某互通主桥挂篮设计及结构受力计算书

某互通主桥挂篮设计及结构受力计算书一、挂篮组成及各部件材料参数本桥挂篮采用我公司自制的菱形轻型挂篮，共由五个主要部分组成：菱形主桁架、横梁系、悬吊系、模板系及行走系。1、承重菱形主桁架为挂篮悬浇主要受力构件，主桁架主梁及立柱均采用双榀I40c工字钢，上部前后拉杆均采用2根Φ32精轧螺纹钢，下部弦杆采用I25b工字钢。主梁前端、支点及后锚等集中受力处加焊1.5cm厚钢板加劲，立柱与主梁接点采用加厚钢板及加劲肋焊接加强。2、横梁系统由前上横梁、前下横梁及后下横梁等组成，挂篮前上横梁固定在主桁架上，前下横梁通过悬吊系吊于前上横梁上，后下横梁浇筑砼时固定在上一梁段底板上，行走时悬吊在侧模纵梁上。前下横梁和底横梁共同承托底模及梁段底腹板钢筋混凝土的重量。本挂篮前上横梁设计采用2根I56c工字钢拼组而成，后下横梁采用2根I40c工字钢组合而成，两侧加焊1cm钢板加强，以提高刚度。3、悬吊系统是挂篮的升降系统，位于挂篮的前部，其作用是悬吊和升降底模、侧模及工作平台，以适应悬臂梁段高度的变化。本挂篮的悬吊采用螺杆式ΦL32精轧螺纹钢筋配套扁担梁、手拉葫芦及螺旋式千斤顶，每根吊杆之受力以〈54T为准，其刚度及强度均满足要求。挂篮后锚采用ΦL25精轧螺纹钢筋，通过连接器与箱梁竖向预应力钢筋连接。4、模板系统由底模、侧模、端模等组成。挂篮底模平台承受悬浇过程中悬浇块大部分重量，直接影响底板砼成形质量，该部分的设计计算亦极为重要。底模平台纵梁纵向布置，通过纵梁与底横梁焊接连接。本桥挂篮底模纵梁在截面上选择I28b工字钢，腹板处采用两排双拼的工字钢，其余部位单根放置，d单幅共20根，中间加焊缀板，以提高刚度。对底模纵梁的设计，对其刚度力求保守，除对线形控制有利，从安全方面考虑，也尤为重要。底模纵梁上横向布置8#槽钢作为分配梁，上设5mm厚的优质钢板作为底模面板。本桥为变截面梁体，采用外模尺寸不变，通过调整底模平台标高来适应梁体高度变化的设计，以加快施工进度。本挂篮外模采用［14b槽钢及［8槽钢制成的定型钢骨架加贴5mm厚钢板组成。外侧模滑梁设置考虑外侧模重心位置及翼缘板重心位置，使悬吊体系处于易调整外侧模位置。外侧模在移动过程中悬吊在前上横梁上，随挂篮同步移动。挂篮内模为木模衬型钢骨架制成，直接支撑在底模上，其高度可通过竖撑骨架的销接调节。在移动时，内模拆除，待挂篮移动就位，进行拼装。5、行走系是挂篮移动的主要装置，本挂篮纵移采用手动牵引、滚轴前移的方式，移动时先上好后锚筋，使后锚压滚与主桁架在接触与不接触的临界状态下行走，挂篮行走时，要安装好两桁间的连接件，以增加挂篮的整体性，并设置好保险系统。挂篮的行走采用2个10T的手拉葫芦牵引挂篮前移，并带动底模平台和外侧模一同前移就位。在两侧倒链拖拉过程中，必须控制好桁架的走向和速度，并保持两侧挂篮同步前移。移动是挂篮施工中的极重要的环节，必须按要求和安全操作规程施工，以确保安全。6、菱形挂篮各部件组成及材料参数挂篮各部件材料及有关参数汇总表登部件禽名称吧材料型号驼长度指（平m达）慕截面积慎(殿cm串2议)无截面惯性幅矩颈(旗cm煌4雾)鄙截面抵抗对矩手(迁cm密3剥)大材质旁一套重量割（绍T餐）租主桁主梁便双榀鞋40c校工字钢拳140妨102×2童23850×简2筑1190×2咐A握3霞钢侨11.21玻主桁内弦杆屡双寿榀肤25献b中工字钢陕13戏53.5×2凉5284×2艇422×2鼓A衣3窗钢稍0.546啄前后拉杆站2自根驾Φ爬32钱精轧螺纹钢龟56贷8.04×2扭冷沾拉踪Ⅳ朗级钢破0.354勿连系杆蚊Φ棒32.变5慈钢管牛(臂δ膏=1)夕1叮8倡98.96越12286翅756颠A赴3性钢现1训.堪398辉前上横梁谋双在榀番I乳5某6齐c俩工字钢头28供157.9赛×2辨71439群×2的2财551戴×2棵A涝3肝钢撕3.469厦前下横梁稍双牧榀般I戒36b右工字钢净28设83.5凤×2送1653尊0×2缓919滤×2甩A驶3们钢睛1.837哪吊带资Φ替3赤2钳精轧螺纹钢桑7.5容8.04棵冷凉拉礼Ⅳ唯级钢板0.379见后横梁炮双伪榀懒I拖40c朵工字钢偷28没102×2甲23850×姨2都1190×2绘A甲3刷钢迎2.243怪后锚孩Φ躲3计2显精轧螺纹钢休2逃8.04产冷盏拉反Ⅳ厨级钢团0.076底底模纵梁伯I28榴b误工字钢众110笑61.05笛7480传534遭A约3悔钢掠5.269骆侧模纵梁瓦双炊榀抹I锐32a甜工字钢晴48掀67.13单11075×目2男692×2窑A乌3医钢材2.530刘底、内模洒3.825肺侧模言6.858艇菱形疲主桁悬吊总重兽2抵9受.擦311宝T图模板总重智10.683炉T值一套挂篮主要炉部件重贺39.运99一套挂篮主要部件重39.99T，加上其它加强钢板，扁担梁、千斤顶、手拉葫芦等零配件，总重约42T<设计控制重量50T，满足设计和规范要求。二、挂篮在砼施工时结构验算本桥1#块件自重最大，为1092KN，节段长3.5m，其中翼板部分重3.665m3×26×2=190.6KN。因此以1#块作为挂篮结构验算的梁段。根据规范要求，验算结构强度时，采用荷载组合Ⅰ：（1）挂篮自重共取420KN，各部件自重见上表；（2）钢筋砼重力取26KN/m3，砼超载按1.05系数考虑；（3）施工人员及机具荷载取2.0KN/m2;仍（膨4封）振捣砼时产施生的荷载余取卡2.0KN/采m代2咏;减（慕5王）其他可能产玩生的荷载也取烦1.0KN/烘m躁2兴，施工荷载总于计柏5.0KN/密m震2疯。波临时性钢结构恒在荷载组宁合盖Ⅰ开情况下，容许汤应力的提高系规数叹取赤1.3.演挂篮锚固施工否1宜#枝块时，单片主樱桁前端总燥重行=45固%挖梁骗重笼+黑挂篮自芬重始+雨施工荷逗载馆=菊1092君×0.5×4障5%×1.0浊5+4蛇2日0×0.5×辅45%+5×友3.5×氏13屋×0.5=脊466.2扮K抖N形，受力简图见扎下图：晓采用清华大处学鸣SMSol薪ver葱软件对菱形吹挂篮各部件进猜行受力计算，宫计算结果见下激列内力图：纷挂篮各部件弯如矩图巡（螺KN·秩m赢）桑挂篮各部件轴郊力图经（相K般N裂）蓄挂篮各部件剪欺力图典（驳K铃N纵）骄挂篮主桁挠度削变形图判菱形挂篮各部检件内力值详见处下表插菱形挂篮各部喊件内力数值表招部件编号及名侍称及最大弯矩乳（守KN·肯m割）层最大轴力蹲（正K顺N揉）浓最大剪力受（房K远N球）航纵向主梁角313.4侵-膊231.41雀-466.2齐前拉杆鱼535.27正后拉杆继562.64档立柱霜-684.2胸2拣弦杆惑-10预1.63起1贩、纵向主梁强陡度验算苦由上面计算结懒果可知，纵向倚主梁在主平面醉内受压并受弯赵，其法向应力低σ窗=N/A+M壁/嗓W拦=2她3141搞0/(102优×2×10旱2楼)+3立13400傅/(1190脆×2)灾=1泉43恼.腥0出Mpa<下1.3解[话σ辣]=182剧Mpa侄经计算尘，避I撇5狮6销c陷工字钢中性搂轴阀以上的毛截面芒对中性轴的面紫积仔矩逃S鞋m昼=刚1驶525.6错cm胖3踏，张I焦40c搅工字忠钢笑S辅m派=竿711.2进cm赏3堆，妻I28宗b集工字须钢羊S孝m撑=烛312.3珍cm字3其。安剪应猎力禽τ帮max肚=QS架m架/I拘m纸δ勇=4桨662扒00×711饼.2×2×1喜0貌-6求/(2385不0×2×1.趴45×2×1够0衣-4迎)=波47竖.剂9抚Mpa<至糟[模τ陕]=85似Mpa谱因此，主梁强宋度满足要求。腿挂篮顾主桁前端弹性洁挠度变形值达f拾max狸=迫10mm啦。用2蚁、立柱强度验年算茅立柱受轴向压眯力腾N比max册=赔684.22载k抗N剪，立柱高度捡l欺=睛2.6m驻，一端固定、咐一端铰支，长闪度系数搬μ堡取脉0.模7夜，立柱截面惯剪性半蜂径项i=液√凶I刻/A=秤15.29c焦m兄长细烘比冻λ宗=致μ疼l/i着=0.7×区260/15裂.29=杂11.9<榆3冠0鹿，查表得摇φ之1张=0.900智，困立柱承受应暗力望σ耻=N/A=后684220该/柳（杨102×2×始10忘2颂）托=3研3纵.荐5摸Mpa受<萝φ扭1传撕[食σ攻]=126帅Mp骂a共，因此，立柱扭满足抗压强度嗓要求。援3遥、拉杆强度验论算雨挂篮前后拉杆卧均采誉用稼2黑根详Φ务3系2铅精轧螺纹钢，浅此处仅对受力镜较大的后拉杆枣精轧螺纹钢进但行验算。糠σ半=N/A=缓562640肿/申（搂8.04×2妄×10街2湿）阅=3遥49.9丛Mpa<陷轨[索σ驱]=0.9烦×785=7滋06.5M远p搬a夺，拉杆强度满体足要求。牺4坡、后锚抗倾覆鸦验算恼由上面剪力图竿可知，后锚支顷点拉力最大为选287.39慰+粥222.98揪=5早10赖.守3配7K晓N总。后锚利用梁谈体内竖向岔Φ歼32秒预应力精轧螺亮纹钢，每侧主错桁下锚固三根牙，由设计图可还知辛其设计预拉张拴拉力为膝：奖3×锦536冤.寺6米KN=真1609.8冠K听N项。因此，后锚隶抗倾覆安全系冷数构=1诉609.8净/5扬10.37善=乖3挺.拾2>2栏，满足规范要足求。裙5湖、挂篮前吊带茅及前上横梁强绩度验算钥前上横梁底板肌范围吊带承受科荷载：底板钢碑筋混凝土自膊重姑+忧挂篮前校横梁鸣自慈重驼+蜜施工荷虚载旬=努（叙1号092睛-郑190.6拖）把×45%×1娘.05+公[票（蚂5添2.鞋69倚+扎38摔.腔2肯5仁）袋×0.5+3味4宾.窜69意+乘18扔.引37嫌+3.缺79蕉]+5×3.枪5×纤7仿×0.5=已589.48忘KN/6丛根挣=遗98.25雾KN酸/坐根帝前上横梁翼板披处吊带承受荷挎载：翼板钢筋险混凝土自鼻重遭+务侧模自子重闭+果施工荷枝载等=粒190.6谁×45%×1旋.05+排（端25.3+6滚8.5离8彩）建×0.5+5扔×3.5×袖6世×0.5=洗189.5镜KN庭/2=嗓94.85K费N绩吊带采用院Φ谨3限2壤精轧螺纹钢，暑由上，每根吊贡带平均承受最这大荷载为宁98.2站5K帮N既，考虑到施工煎时矮施工人员、材挺料堆放的荷载通以及各吊带可池能存在不平衡遣受力的情况，红取安全系称数答1.2补吊带受拉应口力渗σ专=N/A=帮98250出×1.2钻/诱（述8.04×1脏0激2仓）蚊=1葱46.6派Mpa<妨堡[伐σ方]=706兴.5Mpa弃吊带变诸形此L=FL锦/EA=允98250反×1.2×骄8途.5/(2.维1×10期12洲×0.016场2豪×圾π筹)=竟0.000占6犁m滤=位0.屡6棕mm陪因此前吊带强绑度完全满足需际要，吊杆的变锅形量可通过调捞节底模的高程嫂来抵消。浩前上横梁采嘱用棉2喜根冶I厨5亭6效c挖工字钢拼组而稻成，塔吊点处葵加焊幻1cm疯厚钢板加强。波其力学特性斥：梳A=嚼157.9盾×2狸=碎315.8碰cm德2狗，孩I懒=50640惑×2=艳142878乎cm搞4纠，虹W意=2551跌×2=严5102半cm伯3辈，验算时按保奔守计算，简化镜前上横梁宽支估点为铰接点，煤按单跨梁对横理梁进行强度、融刚度的验算，昂受力简图见下头图。铸前上横梁内力喜及变形见下例码计算图院前上横梁弯矩萍图搅（盖N银·铲m馅）颂前上横梁剪力牙图策（川N毅）轰前上横梁挠度眨变形计算图铁由以上计算可椅知，前上横梁盛最大弯矩在支蠢点处乏，南M注max伍=铲211边.盗39唯KN萍·杀m甩，铃则凳σ役=M借max娱/歉W武=腰21139铅0/浆（樱2551×蛛2芬）委=深41.4陵Mpa<所1.3戴[希σ袭w楚]=188阁.5Mp扯a万，征最大剪醒力澡Q托max堵=梅196铁.弄5模K龟N粒，覆则必τ款max掏=QS伍m隙/I期m形δ摔=傻1965贩00×艘1525.6马×2×10确-6奶/(目71439搅×2×1.6塔×2×10胞-4晓)=1才3忠.搜1翻Mpa<揉萄[估τ阿]=85捆Mp仔a润，满足要求。呀通过软件计算羡，上横梁变形绝最大处搞在宪6圾、包7中号节点，为增0.7挠mm相。蹦挂篮总体弹性升变袖形驻=肺主桁变似形结+殊上横梁变抬形位+牧吊带变案形苍=10+付1活+泽1炸=贩1交2堤mm助<辨20mm线满足规范要求穗。粒6伯、底板纵梁验盼算冶底板承受荷订载望=寺底腹板梁自嗽重水+博底板模板、内约模自台重押+播施工荷侮载袍=裂（汉1092跃-杰190.6秀）繁×寿1.05+仿52.69机+省38.25依+5×3.5泰×胆7啄=掏1159.9石1量K岁N辞。底板纵梁采挥用崭I28岂b苦工字钢，腹板姓下集中荷载较持大，进行加密弱，采用两组工究字钢（每组两复根），其余底仰板处纵梁平均祝布置，璃共劣2中0深根纵梁。报梁体自重经底偏模、分配梁分主摊荷载后，纵宗梁验算近似采妙用单根纵梁平没均线荷露载诚q=持1159.9趋1省/2来0止/3.5=1热6放.准57慌KN/讯m套，纵梁受力简踢图见下图：蕉纵梁内力图及介弹性变形见下帖例计算图：样底板纵梁弯矩剥图榜（雾KN继·焰m漆）笔底板纵梁剪力形图嫂（宝K疲N挑）该底板纵梁挠度嗓变形图卫由以上计算可马知，底板纵梁剑最大弯矩在梁减体纵向跨中处骂，纪M袭max锣=交48历.妹81逮KN炸·纯m常，治则放σ壤=M妹max陷/敞W起=专48810朴/534=支91涂.凯4宵Mpa<洪1.3嘱[万σ危w旅]=188摧.5Mp弊a道，纽最大剪存力峰Q倦max狮=附35锐.怕5权6K蒜N丹，土则握τ狗max雹=QS葡m渔/I学m啦δ融=词3556