跨xx铁路挂篮防电防坠平台检算

新建xx至xx铁路工程ZQ－x标跨xx铁路大桥（40+56+40）m连续梁施工防电防护设施检算资料二零一二年叁月挂篮施工组拼式防电防坠平台是针对连续梁跨线施工产生的一种新的防护设备，它由多个设有自动调节悬挂系的防电挂槽悬挂在挂篮底部，四周由防电挡板封闭，组拼为具有防电防水防火防坠落的作业平台，它适用于跨越电气化铁路上方连续梁的挂篮施工防护。为验证连续梁施工所用挂篮悬挂组拼式防电防坠平台后的安全性，特做以下检算。挂篮构造疏解线跨xx铁路大桥连续梁采用的菱形桁架式挂篮由主构架、行走与锚固装置、底模架、内外侧模板、前吊系统、后吊系统、前上横梁以及横联等组成（图1）。图1挂篮构造图主构架主构架由两片桁架连接系和门架、横联组成。两片桁架均使用2［28a栓接成菱形，由连接系和门架将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。底摸架及底模板底模架由6根纵梁和前后横梁组成，纵梁分为两种，边纵梁为2[36a组合梁，共计2根；中纵梁单根为[36a，共计4根；后下横梁由2I32a组焊而成，前下横梁由2[36a组焊而成。底模采用竹胶板或钢底模，下垫10×10cm的方木，底模和方木用U形卡固定在纵梁上，以便脱模和固定。前上横梁前上横梁由2I32a工字钢组焊而成，连接于主构架前端的节点处，将两片主构架连成为整体。钢吊带及螺纹钢前后中吊带均由200mm×20mm的16Mn钢板用销子连接而成，设置间距为160mm的调节孔，用千斤顶及扁担和垫梁调节所需长度；边吊带采用直径为32mm的精轧螺纹钢。内外模板箱梁外侧模采用角钢、钢板和钢框组焊而成。两外侧模各支承在两个滑梁上，滑梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。滑梁用2[28a组焊而成。内模由内模桁架、竖带、纵带及组合钢模板组成，内模桁架吊在两根内模滑梁上．滑梁吊在前上横梁和已浇梁段的顶板上，内模脱模后可沿滑梁前行。滑梁采用组焊构件。挂篮走行及锚固系统走行装置由轨道、钢枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由δ20、δ10钢板及2[25c组焊成Ⅱ型断面，中间用间隔60mm的钢板焊接连接，以便与竖向预应力筋锚定。竖向预应力筋为QL32精轧螺纹筋，轨道根据梁段长度的不同分2.0m、1.5m、1.0m三种。挂篮设前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫滑板，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滑动，不需要加设平衡重。挂盘前移时，使用手动葫芦牵引前支座或采用液压油顶顶推后支座，带动整个挂篮向前移动。挂篮在灌注混凝土时，后端利用φ32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力筋上，在锚固时，利用千斤顶将后支座钩板脱离轨道，然后锚固。计算说明传力说明该菱形挂篮结构形式简单、操作方便、传力较明确。浇注混凝土时挂篮的传力过程如图2。从图2中可以看出该挂篮主要杆件之间的传力过程。挂篮各主要构件的检算采用容许应力法。图2浇注混凝土时挂篮的传力过程计算模型模型主要对菱形主桁、前上下横梁、后下横梁、底模纵梁、吊带(杆)、锚杆等计算。采用MIDAS通用有限元程序对挂篮进行建模。计算中共划分113个节点，129个单元。模型见图3。图3挂篮有限元图形计算参数取最重悬浇段1号段为最不利荷载工况；混凝土容重取26kN/m3；考虑箱梁混凝土浇注时胀模、动力冲击等因素的超载系数取1.2；施工机械及工作人员荷载取为1kN/㎡。内模及外模自重按照梁体的表面积取为100kg/㎡。计算荷载单只挂篮各部分重量：①菱形主构架：9.398(t)②锚固与走行装置：7.617(t)③前后吊系统：8.222(t)④底模系统：4.882(t)⑤内模系统：1.160(t)挂篮重量总计为：31.28(t)。跨xx连续梁1#块为箱梁最大重量节段，混凝土26.5m3，重68.9(t)。根据断面积计算1#梁段的体积：S0-1=7.7862(m2)(0#～1＃块间的截面积)S1-2=7.3567(m2)(1#～2＃块间的截面积)1＃砼方量：v5#=（S4-5＋S5-6）/2×3.5m=（6.7705＋6.3452）/2×3.5=26.5(m3)与设计图中所给1#梁段砼数量吻合。1#梁段超载20%的砼方量为：1.2×v5#=31.8(m3)P1＝1.2×v5#×2.6=82.68(t)，为控制计算最大混凝土梁体荷载。根据施工经验，取0.1t/m2的施工机械、工作人员等荷载，重为0.1×4.96×3.5=1.74(t)。荷载分布：梁体重量全部由底纵梁均分承担，每片纵梁承受24.607KN/m的荷载。组拼式防电防坠平台：每套重量为8t（两套挂篮各一套），为验算挂篮设计时有20吨富余承载能力，此计算过程中组拼式防电防坠平台按20吨重量计算，由于吊点位于经扎螺纹钢的伸出端，每跟螺纹钢上分配50KN的荷载。荷载组合荷载组合I：混凝土梁体重量+20%超载荷载+挂篮自重+施工机具和人群重+防电防坠平台；荷载组合II：混凝土梁体重量+挂篮自重+施工机具和人群重+防电防坠平台；荷载组合I用于主桁承重系统强度计算，由组合1控制设计；荷载组合II用于结构变形计算。结构计算结果1、主体结构应力检算在控制荷载组合I的作用之下，挂篮的主要构件应力如下图。可见，在超载20%荷载作用下，结构的最大应力达到160.6MPa，最大应力发生在挂篮的边底纵梁顺桥向跨中位置。图4荷载组合I应力图形在100%梁体湿重的荷载组合II的作用之下，挂篮的主要构件应力如下图。可见，结构的最大应力达到139.5MPa，最大应力发生在挂篮的边底纵梁顺桥向跨中位置。图5荷载组合II应力图形2、吊带应力检算吊带截面为20cm*2cm的矩形截面，开孔直径为8cm，因此扣除开孔的净面积为0.0024m2从程序中查得吊带最