3结构受力检算36HYPERLINK\l"_Toc309459480"14.3.1模型简图：(tm)36HYPERLINK\l"_Toc309459481"14.3.2支点反力：(t)37HYPERLINK\l"_Toc309459482"14.3.3竖向位移：(m)38HYPERLINK\l"_Toc309459483"14.3.4杆件轴力：(t)38HYPERLINK\l"_Toc309459484"14.3.5杆件应力：(t/m²)39HYPERLINK\l"_Toc309459491"15.锚固计算3316．抗倾覆计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。341工程概述和计算依据1.1工程概述主桥上部采用（50+80+50）m预应力混凝土连续箱梁。箱梁断面为单箱单室直腹板断面。箱梁顶宽16.75m，翼缘板宽4.0m，根部梁高5.2～2.5m，悬浇段腹板厚80cm～70cm～45cm，底板厚度为100cm～30cm，悬浇段顶板厚度28cm。箱梁1#+0#+1#块在托(支)架上施工，梁段总长12m，边、中合拢段长为2m；挂篮悬臂浇筑箱梁2#～4#块段长3.0m，5#～10#块段长4.0米，其中最重节段为5#块，重量为146.5吨。箱梁悬臂浇注采用菱形挂篮进行施工。1.2设计依据《xx特大桥工程桥梁》；《钢结构设计规范》《公路桥涵施工技术规范》《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》2材料允许应力及参数钢材弹性模量：E=2.1×105MPa密度：γ=7850Kg/m³泊松比：ν=0.3线膨胀系数：α=0.000012表1.钢材允许应力钢材允许应力（Mpa）应力种类符号钢号Q235BQ345B45#(调质）30CrMnTTi（贝雷销）40Si2MnnV(精轧螺纹钢筋))抗拉、抗压[б]1402002101105375抗弯[бw]1452102201105抗剪[τ]85120125585端面承压（磨平平顶紧）[бc]210300表2.焊缝允许应应力焊缝允许应力（Mpa）焊缝种类应力种类符号构件钢号Q235BQ345B对接焊缝抗拉、抗压[б]140200抗剪[τ]85120贴角焊缝抗拉、抗压和抗抗剪[τ]120150表3.螺栓和销轴轴连接允许许应力(MPa))螺栓的性能等级级、销轴和和构件的钢钢号普通螺栓销轴承压型连接高强强度螺栓抗拉[δ]抗剪[τ]承压[δc]抗弯[δ]抗剪[τ]抗拉[δ]抗剪[τ]承压[δc]普通螺栓4.8级145100销轴45号36012540Cr280承压型高强度螺螺栓8.8级21012510.9级构件Q235210Q3453003挂篮主要技术指指标及参数数（1）鉴于挂篮的悬灌灌节段分为为2种，分别是3.0m和4.0mm，每节段的重重量不一样样，那么挂挂篮施工总总荷载对挂挂篮主构架架及前后悬悬吊的受力力效果就不不一样，先先根据集中中挂篮的长长度及其在在单个节段段长度内的的最大混凝凝土施工方方量（5#块）对挂篮篮的受力进进行概算。（2）梁段最大分段段长度：44.0m；（3）梁段混凝土重重量：2..65t//m³；（4）人群及机具荷荷载：2..5KPPa；（5）施工荷载及混凝凝土冲击荷荷载取1.2；（6）抗倾覆稳定系系数2.00；4.计算方法法本设计计算采用用容许应力力法，荷载载的计算只只是计算实实际发生的的荷载，而而不再增加加荷载系数数。Q2355B钢材的弯矩矩容许应力力为145MMPa、剪剪切应力为为85MPa进行行控制。采采用迈达斯斯MIDAAS软件对挂挂篮进行建建模分析。混凝土容重根据据采用2.655t/m33，灌注混混凝土时考考虑混凝土土梁重的1.2倍作为超超灌荷载及及施工荷载载。5.挂篮主要要尺寸拟定定根据梁段的施工工节段长度度，以及11#+0＃1#段的长长度12m，拟定出出挂篮的主主要结构尺尺寸，主构构架的前端端长度是55.0m，后端中中心长度是是4.5m，底模前前后横梁纵纵向中心水水平距离是是5.0m。至于底模的宽度度、吊带及及吊杆的位位置情况，根根据梁段横横向尺寸及及预应力设设置情况来来确定。6.底模计算算6.1计算断断面5#节段的断面图如如下：6.2底模构构成底模分为底模纵纵梁、底模模板、底模模前横梁、底底模后横梁梁等四个部部分。如下下图所示：：6.3计算模模型：底模纵梁可以按按照简支梁梁进行简化化；底模前前后横梁则则可以简化化为连续梁梁，其支座座可以假定定为悬吊点点的位置；；对于底模模板采用木木模板或者者钢模板即即可。6.4腹板下下的底模纵纵梁计算6.4.1荷荷载计算经分析，5#段段截面腹板板下底模纵纵梁受力最最大，底模模纵梁按照照简支梁进进行计算的的跨度为66.0m，计算荷荷载长度是是4.0m。底模纵纵梁采用的的是H型钢4000*2000*8*113钢梁。根据混凝土箱梁梁腹板厚度度，腹板下下按照3根H型钢4000*2000*8*113钢梁作为边边纵梁承受受腹板荷载载，那么单单根H型钢承受受的混凝土土箱梁腹板板均布荷载载是：4.0m×22.92mm2×2.665×1..2/（4.0m××3根）＝3..1t/mm……荷载长长度是4..0m。6.4.2受受力模型根据挂篮底模的的设计图可可以看出，底底模纵梁在在后端的荷荷载起始点点是距后端端支点0..5m，荷载长长度是4..0m，计算跨跨度是6..0m。6.4.3计计算模型：：(tm)6.4.4竖竖向变形图图：(m)最大竖向挠度是是2mm<L//400=15mm。6.4.5应应力图：(t/m²)最大弯矩应力881.677Mpa<<[σ]=1445MPaa(可以通过)最大剪切应力221.888Mpa<<[τ]=855MPa(可以通过)6.4.6支支点反力图图：(t)从此图可以看出出，底模后后横梁承受受底模纵梁梁的单个支支点力是66.2t，底模前前横梁承受受的底模纵纵梁的单个个支点力是是6.2t。用此计计算结果进进行底模前前、后横梁梁的计算。6.5底板下下的底模纵纵梁计算6.5.1荷荷载计算混凝土箱梁底板板混凝土断断面最大面积是是3.511m2，用5根H型钢400*2000*8*113钢梁承受，那那么每根HH型钢承受的的混凝土均均布荷载是是：4.0m×3..51m2×2.665×1..2/（4.0mm×5根）＝2..23t//m……荷载长长度是4..0m6.5.2受受力模型根据挂篮底模的的设计图可可以看出，底底模纵梁在在后端的荷荷载起始点点是距后端端支点0.5m，荷载长长度是4..0m，计算跨跨度是6..0m。6.5.3计计算模型：：(tm)6.5.4竖竖向变形图图：(m)最大竖向挠度是是1mm<L//400=15mm。6.5.5应应力图：(t/m²)最大弯矩应力558.755Mpa<<[σ]=1445MPaa(可以通过)最大剪切应力115.744Mpa<<[τ]=855MPa(可以通过)6.5.6支支点反力图图：(t)可以看出，作用用于后下横横梁及前下下横梁的作作用力分别别为4.55t/4.55t。用此计算结果进进行底模前前、后横梁梁的计算。7.底模后横横梁计算7.1底模后后横梁悬吊吊组成底模后横梁是二二根HN400*200*8*13热轧H型钢组焊焊而成，共共8个吊点，其其中两个边边吊点是走走行时用，承受底模模纵梁传递递的集中荷荷载及自身身的均布荷荷载。集中中荷载大小小分别是66.2t（腹板下下部）和4.5t（底板下下部）。底模后横梁承受受荷载工况况分为浇筑筑混凝土工工况和挂篮篮走行工况况。浇筑混混凝土时底底模后横梁梁有6个悬吊点点，承受底底模自重和和混凝土荷荷载；而挂挂篮走行工工况时底模模后横梁只只有两个悬悬吊点，通通过精轧螺螺纹钢悬吊吊在平联上面，其其承受的荷荷载则是底底模自重。在挂篮走行工况况时，由于于挂篮底模模自重是约约10t，那么底底模后横梁梁承受5..0t，共11根底纵纵梁，每根根纵梁支点点反力按00.45tt计算。7.2底模后后横梁浇筑筑工况计算算7.2.1模模型简图：：(tm)7.2.2支支点反力：：(t)可以看出后悬吊吊的6个吊带的的受力大小小，分别是是7.7t、15.11t、7.1t、7.1t、15.11t、7.7t。7.2.3竖竖向变形图图：(m)可以看出，底模模后横梁中中部的竖向向变形最大大是向下00mm。7.2.4应应力图：(t/m²)最大弯矩应力114.266MPa<<[σ]=1445MPaa，满足要要求。最大剪切应力118.688MPa<<[τ]=85MPa，满足要要求。7.3底模后后横梁走行行工况计算算7.3.1模模型简图：：(t-m))7.3.2支支点反力：：(t)可以看出：挂篮篮走行时，底底模悬吊在在翅膀上的的荷载是22.5t（不含底底梁自身重重量）。7.3.3竖竖向变形图图：(m)可以看出，底模模后横梁的的最大竖向向挠度是333mm<L//400=40mm。7.3.4应应力图：(t/m²)最大弯矩应力444.833MPa<<[σ]=1445MPaa，满足要要求。最大剪切应力44.23MPa<<[τ]=85MPa，满足要要求。8.底模前横横梁计算8.1底模前前横梁悬吊吊组成底模前横梁是二二根HN400*200*8*13热轧H型钢组焊焊而成，66个吊点，承承受底模纵纵梁传递的的集中荷载载6.2t和4.5t荷载。故受力模型同底底模后横梁梁一模一样样。9.吊带计算9.1后吊带带受力及构构成根据以上受力分分析，吊带带的最大受受力是155.1t，采用φ32精轧螺纹纹钢为吊带带。吊带设计图如下下：9.2螺杆承承受力3.14*166*16**830MMPA=666.7吨＞15..1吨的2倍可以通过。。10.侧模计计算10.1侧模模构成侧模主要有侧模模板和侧模模吊梁（及及外导梁）组成，另外还有一些吊杆、滑轮等附属设备。10.2工况况分析从侧模总图可以以看出，侧侧模外导梁前端悬吊在在前上横梁梁，后端悬悬吊在已浇浇注混凝土土梁翼板上，浇浇注混凝土土工况时，侧侧模外导梁的前后后吊点距离离是5.0m，当侧模模走行到位位时，侧模模外导梁前后吊吊点的距离离是5+44=9mm。浇注混凝土工况况时，侧模模外导梁既要承承受侧模板板的重量，也也要承受其其上面混凝凝土箱梁的的翼板重量。走行到位时，侧侧模外导梁仅承受侧模模板重量及及机械、护护栏等荷载载。从设计图上可以以得出，侧侧模板通过过侧模骨架（一侧为6个）传递给给侧模外导导梁的集中中荷载为66个1.8775t(模板自重重40t/44+机械、护护栏1.225t等)，根据经经验乘以1.2的此荷载载系数，那那么每个侧侧模桁架对对侧模外导导梁的集中中荷载是22.25tt。另外混混凝土荷载载共计有66×3.266t（1.544m²×4m×22.65××1.2//6），总计是是6×（2.255+3.266）t=6×55.511t。11.3浇注注混凝土梁梁工况计算算11.3.1吊梁荷载载图示侧模吊梁（外导导梁）在浇浇注混凝土土时，前后后吊点距离离是5.0m。每侧侧模吊梁是由两组组2根双拼36b槽钢组焊焊而成。故每根根双拼36b槽钢荷载为为6×5..51tt/2=66×2.7755t11.3.2模型简图图：(tm)11.3.3吊点力：(t)后吊点是9.11t，前吊点点是7.44t，该荷载载用于前上上横梁的计计算。11.3.4竖向变形形：(m)最大竖向变形是是7mm<120000/400=30mm。11.3.5应力图：(t/m²²)最大弯矩应力1107.445MPa＜1455MPa，可以通通过。最大剪切应力114.111MPa＜85MMPa，可以通通过。11.4走行行到位工况况计算11.4.1吊梁荷载载图示侧模外滑梁在走走行到位且且模板也拖拖至前端时时，前后吊吊点距离是是9.0m。受力为6*2..25t//2=6**1.1225t11.4.2模型简图图：(tm)11.4.3吊点力：(t)后吊点是2.11t，前吊点点是4.77t。11.4.4竖向变形形：(m)最大竖向变形是是18mm＜12000//400==30mm，满足要要求。11.4.5应力图：(t/m²)最大弯矩应力888.499MPa，小于145MMPa，可以通通过。最大剪切应力77.28MMPa，小于85MPPa，可以通通过。经分析，在浇筑筑工况下，侧侧模吊梁的的前吊点的的受力最大大为7.44t，参与前前上横梁计计算。12.内模计计算内模内导梁采用用双拼槽钢36b，受力的的跨度和模模型与外导导梁完全一一致，内模模板通过内内模骨架传递给给内导梁的集中中荷载为66个0.5t(模板自重+机械、护护栏等)，根据经经验乘以1.2的此荷载载系数，那那么每个内内模桁架对对内滑梁的的集中荷载载是0.6t。另外混混凝土荷载载共计有66×2.699t（顶板2..54m²²×4m×2..65×11.2/22/6=2.699），总计是是6×（2.699+0.6）=6X3.299t。12.1内导导梁浇注混混凝土梁工工况计算12.1.1吊梁荷载载图示内导梁在浇注混凝土时时，前后吊吊点距离是是5.0m。内导梁是由2根36b槽钢组焊而成。11.3.2模型简图图：(tm)11.3.3吊点力：(t)后吊点是10..9t，前吊点点是8.99t，该荷载载用于前上上横梁的计计算。11.3.4竖向变形形：(m)受力区域最大竖竖向变形是是9mm<122000//400==30mmm。11.3.5应力图：(t/m²²)最大弯矩应力1128.332MPa＜145MPa，可以通通过。最大剪切应力116.866MPa＜85MMPa，可以通通过。13.前上横横梁计算13.1前上上横梁荷载载分析要检算前上横梁梁，首先必必须明确前前上横梁上上的受力：：除了底模模前吊带以以外，另外外就是侧模模和内模的的吊杆作用用，根据侧侧模和内模模的计算结结果。前上横梁采用二二根双拼18米的HN6000*2000*11**17热轧H型钢组成成，重量大大约是3..8t，另外考考虑到一部部分千斤顶顶等施工荷荷载，乘以以1.2的荷载系系数后得44.56tt，可用作2个菱形架架前点向下下荷载计算算（2.28t）。13.2模型型简图：(tm)13.3支点点反力：(t)支点反力是分别别为55..9t，55.99t。13.4竖向向位移：(m)中部最大竖向位位移是1mm。13.5应力力图：(t/m²)最大弯矩应力是是64.227MPa＜145MMPa，故此满满足要求。最大剪切应力是是26.377MPa＜85MPPa，故此满满足要求。14.主构架架计算主构架是挂篮的的主要受力力构件，处处于挂篮结结构的核心心位置，因因此主构架架的可靠性性直接决定定挂篮施工工的可靠性性，这就要要求主构架架具有足够够的强度、刚刚度和稳定定性。14.1结构构组成挂篮主构架为菱菱形结构，各各杆件之间间是钢销连连接。14.2荷载载及工况分分析主构架结构截面面为箱型（共4榀）自重重是16t，那么每每个主构架架承受的自自重是4t，该自重重荷载不计计入每根杆杆件自身内内力的计算算，只是计计入主构架架的整体计计算，且只只是作用于于前支点上上。前上横横梁计算结结果中最大大支反力是是55.99t。14.3结构构受力检算算14.3.1模型简图图：(tm)14.3.2支点反力力：(t)前支点反力是1122t，后锚点点需要锚固固力62..1t。14.3.3竖向位移移：(m)前点竖向位移为为13mm，不超过过规范容许许值(20mmm)，可以使使用。14.3.4杆件轴力力：(t)杆件轴力用于设设计各杆件件之间的连连接计算。Max==99.88t。14.3.5杆件应力力：(t/m²)从应力图中可以以看出，弯弯矩应力均均小于244.38MMPa＜145MMPa，均能通通过。从应力图中可以以看出，剪剪切应力均均小于122.25MMPa＜85MPa，均能通通过。15.1后锚点点砼强度计计算设主桁架后锚为为2道，总受受载荷为P为62.11T，则有：：后锚由4根Φ332精轧螺纹纹钢锚固，通通过预埋作作用与翼板板下混凝土土上，每根根精轧螺纹纹钢与混凝凝土连接位位置加设δ20×2200×2200垫板；考考虑受力不不均，偏于于安全计算算，取不均均匀分配系系数1.5，则有单单根精轧螺螺纹钢最