连续梁施工菱形挂篮受力检算--铰接（完整版）

1、目录1、工程概况 22、挂篮组成 23、荷载分析 34、底模系统验算 44.1底模模板验算 4.4.2 矩管受力验算 4.4.3 方木验算 5.4.4 底模桁架验算 6.5、外滑梁验算 96、内滑梁验算 117、底模后横梁验算 138、底模前横梁验算 149、前上横梁验算 1510、主桁架验算 1611、钢销受力验算 1912、高强螺栓验算 1913、后锚及吊杆系统验算 2013.1. 后锚精轧螺纹钢验算 2.013.2. 后锚扁担梁验算 2.013.3. 底模后吊带验算 2.013.4. 底模后吊带上扁担梁验算 2.113.5. 前吊杆验算 2.1.13.6. 前吊杆扁担梁验算 2.114、

2、挂篮抗倾覆验算 21沿潭大桥65+110+650连续梁施工菱形挂篮受力检算1、工程概况沿潭大桥左右线分离，起讫里程分别为ZK28+279.48ZK29+156.52、K28+305.38K29+094.52，组合跨径分别为 5X 40m+ 65m+ 110m+ 65m+ 10X 40m 3X 40m65m 110m65m 10X40m 其中，主桥上部结构为 65+110+65m 三跨预应力混凝土连续刚构箱梁。其中0#段采用三角托架牛腿施工，边跨现浇段采用钢管柱型钢支架现浇施工，合拢段采用吊架施工，其余节段1#11#节段均采用菱形挂篮悬臂施工。其中最大梁段为1#段，砼方量为 58.5m3。2、挂

3、篮组成（1）、主桁架包括上弦杆、下弦杆、斜杆和立柱，各杆件均采用 2根32b 槽钢组焊而成。单片主桁架各杆件通过节点板和 100mm20CrMnT钢销加设8.8 级高强螺栓连接而成，两片主桁架之间用两道横向联结系连接。（ 2）、底模系统包括底模桁架、底模模板、底模前横梁、底模后横梁、 16X 16方木、2根底模加强纵梁及走道板。前、后横梁由2根40a槽钢组焊而成，模板为Q235钢板，底模承重梁由采用5片桁架和2根加强纵梁加固组成。（ 3）、悬吊系统由前上横梁 （2 根 I45a 组焊工字钢 ） 、底模吊杆上扁担梁（220a组合槽钢）、底模吊杆下扁担梁（220a组合槽钢）、后吊带扁担梁（222a

4、 组合槽钢）、内外模板吊杆扁担梁（212.6组合槽钢）、底模后吊带装置（S 40mm 厚钢带）、前吊杆连接器等组成。吊杆均采用 32精轧螺纹钢筋，其强度标准值 为 785MPa。（4）、走行装置由轨道、轨枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由 I25b 工字钢及S 10mm钢板组焊而成成，其直接锚固在已成梁段的竖向预应力筋上。（5）、外模系统由2根外滑梁（2根H45型钢通过20a槽钢连接而成）、外滑梁吊架、外膜模板、外模桁架施工平台组成。（6）、内模由2根内滑梁（H45型钢通过20a槽钢连接而成）、内滑梁吊架、模板（14a槽钢、钢板组件）等组成。挂篮具体构造如下：3、荷载分析进行悬臂浇筑施工时，

5、挂篮主要承受砼荷载、模型机具荷载、施工荷载、砼 振捣荷载及砼冲击荷载等。挂篮底模系统主要承受来自腹板和底板的砼的竖向荷 载，内滑梁主要承受顶板砼的竖向荷载，外滑梁主要承受翼缘板砼的竖向荷载。 荷载的传递形式具体如下：模具荷载取1.5KN/m2,施工荷载取2.0KN/m2 砼振捣荷载取2.0KN/m2砼冲击荷载取2.0KN/m2C55悬灌砼荷载取26KN/m3 4、底模系统验算4.1 底模模板验算底模模板主要承受来自腹板、底板砼的竖向荷载、模具荷载、振捣荷载及砼 冲击荷载等。底模板面板为S =5mn钢板，肋条为90X 40x 4mn矩形钢管，矩管 间距为30x 30cm其中腹板下的模板受力最为不

6、利，对于底模钢板而言，因四 周均与矩管进行了焊接，可以看成四边固结的梁板，Ixfly =0.3；0.3 = 1，查路桥施工计算手册()得，Km =0.0176,Kf =0.00127，腹板下的荷载 F =0.9 3.5 26 6.5 (1.5 2 2 2) 0.9 3.5 =555.98KN分配到每一小格单元上，q =555.98/(12 3)/0.3 = 51.5KN /m钢板承受的最大弯矩 Mmax 二 Kmql2 =0.0176 51.5 0.32 =0.079KN m-M max 0.079 1000_6max210=63.2MPa 一 亠 181MPa，满足要求。W0.3江0.005

7、2/6最大挠度maxKfql4K0.00127 51.5 0.34 103 1032403.8=0.22mmfl 二 l = 0.75mm，400Eh3210汉 109 汽(5汉10)3其中刚度K(5 20丿=2403.8，满足要求。12(1v2)12x(1 0.32)4.2 矩管受力验算矩管主要承受来自5mm模板的竖向传递力，其受力形式为均布荷载，其中腹板下的受力最大，q =(26 6.5 1.5 2 2 2) 0.3 =53.0KN /m，其受力模型按两跨连续梁考虑，则Mmax 二 Kmql2 =0.125 53 0.32 = 0.596KN mQmax =Kql =0.625 53 0.

8、3=9.4KN一鬻罟严8沁18唤，满足要求。maxFSId9.4 1000/18 晳计34.5 104 10”= 48.9MPa L |-110MPa，满足要求。ql4100EI0.521 53 0.34 103 10398100 210 1034.5 10=0.03mm If0.75mm400X满足要求4.3 .方木验算16X 16cm方木承受来自模板的竖向传递力，由于矩管间距为30cn，可以将方木的荷载简化为均布荷载，其中，腹板下的荷载q= (26X 6.5+1.5+2+2+2 ) X0.48=47.28KN/m，底板下(平均)荷载 q= (26 X 0.867+1.5+2+2+2 )X0

9、.48=14.42KN/m，于是方木的受力模型可以简化为14.4214.4247.2814.4247.28 47.2U.28 14.42111 T 11 I ! J IJ I t 11 47.28 47.28方木受力模型图利用结构力学求解器计算有：-2.57-2.57-2.59 -2.59-2.57-2.57-1.88-1.88 卜O6O33580万木弯矩图， M max = 2.59KN15.1915.6098.849.59-15.6010.60Z8.35-15.19方木剪力图，Qmax = 15.19KN.Mmax 2.59 1000_- W 一0.16勺0.162/6 -3.8MPa L

10、 I -11MPa，满足要求。= 0.9MPa L 丨-1.1MPa，满足要求。二翌=3 1519 1。3 计2A 2 0.162x fmax = 0.13mm I f (1.2mm，满足要求。4004.4 底模桁架验算底模5片桁架及2根I40a加强工字钢主要承受腹板和底板砼、底模方木、底模模板竖向荷载等，为便于计算，将桁架及工字钢编号依次编为HJ1、GZ1、HJ2、HJ3、HJ4、GZ2、HJ5。砼的荷载分布形式具体如下：nnu b UUUL L zrzrJTL LLLO其中，HJ1、HJ5桁架所承受的砼竖向力:G =(1.95 2.47/2) 3.5 26 cos7 = 288KNGZ1、

11、GZ2 工字钢承受砼竖向力 G = (1.43 2.47/2) 3.5 26 cos7 =176KNHJ2、HJ4桁架所承受砼竖向力：G2 =(1.43 1.0/2) 3.5 26 cos7=110KNHJ3桁架所承受砼竖向力：Q=1.0 3.5 26 cos70 =90KN根据挂篮设计图所知，16X 16cm方木重10.75KN,底模模板重22.6KN，桁架和工字钢受力均由11根16X 16cm方木传递而来，因此HJ1、GZ1、HJ2、HJ3、HJ4、GZ2、HJ5桁架所承受每根方木的反力为F1 =(288 (10.75 22.6)/7 (1.5 2 3) (0.33 0.42/ 2) 3.

12、5)/(2 11) 1.2 =16.72KNF=(1 76 (1 0. 7 5 2 2. 6 ) / 7 (1. 5 2 3) ( 0. 2/11 10. 8.52/ 21K3N3F2 -(110 (10.75 22.6)/7 (1.5 2 3) (0.425 1.4/ 2) 3.5)/(2 11) 1.2 = 7.92KNF3 (90 (10.75 22.6)/7 (1.5 2 3) 1.4 3.5)/(2 11) 1.2 =7.18KNF =(176 (10.75 22.6)/7 (1.5 2 3) (0.210.85/2) 3.5)/11 1.2 = 21.76KN其中，桁架为2片组合构

13、件连成，为考虑安全事故，拟将受力安全系数提为1.2。利用Madias将桁架建模如下(取最不利的位置)：桁架弯矩图Mmax =3.0KN桁架剪力图Qmax =24.8KN舟EMEXO.DRV.E-鼻13： n &a.-31.*3 l桁架位移图fmax=2mm支座反力图：R后 =89.7KN，R前 =94.2KN桁架上弦杆位14b槽钢，于是.J.。1000 =33.3MPa L l-181MPa，满足要求W87.1FSId24.8 1000 52.4 10“609 10” 8 1010-6= 25.8MPa L I - 110MPa，满足要求。fmax =2mm If -2.25mm，满足要求。4

14、00由于I40a工字钢相对于14b槽钢的抗弯模量和惯性矩大许多，因此，无须 验算加强工字钢的应力及挠度。每片桁架、工字钢的支座反力如下表：桁架反力HJ1GZ1HJ2HJ3HJ4GZ1HJ5R后89.7 X 2115.442.5 X 238.5 X 242.5 X 2115.489.7 X 2R前94.2 X 2121.244.6 X 240.4 X 244.6 X 2121.294.2 X 25、外滑梁验算外滑梁主要承受翼缘板处砼竖向荷载、模具荷载、砼振捣荷载及冲击荷载等, 其中外侧滑梁竖向荷载为：Fw =0.35 26 3.5 1.63 (1.5 6) 3.5) 8.1 6/2 (15 32

15、.3) 1/3 = 101.5KN内侧外滑梁竖向荷载为：Fn =0.71 26 3.5 1.57 (1.5 6) 3.5) 8.V 6/ 2 (15 32.3) 2/ 3=148.5KN浇筑1#段时，外滑梁由6片外模桁架传递而来，于是每片外模桁架对滑梁的分 力分别为20.3KN、29.7KN。因此可以将外、内侧外滑梁的受力模型分别简化如下：20.36外侧外滑梁受力模型8.08.门66.9572.7089.0687.14外侧外滑梁弯矩3243外侧外滑梁剪力(2 )29.729.7429.7内侧外滑梁受力模型图-255.72.(6 ).卩41.68163797.95130.29127.49内侧外滑

16、梁弯矩图M max = 130.29KNV4)rrnrr7 825182内侧外滑梁剪力图Qmax =92.2KN内侧外滑梁挠度图：f=1.2mm外滑梁为H45型钢，其应力验算如下：130.29 1000 =90.8MPa L l-181MPa，满足要求 W 1433.73FST =Id92.2 1000 810.74 10“32258.94 10 启 9 10310= 25.8MPa L 丨-110MPa，满足要求。fmax =1.2mm If l2.25mm，满足要求。400其中，对于外侧滑梁，R后 =58.8KN，R前 =63.0KN对于内侧外滑梁，R后=85.9KN，R前 =92.2KN

17、 &内滑梁验算内滑梁主要承受顶板处砼竖向荷载、模具荷载、砼振捣荷载及冲击荷载等，其竖向荷载为：F =1.61 26 3.5 (1.32 1.7 1.34) (1.5 6) 3.5) 73.05 = 334.01KN内滑梁受力由6片内模桁架传递而来，因此每根内滑梁受力为F=334.01/12=Fn =334.01 1.2/12 -33.4KN，内滑梁受力模型如下:33.433.433.433.433.433.4内滑梁受力模型内滑梁弯矩 Mmax “46.52KN m内滑梁剪力Qmax = 96.69KN内滑梁为H45型钢，其应力验算如下：一 MW卷汁叫沁咙，满足要求FSId96.69 1000

18、響.74 叮 10,32258.94 109 10= 27.0MPa-110MPa满足要求。fmax =1.3mmf 12.25mm，满足要求。400其中，内滑梁支座反力，R后 =96.69KN，R前=103.71KN77、底模后横梁验算底模后横梁主要承受来自桁架、加强工字钢后吊带的反力，其受力模型如下:179.115.4 857785115何9.4底模后横梁受力模型底模后横梁弯矩图M max = 62.66KN m178.47177.827底模后横梁剪力图Qmax =178.47KN底模后横梁为240a槽钢，其应力验算如下:求。FSId62.66 10002 879= 35.64MPa L

19、丨-181MPa，满足要求。178.47 1000 524.4 10_82 17580 1010.5 10= 25.4MPa L |-110MPa，满足要fmax = 0.8mm f 17mm，满足要求。400其中，支座反力，R1=R4=118.15+3.26=121.41KN，R,=R =178.47+125.51=303.98KN8、底模前横梁验算底模前横梁主要承受来自桁架、加强工字钢前吊点的反力,其受力模型如下:1.18188.121.2 89.280.889.2121.288.4.181.181.11.18x(1)(4)5( 56底模前横梁受力模型-4.49-4.49/ij -13.6

20、5/1V3t-4.49-4.491(1) (尸13.85汽( 4 )沪 6( 6 )V37.8837.88r-72.41 -72.41-72.41-72.4158.6158.617底模前横梁弯矩图131.08131.6196.7295.95；26-92.45c3.02mini(3 )4-40.4040.40214.69214.229388-95.9592.453.26-96.72-131.08-131.61-214.22- 214.69底模前横梁剪力图挠度图f=0.7mm底模前横梁为240a槽钢，其应力验算如下:= Mmax = 72.41 1000 =41.2MPa L. I-181MPa，

21、满足要求 W 2x879FSId214.69 1000 524.4 102 17580 1010.5 佶 10= 30.6MPa L l-110MPa，满足要x求。fmax = 0.8mm If 1 7mm，满足要求。400其中，支座反力，R=R4=96.27+3.26=99.53KN，R=R3=131.61+214.69=346.3KN9、前上横梁验算前上横梁主要承受来自底模吊杆的轴力，其受力模型如下:103.71346.399.S2.26392.99.53346.3 103.71634前上横梁受力模型4前上横梁弯矩图 Mmax =284.33KN m454.65453.07106.7710

22、5.401.69260.88260.3016C.77160.1667.9665.702.70-6-160.167.96-150.77(2 )-105.40-1.69-106.77-260.30-260.88-453.07-454.65前上横梁剪力图Qmax = 454.65KN(1 )前上横梁为前上横梁挠度图f=5mm2I45a工字钢，其应力验算如下：284.33 1000 =99.4MPa I l-181MPa，满足要求。Mmax-W FS 2 1430 454.6T1000 汇 10“ =69.1MPak =110MPa，满足要求。Id 2 28.6 1011.5 10max =5mm f

23、 1 15mm，满足要求。400其中，支座反力，r=r2 =454.65+260.88=715.53KN10、主桁架验算主桁架主要承受来自前上横梁的支座反力，利用Madias建立模型如下:5菱形桁架受力模型图MAM : 4MIN : 7 0:卫4-B* M.lB.lfiai菱形桁架应力图：max =132.5MPa L-210MPa，满足要求D 盟 IST. 22PO5T-PftOESS FF口RUF口卄*|jtK-D1R* HJ122t-DD3NOOE-4Y-DIR*3JF7L-0O4MODE- 2B-S .2-rn菱形桁架位移图f=21mmHTumruvriPOET-PROCK-bMHFA

24、CT：iVi FCsRCFPIJK7TM- 2Flf! j.rtMrE-wWS F祈 ES舷02 fzi t-wiMsaaaMAK I 2S-fitr kN mig g,啣 Mem后支座反力R=787.1KNMIDAOUPDSr-F-ROCEEEOfl. E/MM DIAGRAM1占71處弘+眄 1.丄 DDl 机由谢 X白业 4.3423 a*DOJ! U4O 亠 H02 1.4244-HB-aOZ Ci.QKMMwDOD 3.-1773 5.9150*002 R.删22片彌UTOTTf-i-afig2.5111E-rOClST. 22SMK2 HU3MB BLlH.ZOLLUff .fl

25、A前斜杆轴力为F=1332.8KN,后斜杆轴力为F=1371.8KN由于前斜杆、立柱受压，属压弯构件，因此需验算其稳定性。因前斜杆在长度和轴力方方面均大于立柱，所以只需验算前斜杆的稳定性即可。前斜杆长646Cm属B类截面，其长细比V嚼4cm，查表得=0.83，其应力为MmaxN = 29.1 1000 .1332.8 1000 4 10=174.3MPa l210MPa 1，因A 2 5090.83 2 55.1 10此前斜杆构件稳定11、钢销受力验算最不利的钢销受力位于前斜杆位置，其用于抵抗前斜杆的传来的轴力，钢销外径为100mm截面面积为A=78.54cm2惯性矩I=490.87cm4。钢销属45#冈材,其极限抗剪强度为360MPa其实际的抗剪应力为:4Q3A4 1332.8 1000 10“ =226.3MPa L I- 360MPa3 78.54 10因此挂篮的钢销抗剪满足要求12、高强螺栓验算根据菱形桁架的受力得知，最大的轴力位于后斜杆F=1371.8KN,由30颗高强螺栓共同抗剪，因此每颗螺栓的抗剪力F=13