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1、26Xxxx大桥菱形挂篮设计计算Xxxxxxxx2004-12-22目 录目 录1第1章 设计计算说明11.1 设计依据11.2 工程概况11.3 挂篮设计21.3.1 主要技术参数21.3.2 挂篮构造21.3.3 挂篮计算设计荷载及组合31.3.4 内力符号规定3第2章 挂篮底篮及吊杆计算42.1 1#块段重量作用下底篮各项指标计算42.1.1 腹板下面加强桁架纵梁的计算42.1.2 底板下普通纵梁的计算72.1.3 底篮后横梁受力验算92.1.4 底篮前横梁受力验算122.1.5 吊带 (或精轧螺纹钢) 计算14第3章 挂篮主桁计算153.1 荷载组合I(混凝土重量+超载+动力附加荷载+
2、挂篮自重+人群和机具荷载)153.1.1荷载计算153.1.2 荷载组合I作用下主桁计算153.2 荷载组合II(混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载)183.2.1 荷载计算183.3 荷载组合III(混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载)213.3.1 荷载计算213.4 荷载组合IV(挂篮自重+冲击荷载)233.3.1 荷载计算23第4章 挂篮支点反力计算254.1 计算挂篮自重作用下前后支点反力254.1.1 作用荷载254.2 混凝土作用下挂篮支点反力26第1章 设计计算说明1.1 设计依据、xxxx施工图设计；、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；、
3、钢结构设计规范GBJ17-88；、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。1.2 工程概况本主桥作为国道主干线xxxx一座特大型桥梁，跨越xxxx，主桥桥跨组成为70+110+110+70m的变截面单箱双室连续梁，采用垂直腹板。箱梁顶宽17.35m，底宽10.25m，翼缘板长3.55m，支点处梁高6.3m，跨中梁高2.5m，梁高及底板厚按二次抛物线变化，其方程为及。腹板厚100cm（支点）40cm（跨中），底板厚度为70cm（支点）25cm（跨中），顶板厚度保持26cm不变，设支点横隔板及中跨跨中横隔板。箱梁顶面设2单向横坡，腹板上方设通气孔。箱梁0#块梁段长度为
4、10m，边、中合拢段长度为2m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为149.1t。该桥箱梁悬臂浇注拟采用菱形挂篮进行施工。Xxxx特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工其各块段基本情况如下表1-1所示。表1-1 各梁段基本情况名称砼(m3)重量(吨)长度(m)高度(cm)底板厚(cm)腹板(cm)顶板(cm)1#块59.64149.135827050262#块56.52141.335426150263#块53.6134350656.550264#块50.88127.2347152.350265#块48.44121.1344048.350266#块53.64134.13.541044.740
5、267#块50.92127.33.537840.840268#块48.48121.23.535037.440269#块46.41163.532634.4402610#块50.84127.1430531.8402611#块48.96122.4428529.4402612#块47.32118.3427027.5402613#块46.52116.3425826.1402614#块45.92114.842522540261.3 挂篮设计1.3.1 主要技术参数、砼自重GC26kN/m3；、钢弹性模量Es2.1105MPa；、材料容许应力：容许材料应力提高系数：1.3。1.3.2 挂篮构造挂篮为菱形挂篮
6、，菱形桁片由230普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前横梁由2I45b普通热轧工字钢组成，底篮前横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮后横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮腹板下加强纵梁为由8和10普通热轧槽钢组成的桁架，底篮底板下加强纵梁为I28b普通热轧工字钢，吊杆采用32精轧螺纹钢。主桁系统重7.8t、行走系统重4.6t、底篮8.6t、提升系统重10.7t、外模重10.8t、内模系统重4t、张拉操作平台重0.5t，整个挂篮系统重47t，自重与载荷比为（以1#为例）0.315：1。1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混
7、凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。1#块段长度为3m，重量为149.1t；施工机具及人群荷载：2.5kMPa；挂篮自重：47t；混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。、荷载组合荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；荷载组合II：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合III：混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合IV：挂篮自重+冲击附加荷载
8、；荷载组合I、II用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载III用于刚度计算（稳定变形）计算；荷载组合IV用于挂篮系统行走计算。1.3.4 内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定。第2章 挂篮底篮及吊杆计算挂篮底篮计算荷载：箱梁荷载：取1#块计算，1#块梁段长度为3m，重量为149.1t，施工机具及人群荷载；2.5kPa。2.1 1#块段重量作用下底篮各项指标计算1#块段长度为3m，重量为149.1t，恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4。2.1.1 腹板下面加强桁架纵梁的计算箱梁梁段两端高度分别为5.823m和5.428m
9、，加强桁架纵梁间腹板宽0.5m（由两片加强桁架纵梁承受），加强桁架纵梁与其它加强纵梁的间距为0.55m，混凝土荷载为(q11，q12分别表示梁段两端的线荷载)： 为便于计算，除侧模外，模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：人群及机具荷载为：倾倒和振捣混凝土产生的荷载；底板混凝土重量为：加强纵梁上的均布荷载为：(1#块i端)(1#块j端)加强纵梁（桁架梁）的受力及计算模型如图2-1所示。(a) 加强桁架纵梁空间图(黄色为8槽钢、青色为10槽钢)(b) 加强桁架纵梁单元划分图Q=64087N/m(c) 加强桁架纵梁单元加载图(d) 加强桁架纵梁构造图图2-1 加强桁架纵梁计算模型桁架杆件内力如
10、下表2-1所示，支点反力分别为109.05kN(内端)和85.017kN(外端)。表2-1 底篮加强桁架纵梁内力单元号轴力(N)剪力(N)弯矩(N-m)单元号轴力(N)10.09.60011.0271206202-72741.0-647.22284.7281102703-72741.0-628.02157.1291304604-72741.0-608.8233.5301023905-72741.05819.1554.531-353256-72741.0-16576-486.232-863247-72741.0-3739.8-2517.833191018-72741.09096.8-1982.1
11、34-491689-72741.0219331120.9353777210-131220.0-209411230.536-9583111-131220.0-8103.9-1673.937-4109.312-131220.04732.7-2011.113-131220.017569219.114-131220.0-18669112.015-131220.0-5832.6-2338.216-131220.07004-2221.017-131220.019841463.518-57111.0-15409859.919-57111.0-2572.1-938.220-57111.03855.8-809.
12、821-57111.03875-36.722-57111.0-122.72327.623-57111.0-103.52305.024-57111.0-84.324286.225-57111.0-65.124271.2260.0-9.60011.0根据上述模型计算结果可得，加强桁架纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为=0.37cm480/400=1.2cm，满足整体变形要求。但上弦杆在荷载作用下，杆件局部竖向变形达3.2mm，须注意加强局部杆件刚度。由上表可知，上弦杆(15号单元)最大轴力为N=-131.22kN(压力)，相应的弯矩为M=-2.338kN-m；最大剪力(10号单元)Q=-20.9
13、41kN。查表知10槽钢的截面特性参数为：应力为：(满足要求)。剪应力：(满足要求)。端腹杆(29号单元)最大拉力为N=130.460kN，杆件为10槽钢，其拉应力为：(满足要求)内腹杆(36号单元)最大压力为N=-95831N，杆件为8槽钢，杆件长度为L0=1.442m，其计算长度为0.8L0，稳定性计算如下：8槽钢截面特性为：长细比为：，查表得(满足要求)由上述计算可知加强桁架纵梁的各构件强度满足要求，受压腹杆稳定性也满足要求。2.1.2 底板下普通纵梁的计算 计算普通纵梁强度计算混凝土高度按距腹板外边1m的底板厚度0.7m，普通纵梁间距为0.66。混凝土荷载：模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：人群及机具荷载：倾倒和振捣混凝土产生的荷载：加强纵梁上的均布荷载为：普通纵梁为I28b普通热轧工字钢，纵梁计算模型和受力如下图2-
