m菱形挂篮计算书

武汉市轨道交通16号线一期土建施工部分第三标段70m连续梁挂篮计算书中国水利水电第七工程局有限公司武汉市轨道交通16号线项目经理部2020年6月（跨度70m连续梁）挂篮计算书1工程概述和计算依据1.1工程概述此挂篮用于武汉轨道交通16号线。主桥上部采用主跨70m预应力混凝土连续箱梁。箱梁断面为单箱单室斜腹板断面。箱梁顶宽9.4m，底宽2.638～3.656m，底板厚度为30cm～60cm，顶板厚度32cm。箱梁0#块在托(支)架上施工，梁段总长8m；挂篮悬臂浇筑箱梁段长3m～3.5m，箱梁悬臂浇注采用菱形挂篮进行施工。1.2设计依据《施工蓝图》《钢结构设计规范》GB50017-2014《公路桥涵施工技术规范》JTG_TF50-2011《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-861.3材料参数钢材弹性模量：E=2.06+100000MPa密度：γ=7850Kg/m³泊松比：ν=0.3线膨胀系数：α=0.000012钢材按容许应力取值，临时钢结构提高30%，节点销子的抗弯允许应力在任何荷载作用下不得提高。1.4挂篮主要技术指标及参数（1）梁段最大重量：80t；（2）梁段最大分段长度：4m；（3）梁段混凝土重量：2.6t/m³；（4）人群及机具荷载：2.5KPa；（5）超载系数取1.05；（6）新浇砼动力系数取1.2；（7）挂篮行走时的冲击系数取1.3；（8）抗倾覆稳定系数2.0；（9）防坠落平台单侧取5t；1.5计算组合及工况（1）荷载组合：①砼重+挂篮自重+施工、人群机具+动力附加系数(强度计算)②砼重+挂篮自重(刚度计算)③挂篮自重+冲击附加系数(行走稳定性)（2）计算工况：根据梁段长度、重量、梁高等参数，设计时按以下三种工况进行计算。工况一：2号梁段混凝土灌注完成工况。此工况梁段高度最大、混凝土重量最大。1.6挂篮计算模型根据设计图纸，对挂篮的主要构造进行了空间建模，采用通用有限元分析程序MIDAS进行空间分析。挂篮浇筑时砼重传力途径如下：（1）箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外滑梁分别传至前一节段已施工完的箱梁翼板和挂篮主桁的前上横梁承担。（2）箱梁顶板砼、内模支架、内模重量分别由前一节段已施工完的箱梁和挂篮主桁的前上横梁承担。（3）箱梁底板、腹板砼及底篮平台重量分别由前一节段已施工完的箱梁和挂篮主桁的前上横梁承担。2、荷载计算2.1荷载组成：（1）挂篮设计荷载：取3#块段混凝土自重：80×1.1=88t；（2）模板计算荷载：按照1#计算侧压力；（3）挂篮自重36t，由模型自动加载；（4）模板侧压力公式取：，钢筋砼比重γ=；（5）人群及施工荷载，按《公路桥涵设计通用规范》取1.5kN/m2；（6）基本风压Wp=v2/1600,Wp=0.60kN/m2；（7）振捣荷载：4kN/㎡；2.2混凝土梁截面计算1#截面梁长3.5m，4#截面梁长4m综合1#截面和4#截面，按每个分解块最重的重量进行计算。1号块，梁翼缘板，重6.4吨，设计载荷：6.4*1.2*1.05＝8.1吨；2号块，梁腹板，重26.4吨，设计载荷：26.4*1.2*1.05＝33.3吨；3号块，梁顶板，重13.6吨，设计载荷：13.6*1.2*1.05＝17.2吨；4号块，梁底板，重8吨，设计载荷：8*1.2*1.05＝10吨。3.钢材设计标准强度钢材牌号厚度或直径d（mmm）国标GB500117—20003抗剪拉，弯应力端面承压Q235d≤1612521532516＜d≤4012020540＜d≤6011520040100＜d≤30005857001105Q345d≤1618031040016＜d≤3517029535＜d≤501552654.工况一有限元分析计算4.1主桁架受力分析：4.1.1浇注时受力：浇注时，挂篮承受的砼梁重量、自重、其它载荷等，约有一半的重量加载在前横梁上。其受力模型如下：主桁架受力计算结果：主桁架应力（单位:Mpa）主桁架变形（单位:mm）主桁架反力（单位:kN）由计算模型可知，1、前吊梁最大应力为：11.4MPa<215/1.5Mpa=143Mpa(容许抗弯)。主桁架最大应力为：96.6MPa，满足强度要求。2、最大变形为：前横梁19.1mm，主桁架12mm，满足刚度要求。3、主桁架前支点最大支反力为912.4kN，后支点最大支反力为518.4kN。4.1.2走行时受力：主桁架应力（单位:Mpa）主桁架变形（单位:mm）由计算模型可知，1、后吊架最大应力为：127.5MPa<215/1.5Mpa=143Mpa(容许抗弯)，满足强度要求。2、最大变形为：前横梁4.8mm，后吊架14mm，满足刚度要求。3、主桁架前支点最大支反力为298.4kN，后支点最大支反力为118.4kN。4.2底篮受力分析：4.2.1前横梁验算由计算模型可知，1、底横梁最大应力为：49.2MPa＜215/1.5Mpa=143Mpa(容许抗弯)，满足强度要求。2、底横梁最大变形为：1.4mm，满足刚度要求。3、中间吊点最大拉力为160kN。4.2.2后横梁验算由计算模型可知，1、后横梁最大应力为：119.5MPa＜215/1.5Mpa=143Mpa(容许抗弯)，满足强度要求。2、后横梁最大变形为：28mm，满足刚度要求。4.2.3底纵梁验算底纵梁为简支梁，受均布荷，选用H型钢H300*150，按以上计算模型可得：1、底纵梁最大应力为：142MPa(容许抗弯)，满足强度要求。2、底纵梁最大变形为：7.5mm，满足刚度要求。4.3吊带、吊杆受力分析：由底横梁受力分析可知，中间吊杆最大拉力为160kN。选用M32精轧螺纹钢筋，由此计算吊杆最大拉应力为：199Mpa<830Mpa，满足强度要求。4.4浇筑时主桁抗倾覆计算（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4米节段砼时锚力最大。此时主梁前端倾覆力由电算模型可知：P＝400KN倾覆弯矩M=P