挂篮计算书设计图说明书.docx

1、挂篮计算书设计图说明书挂 篮 结 构 计 算 书1、工程概况寂静特大桥主桥为80米+150米+80米三跨预应力混凝土连续钢构桥，主墩为薄壁空心与双肢矩形实心相结合的组合式桥墩。根据施工组织图要求，除两边跨各有一现浇段和主墩墩顶的0#、1#块及合龙段外，其余块件全部采用挂篮悬臂浇筑的方式施工。主梁2#至4#块长为2.5米，最大控制重量为2#块148.93吨；主梁5#至10#块长为3米，最大控制重量为5#块160.31吨；主梁11#至16#块长为3.5米，最大控制重量为11#块145.26吨；主梁17#至21#块长为4米，最大控制重量为17#块117.03吨。按施工要求，本桥主梁采用工厂订做的轻型

2、箱梁挂篮悬臂浇筑施工。2、计算基本资料2.1编制依据（1）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（2）公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000）；（3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025)；（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)（5）路桥施工计算手册；（6）挂篮结构图纸2.2荷载系数有关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工规范，荷载系数取值如下：a. 考虑箱梁砼浇筑时胀模、动力等因素的超荷载系数取1.05；b. 混凝土浇筑时的动力系数取1.2；c. 挂篮空载行走时冲击系数取1.3；d. 浇筑混凝土和挂篮行走时抗倾覆稳定系数取2.02

3、.3作用于挂篮的荷载a箱梁混凝土的容重：26KN/ m3。b挂篮自重：50tc施工机具及人群荷载：2.5KN/m2d风荷载：0.8KN/m22.4荷载组合：荷载组合I：砼重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重荷载组合II：砼重量挂篮自重+风载荷载组合III：砼重量+挂篮自重+施工机具和人群重荷载组合IV：挂篮自重+冲击附加荷载+风载荷载组合III用于挂篮主要承重构件的强度和稳定性计算；荷载组合III用于刚度计算；荷载组合IV用于挂篮行走验算。3、荷载计算3.1挂篮自重计算：G自重500KN，详见挂篮设计图；3.2箱梁混凝土荷载计算：箱梁控制性块相关数据表块编#梁长(cm)梁方量(m3)

4、重量(T)腹板厚(cm)顶板厚(cm)底板厚(cm)梁高(cm)2#25057.28148.937030114.3108.9862.7826.65#30061.66160.31703098.492.4757.6718.311#35055.87145.26703066.561.4547.3513.517#40045.01117.03503041.538.3382.4361.84、挂篮主纵梁在最不利荷载组合下前端受力分析在计算挂篮主纵梁前端受力计算时，根据块长度和对应的混凝土重量及各种荷载组合情况下分别计算，找出作用在主纵梁前端上最不利的荷载组合，挂篮前吊杆受力计算：挂篮自重G自重=G前上横梁+G

5、前下横梁+G滑梁/2+G模板0.7 +G底篮0.7=1.65+1.39+4.81/4+23.620.5+9.640.7=22.8t自重计算时，模板为23.62T，前上横梁为240a、滑梁、底篮前后横梁为236a。 箱梁混凝土自重引起的前吊点受力计算：2#块G砼=(0.5+2.5/2)/5148.93=52.13t3#块G砼=(0.5+3/2)/5160.31=64.12t 11#块G砼=(0.5+3.5/2)/5145.26=65.37t （最不利）17#块G砼=(0.5+4/2)/5117.03=58.52t施工机具及人群荷载引起的前吊点受力计算： G机=2.56.754.50.7=53.2

6、KN=5.32t由上述计算知，在荷载组合I情况下，挂篮在浇筑11#块时，主纵梁（单片）前吊杆受力最不利，最大受力：Gmax= (G自重+G砼1.051.2+ G机)/2=552.4KN挂篮计算简图（单位：mm）5、 挂篮主桁受力计算使用MIDAS软件建立空间模型进行受力分析1） 荷载组合：主桁自重+预应力+配重经计算在挂篮主桁架施加预应力后，前吊点产生向上的位移过大，超出规范要求，结构不安全，为此在预应力张拉前在挂篮前吊点处设配重70KN（单片桁架）以保证结构的安全。此配重在挂篮底篮安装完成后进行拆除。反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）拉杆内力图（单位：KN）拉杆应力图（单位：KN/

7、m2）主纵梁及竖杆应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：主纵梁的最大应力为38.1 MPa，斜拉杆的最大应力为34.3MPa，竖梁的最大应力为13.1 MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），前吊点处的剪应力为2.5 MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）；纵梁前吊点产生向上的位移为12.1mm，小于 f（f=l/400=5000/400=12.5mm）。综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。2） 荷载组合：自重+预应力+前吊点荷载（最大）反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）拉杆受力图（单位：KN）拉杆应力图（单位：KN/m2）

8、主纵梁及竖杆应力图（单位：KN/m2）主纵梁剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：主纵梁的最大应力为62.3 MPa，斜拉杆的最大应力为198.0MPa，竖梁的最大应力为73.2 MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），中支点处的剪应力为2.2 MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）；纵梁前吊点产生向下的位移为9.0mm，小于 f（f=l/400=5000/400=12.5mm）。综上所述，主桁架各杆件受力满足规范要求，结构安全。7、底篮纵梁受力计算底篮纵梁受力计算以底板和腹板截面积最大的2#块和前吊点受力最大的11#块作为控制计算，箱梁混凝土各部分面积示意图如下：1）2#

9、块参数 ： S1=6.1506m2 G21砼=6.15062.526=400.14KNS2=2.325m2 G22砼=2.3252.526=151.13KNS3=5.9126m2 G23砼=5.9122.526=384.32 KNS4=1.3062m2 G24砼=1.30622.526=84.90 KN1.1腹板处的I40a受力荷载有q23砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4q23砼=384.321.051.2/2.5/4=48.434KN/mq1=67.60.01=0.676KN/mq2=0.717100.01/4.5/4=0.066 KN/mq3=0.74.5

10、0.00578.5/4.5/4=0.069 KN/mq4=0.74.52.5/4.5/4=0.438 KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2） 剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为6.1mm，小于f（f=l/400=500/400=12.5mm），应力为98.6 MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），剪应力为22.4MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。1.2底板处的I40a受力荷载有q11砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷

11、载q4q11砼=400.141.051.2/2.5/6=33.612KN/mq1=67.60.01=0.676KN/mq2=5.3517100.01/4.5/6=0.337 KN/mq3=5.354.50.00578.5/4.5/6=0.350 KN/mq4=5.354.52.5/4.5/6=2.229 KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m） 组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为4.8mm，小于f（f=l/400=500/400=12.5mm），应力为76.0MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），剪应

12、力为17.1 MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。2）11#块参数：S1=3.6013m2 G111砼=3.60133.526=327.72KNS2=2.325m2 G112砼=2.3253.526=211.58KNS3=3.7128m2 G113砼=3.71283.526=337.86 KNS4=1.3062m2 G114砼=1.30623.526=118.86 KN2.1腹板处的I40a受力荷载有q113砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4q113砼=337.861.051.2/3.5/4=30.407K

13、N/mq1=67.60.01=0.676KN/mq2=0.717100.01/4.5/4=0.066 KN/mq3=0.74.50.00578.5/4.5/4=0.069 KN/mq4=0.74.52.5/4.5/4=0.438 KN/m计算图示如下： 反力图（单位：KN） 位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为5.4mm，小于f（f=l/400=5000/400=12.5mm），应力为82.4 MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），剪应力为16.8MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）综上所述

14、，杆件受力满足规范要求，结构安全。2.2底板处的I32a受力荷载有q111砼、自重q1、分配梁自重q2、底模面板自重q3和机具及人群荷载q4 Q111砼=327.721.051.2/3.5/6=19.663KN/mq1=67.60.01=0.676KN/mq2=5.3517100.01/4.5/6=0.337 KN/mq3=5.354.50.00578.5/4.5/6=0.350 KN/mq4=5.354.52.5/4.5/6=2.229 KN/m计算图示如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位：m）组合应力图（单位：KN/m2）剪应力图（单位：KN/m2）计算结果：跨中产生的最大竖向位移为4.0mm，小于f（f=l/400=5000/400=12.5mm），应力为61.1MPa，小于材料的许用应力（=170 MPa），剪应力为12.4MPa，小于材料的许用剪应力（ =100 MPa）综上所述，杆件受力满足规范要求，结构安全。8、底篮后横梁受力计算根据上述计算，底篮后横梁腹板处受力最大为81.6KN4，底板处受力最大为62.2 KN6，受力简图如下：反力图（单位：KN）位移等值线图（单位