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1、菱形挂篮设计计算Xxxxxxxx2004-12-22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2主要技术参数 2挂篮构造2挂篮计算设计荷载及组合 3内力符号规定3第2章挂篮底篮及吊杆计算 42.11#块段重量作用下底篮各项指标计算 4腹板下面加强桁架纵梁的计算 4底板下普通纵梁的计算7底篮后横梁受力验算 92.1.4 底篮前横梁受力验算 12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1（混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载）15荷载计算15荷载组合I作用下主桁计算 153.2荷载组合11（混凝土重量+超载+混凝
2、土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载）19荷载计算193.3荷载组合 山（混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载）23荷载计算233.4荷载组合IV（挂篮自重+冲击荷载）25荷载计算25第4章 挂篮支点反力计算 274.1 计算挂篮自重作用下前后支点反力 28作用荷载284.2混凝土作用下挂篮支点反力 28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 ; 、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XXX
3、X，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 y =2.53.6563X /5.14及y =0.25 0.45x /5.14。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
4、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53.64134.13.541044.740267#块50.92127.33.537840.840268#块48.481
5、21.23.535037.440269#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挂篮设计主要技术参数 、砼自重 Gc= 26kN/m3; 、钢弹性模量Es = 2.1 X105MPa ; 、材料容许应力：Q235钢 J=145MPa,16Mn钢 4 J = 210Mpa,45#钢 J-220MPa, 140MPa ! I - 85M
6、Pa! - I - 200MPa ! I - 120MpaL -1 - 210MPa ! I - 125Mpa容许材料应力提高系数：1.3挂篮构造挂篮为菱形挂篮，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2145b普通热轧工字钢组成，底篮前横梁由2136b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128b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0.5
7、t，整个挂篮系统重47t，自重与载荷比为（以1# 为例）0.315: 1。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 o 、荷载组合荷载组合I :混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮
8、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；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。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。2.11#块段重量作用下底篮各项指
9、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。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，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（qn，q12分别表示梁段两端的线荷载）：q10.5 5.823 26 1.2 =90.839kN /mq12 =0.5 5.428 26 1.2 =84.677kN/m为便于计算，除侧模外，模板重量按 2.5kN/m 2计，模板荷载为：q2 =2.5 0.55 1.2 =1.65kN/m人群及机具荷
10、载为：q3 =2.5 0.55 1.4 =1.925kN/m倾倒和振捣混凝土产生的荷载；q4 = 220.55 1.4 =3.08kN /m底板混凝土重量为：q5 =0.55 0.7 26 1.2 =12.012kN / m加强纵梁上的均布荷载为：qi = q11 /2 q2 q3 q4 q5 二 64.087kN /m（1#块 i 端）qj = q12 /2 q2 q3 q4 q5 =61.006kN / m（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。 加强桁架纵梁空间图(黄色为8槽钢、青色为10槽钢)空 2$ 彰 Z3 ZZ Zl 20_13 18 _17 丄5 1
11、4 丄3 12 1110 98764321V373&3S343332-31芦2827(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520(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)10.09.60011.0271206202-72741.0-647.22284.7281102703-72741.0-628.02157.1291304604-72741.0-608.8233.5
12、301023905-72741.05819.1554.531-353256-72741.0-16576-486.232-863247-72741.0-3739.8-2517.833191018-72741.09096.8-1982.134-491689-72741.0219331120.9353777210-131220.0-209411230.536-9583111-131220.0-8103.9-1673.937-4109.312-131220.04732.7-2011.113-131220.017569219.114-131220.0-18669112.015-131220.0-5832
13、.6-2338.216-131220.07004-2221.017-131220.019841463.518-57111.0-15409859.919-57111.0-2572.1-938.220-57111.03855.8-809.821-57111.03875-36.722-57111.0-122.72327.623-57111.0-103.52305.024-57111.0-84.324286.225-57111.0-65.124271.2260.0-9.60011.0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=-20.941kN 。查表知10槽钢的截
