某高速公路贝雷主桁挂篮设计计算

挂蓝结构计算书一、设计说明1.1、挂篮的设计规范设计规范1．《钢结构设计手册》2．《装配式公路桥梁使用手册》3．《k571+710.5桥梁两阶段施工图设计》（二）技术标准挂篮的设计荷载采用2#块作为设计依据，采用7#块作为验算依据，2#块长3.5m，混凝土42.9m3，7#块长4.5m，混凝土41.6m3，挂篮结构及模板重35t，施工荷载5t。计算时按前后吊点来分配混凝土重力，模板重力采用均匀分布在前后吊点上。同时挂篮的自重按图纸要求不得最大梁段自重的0.5倍控制。2设计要点1挂篮的总体施工布置本桥加工4个2对挂篮，施工时先对右幅进行施工，施工完成后转移到左幅施工。1.2.2挂篮的一般构造本挂篮设计长12m，宽13.0m，主承重梁采用加强的单层双排贝雷珩架，前后上横梁采用2槽40槽钢组合，前后下横梁采用工36b，底模采用墩身模板改制，箱内模板及翼缘下模板现场加工，端头模板采用组合钢模和木模结合。1.2.3滑轨的布置滑轨采用双组合的槽32，轨道沿腹板中心线布置，由于桥梁为曲线，规道按每2米一节加工，轨道锚点位置间距1.0m。1.2.4前后支点的设计本桥桥梁位于曲线上，最小横坡2%，最大横坡5%，挂篮主珩跨距5.5米，最大高差27.5cm，为了保证挂篮在施工行走过程中的平衡稳定，主珩下支点按3.5%的综合横坡考虑，从而减少对滑轨的支垫，保证挂篮行走的稳定，同时满足挂篮施工过程中的抗压要求。1.2.5模扳的行走和设计繁挂篮的箱内顶蛮模采用定形大处模扳，在施工涉现场制作，腹宜板模扳由于施体工过程中需要芝变化，拟采用姜组合钢模板配秧合木板进行。璃箱梁翼板下模重扳采用定制模胖板，模板长度之4.8租5傲米核，较梁段最长姐节段的长度长伐30m婆，模板沿高度客方向分春成明172.疤1扇、领152.稠6川、防230搭.0m坛共遍3深节，以便适应躁箱梁沿高度变归化的需要。农挂篮的模板随点挂篮一起整体等前移，移动过售程中考虑计算廉挂篮的抗倾覆荒能力计算。咸绕、挂篮的安全销防护措施软本挂篮分别在护三面采用小型捉钢及钢筋焊接紧成防护栏杆，摊挂安全网进行员全封闭，这样柱以保证施工过模程中人员的操蚕作安全。2、加工要点竞企丰挂篮的加工晒挂篮做为大型遮的承重结构，别其加工必须严钩格按照下列要示求执行：材料和挂篮材料必须械是符合设计要蚕求的材料，必龙须要材料合格皆证明及进行复惊检，对不合格可的材料严禁使坚用。莲当钢材表面有熊锈蚀、麻点或姨刻痕等缺陷时勾，起深度不的勺大于该钢材厚变度允许偏差的稻值顷的不1/涛2擦。凯放样、号料和带切割帅放样和号料应际根据施工图和寻工艺要求进行探，应按工艺的剃需要预留余量冤。法样板，样杆，肥样条的制作的欧允许偏差符合悟下列规定：悦项目睬允许偏差应（丙m佣m店）拘两相临线的中抱心距离阶±0.5简对角线、两极搅边孔中心距离饲±1.0悔孔中心与孔群芳中心的横向距翻离不0.5龄宽度、长度宿+0.莲5蕉，踪-1.0联曲线样板上任剪意点的距离总1.0锡挂篮材料的切背割软切割前应将料秒面的浮锈、物警物清理干净。鹅钢料应垫平、康垫稳。割缝下醋面应留有空隙鉴。愚剪切边缘应平错整无毛刺、反搭口等现象。辱切割零件尺寸优手工切割的允颂许偏差鱼为跳±袄2mm聪。制孔云螺栓孔应成正水圆柱形，孔壁钩表面粗糙援度条R刊a宪≤捆25求μ咱m陶，孔源无损伤神不平，无刺屑独。结螺栓孔的允许旷偏差应满足下柴列规定：粥项目锡允许偏差欣螺栓直径鞠螺栓孔径拉M20渣22喘+0.耕7耗，伞0煤M22司24秒+0.搏7铜，饼0隶M24分26牧+0.猫7医，带0萌M24芽29泊+0.浩7锤，捆0查M30多33痕+0.倡7酷，拔0克C带、螺栓孔距允绘许偏差两相临县孔距允许偏言差赵±丘0.8mm皆。挂篮的拼装，淡由于本桥位于讽陡峭的山谷中彼，无大型的起准重设备，因此盲，挂篮的拼装喷通过塔吊将小蓄型杆件吊装蛾到屠0促#茧块聚，坦1贞#框块上拼装主珩遇成型炭，培偏挂篮的拼装应停注意以下要求印组装前，零件槽、部件应经检妻查合格；连接辞接触面和焊缝州边缘每局边沿30~蹈50mm匙范围内的铁锈言、毛刺、污垢搞等应清除干净猪，露出钢材金禁属光泽。偷挂篮拼装时，妥螺栓必须紧固恰，保证零件、午杆件相互密贴幕，组装螺栓的瞎螺母下最少应蜡放置一个垫圈黎，如放置多个葬垫圈时，总厚惨度不应超过喊30mm挺。焊接要求只焊接操作人员幻必须持证上岗荣，对不熟悉焊甘接工艺的无证替人员不得进行肺挂篮的焊接。猛焊接前必须清窝除焊接区的有修害物质。胸施焊时母材的蝶非焊接区严禁秆焊接引弧。泻多层焊接应注笋意控制层间温役度，每一层焊租完后应及时清截理检查，清除乔药皮，熔渣、罩溢流和其他缺疤陷。毁焊接不得有裂哨纹，气孔，夹肾渣，焊瘤等缺替陷，否则应处魄理改正。三、受力分析鲁3.杏1唤，荷载分布盲本桥傍按给2牌次抛物线变化光，在结构设计斑是，近似按线捉形变化设计，竭该近似误差较骆小僵，化2越#神块后端高度零5.547m灭，前端高度陪5.057m肆，混凝土总重要为捞42.9m皆3泽，臭故辉5.547/幕5.057=赚1.09援7邮，斤设越2甲#私块前端截面力考为窜x布，则后端截面图力永为编1.097蛛x老，故有缎（丧x+1.09抖7拔x柔）哥*3.5/2讲=42.9*鲁25k想n塔，越求猜得谷x=292.勾3k笑n衔，尺则网1.097x垄=320.7斑k绵n疗。色从而就蕉得宰2序#鄙梁段及模扳沿程挂篮方向的力桶学分布如图厌根据所求得的吹支点反报力桨N匀1掀=658.5著K惯N滚，椅N肺2雷=413.9哗K咳N雪，可近似认为圾前吊点所承受碑的混凝土重为异总混凝土重的奉（侮413.9/科1072.帐4贤）债*100%=爽38.6边%铸，后吊点所承野受的力有为志1-38.6赠%=61.4君%让，即可近似认脆为前吊点承受咳梁体前段盼1.35m湿的混凝土重，疯及模板重的前补段叶2.24m布的模板重。前总后下横梁只承保受底板和腹板冈重力，辉2.练2任、前、后下横弦梁受力分析涂根据以上分析冬，梁高按平均超梁高捡（日5.547+旷5.05堆7绕）吹/2=垦5.302m贵近似计算，可舟得前，后下横绣梁受力图如下显：同2.三3裁、底模纵向分唱配梁受力分析吉纵向分配梁计兰算时，采用最忽不利荷载计算未，在箱梁的腹玉板位置，荷载寺最大，近似认卫为腹板荷载由斧两根纵向分配拆梁共同承担，论则每根分配梁聚的受力如下图连所示：炉2.辞4杰、前、后上横古梁受力分析包前、后上横梁装受力是经过吊倚点将下横梁受瘦力传递给上横小梁，根据以上洗分析，前后上拼横梁受力如下饰图：榨2.召4做、主珩受力分涨析昌主珩为挂篮的岁主要受力结构社，在施工过程刚中，主珩的受晃力通过前、后度上横梁传得，嗽在计算过程中亩，由于主珩的厌受力可近似简蚁化到沿梁体的亭变化来计算，燃其受力分布图醉如下：三、结构计算荷3.合1汗、对前下横梁罚的结构计算攀根据以上受力还分析，将前、住后横梁受力近伶似认为均布荷梅载分布，求得签上下横梁的受医力分析图如下熟：扫弯距图剪力图挠度变形图侦根据计算，求肉得最大弯邮距脑M罚max胖=16.32线kn.灵m刊，最大剪力夹N步=73.77钉k售n兵，最大挠度变屯形跟ω宿=浇0.5mm亲，设计应力悄按细[某ó]=涛170n/m乳m岂计算，求盯得铺W=M/[图ó]=163诚20000/赏170=96糟00舰0照，央A=N/民[级λ塞]=7377袜0/85=被868mm白2四，根据以上计息算，前下横梁扯受力较小夺3.踏2启、对后下横梁立的结构计算页后下横梁存在捏两种工况，一艰是挂篮在施工许过程中承受挂塔篮自重及混凝厕土的重量，二搞是在在挂篮的出行走过程中，叉后下横梁最大腾跨径下承受挂疯篮的自重。现循对两中工况分旬别计算：摆旬厅挂篮在施工过聚程中的计算念挂篮后下横梁倦各受力图如下败：弯距图剪力图挠度位移图悠根据计算求的肯后下横梁漫的三M让max译=24.8k喷n.贫m尘，最大剪力辅N垂=112.4急k认n荷，最大挠度变府形班ω凯=取0.9mm平，设计应力促按达[亲ó]=弹170n/m社m熄计算，式求猎W=M/[魂ó]疯=24800歌000/17赔0=河145882固.4mm歉4夕，细A=N/订[霸λ蚁]=1124读00/85=钟1322.4宵mm薯2茎，根据以上计着算，后下横梁上受力较小，根巧据以上计算，想可采用萄工疏3偷6破的参数伴为顿W=株877556虚mm拴3汪，捏A=陷7644m旋m姿2辩，该材料能满坟足设计要求。菌套，挂篮在空载娇状态下的计算笔挂篮在空载状收态下受底模自脆重，侧模自重丸，横梁自重，货及底纵分配梁肚自重，操作平列台，行走过程招中的其它荷载赌等，挂篮底模殖为勤1.03kn两/m烦2黄，侧模么约克0.71kn埋/m尽2石，其它荷载考瓦虑押2.5kn/吩m念2租，故后下横梁豪承受的荷载为旗（旷1.03*4钱.85*6/横2+0.71袍*8.5*4孩.85/2*型2+2.5*搁4.85*6疑/昆2灰）尼/6=13.攀3kn/m芹挂篮后下横梁笨态下的受力土馆如下：茎求得其弯矩图魄如下：馋求的剪力图如讨下干求得位移变形趋图如下：池根据计算，求擦的最大弯愿矩绒Mmax=1镜83.54k览n.息m概，最大剪绿力晋F=39.9浑k弃n被，最大位移变扩形锤ω居=段77mm疯，在不考虑其帝他荷载状态下妇的变形祥为话ω量=姑42.5mm象工浆36渠b漆的蛋W=关920778芬m陶4欢，秤A=牙8364mm杜2稀，，即求得应胖力挡ó=1835辉40000/国920778咳=199.省3自〈兼215n/m刘m荐2蕉，满足设计要布求渗。唇λ锡=39900惯/8364=笋4.77n/芒mm夺2季，满足设计要书求毯。烤[蜘ω汤]=1200圾0/250=否4妥8隙〉担42.5mm配。满足设计要席求。象4饱、对底板纵向庭分配梁的计算弯距图剪力图挠度位移图海根据计算求的帅纵分配梁怖的奖M宁max轨=119.3别7kn.迟m约，最大剪力协N港=89.33资k堤n汇，最大挠度变如形毕ω划=据22.4mm召，设计应力丽按其[球ó]=声235n/m摆m俩计算，求得裁W=M/[机ó]=119茧370000傲/235=纪507957列.4mm翼4河，考A=N/政[耕λ取]=8933涂0/85=五1050.9范mm术2勒，根据以上计垃算，纵分配梁咱可采用工衡28a吨的参数赚为五W=曲508214政mm澡3息，告A=返5537m妹m艰2秧，该材料应力穴能满足设计要矛求。但挠定度扩22.4>5显250/50幻0=盼10.5mm奇,幼不能满足要求逝。考虑施工过交程中模扳对荷斑载的分配作用捞及底模刚度，追施工过程中能繁满足使用要求淋。骑5丰、对前上横梁验的计算翼根据对挂篮前炮下横梁的计算贼，可求得前上非横梁的受力图斤如下：度（单位榆：云k肢n烈、屯m歇）率根据以上求得隶前上横梁的弯予距，剪力，挠小度变形图如下扛：弯距图剪力图挠度位移图到根据计算，求碑得上横晨梁贞M含max烤=149.8嫌kn.筝m戒，最大剪力袜N漏=184.1遥6k趟n例，最大挠度变瘦形顺ω室=白6.4mm漫＜槐5500/5李00=配11mm妖满足设计要求糟，根据计算勿槽惹4砌0兔的辉W=单878885侦mm吃4榆，此A=择7504mm秀2城从而求的应力汪ó=1498缠00000胞/堡（峡878885衡*寻2唱）远=85.22蹄n/mm异2踏＜拘235n/m盯m锤2燕，剪世力兵λ闷=18416岛0偶/郊（客7504*利2沸）晃=12.2旋7买＜篮85n/mm塑2漠满足设计要求罩。膝6具、对后上横梁来的计算圣挂篮后下横梁仆的受力如下：宪（单位垄：萌k僵n直、绩m杰）浇根据以上求得旗后上横梁结构撞受力图如下：弯距图剪力图挠度位移图辽根据计算求得席，弯距及剪力情较前上横梁小轿，采用相同材对料能满足设计续要求，求的后亿上横梁在端头坐位置的最大挠据度稳ω授=京6.7mm突＞研2400/5伯00=即4.8mm耻。（不能满足烧要求）鲜7中、对主珩进行床计算客根据前面力的携分配分析，可犬求得主珩的受良力如下：绵（单位谁：翁k逃n警、鞭m响）弯距图剪力图袋双排单层加强指贝雷珩架的容费许剪味力哭[滔λ冤]=490.艰5崭，容许弯熊距乖[M]=33折75kn.蠢m抬，实际求得最缎大剪具力长N=299.展4k疏n源。最大弯鲁距烘Mmax=1违571.85还kn.溉m挣。故能满足设但计要求。四，结构复核否采酷用耗7航#揉块对结构进行咬复核抄，小7陪#针块长度体4.5m宅，混凝土所41.6m沈3赢，其它荷载恰与国2冷#青块相同，同样惊通过剑与马2诊#庆块的相同分析闹，求得各部位孩的受力分析图糕如下：骂4谦、咐1乎、荷载分布谦4.裹2堪、前，后下横基梁力的分布图淹4.秋3垫、底模纵分配顷梁受力分配图教4.恭4矿、前上横梁受枝力分配图贞盘4.炎5么后上横梁受力漫分配图五，复核计算狐根据泽与森2径#秘块件的受力比联较，后上横梁董，后下横梁，修前下横梁的力追的分配较小，封不需要进行复跟核，只需对底市模纵分配梁，厕前上横梁及主崭珩进行复核计沈算。揉5.谁1蛙，对底模纵分是配梁的复核：瓦底模纵向分配指梁的力学分析引如下：遗受力图（单位座：朗k丧n狡、搭m渔）弯距图剪力图挠度位移图吃求的最毁大平Mmax=9砌3.36kn外.胶m挥，剪塘力询N=66.7颠7k兽n钱，最大挠度变培形米ω胡=华18.76m谱m聋>5250/碰500=10欺.5津,础不能满足设计恭要毅求利.救扇ó=9336胶0000/5奋08214=夹183.7<找235n/m兴m豪2娃,岭满足设计要错求剥.赶妻λ姓=66770招/5537=等12.1n/径mm2俘.烟施工过程中考锁虑模板的分匆配尽,件能满足设计要秩求慌.样5.某2麻，对前上横梁厨进行复核：昼前上横梁的计闸算必须先求出洁前下横梁的支剃点力，前下横妥梁的受力如下爽：弯距图剪力图挠度位移图迎根据前下横梁裂剪力图，可求蜻的前上横梁的掀受力如下：受力图弯距图剪力图挠度位移图晒最大弯中距问M=162.拜8KN.偷M盯，最大剪挖力拉N=210.零7k齐n降。最大挠度变胜形胸ω烦=绝5.7mm孩，隆ó=1628喉00000便/转（葱878885糖*奇2士）油=92.6<酸235n/m慰m树2匪,渡满足设计要带求去.塑恶λ脑=21070风0丑/认（弟7504*流2锻）意=14.0n吴/mm2加.衫施工过程中考币虑模板的分惯配括,械能满足设计要触求敞.欧5.芳3辉主珩计算弯距图剪力图位双排单层加强博贝雷珩架的容宜许剪高力温[映λ杨]=490.抱5嘱，容许弯因距糊[M]=33汽75kn.碧m禾，实际求得最许大剪胁力含N=340.档8美，最大弯追距秩Mmax=1肿789.2k染n.当m脉。故能满足设差计要求。热六、连接绞计圣算榜根据前下横梁舞的计算，单个朋连接绞所承受尺的最大拉弟力禽N=101.余9k即n哪，，其受力结优构见下图：暴连接绞的转轴某采用邪6.柜1指对连接绞的竖嘱板计算朱钢板按单面受称剪偏安全计算睡A颤=皆（喝100-2浴6炮）劝*20=鉴1480mm触2赔所能承受的荷和载托[N]=14劈80*85=鸟125800图=125.8管K保N圾＞越50.95K够N歇，故能满足菌设计要求。村6.币2滥、对绞的横板肆计算阔按精扎螺纹钢蛙的侮YG道M脏连接器的周长弯边进行剪力计围算，连接器周侍长大约为笋25.5cm赔，剪切面俩积修A=255*匹11=言2805mm委2勉，选[N众]丽=2805*且85=238屯425=23栋8K垃N帆＞孙101.9K饶N垂，满足设计要怜求。叉6.禾3棍、焊缝计算肢焊缝焊接厚度炭8mm昏，连接绞的韩突缝长度抵为尝12.5*4岔=竟51.2cm波=岗512mm宿，因此焊缝面岂积算为欣720*8=访4096mm裕2偿，故焊缝能承册受的剪力宋为肃5760*8钟5=3481华60n伶=348kn橡>101.9旷kn慕,灯满足设计要由求隔.间6.渣4纹，对连接绞的招转轴计算免连接绞的转轴夺采用直径负52mm捆的圆钢，其截记面堂积进A=注2122.6劣4mm肾2劫，圆钢袭为双剪截面其呈承受的剪合力聋F=2122潜.64*2*码85=360倍848.8n级=360.8捆kn>101蠢.9kn满足设计要求葬七，对滑轨进洋行计算乌计算是考虑模腐板自重位于最腾前端偏安全计显算，模板自羊重讨40述t站，键滑轨拟采剩用诱2帮槽让3惊2绞，庆2半槽域3悄2央的盯W=4694排13*2=脊938826疮mm立3术，轨道每给侵2m热设置锚点一道菌，挂篮后锚行桃走装置走到中夏点时滑轨受力劣最大，挂篮自翁重后端证为铃40舱t唯，故每个后锚积行走装置受力央为捡40/2t=吹20t=20纵0k焦n终，滑梁按简支健计算。求的挂伴篮在行走过程蒸中的对滑轨的烈最大弯距丑M厅max览=200*2担/2=200秘kn.m板б毁=M/W=2猜00*10削6弦/93882疲6=213.闲0n/mm编2冒＜科215n/钉mm正2迷，满足设计要报求。暂八、对后锚受仪力结构的计算哈，狭根据以上计算炉，单个挂篮后遭锚行走系统受后最大力世为夸F=20t=遇200k半n价。论8.池1鹊，对后锚结构书与挂篮的连接浊计算闯后锚行走结构增与主弦杆采照用材8荒根陕Φ厨2翠7鞠摩擦型高强螺瑞栓连接，故每屿个高强螺栓的鸣抗拉力伟为深F=200/门8=25k挑n迎，根据《钢结拔构设计手册》宽，高强螺栓的目抗拉承载力设裕计抓值醉N=0.8池P宴，其恩中放P=205k确n反，设计铃值集N=0.8*帮205=16风4kn>25牵k常n棋。满足设计要柴求。姥8.餐2浪，挂篮后锚行织走轮连接板焊睛缝计算回挂篮在空载状蹄态行走过程中干，轮轴承受挂半篮倾覆所产生舰的反力，挂篮遵的倾覆荷载按沃前端挂篮的自萌重偏安全计算纲，故挂篮每个踪主珩的倾覆提力肉F=400/酷2=200k输n阴，倾覆力由后避锚行走轮分别萝传递给两个轮究轴和连接板，荒故每个轮轴的馅受力剑为鸦N=200/族2=100k乞n丑。按对轮轴位置的衬连接板计算，占连接板焊缝为规抗拉行缝，焊琴缝长度巾为踏l=164*疑2-10*2上+50*4-刮10*4=淋508mm骆，花ó衣=N盘/武（档l芹w铺*吼t萍）盲=10000诞0摇/勒（个508*与8肢）假=24.6n奋/mm下2烦〈薄200n/日mm丈2纽满足设计要求始。练对行走轮轮轴辉计算，行走轮丧轮轴采用高6cm辟的圆钢，其截泻面短积然A=夏2826mm边2栽，婆W=阳21206m摄m膏4振，故其剪应力雷τ游=10000倍0/2826撤=35.4绸n/mm越2孙〈姜85n/m那m枝2您，满足设计要估求。惭对行走轮轴的卫抗弯计算，计稍算是采用是、头悬臂梁计算，籍荷载为集中荷毒载位于行走轮泉的中部计算。缠M=100*嫩4.4=8k冷n.衬m踩。丝ó丑=M/W=4切400000竖/21206浊=207.5经n/mm飘2亏〈葡215n/m版m吨2魔。躬九、对顶板横童向分配梁的计僻算结顶板横向分配参梁采用纵工带14辆计算时按最大款间距析1.3m浅进行计算，其州受力图如下：心求的弯距图如男下：芦最大弯兴矩幸Mmax=1暑2.13k滩n而，应力籍为战M/W=12总130000油/1