管式换热器恒温控制系统设计及永宁河大桥三角形挂篮受力计算

20**届理论与应用力学PAGE20课程设计名称：过程控制与自动化仪表课程设计题目：管式换热器恒温控制系统设计专业：电气工程及其自动化班级：自动化姓名：学号：课程设计任务书设计题目管式换热器恒温控制系统设计设计任务在工业生产用，往往需要对液体进行温度控制。换热器的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。本次设计主要是通过了解换热器的工作原理,通过对控制对象，被控对象，调节器，调节阀等相关参数的选择,来实现换热器恒温工作的最佳实现。三、设计计划过程控制与自动化仪表课程设计共计1周内完成。第1～2天查资料，熟悉题目；第3～5天方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；第6天准备答辩；第7天答辩。四、设计要求1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份；2、设计必须根据进度计划按期完成；3、设计说明书必须经知道教师审查签字方可答辩。指导教师：教研室主任：时间：年月日xxxxxx大学课程设计成绩评定表学期姓名专业电气工程及其自动化班级课程名称过程控制与自动化仪表课程设计设计题目管式换热器恒温控制系统设计评定标准评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语：任课教师时间年月日备注摘要过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用。20世纪50年代，过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变，从而保证产量和质量稳定。60年代，随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现，过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。70年代，出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。80年代，过程控制系统开始与过程信息系统相结合，具有更多的功能。当前，过程控制已进入全新的、基于网络的计算机集成过程控制时代。DIPS是以企业整体优化为目标，以计算机及网络为主要技术工具，以生产过程的管理与控制为主要内容，将过去传统自动化的“孤岛”模式集成为一个有机整体，而网络技术、数据库技术、分布式控制、先进过程控制策略、智能控制等则成为实现CIPS的重要基础。可以预见，过程控制将在我国现代化建设过程中得到更快的发展和发挥越来越重要的作用。本设计以过程控制理论为基础，全面阐述在工业生产过程中，换热器温度控制系统的设计过程，包括对被控参数、控制参数、调节器和调节阀的选定、调节器参数整定等相关方面的设计。关键词：过程控制；工业生产；换热器目录1前言················································································12控制方案的确定·······························································22.1恒温控制系统生产工艺要求···················································22.2控制参数与被控参数的选择···················································22.2.1被控参数的选择·································································22.2.2控制参数的选择·································································22.3系统原理图及方框图····························································22.3.1控制系统控制结构图····························································22.3.2系统框图·········································································33测量仪表的选择·······························································43.1变送器的选择····································································43.2调节阀的选择····································································43.2.1调节阀的启开气关形式·························································43.2.2调节阀的流量特性······························································43.2.3调节阀的理想流量特性·························································53.3调节器的选择································································53.3.1调节规律的选择·································································53.3.2调节器仪表的选择······························································53.3.3调节器的内部结构······························································64调节器的参数整定··························································115结论···············································································126设计体会········································································13参考文献···········································································141前言20世纪50年代，过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变，从而保证产量和质量稳定。60年代，随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现，过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。70年代，出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。80年代，过程控制系统开始与过程信息系统相结合，具有更多的功能。当前，过程控制已进入全新的、基于网络的计算机集成过程控制时代。DIPS是以企业整体优化为目标，以计算机及网络为主要技术工具，以生产过程的管理与控制为主要内容，将过去传统自动化的“孤岛”模式集成为一个有机整体，而网络技术、数据库技术、分布式控制、先进过程控制策略、智能控制等则成为实现CIPS的重要基础。可以预见，过程控制将在我国现代化建设过程中得到更快的发展和发挥越来越重要的作用。本设计以过程控制理论为基础，阐述在工业生产过程中，换热器温度控制系统的设计过程，包括对被控参数、控制参数、数学模型的建立、调节器和调节阀的选定、调节器参数整定等相关方面的设计。2控制方案的确定2.1恒温控制系统生产工艺要求在工业生产用，往往需要对液体进行温度控制。图2-1是管式换热器恒温控制系统的结构图。其工艺要求用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度，并将热水温度维持在一定范围内()。图2-1管式恒温控制系统原理图2.2控制参数与被控参数的选择2.2.1被控参数的选择被控参数的选择对于提高产品质量、安全生产以及生产过程的经济运行等都具有决定性的意义。如果被控参数选取不当，无论是此何种控制方法，还是采用何种先进的检测仪表，都难以达到预期的控制效果。对于本系统，由于要对经换热器后的热水的温度进行控制，所以根据生产工艺的要求，选取换热器出口温度作为直接被控参数。设置合理的调节器对换热器的出口温度进行控制。2.2.2控制参数的选择由换热器控制系统的工作原理可知，影响影响换热器的出口温度的参数有两个，一个是冷水的流入量，再一个是热蒸汽的流入量。调节这两个参数均可以控制换热器出口的温度。但是根据生产工艺可知，流入乙烯裂解气的流量是一定的，所以选取热蒸汽的流入量作为控制参数。2.3系统原理图及方框图2.3.1控制系统控制结构图恒温控制系统结构图如图2-2所示图2-2系统控制结构图2.3.2系统框图控制系统框图如图2-3所示X(s) Y(s) 图2-3控制系统框图3测量仪表的选择3.1变送器的选择根据生产工艺的要求，宜选用DDZ-III型仪表。采用24V直流电源集中统一供电，整套仪表可构成安全火花防爆系统，而且增加了安全单元─安全保持器，实现了控制室与危险场所之间的能量限制与隔离，使仪表无论在正常运行，还是在事故状态下，都不会引爆，仪表的安全性、可靠性显著提高。采用国际标准信号制，现场传输信号为4-20mA直流电流，控制室联络信号为1-5V直流电压，信号电流和信号电压的转换电阻为250Ω。测温原件及变送器的选择。因为被控温度在150以下，故选用热电阻温度计。为提高精度，采用三线制接法，并配用温度变送器。3.2调节阀的选择3.2.1调节阀的启开气关形式气开是指当气压信号p>0.02MPa时，阀由关闭状态逐渐打开；气关则相反，即当气压信号p>0.02MPa时，阀由全开状态逐渐关闭。由于执行机构有正、反作用两种方式，阀体也有正、反两种形式。所以，执行期的“气开”、“气关”有四种构成方式，如图3-1所示：图3-1气开、气关示意图调节阀的气开、气关选择，主要从工艺生产的安全来考虑。换句话说，当发生断电或其他故障引起控制信号中断是，执行器的工作状态应避免损坏设备和伤害操作人员。对于本系统，当控制信号为零时，要求蒸汽的进入量亦为零，避免当控制信号中断时，换热器由于进入的热蒸汽使其温度过高而发生事故。故调节阀应选用气开式调节阀。3.2.2调节阀的流量特性调节阀的流量特性是指流体通过阀门的相对流量与阀门的相对开度数学表达式为3.2.3调节阀的理想流量特性理想流量特性是指调节阀前后压差保持不变时得到的流量特性（1）直线流量特性：指流过调节阀的相对流量与阀门的相对开度成直线关系，即阀杆单位行程变化所引起的流量变化是常数。其数学表达式为（2）对数流量特性（等百分比）流量特性是指单位行程变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系，其数学表达式为：（3）快开流量特性是在小开度时，就有较大流量，随着开度的增加，流量很快就增加到最大，此后再增加开度，流量的变化很小。其数学表达式为：综合以上调节阀的流量特性分析可知，选用对数流量特性的调节阀更为适宜。3.3调节器的选择3.3.1调节规律的选择在工程实际中，应用最为广泛的调节规律为比例、积分和微分调节规律，简称PID。即使是科学技术飞速发展、许多新的控制方法不断涌现的今天，PID仍作为最基本的控制方式显示出强大的生命力。其数学表达式为：其相应的传递函数为：其中为比例度，为积分时间，为微分时间PID调节提高了系统的误差度，为动态性能改善提供了可能。因此，PID兼顾了静态和动态两个方面的控制要求，因而能取得较为满意的调节效果。所以本设计采用PID调节规律。3.3.2调节器仪表的选择根据设计要求，选用DDZ-III型PID基型调节器DDZ-III调节器的主要技术参数有：测量信号：1-5VDC；外给定信号：4-20mADC;内给定信号：1-5VDC；测量与给定的指示精度：1%;输入阻抗影响：满刻度的0.1%输出保持特性：-0.1%/h;输出信号：4-20mADC;调节精度：0.5%;负载电阻：205-7503.3.3调节器的内部结构由图3-2输入电路可知，给定信号和以零伏（地）为基准的，分别通过两对并联输入电阻R加到运算放大器的正、反输入端，其输出是以10V为基准的电压信号，它一方面作为下一级电路的输入，另一方面则取出输出电压的一半通过反馈电阻反馈到输入端。图3-2输入电路设放大器为理想的放大器，其输入阻抗为无穷大，T点与F点同电位，即,由和，可得：经整理有：由以上过程可知：输入电路能实现测量值与给定值的相减，获得放大两倍的偏差信号。输入电路将两个以零伏为基准的输入电压，转换成以电平为基准的偏差电压，实现了电平的移动。比例积分电路如图3-3所示。它接收以10V为基准的电信号，进行PI运算后，输出以10V为基准的1-5V电压，送至输出电路。根据基尔霍夫第一定律，输出量与输入量之间的拉氏变换为：（3-1）式中，m=1或m=10.对于运算放大器，则有：（3-2）式中，为放大器增益。将式(3-1)代入式(3-2)，经整理后可得：由于，所以有,若忽略不计，则有：（3-3）式中，为积分增益，;为积分时间，。式（3-3）为具有饱和特性的比例积分调节器的传递函数。由式（）可见，由于增加了积分时间环节，积分时间有两档。当置于‘’档时相当于m=1；当置于‘0’档时相当于m=10.a）b）图3-3简化的比例积分电路：a）‘1’b）‘10’调节器的输出电路如图3-4所示。其输入信号是经过PI运算、以电平为基准的1-5VDC的电压信号，输出是经过一端接地的负载电阻的4-20mADC电流。图3-4输出电路在图3-3所示电路中，设,,则用理想放大器的分析方法可得：(3-4)由式（3-4）中的第二式可得（3-5）根据、式（3-4）中的第一式和式（3-5）可得（3-6）又直接从图中可知（3-7）由式（3-6）和（3-7）解得（3-8）若忽略反馈支路中的电流和晶体管基极电流，则有（3-9）进而有（3-10）若，当=1-5V时，输出电流则为4-20mADC,其输入/输出的传递系数为。理论分析表明，晶体管基极电流一般可以忽略，但若忽略反馈支路中的电流时则会产生较大的输出误差。由图可知，反馈支路中的电流为：（3-11）以时为例，的值可由式（3-7）计算，即：（3-12）而的值由式（3-4）中的计算，即：（3-13）将、的值代入式（3-11），可得：（3-14）可见约占的6.4%，忽略它将产生较大的输出误差。为了提高转换精度，应使。可以证明，当时，便可精确地获得转换关系式（3-10）。通过上面的讨论，输入电路、PI运算电路、输出电路的传递函数都以获得，整个调节器结构框图如图3-3所示：图3-4调节器整机结构图其整机传递函数为：4调节器的参数整定调节器的参数整定主要有工程整定法、最佳整定法和经验法三种。其中，工程整定法又有临界比例度法、衰减曲线法和反应曲线法。本设计主要利用临界比例度法对调节器参数进行整定。临界比例度法是一种闭环整定方法。由于改方法直接在闭环系统中进行，不需要测试过程的动态特性，其方法简单、实用方便，因而获得了广泛应用。具体整定步骤如下：系统的特征方程:令带入系统特征方程得：其中于是求出和由表4-1求出待整定参数、、表4-1临界比例度法的参数计算表整定参数调节规律P2PI2.20.85PID35结论在过程控制系统的分析和设计中，深入了解被控过程的工艺特点及其要求非常重要。不同的被控过程在控制方式和控制品质方面存在差异，即使是同一类型的被控过程，由于其规模、容量、干扰来源及性质等不同，控制差异也会存在差异。在本设计中，充分考虑丙烯换热器温度控制系统的生产工艺要求，对各项参数都进行了详细的讨论。其中，被控参数选择换热器出口温度作为直接被控参数，控制参数选择液态丙烯的进入流量，调节阀选择PID调节规律，选择DDZ-III型温度调节器，采用气关式对数流量特性调节阀。最后利用临界比例度法对该控制系统做了调节器的参数整定。是该控制系统最终达到了预期的控制目标。6设计体会经过一周的努力，我终于完成了本次课程设计的设计任务。在设计的过程中,遇到了许多理论上的和实际上的问题,发现平时的理论课学习还不够充分和扎实,理论和实际相脱节.经过本次设计,在实际应用问题上充分运用了理论知识做指导,而这次设计也为理论做了广泛的延伸和深化.设计时遇到了许多问题,在这里要感谢指导老师的帮助与指导,使我完成了整个设计,使我更加对课程设计增强了兴趣,巩固我的知识储备,使我在实际中得到锻炼,更加增进我集体协作的精神.通过设计，锻炼了我的动手能力，开发了我的思维，课程设计使我们每一个学生针对这一技术工作的实践上升到一个高度，认识到从事技术工作应持有的工作态度和应具备的知识素质，还有利于促进我们今后的自觉学习，为适应将来的工作打好坚实的基础。我希望以后能多有这样的机会做课程设计，使我在熟悉课本知识的同时提高工作效率，培养自己独立设计能力,培养自己成为一个全面发展的应用型人才。参考文献[1]潘永湘，杨延西，赵跃.《过程控制与自动化仪表》（第2版）.北京：机械工业出版社，2007.[2]杨立明，张光新.化工自动化及仪表[M].北京:化学工业出版社，2004.[3]王树清，等.工业过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003.毕业设计（论文）题目永宁河大桥三角形挂篮受力计算专业理论与应用力学班级1班学生指导教师重庆交通大学20年PAGE55前言本课题选择了三角形挂篮结构计算这个课题，挂篮是在浇筑较大跨径的悬臂梁桥时，采用的吊篮方法。课题中对三角形挂篮在施工中可能的受力情况进行提前分析，为施工时挂篮的安全使用和稳定性提供参考。本文运用cad，sap2000等分析绘图软件，使用了材料力学，结构力学中的研究方法，同时对材料的力学性能进行了解，对整个挂篮结构进行受力计算。在结构计算的过程中，我对所学的力学知识有了一个很系统的认识和更加牢固的掌握，对挂篮的基本结构，特点和设计有了很深刻的认知，并且通过本课题的研究，不仅可以设计出结构合理，安全可靠的三角形挂篮构造，还能为将来的工作提供参考和锻炼。挂篮作为预应力混凝土桥梁的一种悬臂浇筑施工设备,广泛应用于斜拉桥、大跨度连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥。挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式（包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式4种。根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮的要求，综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等，经过研究，确定挂篮形式。挂篮悬臂浇筑施工又称迪维达克施工方法,这种施工方法一般将梁每2～5m分成一个节段,以挂篮为施工机具进行悬臂对称施工。挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重结构,其锚固悬挂在已施工的前端梁段上,在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设,混凝土浇筑和预应力张拉、灌浆等作业。完成一个阶段的循环后,挂篮即可前移并固定,进行下一节段的悬灌,如此循环至悬臂浇筑完成。悬浇法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计,挂篮设计的好坏直接影响到施工进度,它是特大桥梁施工中的一项关键技术。挂篮不需要架设支架和不使用大型吊机。挂篮施工较其他方法，具有结构轻，拼制简单方便，无压重等优点。当前挂篮悬臂浇筑的施工方法已被广泛应用于预应力混凝土连续箱梁上部结构的施工中。随着21世纪西部大开发的深入,高速公路飞速发展,连续刚构桥作为一种造价低、跨度适中,而广泛用于山区公路桥梁,一条高速公路往往有好几座连续刚构桥。城市连续刚构桥也发展到了一个新的水平,续广东虎门大桥辅航道桥主跨270m居国内同类桥梁第一后,重庆石板坡长江大桥复线桥以330m打破了同类桥梁跨度的世界记录。挂篮设备在交通建设中发挥更多作用的同时,挂篮形式也越来越多,挂篮设计承载能力、自重、操作方便等方面要求也越来越高。本文挂篮结构分析计算主要针对挂蓝的结构内力与位移计算、抗倾覆验算、变形验算。挂篮主桁为空间桁架结构，杆件联结分刚性、铰接和半铰接节点，对于采用焊接节点可处理为刚性节点，对于仅在一个平面内转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。其他构件还包括分配梁、销子、螺纹件、轨道等。其整个分析过程首先采用手工计算。对于主要构件还可进行电算，可采用的软件SAP2000、ANSYS、ABQUS等。挂篮在施工荷载及风荷载作用下,应具备足够的整体稳定性。从两个方面分析挂篮的整体稳定性:1)挂篮在满负荷工作状态及风载作用下是否具有在纵桥向抗倾覆的稳定性,以及挂篮在施工空载状态和行走状态在横桥向抗水平转动的稳定性;2)挂篮在施工满载作用下,承重结构的各受压部件是否具有足够的稳定性。挂篮承重结构的整体稳定由承重结构各受压部件的稳定性得以保证,即各受压部件稳定,则整体结构稳定。挂篮承重结构的受压部件有:主桁竖杆,立联外水平杆,主桁水平桁架的弦杆和腹杆,平联横杆,其稳定性应逐一进行验算。挂篮设计原则：自重轻、结构简单、坚固稳定、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性，受力后变形小等特点，并且挂篮下空间充足，可提供较大施工作业面，利于钢筋模板施工操作。实践证明,三角形挂篮是挂篮进一步向轻型化发展的一种结构形式,也是一种值得推广的挂篮形式。三角挂篮使施工快捷方便,挂篮行走效率明显提高,施工过程中的各控制手段也取得预期的效果,值得借鉴和推广。在本文中挂篮结构计算首先要考虑挂篮的自重、模板支架自重、振动力和冲击力、施工人群荷载、箱梁最大节段砼重量。挂篮设计要求：挂篮质量与梁段砼的质量比值宜控制在0.3～0.5之间，特殊情况下也不应超过0.7。主要设计参数为：挂篮总重控制在设计限重之内；允许最大变形（包括吊带变形的总和）为20mm；施工时和行走时的抗倾覆安全系数为2；自锚固系统的安全系数为2；上水平限位安全系数为2。目录TOC\h\z\u摘要 IVABSTRACT V第一章绪论 11.1 课题的研究背景 11.2课题的研究意义以及在国内外研究、发展情况 11.3课题的研究重点及原理 31.3.1课题的研究重点 31.3.2课题的研究理论 8第二章结构计算说明 102.1计算依据 102.2工程概况 102.3.1主要技术参数 102.3.2挂篮构造与安装 112.3.3挂篮结构计算相关荷载 152.3.4内力符号规定 16第三章底板纵梁计算 173.11#块与底板纵梁的相关说明 173.2腹板底纵梁的计算 173.3箱梁底板纵梁计算 20第四章前后下横梁计算 234.1下横梁构造说明 234.2后下横梁计算 234.3下前横梁计算 26第五章内模承重梁计算 295.1内外模承重梁的构造说明 295.2 内模承重梁构造图 295.3 以最长节段计算承重梁受力 29第六章外模承重梁计算 326.1外模承重梁的构造说明 326.2外模承重梁构造图 326.3 以最长节段计算承重梁受力 32第七章前上横梁计算 367.1前上横梁的结构说明 367.2前上横梁的结构计算 36第八章后上横梁计算 398.1后上横梁的结构说明 398.2后上横梁的结构计算 39第九章主桁计算 429.1主桁结构说明 429.2主桁的结构计算 429.2.1主梁计算 449.2.2立柱计算 459.2.3斜拉带计算 46第十章稳定性分析 4810.1稳定性分析 48第十一章结论 5111.1展望 5111.2论文小结 51致谢 52参考文献 53摘要本课题是对永宁河大桥主桥三角形挂篮的结构计算。本桥位于四川泸州永宁河上，主桥每个墩上构箱梁分27个箱段施工，其中悬浇块为25段，悬浇块段长分3.5m、4.0m两种。其中悬浇最重块段为1#块，重1471.6KN左右，本论文以该段梁进行计算，顶板承重梁以最长块段进行计算挂篮的承载能力。永宁河大桥主桥三角形挂篮的结构计算参考了相关的设计规范和文献，对挂篮在各种荷载组合下的强度、刚度、稳定性等方面进行了验算。本课题运用了结构力学和材料力学中的力学知识。本文共分九章进行了讨论：第一章说明了课题研究的来源、目的及意义，讨论了计算方法和手段并指出了本文的主要研究内容。第二章对挂篮设计中的设计依据、工程概况、设计参数等做了说明。第三章至第十章对挂篮各杆件进行受力分析和计算，分析了挂篮设计的安全性。第十一章对整个研究成果进行了归纳总结。关键词：挂篮，受力分析，结构计算ABSTRACTThistopicisthestructurecalculationoftrianglehangingbasketinYongningriverlargebridge.ThebridgeissitinginLuzhouSichuanprovince.BridgecrosstheYongningriver,eachboxgirderstructureconstruction27points,including25piecesforsuspensionpouringblock,whoselongare3.5m,and4m.theheaviestblockis1#,whichis1471.6KNJiangBayoujiangsuper-largebridge'strianglehangingbasket'sstructurecalculationreferencefordesigncodesandliterature,calculatingthestrength,stiffnessandstability,etcwithvariousloadcombinations.Thistopicusingtheknowledgesoftructuralmechanicsandmaterialmechanics.Thepaperhasdiscussedinchapter10points:Chapter=2\*ROMANIIdescribesthedesignbasis,projectprofiles,thedesignparametersChapter=3\*Arabic3ofChapter=10\*ROMANXofthebaskettothepoleforthemechanicalanalysisChapter=11\*ROMANXIofthestudysummarizedtheresultsofanalysisofthesafetycradledesignKEYWORDS：Cradle，forceanalysis，structuralcalculation第一章绪论课题的研究背景本课题是对永宁河大桥主桥三角形挂篮的结构计算。本桥位于四川泸州永宁河上，主桥每个墩上构箱梁分27个箱段施工，其中悬浇块为25段，悬浇块段长分3.5m、4.0m两种。其中悬浇最重块段为1#块，重1471.6KN左右，设计投入4套挂篮系统，每个敦左右各2套对称施工。主桥跨永宁河2岸，为三跨预应力混凝土箱型型连续刚构桥型结构。上部构造采用跨径（60+100+60）m的三向预应力混凝土连续箱梁结构，每幅桥主梁为变截面单箱单室，垂直腹板；单箱顶宽12.1m，底宽6.0m，翼缘板长2.75m，支点处梁高6.6m，跨中及梁端梁高2.5m，梁底缘按二次抛物线变化。腹板厚度为70cm。。箱梁砼为50#砼，每箱分成25个块段悬浇，最后再浇注支架现浇段和合拢段。箱梁设纵、横、竖三向预应力体系：纵向预应力钢束采用平、竖弯加腹下弯束相结合的方式布置，两端张拉，采用真空辅助压浆工艺；横向预应力钢束以直线形式布置于顶板上缘，一端采用固定锚预埋于翼缘板，在另一端张拉；竖向预应力钢束以直线形式布置于腹板中心，下端预埋，在箱梁顶面张拉。桥位处永宁河设计水位234.536，最高通航水位H通航=263.68。目前桥位处河床平均施工水位H实际=245.165。本桥址区工程地质、水文地质条件较简单，无不良工程地质现象。VIII-1中风化泥岩，埋深大，分布连续，层面变化小，承载力高，稳定性好，适宜作特大桥基础持力层。主桥上构箱梁挂篮悬浇施工时受周围工程地质条件影响较小。1.2课题的研究意义以及在国内外研究、发展情况我国已建成的大跨径预应力混凝土钢构桥、连续梁桥多采用挂篮悬浇法施工，如广西柳州一桥、福建乌龙江大桥、武汉江汉二桥、重庆长江大桥、广东洛溪大桥等这些桥施工所用的传统挂篮的承重结构多采用万能杆件组拼成桁梁，用以悬吊挂篮模架，并且多数采用平衡重抗倾覆。因而挂篮自重大、笨重、自重与梁段重量之比入达0.92—2.23，一般均大于1.0.挂篮移动时桁梁后端配重既增大了施工荷载也不便于施工。另外，由于承重结构的限制，挂篮在1号梁段往往不能使用而须另设支架施工。1974年建成的武汉江汉二桥的挂篮，代表了此前各桥挂篮的技术状况。次后，各工程单位在施工实践中，为改进挂篮作出了不少努力，如重庆长江大桥采用桅杆斜拉式挂篮代表桁梁式挂篮，常德阮水大桥采用水箱充水作平衡重等。但是，传统挂篮的基本模式和一般存在的问题并无明显改变。近年来，为适应大跨径桥梁建设的要求，挂篮也在不断创新。相继出现了株洲湘江大桥（主桥为连续刚构桥），TREB110——1型挂篮和滑动斜拉式挂篮，以及菱形挂篮、三角挂篮等。与传统挂篮相比，这几种挂篮的显著特点是重量轻利用系数小，无平衡重，施工方便，在1号梁段即可使用，无须另设支架施工。挂篮作为悬臂灌筑施工的主要设备已有多种类型，有些国家如日本、法国等已有定型的系列化产品。我国从80年代开始使用这种技术以来，也已取得了巨大的成就。理想的挂篮应据用结构简便，重量轻，安装、拆卸及使用方便、可靠，施工快速，浇筑施工中变形量小的特点，目前，挂篮的型式很多，构造上亦有差异随着技术水平的不断改进，挂篮由过去的压重平衡式发展成现在通用的自锚平衡式，自锚平衡式挂篮的形式主要有桁架式、斜拉式，其中桁架式挂篮按其部件的不同，可分为万能杆件挂篮、贝雷或公路钢桁梁组合式挂篮、型钢组合式等，按桁架构成的形状不同，又可分为平行桁架式、平弦无平衡重式，弓弦式、菱形式等。一般后锚式挂篮由主桁架系统、走行及锚固系统、吊带系统、底平台系统及模板系统五大部分组成。当前国内外的挂篮向轻型化、标准化发展,挂篮的轻型化和标准化有助于节约材料、便于运输和装拆、可重复使用降低有利于施工成本,更重要挂篮的轻型化有利于梁体结构的优化,减小梁根部的弯矩,节约纵向预应力配束。故设计院均要求施工单位将挂篮设计的总重量与最大悬浇节段重量的比值控制在0.4～0.5之间。（1）三角形挂蓝与菱形挂蓝相比，降低了前横梁高度，挂蓝重心位子大大降低，从而提高了挂蓝行走时的稳定性。（2）结构简单，拆装方便，重量较轻，三角形挂蓝的主桁架和抓咬体系采用钢板和型钢构成，单件重量轻，易于搬运和拆装。（3）挂蓝平衡重系统利用以成型梁段竖向预应力刚筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。（4）此种挂蓝的通用性强，稍加改装可以用于其它桥梁的挂蓝施工。1.3课题的研究重点及原理1.3.1课题的研究重点三角形挂篮设计分主桁系统、行走系统、后锚系统、吊挂系统、模板系统。1）挂篮主桁系统分为主桁，前、后上横梁、立柱，斜拉带2）吊挂系统又称底篮，直接承受悬浇段施工荷载，由前后下横梁、活动铰、底模纵梁组成3）模板系统由底模板、外侧模、内侧模、顶板模、翼板模、端头模组成4）锚固系统后锚是主桁梁自锚平衡装置，由锚杆、后车、下拉缸组成5）挂篮行走系统包括支点、平滚、后锚上滑移装置及拖移收紧设备。在了解了工程概况，设计依据以及相关技术参数下，本课题采用的三角形挂篮，主要使用cad，sap2000进行结构计算。挂篮的结构计算主要计算杆件在荷载作用下的内力，并验算在该内力作用下材料是否符合要求，以此确定合理的材料和截面形式。对三角形挂篮分成以下几个部分进行受力分析，第一部分：底板纵梁的计算；第二部分：前后下横梁计算；第三部分：内（外）模承重梁计算；第四部分：前上横梁计算；第五部分：主梁计算。本论文主要是使用cad绘制模型，后导入sap2000进行结构计算。计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。SAP2000是由美国CSI公司开发的结构计算软件，在世界范围内享有盛名。历时30多年的实际结构分析的检验，不断增加最新的有限元分析数值技术，已经发展到SAP2000V11版本。SAP2000软件，具有集成化图形用户界面，丰富的模板、各种绘制构件的手段、各种实用的单元等，使得用户可以高效、准确地建立有限元空间分析模型。SAP2000软件具有框架单元、索单元、板单元、壳单元、平面单元、实体单元、连接单元、铰单元等单元，提供线性和非线性、静力和动力分析，可以进行静力分析、振型分析、反应谱分析、时程分析、曲屈分析、移动荷载分析、稳态分析、功能谱密度分析、静力Pushover分析、施工顺序加载分析等。SAP2000是通用有限元分析与设计软件，适用于桥梁、工业建筑、输电塔、设备基础、电力设施、索膜结构、运动场所、演出场所等特种结构。从简单的二维框架静力分析到复杂的三维非线性动力分析，SAP2000能为所有结构分析和设计提供了解决方案。SAP2000建模方法： 1、用CAD画出二维或三维图形，注意不能用0层和多义线，转成DXF格式文件，然后分层导入SAP2000软件。2、在Sap2000中设置好框架模型后，首先设置材料物理性质，主要是三个：线膨胀系数、泊松、比弹性模量，具体数值可查混凝土结构设计规范。3、规范的截面可以直接输入在Sap2000里面的截面属性中输入。如果为自定义截面，应先在CAD中画出，再查询出其截面属性，然后在Sap2000里面就对截面属性输入查询所得的数据，这样得出的截面为等效截面，外观不是原截面，但计算结果不会受到影响。4、定义荷载工况，分为力和弯矩两种情况加载，力荷载又分成集中荷载和均布荷载分别施加。5、选中全部构件，指定风压荷载。6、运行求解，查看内力图即可。 在此以腹板底纵梁结构计算为例说明：（1）在cad中新建图层1绘制腹板底纵梁的等效杆件，如图：图1-1（单位：mm）（2）以dxf的格式就行存储，并导入sap2000：图1-2图1-3（3）指定节点约束，并定义材料特性：指定节点约束图1-4定义材料属性图1-5定义截面属性图1-6定义截面的修正系数图1-7（3）计算要施加的荷载 q后＝b*h后*g 其中：b腹板宽度； h后梁段高度； g钢筋混凝土容重。 则， q＝b*h*g ＝0.7*6.00*26 ＝109.2KN/m 同理， q＝b*h*g ＝0.7*5.526*26 ＝100.5732KN/m（5）将定义的截面特性赋予杆件，然后加载:受力简图1-8（单位：KN·m）(6)运行，得出剪力图和弯矩图：剪力图1-9（单位：KN）剪力最大Q=231.19KN图1-10弯矩图（单位KN·m）弯矩最大为M=360.76KN·m(7）计算得出结论。1.3.2课题的研究理论挂篮的结构计算主要是计算杆件在荷载作用下的内力，并验算在该内力作用下材料是否符合要求。对于构件的正常使用的要求可以归纳为如下三点：1）在荷载作用下构件应力不至于破坏（断裂），即应具有足够的强度；2）在荷载作用下构件所产生的变形应不超过工程上允许的范围，也就是要具有足够的刚度。3）承受荷载作用时，构件在其原有形态下的衡应保持为稳定的平衡，也就是要满足稳定性的要求。杆件变形的基本形式有一下四种：1、轴向拉伸或轴向压缩在一对其作用线与直杆轴线重合的外力F作用下，直杆的主要变形是长度的改变。2、剪切在一对相距很近的大小相同、指向相反的横向外力F作用下，直杆的主要变形是很截面沿外力作用方向发生相对错动。3、扭转在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动，杆件表面纵向线将成螺旋线，轴线保持直线。4、弯曲在一对转向相反、作用面在杆件的纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直于杆轴线的轴线发生相对转动，变形后杆件轴线将弯成曲线。这种变形为纯弯曲。梁在横向力之作用下的变形成为横力弯曲。在压杆结构计算中，将压杆的稳定许用应力写做材料的强度需用应力乘以一个随压杆柔度而改变的稳定因数，即压杆的稳定条件可表达为：第二章结构计算说明2.1计算依据1、永宁河挂篮总体布置图（罗天乐修改版）2、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20043、《钢结构设计规范》GB50017-20034、《路桥施工计算手册》5、钢材设计规范6、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；7、其他相关规范手册8、现场调查、了解到的情况2.2工程概况主桥每个墩上构箱梁分27个箱段施工，其中悬浇块为25段，悬浇块段长分3.5m、4.0m两种。其中悬浇最重块段为1#块，重1471.6KN左右，设计投入4套挂篮系统，每个敦左右各2套对称施工。主桥跨永宁河2岸，为三跨预应力混凝土箱型型连续刚构桥型结构。上部构造采用跨径（60+100+60）m的三向预应力混凝土连续箱梁结构，每幅桥主梁为变截面单箱单室，垂直腹板；单箱顶宽12.1m，底宽6.0m，翼缘板长2.75m，支点处梁高6.6m，跨中及梁端梁高2.5m，梁底缘按二次抛物线变化。腹板厚度为70cm。。箱梁砼为50#砼，每箱分成25个块段悬浇，最后再浇注支架现浇段和合拢段。2.3.1主要技术参数混凝土容重钢的弹性模量材料的容许应力：2.3.2挂篮构造与安装本桥挂篮结构分主桁系统、行走系统、后锚系统、吊挂系统、模板系统，模板系统又分成底模、外侧模、内侧模、顶板及翼板模。主桁系统：1、主桁主桁系统主要是起到承重底篮的作用，其中主梁是有组成，立柱是由组成的，斜拉带是由面积300x20的钢组成，都进行了加固。2、前、后上横梁后下横梁采用2x型钢，前下横梁采用2x型钢3、立柱立柱用钢，放在后横梁与主桁支点交接位置上，每个挂篮共两根，横桥向设横联，纵桥向与斜拉带连接形成一个三角形的受力结构。4、斜拉带斜拉带用2cm厚钢板焊成，通过立柱连接形成一个三角形传力到主桁上，改善主桁的受力结构。吊挂系统：吊挂系统又称底篮，直接承受悬浇段施工荷载。吊挂系统由前后下横梁、活动铰、底模纵梁组成。1、前、后下横梁前下横梁以组成，下后横梁以2x组成。2、纵梁底板纵梁以组成平行放置11根，具体布置参看图纸。3、吊杆吊杆布置：前横梁2对，后横梁2对，采用φ32mm精轧螺纹钢，每根吊杆平均受力40t。模板系统箱梁模板由底模板、外侧模、内侧模、顶板模、翼板模、端头模组成。1、底板模底板模直接放在底纵梁上，用大块钢模板组成。2、外侧模外侧模采用钢板作成大块模板、底层部份用活动钢模，方便箱梁高度发生变化时拆除部分底层模板。3、内侧模内侧模采用建筑钢模，模架用8#槽钢焊成。4、顶板及翼板模顶板用组合钢模，采用吊架吊在挂篮横梁上，顶板模采用2组40#工字钢吊挂，翼板模各用1组40#、28#工字钢吊挂；吊架上放置模架，模架用［16槽钢加工焊成，每50mm放置一片，然后在模架上铺设顶板及翼板模板。吊架槽钢吊点底设置有滚动轴承，挂篮前移时轴承跟着滚动，顶板及翼板模松下后，挂篮前移时同时与挂篮一起移动。5、端头模端头模用钢板加工成大块模。锚固系统后锚是主桁梁自锚平衡装置，由锚杆、下拉缸组成。本挂篮不设配重，利用预设孔穿竖向预应力筋锚固，采用8根φ32mm精轧螺纹钢锚杆锚于箱梁上。主桁后顶面上安上后车，底部安装下拉缸，挂篮前移时，通过下拉缸及后车锚固于轨道上，保持挂篮平衡。挂篮行走系统挂篮行走系统包括支点、平滚、后锚上滑移装置及拖移收紧设备；行走系统通过平滚（每组主桁安装2个），由液压系统驱动往前推移。步骤是放低前支点上的两台千斤顶，使行走系统中的平滚坐到两边轨道上，拆除与砼连结的锚杆与拉杆，使整个挂篮系与梁段完全脱离后，即可通过液压系统驱动往前推移。0#块砼施工完成并张拉，砼达到一定强度后，在其顶面形成的平台上即可拼装挂篮。挂篮安装前，在0#块混凝土强度达到设计强度的50%后，即可松动、拆除0#块内外模；但托架及底模即承重模板不能拆除，对其拆除只有在0#块纵向、横向预应力张拉压浆完成后才能进行。挂篮在已经完成的0#块梁段顶上进行安装就位和调试。挂篮各构件运至现场后，先用25t吊车将挂篮各构件吊到0#块梁顶，由起重吊机配合人工进行挂篮拼装，各构件进场后要严格进行验收检查，对于损伤严重不能满足施工需要的必须进行更换或补修加强。挂篮拼装前必须在0#块梁顶放好样，进行水平及中线测量，铺设轨道，各构件严格按照设计图纸进行拼装。安装前，先将墩顶上的杂物精理干净，砼面凿平，在支点上放置枕木。拼装顺序为从上到下，先拼好支点、主桁后，上紧主桁后锚、安装立柱、安装上横梁、后架，然后再吊挂底篮；底篮构件运到梁顶后，先安装后下横梁，接着安装前下横梁，再安装纵梁、扁担、底板骨架及底模；然后安装外侧板支承工字钢，并安装内外侧模及翼板模板；最后将前后上横梁事先已挂好的吊杆穿入下横梁扁担，上紧螺母，待穿完吊杆后，调整底模、外侧模、内模及顶板模板。拼装顺序如下：清理梁段顶面→用1：2的水泥砂浆将铺枕部位找平→在找平层上放出轨道放样定位线→铺设钢（木）枕→安装滑道→安装前后支座→在前支座下滑板车→吊装单片主桁件对准前后支座，在后支点处连接锚轮组，在桁架两侧用3~5t倒链和型钢控制其空间位置，调好一片主桁架后用同样的方法吊装另一片主桁架→调整两片主桁架间的水平间距和位置→锚固主桁架→安装前、后各横梁→安装前后吊带→吊装底模架及底模板→吊装外侧模行走梁及外模板→在前上横梁上吊挂工作平台，在底模后横梁上焊接工作平台→顶模吊架→顶板、翼板→安装液压系统→调整立模标高→固定模板。挂篮在梁顶拼装完成后进行试运行操作及预压测试。挂篮各部位液压系统的试运行在梁段内进行，确保运行正常后，前移就位锚固好，调整到施工1#块梁段状态，以进行挂篮预压测试。挂篮预压的目的：检测挂篮的刚度、验证挂篮的可靠性；消除其非弹性变形；测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，画出荷载—弹性变形曲线，以便在挠度控制中修正立模标高。预压加载的方式采用内外加载法相结合，方法如图：挂篮侧面图前横梁采用外力加载，即采用钢铰线作为施力索，下端锚固于承台的预埋环上，上端锚固于挂篮底篮的前下横梁上，并在前横梁设施力千斤顶。后横梁采用内力加载，即在挂篮底篮后横梁与0#块梁段底板间设施力千斤顶。预压加载通过千斤顶液压油泵的压力表控制加载重量。加载逐级进行，即50%、70%、100%、120%，最大加载荷载为最重施工块段的1.2倍。并用精密水平仪观测挂篮各个部位的变形值，观测点布置在前上横梁各3个点，前下横梁各3个点，并观测主桁前端的挠度、两斜拉钢带的受力变形情况及吊杆的受力。加载过程中记录好各级荷载作用下挂篮的变形量并绘制出变形曲线。计算出挂篮的弹性变形，以获得挂篮施工各块段时立模标高修正控制数据，控制好箱梁悬浇的挠度。挂篮前移操作务必小心，每个动作和步骤都要思前顾后，万无一失，统一指挥，对操作中可能发生和出现的问题作出有效的防范措施。主桁用手拉葫芦倒挂保险。后锚杆最少要锚4组保护。挂篮前移步骤：松动前支点千斤顶→挂篮平滚座到轨道上→安装防挂篮倾覆扣挂件→拆除底板后锚杆→拆除挂篮后锚→挂篮与箱梁脱离→液压推动向前→挂篮到位后锚固→调整底模模板标高→拧紧吊杆螺母→调整顶板模板。挂篮总体布置如图所示：挂篮正面图2.3.3挂篮结构计算相关荷载挂篮结构计算主要考虑：挂篮自重、模板支架自重、振动力和冲击力、施工人群荷载、箱梁最大节段砼重量。挂篮结构要求：挂篮质量与梁段砼的质量比值宜控制在0.3～0.5之间，特殊情况下也不应超过0.7。主要参数为：挂篮总重控制在设计限重之内；允许最大变形（包括吊带变形的总和）为20mm；施工时和行走时的抗倾覆安全系数为2；自锚固系统的安全系数为2；上水平限位安全系数为2。结构计算说明：以最重梁段进行计算，顶板承重梁以最长块段进行计算。荷载组合：混凝土自重+挂篮自重+人群机具混凝土自重+挂篮自重挂篮自重+风荷载挂篮自重2.3.4内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负，应力：拉力为正，压力为负，其它内力规定同结构力学第三章底板纵梁计算3.11#块与底板纵梁的相关说明对各梁段分析后得知，施工第1#梁段时对底篮最不利。悬浇最重块段为1#块，重1471KN左右。箱梁底板纵梁采用11条钢，腹板底纵梁采用的是3条HN600x200作纵梁。3.2腹板底纵梁的计算底纵梁半边布置图3-1（单位：mm）腹板底纵梁的受力简图3-2（单位：mm）2.施加荷载： 其中：b腹板宽度； h后梁段高度； g钢筋混凝土容重。 则， 同理， 3.内力计算：1）支反力经计算得到弯矩和剪力图如下：剪力图3-3（单位：mm）弯矩图3-4（单位：mm）3）强度验算： 取 腹板纵梁采用3排HN600(单面腹板)，则 正应力为： ≤[σ]=145MP 切应力为： ≤[τ]＝85MP强度满足要求。 3.3箱梁底板纵梁计算底纵梁受力简图3-5（单位：mm）假设为简支梁，计算简式如图：算支座反力可以等下为下边的均布荷载 其中：b底板宽度； b=6.60mh底板高度； =1.1mh=0.994mg钢筋混凝土容重。 26s底模板面积。γ底模板容重。 10157.9kg/3.5x10=28.4KN/m则， 等效局部荷载q==208.1kN/m支点反力剪力计算结果3-6（单位:KN）=481.97KN弯矩计算结果3-7（单位:KN·m）M=753.51KN·m箱梁底板纵梁采用11条钢主应力：剪应力为：强度计算符合要求。第四章前后下横梁计算4.1下横梁构造说明后下横梁采用2x型钢，前下横梁采用2x型钢4.2后下横梁计算下后横梁1/2图图4-1受力如图所示如下受力简图图4-2每3根腹板底纵梁挨着布置可以等效为均布荷载则在加上人群荷载2Kpx0.4=1KN/m,横梁槽钢总重3.内力计算： 由于此梁为超静定结构，梁的内力受其刚度影响，所以先拟定 截面尺寸，计算内力，最后验算。 下前横梁采用双排H600并焊而成。则， 其截面几何特性为： 运用SAP2000建模，得SAP中下后横梁的受力模型加载图4-3加载再加上人群和自重有SAP中下后横梁的受力模型加载图4-4运行后剪力图图4-5（单位：KN）最大剪力Q=163.07KN弯矩图图4-6（单位：KN·m）最大弯矩是M=98.53KN·m强度验算： 正应力为： σ＝M/W＝＝26.5MP ≤[σ]=145MP 切应力为： ≤[τ]＝85MP 强度满足要求。 节点反力图4-7（单位：KN）Rmax=221.52KN 精轧螺纹钢的容许应力 fpk=930MP 则，吊杆的拉应力为 =275.6MP<fpk=930MP 吊杆强度满足要求4.3下前横梁计算下前横梁布置图图4-8受力简图图4-9有前面计算知则在加上人群荷载2Kpx0.284=0.568KN/m,横梁钢总重由于此梁为超静定结构，梁的内力受其刚度影响，所以先拟定截面尺寸，计算内力，最后验算。下前横梁采用双排钢并焊而成。则，运用SAP2000建模，得：SAP中下后横梁的受力模型加载图4-10运行后：剪力图4-11（单位：KN）最大剪力Q=91.99KN弯矩图4-12（单位：KN·m）最大弯矩M=58.76KN·m强度验算： 正应力为： σ＝＝＝27.0MP ≤[σ]=145MP 切应力为： ≤[τ]＝85MP 强度满足要求。支点反力图4-13Rmax=129.37KN精轧螺纹钢的容许应力 fpk=930MP 则，吊杆的拉应力为 =160.94MP<fpk=930MP 吊杆强度满足要求第五章内模承重梁计算5.1内外模承重梁的构造说明箱梁内顶板混凝土及模板重量全部由2根字钢承受。内模承重梁构造图内外滑梁构造图5-1（单位：mm）以最长节段计算承重梁受力内滑梁的的受力简图5-2模板以12mm的钢板组成取q=70N/m梁自重2182.85Kg等效均布荷载2.2KN/m建模运行后：内滑梁剪力图5-3（单位：KN）Q=178.95KN内滑梁弯矩图5-4（单位：KN·m）M=290KN·m采用2x，则，强度计算正应力切应力为： ≤[τ]＝85MP 强度满足要求。支座反力支座反力图5-5（单位：KN）R1=188.3KNR2=118.8KNRmax=188.3KN精轧螺纹钢的容许应力 fpk=930MP 则，吊杆的拉应力为 =235MP<fpk=930MP 吊杆强度满足要求刚度计算挠度为满足要求第六章外模承重梁计算6.1外模承重梁的构造说明箱梁外模板以及翼板的重量全部由外滑梁来承担，外滑梁为2根和2根共同组成。6.2外模承重梁构造图外滑梁简图6-1（单位：mm）以最长节段计算承重梁受力外滑梁受力简图6-2取q=105KN梁自重3779.6kg等效为均布荷载3.8KN/m同样以最长段计算分析运行剪力图6-3（单位：KN）Q=271.78KN弯矩图6-4（单位：KN）M=435.9KN·m采用2x+2x，则：：正应力切应力为： ＝17.5MP≤[τ]＝85MP 强度满足要求。支座反力支座反力图6-5以2个支座表示外梁则如上图6-6算得可等价为外侧69.6KN内侧221.1KN可等价为外侧42.2KN内侧138.1KNR=221.1KN精轧螺纹钢的容许应力 fpk=930MP 则，吊杆的拉应力为 <fpk=930MP 吊杆强度满足要求刚度计算挠度为则：刚度满足要求第七章前上横梁计算7.1前上横梁的结构说明前上横梁采用2根的型钢组成，横梁总重1487.20kg,其上的钢板总重1711.80kg合计3199kg。7.2前上横梁的结构计算如图所示可以以简支悬臂形式进行计算前上横梁受力简图7-1外滑梁外侧梁反力42.2KN下前横梁外侧拉杆力94.64KN内滑梁拉杆反力118.8KN外滑梁内侧梁反力138.1KN下前横梁内侧拉杆反力129.37KN梁自重总计3199Kg梁长11m可以等效为均布荷载q=2.91KN/m在SAP中加载荷载图7-2（单位：KN）分析运算支座反力7-3（单位：KN）反力为R=554.97KN剪力图7-4（单位:KN）Q=284.22KN弯矩图7-5(单位：KN)M=291.86KN·m材料为的型钢其截面系数如下：：，t=2.1cm强度计算抗弯应力切应力