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1、主桥箱梁挂篮结构验算书工程名称： 建设单位： 监理单位： 编制单位： 编制日期： xx第一章 挂篮设计1 设计依据1.1xx 大桥施工图纸 ；1.2 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；1.3结构力学 、 材料力学 、 桥梁工程 ；1.4钢结构设计规范 ；1.5路桥施工计算手册 ；2 工程概况主桥上部结构为 50+80+50m，主桥全长 505.2m，单箱单室变高度预应力砼连续箱梁，单箱底宽 6.5m，两侧悬臂长 2.75m，桥宽 12m，中支点处箱梁中心梁高 4.5m，跨中箱梁中心梁高 2.2m，梁高及底板厚均以二次抛物线变化。横隔板均设置了人孔以便施工。主桥箱梁采用三向预应力体系，
2、分为纵向预应力束、支点设置横向预应力钢筋和腹板设置竖向预应力钢筋。箱梁纵向分 0号现浇段、110 号悬臂浇注段、合拢段及边跨现浇段，其中 0 号块段长度为10m，悬臂纵向分段长度为 5*3m2*3.5m+3*4m，合拢段长度为 2.0m，边跨现浇段长度为 8.92m。主桥连续箱梁悬臂段采用三角挂篮悬臂浇筑法施工，全桥共投入 2 套（4 个）挂篮，各“T”构同时施工。悬灌梁段均一次浇筑成型，并在底板砼初凝以前全部浇筑完毕，避免产生裂缝。0#段采用在承台上搭设贝雷托架法施工，整个浇筑分二次成型，第一次浇注到腹板与翼板相接倒角处。边跨现浇段、合拢段采用搭设碗扣式满堂支架施工，在当天气温最底时一次浇筑
3、成型。 本情况如下：名称 砼（m3） 重量（t） 长度（m） 底板（cm ） 腹板（m） 顶板（cm）0# 100.5 261.3 5 120 1 281# 43.087 112.0262 3 74.4 0.8 282# 40.499 105.2974 3 66.6 0.8 283# 38.143 99.1718 3 59.5 0.8 284# 36.044 93.7144 3 53.1 0.8 285# 34.202 88.9252 3 47.4 0.8 286# 35.818 93.1268 3.5 42.5 0.5 287# 32.081 83.4106 3.5 37.6 0.5 288
4、# 35.302 91.7852 4 33.8 0.5 289# 34.308 89.2008 4 30.6 0.5 2810# 33.798 87.8748 4 28.6 0.5 28合计： 463.782 1205.833 393 挂篮设计3.1主要材料技术参数（1）钢筋砼自重 G 砼 =26KN/m3；（2）钢材弹性模量 E=2.1105 MPa；（3）材料允许应力Q235B钢w=140 MPa, =85 MPa;精轧螺纹钢w=785 MPa,16Mn钢板w=200 MPa, =120 MPa;45#钢w=220 MPa, =125 MPa;3.2 挂篮构造挂篮采用三角斜拉带式挂篮，挂篮
5、主梁为两根56#工字钢组合而成，立柱采用 I50#工钢，前后上横梁采用两根45#工字钢；前后下横梁采用两根45#工字钢组合而成。斜拉带采用 2根 200mm30mm钢板组合而成。主桁架的拼接采用 16锰结点钢板配合钢销连接，钢销采用直径 120mm45#钢销，在主桁架销孔处工字钢和斜拉带钢板受力处全部采用帮焊 16锰 A2钢板，钢板大小为400mm400mm厚度 20mm。底篮设置 16根纵梁，纵梁采用两根28#工钢拼接而成。挂篮前吊带采用精轧螺纹钢 10根，其中箱梁底部 6根，翼缘板 4根。后锚采用 8根精轧螺纹钢筋。挂篮加工完毕后全部焊缝进行无破损检测。挂篮共重70t，其中主桁系统 18t
6、，行走系统 10t，底篮 15.3t，提升系统 10.7t（前提升4.6t，后提升 6.1t）外模 12t，内模 2.5t，张拉操作平台 1.5t。箱梁最重的块为 1#块 112t，挂篮质量和箱梁块段重量之比（挂篮工作系数）：70/112=0.625第二章 挂篮结构复核验算1 设计工况及荷载组合通过对挂篮施工过程进行分析得出挂篮的设计工况如下：工况一：浇筑 1#块荷载组合为：混凝土自重+人群机具荷载+挂篮自重+模板自重；工况二：挂篮行走荷载组合为：挂篮自重+人群机具荷载+模板自重2 荷载取值 超载系数为：K1=1.05；混凝土浇筑时的动力系数：K2=1.2;挂篮行走冲击系数：K3=1.3；人群
7、机具荷载为 J=2.5 KPa；内外模板自重为 M=15t；箱梁 1#块砼重量 1120KN，其自重荷载在顺桥向方向成均匀分布，在横桥向方向成非均匀分布，具体见分布图 荷载分布布置图面积 a由 4根纵梁均分，面积 b由 8根加强纵梁均分，面积 c由 4根纵梁均分。3 挂篮结构计算3.1主桁架计算3.1.1荷载统计箱梁 1#块共重 112t，挂篮主桁系统 18t底篮重 15.3t，提升系统重10.7t，侧模重 12t，内模重 2.5t，张拉平台重 1.5t。人群机械荷载为2.5KPa，箱梁底模尺寸为 3m6.5m则人群机械荷载为 2.54.56=67.5KN。箱梁混凝土浇筑考虑 1.05的超方系
8、数。一侧挂篮系统有两个挂篮桁架组成，而且以上荷载总重由箱梁前端和挂篮桁架前端两者各承担一半，则挂篮单侧桁架前端所承受荷载为：G=(1121.05+15.3+10.7+12+9+2.5+1.5)2210=421.5KN3.1.2 挂篮主桁架强度验算建立三角挂篮体系受力计算模型如下：挂篮斜拉杆和主梁采用销轴连接，所以在计算总都采用铰接计算。以上计算单元受力为受集中荷载，集中荷载受力点为 3#结点，挂篮在工况一情况下受力简图为：在工况一情况下挂篮个杆件内部受力详见下图：挂篮个杆件截面特性为：主梁： A=135382=27076 mm2；Ix=6557600002=1311520000mm4；Wx=2
9、3420002=4684000mm3；立柱：A=119252=23850mm2；Ix=4647200002=89440000mm4；Wx=18588802=3717760mm3 斜拉带：W=4002cm3=800103 mm3I=80002cm4=16000104 mm4E=2.1105 MPaA=602=120cm2=12000mm2通过结构力学求解器计算挂篮各杆内力见下图：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩-1 -0.00000003 -334.523809 0.00000000 -0.00000003 -334.
10、523809 -602142.8572 -489.154555 165.500847 -602142.857 -489.154555 165.500847 142610.9553 -489.154555 -28.5221911 142610.955 -489.154555 -28.5221911 -0.000000014 -0.00000002 0.00000000 -0.00000002 -0.00000002 0.00000000 0.000000015 699.497560 -0.00000000 0.00000000 699.497560 -0.00000000 -0.00000000
11、6 -950.046847 0.00000000 -0.00000000 -950.046847 0.00000000 -0.000000007 664.674470 -0.00000000 0.00000000 664.674470 -0.00000000 -0.00000000-根据上图各杆件内轴力为：N主梁=489.154555KNN立柱=950.046847KNN斜带= 699.497560KN根据以上各杆件截面积计算杆件内部应力：AN：杆件内部应力；N：杆件轴心压（拉）力；A：杆件截面积；：轴心受压构件的纵向弯曲系数，根据各杆件长细比查路桥施工计算手册得主桁架个杆件纵向弯曲系数为 0
12、.9经过计算个杆件的内部应力为： 主梁=489154.55270760.9=20.07MPaw=140 MPa, 立柱=950046.8238500.9=44.26MPaw=140 MPa, 斜带=699497.56120000.9=64.7MPaw=140 MPa,经过以上验算，挂篮主桁架强度满足施工需要，结构安全。3.1.3 挂篮主桁架刚度验算 根据结构力学求解器计算得到，在挂篮最大荷载下即工况一，挂篮个杆件杆端位移，见下图：根据计算，各杆端位移值见下表-1。 表-1挂篮主桁架位移计算表杆端位移值 ( 乘子 = 1)-杆端 1 杆端 2单元码 u -水平位移 v -竖直位移 -转角 u -水平位移 v -竖直位移 -转角-1 0.00000000 -0.07580751 0.00007581 0.00000000 0.00000000 0.000075812 0.00000000 0.00000000 0.00007581 0.01154999 0.01383765 -0.000013243 0.01154999 0.01383765 -0.00001324 0.00000000 0.12111230
