浏阳河大桥挂篮计算书

1、浏阳河大桥挂篮计算书一、 计算说明1、 计算依据及参考资料1.1 桥梁工程（第一分册上(2008.01.05日)1.2 挂篮悬臂施工组织设计1.3 公路桥涵施工技术规范（JTJ-041-2000）1.4 公路桥涵设计手册基本资料1.5 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）1.6 钢结构设计规范GB 50017-20032、 基本参数2.1 钢筋混凝土密度取2.6t/m3，钢材密度取7.85t/m3，钢材弹性模量E=2.1x105Mpa，泊松比取0.3。2.2 Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=215Mpa，抗剪强度设计值fv=125Mpa； Q420钢（贝

2、雷插销）抗剪强度设计值fv=195Mpa；贝雷梁Q345钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=310Mpa，抗剪强度设计值fv=180Mpa；对拉螺杆直径25mm，材质为Q345钢，抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=295Mpa，抗剪强度设计值fv=170Mpa；32精轧螺纹钢筋（吊杆和锚杆）采用785级，按两倍安全系数控制拉应力不大于390Mpa。 3、 计算方法和内容本挂篮采用ANSYS通用有限元程序，按照挂篮实际结构建立空间模型进行整体分析计算，外模系统另外建立模型整体计算。计算工况：根据设计图纸，本桥箱梁梁段长度有2.5米、3.0米、3.5米和4.0米四种，取3.0米长度的第一个梁段，即最重的5

3、号梁段进行计算。荷载施加：混凝土浇筑时，箱梁腹板及底板混凝土自重荷载作用在挂篮底模面板上；顶板混凝土及内模自重作用在挂篮内模走行梁上；翼板混凝土和外模自重作用在外模；挂篮其他结构在计算模型中以自重形式施加；各部分混凝土方量均按5号梁段后端的5#截面进行计算，并考虑了5%的超方；主要计算内容：挂篮主体结构的总体强度和刚度，模板系统的强度和刚度。4、 荷载组合 模板及挂篮自重；内模自重8.815t，外模自重11.808t，分别以均布荷载形式施加在内、外走行梁上，挂篮其他结构自重按7.85t/ m3在计算模型中考虑。 新浇筑钢筋混凝土自重；砼体积的计算偏安全考虑，以5#截面的面积按等截面计算后，按2

4、.6t/ m3的密度换算成荷载，并考虑5%的超方荷载。 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；人群、机具等临时荷载取g临=1KN/ m2。 振捣混凝土时产生的荷载；砼振捣对水平面模板的荷载取g平=2KN/ m2。 新浇筑混凝土对模板侧面的压力；侧模板上的砼侧压力根据桥涵施工技术规范的公式计算。箱梁砼初凝时间8小时，浇筑速度为1m/h，砼比重为24KN/m3，则侧压力为：P1=0.220t0.k1.k2.v1/21/2=58.3KN/m2 倾倒混凝土时产生的荷载。砼倾倒对垂直面模板的荷载取g垂=2KN/ m2。 其他可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等。未予考虑，施工时注意及时

5、清楚积雪，大风期间挂篮不宜移动挂篮，并应固定在已浇梁段上。强度计算：+刚度验算：+5、 荷载计算5.1 新浇砼重量计算（单位：吨）：部 位顶板砼底板砼腹板砼翼板砼计算总重设计总重5#梁段17.772328.85342 x 53.2922 x13.055179.3197169.24965.2 作用在外模桁架上的荷载：作用在侧模板上的面荷载为P=P1+ g垂=58.3+2=60.3KN/ m2。作用在翼板模上的竖向荷载为箱梁翼板砼重量、振捣和临时荷载。外模桁架间距0.95m，则外模桁架内弦杆上的均布线荷载（水平荷载）为q1=60.3x0.95=57.285KN/m；作用在外模桁架顶面的荷载为q2=

6、（6.921.2）x0.95=（6.55520.14）KN/m。5.3 作用在底篮上的荷载：a、 腹板位置：新浇砼荷载：P1=197KN/ m2人群及机具等临时荷载：g临=1KN/ m2砼振捣时产生的荷载：g平=2 KN/m2均布面荷载合计：P1+g临+g平=200K N/ m2b、 底板位置：新浇砼荷载：P1=18m2人群及机具等临时荷载：g临=1KN/ m2砼振捣时产生的荷载：g平=2K N/ m2均布面荷载合计：P1+g临+g平=21/ m2c、 外行走梁：q1=74.4 K N/ md、 内行走梁：q2=52.5 K N/ m6、 单位说明计算模型及计算结果中，力的单位采用牛顿，长度单

7、位采用mm，均布线荷载单位为N/mm，均布面荷载单位为N/mm2，应力单位采用Mpa，挠度单位采用mm。二、 计算结果整体计算模型见图1、2。图1 挂篮整体计算模型图2 挂篮受力变形图1、底篮前横梁底篮前横梁最大应力42.6MPa<，满足规范要求。前横梁挠度：(29.7-19.3)/12000=1/1154<1/400 满足规范要求。2、底篮后横梁底篮后横梁最大应力76.4MPa<，满足规范要求。后横梁挠度：10.1/6000=1/594<1/400 满足规范要求。3、底篮底模横肋底篮底模横肋最大应力89.7MPa<，满足规范要求。底模横肋挠度：2.7/7250=

8、1/2685<1/400 满足规范要求。4、底篮纵工字钢梁底篮纵工字钢梁最大应力172MPa<，满足规范要求。底篮纵工字钢梁挠度：14.8/6000=1/405<1/400 满足规范要求。5、前吊横梁前吊横梁最大应力88.9MPa<，满足规范要求。前吊横梁挠度：3.5/1645=1/470<1/400 满足规范要求。6、外行走梁外行走梁最大应力119MPa<，满足规范要求。外行走梁挠度：7.2/5300=1/736<1/400 满足规范要求。7、内行走梁内行走梁最大应力80MPa<，满足规范要求。内行走梁挠度：4.6/5300=1/1152<

9、;1/400 满足规范要求。8、主桁架主桁架最大应力92.8MPa<，满足规范要求。前吊横梁处的挠度：f内=-14.7mm，f外=-15.7mm；后锚梁处的挠度：f内=-2.3mm，f外=-3.5mm；主桁架斜拉塔压杆I36b稳定：最大轴力N=551840N，截面面积A=8364mm2，长细比=114<，根据钢结构设计规范（GB 50017-2003），查表C-2得稳定系数=0.471。=N/(A*)=140 MPa < f=215 MPa，满足规范要求。9、吊杆底篮前吊杆吊杆编号1#、4#2#、3#应力(MPa)171.7238.9轴力(N)138047192076延伸量(

10、mm)8.512.7底篮后吊杆吊杆编号1#、4#2#、3#应力(MPa)273.4225.9轴力(N)219814181624延伸量(mm)2.72.3主桁架后锚吊杆(2根一组，预紧250KN/根)吊杆编号1#2#应力(MPa)312312轴力(N)501696501696延伸量(mm)2.7（未预紧情况）2.7（未预紧情况）内模走行梁吊杆吊杆编号前吊杆后吊杆应力(MPa)87.3125轴力(N)70189100500延伸量(mm)1.50.7外模走行梁吊杆吊杆编号前吊杆后吊杆应力(MPa)127.3235轴力(N)102349188940延伸量(mm)2.01.210、底模面板底模面板最大应

11、力214MPa<，且区域很小，满足规范要求。面板局部变形：1.2mm 满足规范要求。11、外模桁架取一片外模桁架进行计算，施加的荷载为0.95m宽模板上的荷载。最大应力155MPa<f=215 MPa，满足规范要求。最大变形2.3mm， f/L=2.3/1200=1/522<1/400，满足规范要求。对拉螺杆：最大应力162 MPa<f=310 MPa，满足规范要求。由内向外桁架支点反力：R1=9634N R2=17682N R3=16716N R4=11397N由上至下对拉杆轴力：N1=79472N N2=71515N N3=67930N N4=67864N N5=6

12、7532N N6=66499N N7=46749N12、外模加劲肋8加劲肋简化成简支梁计算（保守简化），计算跨径0.95m，加劲肋间距0.4m，作用在加劲肋上的均布线荷载为60.3x0.4=24.12KN/m最大应力108MPa<f=215 MPa，满足规范要求。最大变形1.2mm， f/L=1.2/950=1/792<1/400，满足规范要求。13、内模加劲肋10加劲肋简化成简支梁计算（保守简化），计算跨径1.2m，加劲肋间距0.4m，作用在加劲肋上的均布线荷载为60.3x0.4=24.12KN/m最大应力109MPa<f=215 MPa，满足规范要求。最大变形1.6mm，

13、 f/L=1.2/1200=1/1000<1/400，满足规范要求。14、内模围檩210内模围檩简化成简支梁计算（保守简化），计算跨径0.95m，围檩间距1.2m，作用在加劲肋上的均布线荷载为60.3x1.2=72.36KN/m最大应力103MPa<f=215 MPa，满足规范要求。最大变形0.9mm， f/L=0.9/950=1/1055<1/400，满足规范要求。15、挂篮各支反力计算结果挂篮主桁后锚-2x501696=-1003392N主桁前支座2 x (510090+551840)=2123860N内模行走梁后锚2x100500=201000N外模行走梁后锚2x188

14、940=377880N底篮外侧后锚2x219814=439628N底篮内侧后锚2x181624=363248N16、挂篮底篮前吊杆连接插销计算吊杆连接插销直径为50mm，插销截面积A=1962.5mm2，查挂篮整体计算结果得底篮前吊杆最大轴力N=192076N，则双剪状态插销最大剪应力=49 MPa<=195 MPa。三、 结论1、 本次计算未对锚固吊杆进行预紧，实际施工时应根据各锚固在箱梁上的吊杆轴力进行预紧。2、 由于精轧螺纹钢筋抗折能力弱，在挂篮移动过程中应安排专人观察吊杆受力情况，发现异常必须及时停止移动，内、外模吊杆、底篮行走后吊杆和主桁架行走吊杆在挂篮移动时宜增设保险吊杆或保险钢丝绳，以确保安全。3、 施工期间要对精轧螺纹钢筋采取有效保护措施，防止碰电焊或强电流通过，而导致其强度下降，并要随时检查，发现问题及时更换。4、 最后的计算结果表明该挂篮结构整体刚度和强度能满足施工要求。四、 挂篮计算结果附图图3 挂篮底篮前横梁变形图图4 挂篮底篮前横梁应力图图5 挂篮底篮后横梁变形图图6 挂篮底篮后横梁应力图图7 挂篮底篮横肋变形图图8 挂篮底篮横肋应力图图9 1/2挂篮底篮纵工字钢梁变形图图10 1/2挂篮底篮纵工字钢梁应力图图11 挂篮前吊横梁变形图图12 挂篮前吊横梁应力图图