挂篮有限元分析计算报告

1、65+110+65m跨连续梁施工挂篮有限元分析计算报告计算： 批准： 批准： 佛山市三水中德路桥材料有限公司二二二二二二年三月九日目 录1概况12主要计算工况及计算荷载23设计参数34参照规范35钢材设计标准强度46材质参数47挂篮浇筑状态有限元分析计算57.1挂篮1#节段浇筑工况加载示意图（t/m2）57.2挂篮段浇筑状态整体刚度变形云计算57.2.1整体变形云图57.3挂篮段浇筑状态整体体强度计算37.3.1浇筑首个1#节段系统最大应力：37.3.2浇筑首个4#节段系统最大应力：37.3.3预压工况下的挂篮整体最大应力：47.4主桁架系统应力及变形云图57.4.1浇筑1#节段主桁最大应力：

2、57.4.2浇筑4#节段主桁最大应力：57.4.3预压工况下主桁最大应力：67.4.4浇筑1#节段主桁最大变形：67.4.5浇筑4#节段主桁最大变形：77.4.6预压工况下主桁最大变形：77.5前上横梁应力计算87.6浇筑状态下中横梁计算97.7后锚扁担梁应力强度计算（按照228b计算）107.8底模系统应力及变形云图117.9底模预压计算127.10前后下横梁计算137.11外模模板计算(0#段施工)147.12吊杆内力图（单位t）177.13后锚杆内力图（单位kN）187.14支点最大反力计算197.15主桁内力207.16主桁销轴模拟218挂篮行走状态有限元分析计算228.1挂篮行走工况

3、加载示意图228.2行走最大竖向变形及应力云图238.3主桁架系统应力云图248.4前后下横梁应力云图258.5中横梁内力258.6吊杆内力图（单位t）268.7行走状态下内外滑梁计算278.8行走后锚固力（单位t）289挂篮后退工况有限元分析计算289.1后退锚固力（单位t）299.2后退工况挂篮整体系统最大应力309.3后退工况挂篮整体系统最大变形计算309.4后退吊杆内力3110挂篮稳定性分析计算3110.1浇筑工况3110.2挂篮行走工况3210.3主桁抗倾稳定性计算3211结论与说明3321 概况该工程计算跨度65+110+65m混凝土连续梁。梁高4.2m，连续梁顶板宽33.2m，底

4、板宽度18.82m。连续梁0#段长12米，节段长为3.0m；1#、4#节段重量分别为300及330t，挂篮施工节段17节。桥跨结构布置图菱形挂篮具有性能可靠、稳定性好，操作简单，易于复合等特点。挂篮总体结构见下图图1.挂篮纵向装置图2. 挂篮中部横向结构图3 挂篮前端横向结构图3. 挂篮计算模型2 主要计算工况及计算荷载（1） 首个3m节段（最重=300）浇筑状态下的强度、刚度、稳定性计算计算；（2） 4#段330t浇筑状态下的强度、刚度、稳定性计算；（3） 挂篮自重107T(不含内模，）（4） 预压工况计算（5） 行走状态下的强度、刚度计算；（6） 后退工况计算荷载组合组合: 混凝土重量+动

5、力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重;荷载组合: 混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具和人群重;荷载组合: 混凝土重量+挂篮自重+风载;荷载组合: 混凝土重量+挂篮自重+施工机具和人群重;荷载组合: 挂篮自重+冲击附加荷载+风载。荷载组合用于主桁承重系统强度和稳定性计算;荷载组合用于刚度计算; 荷载组合用于挂篮行走及后退验算。（6）模板侧压力公式取：（腹板H0=4.17m，底板H1=0.7,顶板H2=0.4）；（7）钢筋砼比重取值为；（8）人群及施工荷载，按公路桥涵设计通用规范取1.5kN/m2；（9）基本风压：广东省城市名海拔高度风压(kN/m2)(m)n=10n=50n=100江门

6、市6.60.30.500.63 设计参数（1）超载系数1.2；（2）挂篮允许最大累加变形（前横梁及底板）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；（5）斜拉水平限位系统安全系数大于2；（6）上水平限位安全系数大于2。4 参照规范（1）设计依据：本项目工程图；（2）钢结构设计规范GB500172003；（3）钢结构工程施工及验收规范GB502052001；（4）钢结构焊接规范GB50661-2011（5）碳钢焊条GB/T511895 GB/T511895；（6）公路桥涵施工技术规范JTJ041-20005 钢材设计标准强度钢材牌号厚度或直径d（m

7、m）国标GB500172003抗剪拉，弯应力端面承压Q235Bd1612521532516d4012020540d60115200Q345Bd1618031040016d3517029535d50155265注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.6 材质参数序号杆件规格材质1底纵梁H350*175Q2352前下横梁228/20Q2353后下横梁228/20Q2354吊 杆32/232/30*180吊带PSB8305后锚梁2*250bQ2356模 板腹板6mm,底板6mmQ2357前上横梁2H600*200Q2358滑 梁232Q2359主 梁2*320b组焊

8、件Q23510立 柱2320b组焊件Q23511斜拉杆228bQ235斜压杆2320b组焊件Q2357 挂篮浇筑状态有限元分析计算7.1 挂篮1#节段3m浇筑工况加载示意图（t/m2） 该工况节段重量为300 t。34加载图（自重+节段重量+人群+凤载+振捣）侧模及内模加载图7.2 挂篮段浇筑状态整体刚度变形云计算7.2.1 整体变形云图首个节段施工最大变形18mm位于挂篮前端4#节段施工最大变形20mm位于挂篮前端超载102%预压最大变形23mm位于挂篮前端7.3 挂篮段浇筑状态整体体强度计算7.3.1 浇筑1#节段3m节段系统最大应力：浇筑1#节段时整体模型应力分布云图，最大应力216MP

9、a，位于后下精轧螺纹吊杆上虑掉精轧螺纹筋后，系统梁单元最大应力129<215Mpa，位于底模纵筋上7.3.2 浇筑4#节段系统最大应力：浇筑4#段时整体模型应力分布云图，最大应力122 MPa，位于吊杆杆位置7.3.3 预压工况下的挂篮整体最大应力：预压时整体模型应力分布云图，最大应力165<215MPa（局部应力），位主桁后端锚固位置7.4 主桁架系统应力及变形云图7.4.1 浇筑1#节段主桁最大应力：浇筑1#节段时主桁架系统最大应力为80Mpa<215Mpa，满足使用要求。7.4.2 浇筑4#节段主桁最大应力：浇筑4#节段时主桁架系统最大应力为85Mpa<215Mp

10、a，满足使用要求。7.4.3 预压工况下主桁最大应力：主桁架系统预压最大应力为118Mpa<215Mpa，满足使用要求7.4.4 浇筑1#节段主桁最大变形：主桁架系统最大变形为15<20mm 发生在与前上横梁外端位置。位于前横梁外端7.4.5 浇筑4#节段主桁最大变形：主桁架系统最大变形为15<20mm 位于前横梁外端7.4.6 预压工况下主桁最大变形：挂篮主桁预压变形23mm,满足使用要求，位于前横梁外端7.5 前上横梁应力计算1#节段浇筑，前上横梁最大应力73MPa<215Mpa4#节段浇筑，前上横梁最大应力77MPa<215Mpa预压前上横梁最大应力107M

11、Pa<215Mpa7.6 浇筑状态下中横梁计算1#节段浇筑，中横梁最大应力51MPa<215Mpa4#节段浇筑，中横梁最大应力53MPa<215Mpa预压状态下82Mpa<215Mpa7.7 后锚扁担梁应力强度计算（按照228b计算）浇筑1#节段时后锚扁担梁的最大应力为104Mpa<215Mpa，满足使用要求。浇筑4#节段时后锚扁担梁的最大应力为111Mpa<215Mpa，满足使用要求。预压状态，后锚梁最大应力147 Mpa<215Mpa7.8 底模系统应力及变形云图浇筑1#节段时底模系统最大应力为112Mpa<215Mpa浇筑1#节段时底模系统

12、最大累加变形15<20mm浇筑4#节段时底模纵梁最大应力为103Mpa<215Mpa浇筑4#节段时底模系统最大累加变形16<20mm7.9 底模预压计算计算荷载：翼缘板砼由吊带承受一半，则底板砼预压时承受330-26=304t，每平米压力很在=304/3/18.820=5.38t/m2=53.8KN/m2超载120%预压底模纵梁最大应力为174Mpa<215Mpa超载120%预压底模系统最大累加变形19mm7.10 前后下横梁计算浇筑1#节段时前、后下横梁最大应力73<215Mpa浇筑4#节段时前后下横梁最大应力77<215Mpa预压工况下最大应力107&l

13、t;215Mpa。7.11 外模模板计算(0#段施工)0#模板施工加载总图0#模板施工加载图浇筑0#节段时外模板系统最大应力为112Mpa<215Mpa， 外模背杠最大应力112<215Mpa，位于前端滑梁接触位置。10纵筋最大应力117<215Mpa最大横向变形2.7mm面板应力最大41Mpa拉杆最大内力7.7t7.12 吊杆内力图（单位t）浇筑1#节段时吊杆的最大内力为23t。浇筑4#节段时吊杆的最大内力为26t。预压：最大内力为36t (采用双支吊杆)7.13 后锚杆内力图（单位kN）浇筑1#节段时后锚杆单只最大内力为14t，满足使用要求。浇筑4#节段时后锚单只最大内力

14、为15t，满足使用要求预压：后锚杆单只最大内力为16，满足使用要求7.14 支点最大反力计算浇筑1#节段时中支点最大反力94t浇筑4#节段时中支点最大反力98t预压状态下最大反力138t7.15 主桁内力1#节段最大拉力68t，4#节段最大拉力72t，t预压最大拉力101t，7.16 主桁销轴模拟计算得知挂篮单桁架最大内力101t，将吊杆内力加载于主桁上，计算结果如下图：全部销轴中最大163Mpa8 挂篮行走状态有限元分析计算8.1 挂篮行走工况加载示意图 荷载组合：自重+风载0.6KN/m2 （向下）+ 机具=自重+0.15+0.06=自重+2.1kN/m2 加载图（自重+机具+风载）8.2

15、 行走最大竖向变形及应力云图行走时总体竖向最大变形量为73mm，行走状态下最大应力151<215Mpa，位于后下横梁上8.3 主桁架系统应力云图行走时主桁架系统最大应力为132Mpa<215Mpa，位于边柱中横梁桁架上。8.4 前后下横梁应力云图行走时后下横梁最大应力为151Mpa<215Mpa，满足使用要求。8.5 中横梁内力中横梁最大应力132<215Mpa中横梁最大变形11mm，满足使用要求8.6 吊杆内力图（单位t）行走时吊杆的最大内力为11t，满足使用要求。8.7 行走状态下内外滑梁计算行走状态下滑梁最大应力36<215Mpa行走状态下滑梁最大8mm,满

16、足要求8.8 行走后锚固力（单位t）行走时桁架后端锚固力单侧总计最大12t。行走最大反力52t9 挂篮后退工况有限元分析计算后退时，侧模放于前后下横梁上，见下图挂篮后退工况9.1 后退锚固力（单位t）最大反力64t最大锚固力17t9.2 后退工况挂篮整体系统最大应力挂篮系统后退最大应力142<215Mpa9.3 后退工况挂篮整体系统最大变形计算挂篮系统后退最大变形137mm9.4 后退吊杆内力后退最大吊杆内力12t10 挂篮稳定性分析计算10.1 浇筑工况主桁架预压工况(最大荷载工况)临界荷载因子：k=4.2>410.2 挂篮行走工况挂篮后退临界荷载因子：k=4.3>4，首先

17、失稳部位在于中横梁上10.3 主桁抗倾覆稳定性计算1、计算简图如下：2、浇注砼时的抗倾覆计算：根据计算结果，主纵梁后锚在浇注4#块3米节段砼时支座反力最大，每个主桁架支座反力PA980KN由上图可计算出：倾覆力PD=472.5KN PB=980-472.5=507.5KN倾覆弯矩M=Pd*L=472.5*4.4=2079KN.m后锚共设4根32精轧螺纹筋，其抗力达到P=4*500=2000KN抗倾覆弯矩M1=P*L=2000*4.726=9452KN.m主桁抗倾覆系数K=M1/M=9452/20794.552，满足规范要求。3、挂篮走行时的抗倾覆计算：根据走行工况计算结果，主纵梁后走反扣轮锚力N120KN, 由电算模型可知：倾覆力P=128.9KNM2=P*L=128.9*4.4=567.16KN.