2022年菱形挂篮计算书

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1、绵阳二环路三期绵盐、石马、青义大桥合同段青 义 涪 江 大 桥现 浇 箱 梁 菱 形 挂 篮 计 算 书四川公路桥梁建设集团绵阳二环路三期绵盐、石马、青义大桥合同段项目经理部二一三年六月十七日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 27 页49304705000800710400100027301020800407550001、挂篮概况四川绵阳青义涪江特大桥连续梁挂篮总体布置图如图1 和图 2 所示。 由于挂篮受力明确，底板纵梁为简支结构，荷载由前后下横梁承担，通过吊杆传递到主构架上，故不需要建立整体模型， 本检算报告针对实际情

2、况， 针对各个构件建立计算模型进行检算。挂篮主要由三个系统组成：主桁承重系统、底篮和模板系统、走行系统。1主桁承重系统：主桁与前后横梁、行走装置、锚固装置、悬吊分配梁等。2底篮和模板系统：底篮、外模、内模、端模和工作平台等。3走行系统：行走滑轨、滑梁小车、后锚等。图 1 挂篮侧面图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 27 页图 2 挂篮正面图2、检算依据1 青义涪江特大桥施工图2 公路桥涵施工标准 JTJ20043 钢结构设计标准 GB50017-2003 4 混凝土结构设计标准 GB50010-2002 3、检算工况荷载组

3、合为：混凝土自重+超载+动力附加荷载 +人群机具荷载 +挂篮自重 +模板自重。3.1 检算工况精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 27 页根据试算结果， 1#块浇筑成型工况，为挂篮受力最不利荷载工况，所以本检算以1#块重量来进行挂篮结构件检算。根据设计图纸， 1#块段最大长度为3.2m，最大梁高为米，混凝土自重为，该工况下验算挂篮底篮、 后吊点系统、 挂篮主桁及前吊点系统。 此工况下后吊点系统受力最大。在该工况下验算挂篮行走系统及挂篮系统的稳定性。3.2 荷载组合荷载组合： 1#梁段混凝土自重 +超载+动力附加荷载 +挂篮自

4、重 +人群和机具荷载；荷载组合 II ：挂篮自重 +冲击附加荷载；荷载组合用于挂篮承重系统强度和稳定性计算；荷载组合II用于挂篮行走计算。4、设计参数及荷载取值1 材料参数钢筋砼容重 G砼3；弹性模量 E钢=2.0105Mpa 材料容许应力： Q235钢 w=145 Mpa， =85 Mpa 16Mn钢 w=305 Mpa 2 荷载系数超载系数为： 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：挂篮行走时的安全系数为K4=1.2；施工活载考虑如下因素：2计；2计；2计。3挂篮自重挂篮按照不同的构件分别计入。4检算模型建立精选学习资料 - - - - -

5、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 27 页本检算采用 Midas civil 2010进行整体建模分析，然后分部位对各杆件进行局部分析的方式进行说明：整体模型如下列图示：图 3 挂篮整体建模立体图5 底模系统检算底模纵梁为 NH350*175*6*10型 H型钢，腹板下设置 5 根，间距 , 其它底板下设 5根间距为 m ，经过分析 , 在浇筑 1#块砼时底纵梁受到最不利荷载, 所以采用在浇筑1#块混凝土的工况下对底模纵梁进行检算。5.1 腹板下纵梁腹板重量由 5 根 NH350*175*6*10型 H型钢纵梁承担荷载， 1 号块腹板厚度为 m ，块段两

6、侧梁高为。则每根纵梁均布砼宽度为0.18m,则腹板下每道纵梁承受荷载：腹板处混凝土自重 ( 线荷载)1q=0.18=kN/m；施工活荷载：2q=0.36.0=1.8 kN/m ；底模底板钢模 kN/m2 ：3q=0.3=0.3kN/m；构件自重在程序中自动计入。荷载总计：q=kN/m 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 27 页采用 MIDAS 计算结果如图 3 所示。图 4 1号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果a 变形图图 5 1号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果b剪力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

7、归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 27 页图 6 1号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果c弯矩图图 7 1号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果d剪应力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 27 页图 8 1号块施工阶段腹板下底纵梁计算结果e最大应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=143MPa=215MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=MPa =80MPa；最大变形： mmf=400l=4200/400=mm；1 号块施工阶段腹板下底纵梁的弯曲应力、剪切应力及变形均满足要求。底板下纵梁底板下普通纵梁NH350

8、*175*6*10型 H型钢间距按照 1.05m计算，底板下纵梁承受底板混凝土自重及施工活载，承受荷载：底板混凝土自重1q=50.873* =kN/m ；施工活荷载：2q=1.056.0=kN/m；底模底板钢模 kN/m2 ：3q=1.05=1.05kN/m；构件自重在程序中自动计入。荷载总计：q= kN/m。由些可以看出，同种型号的工字钢，底板处受到的均面荷载小于腹板下工字钢，此处可以略去检算过程。根据以上检算结果推知，底板处纵梁能够满足最不利施工工况受力要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 27 页6、下横梁检算6.

9、1 前下横梁检算前下横梁采用Q235B的32组焊而成，在施工1 号块时受力最大，腹板下每根纵梁向前下横梁传递的荷载为-81.2kN ，在底板下纵梁向前下横梁传递的荷载为-44.3kN ，采用 MIDAS 建模计算，前下横梁检算结果如图7 所示。图 9 1号块施工阶段前下横梁计算结果a 变形图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 27 页图 10 1号块施工阶段前下横梁计算结果b 剪力图图 11 1号块施工阶段前下横梁计算结果c 弯矩图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

10、10 页，共 27 页图 12 1号块施工阶段前下横梁计算结果d剪应力图图 13 1号块施工阶段前下横梁计算结果e最大应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=MPa=215MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=MPa =80MPa；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 27 页最大变形： mm f=400l=4800/400=12mm；后下横梁检算后下横梁采用 Q235b的 II45 组焊而成，在施工1 号块时受力最大，每根腹板下纵梁传递到后下横梁的荷载为-83kN，由底板下纵梁传递的荷载为-46kN，后下横梁计算结果如图

11、 8 所示。计算结果如图 8 所示。图 14 1号块施工阶段前下横梁计算结果a 变形图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 27 页图 15 1号块施工阶段前下横梁计算结果b 剪应力图图 16 1号块施工阶段前下横梁计算结果c 剪力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 27 页图 17 1号块施工阶段前下横梁计算结果d弯矩应力图图 18 1号块施工阶段前下横梁计算结果e 弯矩图最大弯曲应力：maxmaxMW=146MPa=215MPa；最大剪应力：max

12、maxQSIb=MPa =80MPa；最大变形： 16mmf=400l=8000/400=20mm；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 27 页1 号块施工阶段底板下前下横梁的弯曲应力、剪切应力及变形均满足要求。7、滑梁检算7.1 外滑梁外滑梁由内侧滑梁 232 和外侧辅梁 II18b 组成的检算分两种工况，第一种是承担外侧模板及翼缘板混凝土的自重；第二种工况是走行时， 外滑梁需要承受底平台吊挂集中载和外侧模模板自重。检算如下：第一种工况，通过试算，在这种工况下，外侧滑梁受力最不利，在施工至4 米节段时走行时，外侧滑受力最

13、大，受力如下：荷载总计：q=kN/m 。外滑梁外侧滑梁计算结果如图9 所示。图 19 1号块施工阶段外滑梁计算结果a变形图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 27 页图 20 1号块施工阶段外滑梁计算结果b 剪应力图图 21 1号块施工阶段外滑梁计算结果c组合应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=133MPa=215MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=MPa =80MPa；最大变形： mmf=400l=8000/40020mm；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -

14、第 16 页，共 27 页第二种工况是走行时，外滑梁32需要承受底平台吊挂集中载和外侧模模板自重。外梁在底平台吊挂集中荷载处在滑梁中部时最不利，集中荷载 48KN,外侧模均布荷载为 17KN/m 计算结果如下：图 22 1号块施工阶段外滑梁计算结果a 变形图图 23 1号块施工阶段外滑梁计算结果b 剪应力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 27 页图 24 1号块施工阶段外滑梁计算结果c组合应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=131MPa=215MPa ；最大剪应力：maxmaxQSIb=11MPa =80MPa ；最

15、大变形： f=400l=8000/40020mm ；综上, 外滑梁强度满足要求！7.2 内滑梁内梁梁与外滑梁大小一样, 采用两根 32 组焊而成，在浇筑 4 米长节段时受力更大，均布荷载为 -53.16KN/m, 侧计算结果见下列图 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 27 页图 25 1号块施工阶段内滑梁计算结果a 变形图图 26 1号块施工阶段内滑梁计算结果b 剪应力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 27 页图 27 1号块施工阶段内滑梁计

16、算结果c组合应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=127MPa=215MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=MPa =80MPa；最大变形： mmf=400l=8000/40020mm；所以内滑梁满足受力要求。8、前上横梁检算前上横梁采用 Q235b的 II56 加强型叠合梁， 支撑在主桁架上， 承受由前下横梁、内外滑梁传递的竖向荷载，施工1 号块时前上横梁受力较大，荷载如下：前下横梁外吊杆传递的竖向荷载：136KN ；前下横梁内吊杆传递的竖向荷载：317KN ；内滑梁传递的荷载： 71kN；外滑梁传递的荷载： kN。前上横梁计算结果如图11所示。精选学习资料 - - - - - - -

17、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 27 页图 28 1号块施工阶段前上横梁计算结果a 变形图图 29 1号块施工阶段前上横梁计算结果b 剪应力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 27 页图 30 1号块施工阶段前上横梁计算结果c 弯曲应力图最大弯曲应力：maxmaxMW=134MPa=215MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=68MPa =80MPa；最大变形： 15mmf=400l=7000/400=mm；前上横梁强度满足要求！9、主构架检算主构架承担前上横梁传递的竖向荷载，荷载值

18、为570kN 。主构架均由Q345b 的228b组焊而成，计算结果如图12 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 27 页图 31 1号块施工阶段主桁计算结果a 变形图图 32 1号块施工阶段主桁计算结果b 轴力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 27 页图 33 1号块施工阶段主桁计算结果c 剪应力图图 34 1号块施工阶段主桁计算结果d 最大应力图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2

19、4 页，共 27 页图 35 1号块施工阶段主桁计算结果e 支点反力图主桁最大弯曲应力：maxmaxMW=123MPa=145MPa；最大剪应力：maxmaxQSIb=MPa =80MPa；最大变形： 1mm2 挂篮灌注混凝土时的抗倾覆系数大于2。12、挂篮行走阶段抗倾覆验算12.1 倾覆力矩计算底模平台自重：1g=180kN 内模自重：2g=40kN 外模自重：3g=140kN 菱形主桁架：4g=70kN 风压：2，风载倾覆弯矩FMm 。倾覆力矩M：1234()5.0 1.3FMggggM=2800kN m 。后支座反力 R： R=2800/4=700kN 走行倾覆力： F =700kN 1

20、2.2 走行抗倾覆检算走行系统为后钩轮滚动走行后钩系统为销轴结构 , 为50 铬销轴双剪结构容许剪应力能提供的抗倾覆力为: 3.14*25*25*325*4=2551KN ；抗倾覆安全系数：n=2551/700=2 满足走行时的抗倾覆要求。13、销轴检算主桁各杆件连接采用 80 铬销轴，根据主桁轴力图知： 销轴最大受力为 1138KN ，销 轴 受 双 剪 ， 所 以 销 轴 在 最 大 轴 力 下 的 最 大 剪 应 力 为 ： max=N/2A=113MPa =160MPa ；销轴强度满足要求 ! 吊带销轴采用 50 铬销轴 , 根据后下横梁受力图知：销轴最大受力为455.5KN, 精选学

21、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 27 页销 轴 受 双 剪 ， 所 以 销 轴 在 最 大 轴 力 下 的 最 大 剪 应 力 为 ： max=N/2A=116MPa =160MPa ；所以吊带销轴满足受力要求！14 挂篮检算结论对青义涪江特大桥悬臂施工采用的挂篮进行了强度及刚度检算，得出如下结论：1 挂篮主桁架强度及刚度满足要求，可满足悬臂施工的需要；2 挂篮下后横梁满足强度及刚度要求；3 挂篮前下横梁及挂篮上横梁满足强度及刚度要求；4 挂篮后锚点锚固精轧螺纹钢筋满足强度要求；5 挂篮行走系统满足强度要求；6 挂篮浇筑混凝土时，后锚点及行走系统的抗倾覆系数均大于2，满足抗倾覆要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 27 页