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1、三角形挂篮主要构件检算书1 三角形挂篮概述根据坪岗 2#大桥的特点，本桥悬臂施工采用三角形挂篮。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3.964m 5.1m0.6m4.8m 3.9645.12584870 16Mn(
2、L)2 16M(L)20a 240a20aB DCA 前 上 横 梁 240a前 吊 带后 吊 带 千 斤 顶走 行 轨 道 （ 纵 移 钢 滑 道 ） 前 下 横 梁 2I40a后 横 梁 2I40a千 斤 顶箱 梁 底 板滑 梁 外 模后 锚 系 统 挂 篮 后 支 腿 挂 篮 前 支 腿纵 梁 23a挂 篮 主 构 架 张 拉 平 台图 1 三 角 形 挂 篮 立 面 示 意 图挂篮承重主构架的斜拉板，材料采用 16Mn 钢，=200MPa，w=210MPa，=0.6=120MPa。挂篮承重主构架的下弦杆、前上横梁、前下横梁及后横梁均由 240a 槽钢组成，底纵梁由 232a 槽钢组成，
3、均采用 Q235 钢材，E=2.110 5MPa，=215MPa，=125MPa。前、后吊带均采用截面规格为 25020mm 的 16Mn 钢板条；当前吊带需接长时，采用 2 根截面规格为 25020mm 的吊带（采用 16Mn 钢板条）与 1 根截面规格为 25020mm 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=0.7825MPa= 577.5MPa，容许剪应力=0.6=346.5MPa。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
4、应力=0.7750MPa= 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=0.7750MPa= 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
5、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 1.66 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 /m345.33 m3=117.858t，取为 118t，则G=1.66118t=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：BACDG=qLFF图 2 tGFD49164213 主桁架支承点反力计算及后锚系
6、统的检算计算图式见图 2 所示。0AM kNttFFDC 4.120.496.30964.315C ttA .63.校核： CD0120FA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）2.5 252510=154625.1=154.625t 63.04t，满足要求。抗倾安全系数：K=154.62563.04=2.45K=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 杆件的刚度和拉板 L2 强度即可。（1）CD 压杆的刚度检算CD 压杆的截面见图 4 所
7、示。CD 压杆的自由长度 l0=5.1m。据资料查得40a 槽钢的截面积A=75.04cm2，惯性矩 Ixc=17577.7 4，惯性矩 Iyc=592 4，z 0=2.49cm。 则 CD 压杆的截面积、惯性矩为：Am=275.04=150.08cm2Ix=2Ixc=217577.7 4=35155.4 4 Iy=2(Iyc+a2A) =2592(102.49) 275.04 =9648.527 4惯性半径： cmAIrmx3.1508.3图 4Iyy 2.7964长细比（刚度）： ，刚度满足要求； 103.15020 rlx，刚度满足要求。6.2.80ly（2）BC 压杆的强度检算BC 压
8、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=4.8m。对于轴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：AN压式中 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。9.253.109640xrl根据 x 查表(c 类)得：=0.93 MPaMPacmkgAN1862093. 7.4/5.74. 23压强度满足要求。（3） 拉板计算只计算 L2 MPaMPacmkgAF2027.136/67.132)15(76.82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 1502
9、0mm 的吊 带位置，且位于销轴处的最薄弱断面即可（见图 5） 。MPaMPacmkgAF203.16/3.165492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。MPaPacmkgdF5.3468.124/8.1270. 2剪应力满足要求。=t销 轴图 q前 下 横 梁 40前 吊 带前 上 横 梁 .3m540.3m2.7=54m360箱 梁 底 板 宽 度 B=6图 7 挂 篮 前 端 构 造 示 意 图PaPacmkgc5.79/90922压 F9t销 轴图 m吊 杆m吊 杆吊 杆 承压强度满足要求。6 前下横梁检算挂篮前端
10、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同） ，在底板 6.0m 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 1.6 倍考虑（即最大试压荷载） ，由于底横梁只承受腹板、底板砼及其施工荷载，即砼 （5.488+3.18）*3.5*2.6=78.879T模板及其施工荷载 5+2+5=12T合计 78.879+12=90.879T90.879*1.6=145.406T则均布荷载 q=0.5G/B=0.5145.406t6.0m=12.12t/m（见图 9） 。最大剪力： tQ714.
11、32.035.2max最大跨中弯距： tM605.43 5.10.3.ax查相关资料得 2I40a 工钢的截面面积A=286.07cm2；截面模量 Wx=21085.7cm3；惯性矩 Ix=221714.0cm4。最大剪应力：MPaPacmkgAQ 1250.19/04.197.862432maxa 最大弯曲应力：图F=G63tq/m74 MPaPacmkgWMx 2158.20/1.2087.15643maa 最大弯曲应力不超出容许强度，此项是控制挂篮承载力的一项指标。检算弯曲应力及跨中挠度。PaPacmkg2158.20/15.2087.152643maxa 强度满足要求。悬臂端对中跨的影
12、响弯矩： 24.qMe跨中挠度：mLmLEIEIqLfe0135.4014.0 163.084.272.5.31638425 22max 挠度不满足要求。但实际施工时只需加载 1.4 倍即可， 0.0144*0.875=0.0126m.可。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。前吊点侧面荷载 砼 （1.2*3.5*2.6）/2=5.46T模板及其施工荷载 3.85+2.5=6.35T加系数 1.6 （6.35+5.46）*1.6=18.896T最大剪力 tQ26.53.491*86.max查相关资料得 2I40a 工字钢截面积 A=2*86.07cm
13、最大剪应力 MPaPacmkgA1256.14/.460782.axa 图 103.42=68m57前中吊点顶板砼 （2.37*3.5*2.6）/2=10.783T施工荷载 2+5+2.4=9.4T一个中吊点分力 （10.783+9.4）/2*1.6=16.15T通过与外侧吊点荷载比较内中吊点有较大的安全系数；故不需再计算强度。按端固梁计算 mLmlaEIlPf0135.40 012.)4.53(1027410.24.562 85max 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。tQ57.293.16
14、.49max近似计算（不考虑悬端对中跨的影响）mtM.8.2maxPaMPackgAQ12554.1/4.0762.aaxMPaPacmkgWx 2152.13/9.2317.0825ma 强度满足要求。悬臂端对中跨的影响弯矩： 22.qqMe跨中挠度：=6m9图FG/t0qmLmLEIEIqLfe09.462.3048.0 164.382.517512. 9.28425 22max 中挠度满足要求。9 底纵梁检算底纵梁由 232a 槽钢组成，采用 Q235 钢材，E=2.110 5MPa，=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
15、再验算其抗剪强度和挠度。由于腹板下底纵梁承载荷载较底板下底纵梁荷载大很多故只对腹板下底纵梁验算。模板重 1.2T 砼重 5.488*3.5*2.6/2=24.97T施工荷载（腹板顶） 2.5T 则合计荷载 24.97+1.2+2.5=28.67T1.6=45.872Tq=G/b=45.872/4.6=9.97 t/mM A=0，F B=（a+b/2）G/L=（0.5+2.3）45.872t/5.1=25.18tM B=0，F A=（b/2）G/L=2.345.872t/5.1=20.69t校核：F A+ FB=25.18t +20.69t =45.87t当剪力 Q=0 时，此处的弯矩最大。假定Mmax 位于距 B 点 x 米，则：Q= FBqx=（a+b/2）qb/Lq
