主桥挂篮计算书.docx

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主桥挂篮计算书主桥挂篮计算书一、工程概况及计算依据1.1、工程概况南京机场高速公路包含主线、东、西集散车道，均跨越秦淮河新河相交，本次施工的桥梁为东、西集散车道跨秦淮河新河大桥。

东集散车道跨秦淮新河桥梁墩号、桩号范围：

Pe13Pe16，K4+026.57K4+226.57；西集散车道跨秦淮新河桥梁墩号、桩号范围：

Pw13Pw16，K4+026.54K4+226.54，桥梁结构采用单箱单室斜腹板预应力混凝土箱梁，桥梁全宽15.5m，中墩及边墩顶梁高为5.4m、2.7m，变高梁以腹板斜率不变，变底板宽度来实现。

主要施工工艺：

箱梁采用对称悬臂浇筑法施工，边跨现浇段搭设支架浇筑，先边跨合拢再中跨合拢。

上部结构主梁为预应力混凝土变截面箱梁，跨径组合54+92+54m。

中支点梁高5.4m高跨比1/17.04；跨中梁高2.7m，高跨比1/34.07。

箱梁高度按2次抛物线线形变化，边跨与中跨梁高对称。

桥梁截面为单箱单室斜腹板箱型截面，箱梁顶板宽15.2m，设置单向2%横坡；底板横向为平坡。

截面尺寸：

顶板厚28cm；底板厚3080cm；腹板厚4585cm；悬臂板长度3.7m，挑臂根部厚55cm。

在墩顶及中跨跨中设置横梁。

箱梁节段长度0#块为12.0m，其它节段长度33.0m+43.5m+44.0m，共11节段。

合拢段长2.0m。

全桥共设1个主跨合拢段和2个边跨合拢段。

各节段梁体参数表节段编号边跨现浇段合拢段11#10#9#8#7#节段长度（cm）6.882.04.04.04.04.03.5节段重量（t）248.051.1102.43103.42104.16114.24113.71节段编号6#5#4#3#2#1#0#节段长度（cm）3.53.53.54.03.03.03.0节段重量（t）121.17126.71133.05119.65125.36131.49690.991.2、计算依据1、机杨高速东西集散车道跨秦淮河新河大桥施工图纸（第二册）；2、我单位积累的成熟技术、科技成果、施工方法以及从事类似工程的施工经验；3、公路桥涵施工技术规范（G/TF50-2011）；4、公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）；5、路桥施工计算手册人民交通出版社；6、公路钢木结构设计规范（JTJ025-1986）。

1.3、计算荷载参数取值1、施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

计算模板及直接支撑模板的小棱时，取2.5KN/m2；计算直接支撑小棱的梁或拱架时取1.5KN/m2；计算支架立柱及支承拱架的其它结构构件时取1.0KN/m2；2、振捣荷载2.0KN/m2；3、模板、支架自重：

0.750KN/m2；4、钢筋混凝土容重取：

；5、钢材弹性模量取：

；6、A3钢力学性能：

轴心应力；弯曲应力；剪应力（其容许应力按临时结构组合提高1.3倍）；4、计算模型本项目采用三角桁架片组成的三角挂篮，挂篮按最重节段4#重量为1330.5KN进行设计，其主要技术指标见。

挂篮设计参数表项目设计参数设计承载能力（吨）180挂篮总重（吨）48挂篮自重最重悬浇梁段重量比值0.36挂篮主桁安全系数2.5挂篮承重时抗倾覆安全系数2.0挂篮行走时抗倾覆安全系数2.0挂篮前吊杆最大变形量（mm）5.3挂篮主承重桁架弹性挠度（mm）9.0挂篮累计最大变形量（mm）14.3本桥挂篮采用三角桁架式挂篮，挂篮主要由主桁三角架及连接器、底模系统、侧模系统、内模系统、横梁系、悬吊系、支垫梁及轨道梁等组成。

（1）、主桁三角架：

由主桁三角桁架由立柱、斜拉杆、主梁组成。

主梁由2根40b型钢加工而成，共长11.0m，是挂篮主要的承重结构。

挂篮两根主梁之间设有平联、斜联，以减少负荷后侧向变形，增加整体稳定性。

每片主桁立柱由2根32b型钢加工而成，长420cm，销孔间距为425cm。

斜拉杆采用22b型钢加工而成，前斜拉杆销孔间距为641cm、后斜拉杆销孔间距为560cm、，立柱横联采用由12焊接而成的刚性桁架。

立柱、斜拉杆及主梁构成三角桁架，共同承受主桁前、后横梁传给的外荷载。

主梁与立柱之间采用底座连接、斜拉杆为销轴连接。

（2）、横梁系由前、后上横梁；前、后下横梁组成，横梁由236b槽钢和240b加工而成。

前、后上横梁固定在主桁架上，底模系统固定在前、后下横梁上，前下横梁通过吊杆吊于前上横梁上，后下横梁由双头螺杆锚固在已经浇筑好的梁段上。

（3）、悬吊系是挂篮的升降系统，位于挂篮的前部，其作用是悬吊和升降底模、侧模、内模和工作平台等，以适应悬臂段高度的变化。

由吊杆、吊杆座、千斤顶、手拉葫芦等组成。

吊杆及后锚杆均采用JL32精扎螺纹钢。

用精扎螺纹钢做的各吊杆接长、锚固的连接器和螺母均采用相应的标准件，除顶升用的螺母为单螺母外，其余均应采用双螺母。

各前、后吊杆及后锚吊杆应使用符合规范要求的材料，各吊杆在箱梁施工过程中严禁碰到电焊火花。

前吊杆下端与底模平台前横梁栓接，上端支持于前上横梁，前上横梁上设千斤顶及扁担梁调节高度，以实现底模及工作平台的升降。

另外葫芦控制内模的前移。

（4）、行走系是挂篮前后移位的主要装置，包括手拉葫芦、轨道梁、前后支撑梁下铺设滚钢形成滚动装置和牵引设备。

（5）、模板系由底模、侧模、内模、端模等组成。

底模：

底模由底模架和底模板组成。

底模纵梁由I28b型钢组成，底模板由10槽钢+5mmA3钢板拼焊组成，底模架前端连有角钢，组成操作平台。

侧模：

为桁架式整体模板，由型钢焊成的侧模骨架和其上铺6.3槽钢+5mmA3钢板组成。

侧模由纵梁承托在前、后下横梁上，侧模纵梁前部通过悬吊系吊在前下横梁上。

后端通过吊杆悬吊在后下横梁上，挂篮行走时，侧模与挂篮底盘一起行走。

内模：

顶模采用型钢焊成的桁架片其上铺设木模组成，内模架型钢桁架片下设滑套，可以沿内滑梁行走，内滑梁为25b工字钢，其后部锚在梁段顶板上，前端通过悬吊系吊在前上横梁上。

内模架以箱梁上倒角上部为轴，中部、下部以型钢对撑。

内模的前移在下一段的底板、腹板的钢筋、预应力管理、预埋件等安装完成后进行。

端模：

为木模，以10*10cm方木为加劲带，为一次性使用。

为改善混凝土的外观质量，提高梁段接缝的平整度，在所有模板间接缝处均粘贴2cm厚的海绵条（宽5cm以上），以使模板接缝严密不漏浆。

为保证施工安全，操作方便，每套挂篮设5个工作平台，前上横梁设吊带长度调整平台1个，前上横梁下设有1个工作平台，底横梁下设工作平台1个，两端设张拉工作平台2个。

工作平台上安装扶手、栏杆、及防护网。

二、挂篮验算2.1、底模系统底模系统的组成:

（1）、面板：

采用5mm厚钢板组成的定型钢模。

（2）、横向分配梁：

为间距=25cm的10槽钢。

（3）、纵梁：

I28b工字钢。

2.1.1荷载组合

（1）、以4#块箱梁混凝土自重控制，荷载分块为腹板、底板（含倒角）、顶板（含倒角）、翼缘板四块。

混凝土按2.6T/m3计。

a、腹板砼自重:

b、底板砼重:

c、顶板砼自重:

d、翼板砼自重:

（2）、模板荷载：

内模、底模按0.75KN/m2计算。

（3）、施工人员和施工材料、机具行走或堆放荷载取2.5Kpa=0.0025N/2。

（4）、振捣混凝土产生的荷载取2.0Kpa=0.002N/2。

2.1.2面板的强度及变形验算面板取b=10，则分配梁10槽钢的间距为=25cm，荷载q=10p=100.0493=0.493N/,按四等跨连续梁验算。

面板参数：

I=bh3/12=10*53/12=104.24；W=bh2/6=10*52/6=41.73；计算图示如图1:

计算图弯矩图计算结果如下：

max=Mmax/W=79.17Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.35mmf0=1.5mm2.1.310槽钢小分配梁分配梁10槽钢间距为=25cm。

10槽钢的参数：

I=198.3cm4Wx=39.7cm3A=12.74cm2G=10Kg/m。

腹板下砼自重:

1.2*（4.726+4.418）/2*26*1.03=146.926KN/；底板下砼自重:

1.2*1.03*305.76/（6.75-1.3）*3.5=19.812KN/；模板自重:

1.2*0.005*78.8=0.473KN/；10槽钢楞木自重:

q3=1.2*0.1=0.12KN/m；施工等荷载:

1.4*4.5=6.3KN/。

则:

腹板计算荷载:

q1=250*（146.926+0.473+6.3）/1000+0.12=38.54N/mm，底板下总荷载:

q2=250*（19.812+0.473+6.3）/1000+0.12=6.77N/mm，计算图示如下图:

.493.493.493.49312345

（1）

（2）（3）（4）250.00250.00250.00250.00yx12345

（1）

（2）（3）（4）-3301.342376.96-3301.34-2200.891100.45-2200.89-3301.341100.45-3301.342376.96计算图弯矩图计算结果如下：

Mmax=2035393.75Nmmmax=Mmax/W=52.27Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.23mmf0=L/500=2.1mm2.1.4纵梁以4#梁段作控制块件，分析纵梁受力。

纵梁的布置：

4根I28b工字钢纵梁承担腹板荷载，6根I28b工字钢纵梁承担底板荷载。

腹板纵梁腹板纵梁采用4根I28b。

I28b参数:

I=7480cm4Wx=534.3cm3A=61.05cm2G=47.9Kg/m。

荷载取值：

a、腹板砼自重：

b、底模自重荷载：

c、纵梁自重:

d、施工荷载：

38.5438.546.776.776.776.776.776.776.7738.5438.5412345678910325.00800.00900.00900.00900.00900.00900.00800.00325.00yx123456789100.00-2035393.75-2035393.75158195.22-374337.01-374337.01-478721.84241953.06-478721.84-452625.63194979.88-452625.63-452625.63205418.37-452625.63-478721.84194979.88-478721.84-374337.01241953.06-374337.01158195.22-2035393.75-2035393.75总计荷载计算图示如图下计算图弯矩图反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-30.00000000207.2439500.00000000207.24395090.00000000.0000000020.00000000114.5910500.00000000114.59105090.00000000.00000000-计算结果如下：

Mmax=233.27KNmmax=Mmax/Wx=108.75Mpa1.3*0=188.5Mpa1.442.0890.651.441234

（1）

（2）（3）0.605.000.40207.24395114.59105yx1234

（1）

（2）（3）-0.26-0.26167.99-0.12233.27-0.12fmax=9mm=12.5mm底板纵梁底板纵梁采用6根I28b，荷载取值：

a、底板砼自重：

b、底模自重荷载：

c、纵梁自重:

d、施工荷载：

总计荷载计算图示如图4。

计算图弯矩图反力计算-结点约束反力合力2.876.77119.432.871234

（1）

（2）（3）0.605.000.40274.3171156.7129yx1234

（1）

（2）（3）-0.52-0.52224.35-0.23309.47-0.23支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-30.00000000274.3171000.00000000274.31710090.00000000.0000000020.00000000156.7129000.00000000156.71290090.00000000.00000000-计算结果如下：

Mmax=309.47KNmmax=96.53Mpa1.3*0=188.5Mpa;fmax=7.1mm=12.5mm。

2.2横梁横梁分前、后上横梁和前、后下横梁，均采用双拼槽钢结构，横梁的受力分以下两种工况：

（1）、悬浇状态；

（2）、挂篮前移2.2.1前下横梁236b，36b参数:

I=12650cm4Wx=703cm3A=68.1cm2G=53.4Kg/m。

第一工况：

悬浇状态1、腹板纵梁传给前下横梁的荷载：

2、底板纵梁传给前下横梁的荷载：

3、前下横梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷载：

5、翼板及腹板模板重：

6、翼板上施工等荷载:

则：

翼板传给横梁集中荷载：

118.69/2=59.34KN；计算图示如下图:

计算结果如下：

反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.0000000030.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000040.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000050.0000000011.42005630.0000000011.420056390.00000000.0000000060.00000000174.5477070.00000000174.54770790.00000000.0000000070.00000000122.4870030.00000000122.48700390.00000000.0000000080.0000000019.79226040.0000000019.792260490.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=34.44Mpa1.3*0=188.5Mpa1.2821.2821.2821.2821.2821.2821.2821.28259.3459.34114.626.1226.1226.1226.1226.1226.12114.659.3459.34123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）1.402.702.501.901.902.502.701.4019.7922604740287122.48700373586174.54770761881911.4200563425861174.547707618819122.4870037358619.7922604740287yx123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）-1.26-1.2620.73-41.60-41.6039.2648.42-30.64-43.19-43.19-9.237.925.745.747.92-9.23-43.19-43.19-30.6448.4239.26-41.60-41.6020.73-1.26-1.26fmax=0.4mm=4.625mm。

吊杆拉力:

Nmax=174.55KNN0=3.14*（16*10-3）2*650*106*10-3=525KN（JL32）。

2.2.2后下横梁240b，40b参数:

40b参数:

I=18640cm4Wx=932cm3A=83cm2G=65.2Kg/m。

第一工况：

悬浇状态1、腹板纵梁传给前下横梁的荷载：

2、底板纵梁传给前下横梁的荷载：

3、后下横梁自重4、翼板砼自重分配1/2荷载：

5、翼板及腹板模板重：

6、翼板上施工等荷载:

则：

翼板传给横梁集中荷载：

118.69/2=59.34KN；6、计算图示如下图:

后横梁的吊杆位置同前横梁相对应布设。

1.31.31.31.31.31.31.31.359.3459.34207.2445.7245.7245.7245.7245.7245.72207.2459.3459.34123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）1.402.702.501.901.902.502.701.4015.6971199359961154.117770984241291.91631886151924.7975804364872291.916318861519154.11777098424115.6971199359961yx123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）-1.27-1.2715.42-52.81-52.8156.8881.12-50.10-71.14-71.14-14.4013.098.238.2313.09-14.40-71.14-71.14-50.1081.1256.88-52.81-52.8115.42-1.27-1.277、计算结果如下：

反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.0000000030.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000040.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000050.0000000024.79758040.0000000024.797580490.00000000.0000000060.00000000291.9163180.00000000291.91631890.00000000.0000000070.00000000154.1177700.00000000154.11777090.00000000.0000000080.0000000015.69711990.0000000015.697119990.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=43.52Mpa1.3*0=188.5Mpafmax=0.42mm=4.625mm。

吊杆拉力:

Nmax=291.92KNN0=525KN（JL32）。

第二工况：

挂篮前移挂篮在前移时,其后下横梁受力为最不利,故仅对后下横梁验算。

1、腹板纵梁及底模自重传给后下横梁的荷载：

腹板纵梁采用4根I28b：

单位重G=47.9Kg/m。

a、底模自重荷载：

b、纵梁自重:

总计荷载计算图示如图下2、底板纵梁及底模自重传给后下横梁的荷载：

底板纵梁采用6根I28b，G=47.9Kg/m。

荷载取值：

a、底模自重荷载：

b、纵梁自重:

总计荷载3、后下横梁自重4、翼板及腹板模板重：

5、计算图示如下图:

1.921.922.561.921234

（1）

（2）（3）6.98566.77442.872.877.772.871234

（1）

（2）（3）19.413114.95691.31.31.31.31.31.31.31.3886.983.233.233.233.233.233.236.9888123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）1.402.702.501.901.902.502.701.4043.7243.726、计算结果如下：

反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-10.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.0000000090.0000000043.72000000.0000000043.720000090.00000000.00000000-Mmax=220.13KNmmax=Mmax/Wx=118.1Mpa1.30=188.5Mpa；fmax=5.2cm。

2.2.3前上横梁240b，40b参数:

40b参数:

I=18640cm4Wx=932cm3A=83cm2G=65.2Kg/m。

第一工况：

悬浇状态1、顶板砼自重：

前上横梁承担1/2并由2根I25b内滑梁承担，则每根内滑梁承担荷载为:

Q1=192.192/4=48.05KN；2、顶模自重:

Q2=6.0*4.5*0.75=20.25KN，则每根内滑梁承担:

Q2=20.25/4=5.06KN；3、前上横梁自重Q3=2*65.2=1.30KN/m；yx123456789

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）59.9359.93112.50156.97156.97188.16199.53209.77210.67210.67216.61220.02220.13220.13220.02216.61210.67210.67209.77199.53188.16156.97156.97112.5059.9359.934、内滑梁自重:

Q4=42Kg/m*6/2=126Kg=1.26KN；5、施工等荷载:

Q5=3.5*6*3.5/4=18.37KN；则内滑梁前吊杆承担荷载:

P=48.05+5.06+1.26+18.37=72.74KN。

前上横梁荷载：

根据前下横梁计算结果有：

从左至右依次为（KN）：

19.8，122.5，174.5，72.7（顶板）,11.4，72.7（顶板）,174.5，122.5，19.8。

5、计算图示如下图:

6、计算结果如下：

反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.0000000030.00000000406.2500000.00000000406.25000090.00000000.00000000-max=Mmax/Wx=158.8Mpa1.30=188.5Mpafmax=15mm=18mm。

（在中间部分采取内衬加劲板及钢板等加强措施,减小变形值）1.31.31.319.8122.5174.572.711.472.7174.5122.519.81234

（1）

（2）（3）4.907.204.90406.25406.25yx1234

（1）

（2）（3）-1.27-64.39-182.91-182.91253.10285.35295.36285.35253.10-182.91-182.91-64.39-1.272.2.4后上横梁第一工况：

悬浇状态因悬浇时后上横梁不受力，其吊杆全部锚在已浇好梁段顶板和翼板上。

第二工况：

挂篮前移后上横梁荷载：

根据后下横梁计算结果有：

从左至右依次为（KN）：

43.72,43.72。

1、后上横梁自重Q3=2*65.2=1.3KN/m；2、计算图示如下图:

计算结果如下：

Mmax=229.83KNm反力计算-结点约束反力合力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩-20.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.0000000030.0000000054.70500000.0000000054.705000090.00000000.00000000-max=Mmax/