挂篮结构计算书Word下载.docx
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箱梁纵向悬浇分段长度为（3×
3.5m＋2×
4m），箱梁墩顶现浇块件（即0、0b号块）总长11m，中跨合拢段长度为2.0m，边跨合拢段长度为2.0m，边跨现浇段长度为3.92m。
悬臂浇筑梁段中最大重量为95.8吨，双挂篮自重按50吨考虑，中跨合拢段施工吊架自重按30吨考虑。
山塘大桥箱梁采用C55混凝土，箱梁节段参数见表2-1，其中6#梁段为边跨现浇段，7#梁段为边跨合龙段，8#梁段为中跨合拢段。
表1箱梁节段主要参数表
节段号
1
2
3
4
5
6
7
8
节段长（m）
11
3.50
4.0
3.92
2.0
方量（m3）
123.7
38.3
36.1
33.9
32.2
31.6
52.5
17.6
节段重（t）
411.6
95.8
90.3
84.8
80.5
79
131.3
44
最大悬臂段重量为1号梁段95.8t。
第二章挂篮设计及荷载描述
山塘大桥（30m+50m+30m）连续梁采用三角挂篮施工，主要构造有主桁架系统、轨道系统、前上横梁、模板系统、导梁、底篮、防护系统等组成。
如图
图2.1挂篮构造示意图
2.1、主桁系统
主桁为三角桁片，由立柱、轨道横梁、斜拉带组成。
每个挂篮由两片三角形组合梁。
两片组合梁由设在立柱间的连接系统形成门架结构。
主桁架由2根36a槽钢对扣加工而成。
斜拉带与立柱、轨道横梁的连接均采用40Cr插销铰接。
上横梁采用2根I50a型钢加工而成（双拼工字钢）。
2.2、底篮系统
底篮由前横梁、后横梁、纵梁组成。
前、后横梁采用2根I36a型钢加工而成（双拼工字钢），纵梁采用I28b焊接在前后横梁上。
2.3、模板系统
内外侧模板采用吊挂式，底模采用焊接在底纵梁上。
均采用δ=6mm钢板。
2.4、锚固系统
挂篮尾部通过锚杆与箱梁腹板中的Φ32竖向精轧螺纹钢PSB930链接。
锚固扁担梁可根据竖向精轧螺纹钢的位置调整，挂篮单根主梁上锚固精轧螺纹钢为4根。
2.5、悬吊系统
悬吊系统由底篮悬吊和外模悬吊两部分组成。
底篮悬吊系统采用精轧螺纹钢作为吊杆。
外模悬吊通过精轧螺纹吊挂外导梁形成。
2.6、行走系统
挂篮的主梁下方分别设有前、后两个支腿及相应配套的滑道，在主桁尾部设有反扣轮支撑在行走轨道上，挂篮的前移可采用穿心式千斤顶或者高强度受拉葫芦。
为保证挂篮行走安全，在轨道前端设纤维装置，以防止挂篮滑出轨道或者箱梁前端引起挂篮倾覆。
2.7、挂篮设计
1、主要技术指标
（1）取最重悬浇段1号段（96t）为最不利工况；
（2）混凝土容重取26kN/m3；
（3）考虑箱梁混凝土浇注时胀模等因素的超重系数取1.05；
（4）浇注混凝土时的动力系数取1.2；
（5）挂篮空载行走时的冲击系数取1.3；
（6）浇注混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数取2；
（7）吊带及精轧螺纹钢筋吊杆的安全系数不小于2：
（8）施工人员及施工机具产生的荷载标准值取2.5kN/m2：
（9）振捣荷载：
4kN/m2：
（10）挂篮主桁最大重量梁段1.1倍。
2、设计参数
（1）超载系数、取混凝土浇筑涨模系数1.05；
（2）挂篮允许最大变形（包括吊带变形的总和）20mm以内；
（3）施工时、行走时的抗倾覆安全系数大于2：
（4）自锚固系统的安全系数大于2：
3、参数取值
（1）风速取最大值10级风速V=34m/s
（2）材料性能取值
弹性模量E=2140GPa；
泊松比μ=0.3；
密度ρ=7850kg/m3；
剪切模量G=81GPa；
Q235钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=205MPa；
吊杆PSB930抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=750MPa；
抗剪设计强度fv=125MPa。
4、荷载组合
挂篮悬浇施工中，主要有以下四种工况：
浇筑即将完成满载情况
底板浇筑完成后，浇筑腹板时混凝土布料高度差形成的偏载
浇筑完成满载且风荷载存在
挂篮行走
各工况对应的荷载组合及变形验算时的荷载组合如下。
荷载组合
：
混凝土重量（考虑动力影响）+挂篮自重+施工荷载；
；
挂篮自重（考虑行走冲击影响）+风荷载；
混凝土重量（考虑超载影响）+挂篮自重+施工荷载。
用于验算挂篮各构件的强度、稳定性、与抗倾覆性，荷载组合
用于挂篮行走验算，荷载组合
用于变形计算。
5、计算模型
图2.2挂篮计算模型
边界条件：
立柱顶端采用铰接，斜拉带与主纵梁连接时释放梁端约束形成铰接。
结构自重荷载由程序自动加载计算。
第三章结构计算分析
3.1、荷载取值计算：
单侧翼缘板混凝土自重G1：
面积A1=1.245，长度L=3.5m
G1=1.245x3.5x26=113.3kN
顶板混凝土自重G2：
面积A2=2.278，长度L=3.5m
G2=2.278x3.5x26=207.25kN
底板混凝土自重G3：
面积A3=3.269，长度L=3.5m
G3=3.269x3.5x26=297.48kN
单侧腹板混凝土自重G4：
面积A4=1.98,长度L=3.5m
G4=1.98x3.5x26=180.18kN
侧模自重G5=46.7kN
内模自重G6=56kN
底模自重G7=27kN
3.2.结构强度验算
混凝土重量（考虑动力系数1.2影响）+挂篮自重+施工荷载（振捣荷载+机具荷载）；
结构的拉、压应力如图：
图3.1挂篮结构最大拉、压应力图
桁架立柱所受的压应力最大值为110MPa，弯曲应力为78MPa，均小于容许应力205MPa。
满足要求。
吊杆所受最大拉应力为273.2MPa，小于容许应力750MPa，且吊杆安全系数K=750/273.2=2.74>
2。
均满足要求。
各构件所受剪应力最大值为62.1MPa，小于容许应力125MPa，安全系数K=125/62.1=2.01>
2；
弯曲应力最大值为78.79MPa，小于容许应力205MPa，安全系数K=205/78.79=2.6>
2，均满足要求。
图3.2挂篮结构剪应力图
3.3结构刚度验算
挂篮结构的变形如下图
图3.3挂篮变形图
由上图可知结构结构在荷载组合
作用下的竖向变形最大为20mm，在下横梁中点处，满足要求。
3.4结构稳定性验算
立柱采用2根36a槽钢对扣加工而成，立柱高为3.5m，截面面积A=1.361800e-002m^2。
立柱所受压力为1497kN。
属于压杆稳定验算。
Ix=0.4h=14.4
Iy=0.5b=9.6
λx=L/Ix=350/14.4=24.3
λy=L/Iy=350/9.6=36.5
稳定系数φx=0.957φy=0.912
fx=N/φxA=1497/（0.957*0.013618）=115.15MPa<
205MPa。
fy=N/φyA=1497/（0.912*0.013618）=119.09MPa<
稳定性满足要求。
3.5结构抗倾覆验算
3.5.1、施工状态倾覆稳定性验算
图3.4.结构支反力图
单根后锚压杆允许受力为600kN。
单侧主桁架后锚支反力合力为826.8kN。
单侧后锚压杆至少为4根，则自锚固安全系数K=2400/826.8=2.71>
2，满足要求。
2、行走状态倾覆稳定性验算
挂篮自重（考虑行走冲击系数1.3影响）+风荷载
挂篮行走时挂篮后锚部分为反扣轮反勾在组焊的轨道上。
挂篮空载时反扣轮需提供的反力合力为R=216.7kN。
轨道压杆所需最大压力为216.7kN（至少压两道），行走过程中自锚固安全系数为K=1200/216.7=5.53>
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