赣江西支特大桥菱形挂篮设计计算(ANSYS)

赣江西支特大桥菱形挂篮设计计算路桥集团第二公路工程局2004-12-22目录TOC\o"1-5"\h\z目录 1\o"CurrentDocument"第1章设计计算说明 1\o"CurrentDocument"设计依据 1\o"CurrentDocument"工程概况 1\o"CurrentDocument"挂篮设计 2\o"CurrentDocument"1.3.1 主要技术参数 2\o"CurrentDocument"1.3.2 挂篮构造 2\o"CurrentDocument"1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 3\o"CurrentDocument"1.3.4 内力符号规定 3\o"CurrentDocument"第2章挂篮底篮及吊杆计算 4\o"CurrentDocument"2.11#块段重量作用下底篮各项指标计算 4\o"CurrentDocument"2.1.1 腹板下面加强桁架纵梁的计算 4\o"CurrentDocument"2.1.2 底板下普通纵梁的计算 7\o"CurrentDocument"2.1.3 底篮后横梁受力验算 9\o"CurrentDocument"2.1.4 底篮前横梁受力验算 12\o"CurrentDocument"2.1.5 吊带（或精轧螺纹钢）计算 14\o"CurrentDocument"第3章 挂篮主桁计算 15\o"CurrentDocument"3.1荷载组合1（混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载） 15\o"CurrentDocument"3.1.1荷载计算 15\o"CurrentDocument"3.1.2荷载组合I作用下主桁计算 15\o"CurrentDocument"3.2荷载组合II（混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载） 18\o"CurrentDocument"荷载计算 18\o"CurrentDocument"3.3荷载组合III（混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载） 21\o"CurrentDocument"荷载计算 21\o"CurrentDocument"3.4荷载组合IV（挂篮自重+冲击荷载） 23\o"CurrentDocument"荷载计算 23\o"CurrentDocument"第4章挂篮支点反力计算 25\o"CurrentDocument"计算挂篮自重作用下前后支点反力 25\o"CurrentDocument"作用荷载 25\o"CurrentDocument"混凝土作用下挂篮支点反力 26第1章设计计算说明设计依据、国道主干线南昌绕城公路乐化至幽兰段新建工程《赣江西支特大桥》施工图设计；、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;、《钢结构设计规范》GBJ17-88;、《路桥施工计算手册》；、《桥梁工程沢《结构力学沢《材料力学》；、其他相关规范手册。工程概况本主桥作为国道主干线南昌绕城公路乐化至幽兰段的一座特大型桥梁，跨越赣江西支，主桥桥跨组成为70+110+110+70m的变截面单箱双室连续梁，采用垂直腹板。箱梁顶宽17.35m,底宽10.25m,翼缘板长3.55m,支点处梁高6.3m,跨中梁高2.5m,梁高及底板厚按二次抛物线变化，其方程为y二2.5+3.6563x2/5.142及y二0.25+0.45x2/5.142。腹板厚100cm（支点）〜40cm（跨中），底板厚度为70cm（支点）〜25cm（跨中），顶板厚度保持26cm不变，设支点横隔板及中跨跨中横隔板。箱梁顶面设2％单向横坡，腹板上方设通气孔。箱梁0#块梁段长度为10m,边、中合拢段长度为2m;挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为149.1t。该桥箱梁悬臂浇注拟采用菱形挂篮进行施工。赣江西支特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工其各块段基本情况如下表1-1所示。

表1-1各梁段基本情况名称砼（m3重量(吨)长度(m)高度(cm)底板厚(cm)腹板(cm)顶板(cm)1#块59.64149.135827050262#块56.52141.335426150263#块53.6134350656.550264#块50.88127.2347152.350265#块48.44121.1344048.350266#块53.64134.13.541044.740267#块50.92127.33.537840.840268#块48.48121.23.535037.440269#块46.41163.532634.4402610#块50.84127.1430531.8402611#块48.96122.4428529.4402612#块47.32118.3427027.5402613#块46.52116.3425826.1402614#块45.92114.84252254026挂篮设计主要技术参数、砼自重G=26kN/m3；C、钢弹性模量E=2.1xWMPa;s、材料容许应力：Q235钢L]=145MPa, 140MPa 85MPa16Mn钢UL210MpA, 200MPa 120Mpa45#钢LL220MPa,LL210MPaEL125Mpaw容许材料应力提高系数：1.3。挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由2[30普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前横梁由2I45b普通热轧工字钢组成，底篮前横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮后横梁由2I36b普通热轧工字钢组成，底篮腹板下加强纵梁为由［8和［10普通热轧槽钢组成的桁架，底篮底板下加强纵梁为I28b普通热轧工字钢，吊杆采用*32精轧螺纹钢。主桁系统重7.8t、行走系统重4.6t、底篮8.6t、提升系统重10.7t、外模重10.8t、内模系统重4t、张拉操作平台重0.5t，整个挂篮系统重47t，自重与载荷比为（以1#为例）0.315：1。挂篮计算设计荷载及组合、荷载系数考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载行走时的冲击系数1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。、作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算。1#块段长度为3m，重量为149.lt;施工机具及人群荷载：2.5kMPa；挂篮自重：47t;混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3混凝土，重量13t。、荷载组合荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；荷载组合II:混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合III：混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；荷载组合IV:挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合I、II用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载III用于刚度计算（稳定变形）计算；荷载组合IV用于挂篮系统行走计算。内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定。第2章挂篮底篮及吊杆计算挂篮底篮计算荷载：箱梁荷载：取1#块计算，1#块梁段长度为3m,重量为149.lt，施工机具及人群荷载；2.5kPa。1#块段重量作用下底篮各项指标计算1#块段长度为3m，重量为149.lt，恒载分项系数K=1.2;活载分项系数K=1.4。12腹板下面加强桁架纵梁的计算箱梁梁段两端高度分别为5.823m和5.428m，加强桁架纵梁间腹板宽0.5m（由两片加强桁架纵梁承受），加强桁架纵梁与其它加强纵梁的间距为0.55m，混凝土荷载为（q，q分别表示梁段两端的线荷载）：1112q=0.5x5.823x26x1.2=90.839kN/m11q=0.5x5.428x26x1.2=84.677kN/m12为便于计算，除侧模外，模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：q=2.5x0.55x1.2=1.65kN/m2人群及机具荷载为：q=2.5x0.55x1.4=1.925kN/m3倾倒和振捣混凝土产生的荷载；q=（2+2）x0.55x1.4=3.08kN/m4底板混凝土重量为：q=0.55x0.7x26x1.2=12.012kN/m加强纵梁上的均布荷载为：q=q/2+q+q+q+q=64.087kN/m（1#块i端）i11 2 3 4 5q=q/2+q+q+q+q=61.006kN/m（1#块j端）j12 2 3 4 5加强纵梁（桁架梁）的受力及计算模型如图2-1所示。

（a）加强桁架纵梁空间图（黄色为［8槽钢、青色为［10槽钢）52080...8G...80...80...80...802(1Jill：：ci：（d）加强桁架纵梁构造图图2-1加强桁架纵梁计算模型桁架杆件内力如下表2-1所示，支点反力分别为109.05kN（内端）和85.017kN（外端）。

表2-1底篮加强桁架纵梁内力单元号轴力(N)剪力(N)弯矩(N-m)单元号轴力(N)10.09.60011.0271206202-72741.0-647.22284.7281102703-72741.0-628.02157.1291304604-72741.0-608.8233.5301023905-72741.05819.1554.531-353256-72741.0-16576-486.232-863247-72741.0-3739.8-2517.833191018-72741.09096.8-1982.134-491689-72741.0219331120.9353777210-131220.0-209411230.536-9583111-131220.0-8103.9-1673.937-4109.312-131220.04732.7-2011.113-131220.017569219.114-131220.0-18669112.015-131220.0-5832.6-2338.216-131220.07004-2221.017-131220.019841463.518-57111.0-15409859.919-57111.0-2572.1-938.220-57111.03855.8-809.821-57111.03875-36.722-57111.0-122.72327.623-57111.0-103.52305.024-57111.0-84.324286.225-57111.0-65.124271.2260.0-9.60011.0根据上述模型计算结果可得，加强桁架纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为△=0.37cm<480/400=1.2cm，满足整体变形要求。但上弦杆在荷载作用下，杆件局部竖向变形达3.2mm，须注意加强局部杆件刚度。由上表可知，上弦杆(15号单元)最大轴力为N=-131.22kN(压力)，相应的弯矩为

M=-2.338kN-m;最大剪力（10号单元）Q=-20.941kN。查表知［10槽钢的截面特性参数为：A二12.74cm2 W二39.7cm3S二23.5cm3I二198.3cm4xxx应力为：b1,2NMb1,2NMI AW-131220*2338000-1274 -39700=-102.998土58.892=-161.89(-44.106)<1.3xLL-1.3x145=-188.5MPa(满足要求)。w剪应力：t=QS=20941x23500=46.823MPa<1.3匸］=1.3x85=110.5MPa（满足要求）。Ib 1983000x5.3端腹杆（29号单元）最大拉力为N=130.460kN,杆件为［10槽钢，其拉应力为：

b= = =102.402MPa<b］=140MPa（满足要求）A1274内腹杆（36号单元）最大压力为N=-95831N,杆件为［8槽钢，杆件长度为L=1.442m,0其计算长度为0.8L，稳定性计算如下：0［8槽钢截面特性为：A=10.24cm2 I=101.3cm4 r=3.14cm长细比为：九=—0= =36.74<!k］=100，查表得申=0.887r 31.4b=N=95831=93.584MPa<qbL0.887x140=124.18MPa（满足要求）A1024由上述计算可知加强桁架纵梁的各构件强度满足要求，受压腹杆稳定性也满足要求。底板下普通纵梁的计算①计算普通纵梁强度计算混凝土高度按距腹板外边1m的底板厚度0.7m，普通纵梁间距为0.66。混凝土荷载：q=0.66x0.7x26x1.2=14.414kN/m模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：q=0.66x2.5x1.2=1.98kN/m2人群及机具荷载：q=0.66x2.5x1.4=2.31kN/m3倾倒和振捣混凝土产生的荷载：q=（2+2）x0.66x1.4=3.696kN/m4加强纵梁上的均布荷载为：q=q+q+q+q=22.4kN/m1234普通纵梁为I28b普通热轧工字钢，纵梁计算模型和受力如下图2-2所示。支点反力分别为30.602kN（外端）和39.002kN（内端）。一^ 30602kN30602kN(外端) 39.002』N(内端)(a)(a)普通纵梁构造及支反力(b)普通纵梁空间图(c)普通纵梁弯矩图(单位:N-m)(d)普通纵梁剪力图((b)普通纵梁空间图(c)普通纵梁弯矩图(单位:N-m)(d)普通纵梁剪力图(单位:N)Z-BUFFER-55778-49580-43382-37184-309S6-24788-18590-12392-6193理.625吕吕吕吕・E-BUFFER-38864-31161-23458-1.5755-8052-348•马日％7355150582276130464吕吕吕吕.(e)普通纵梁变形图(单位:(e)普通纵梁变形图(单位:m)图2-2普通纵梁模型及内力、变形图DMX・008552TIME=1查表得I28b普通热轧工字钢的截面特性参数为：A二60.97cm2 I二7481cm4 W二534.4cm3 S二312.3cm3xxx普通纵梁的最大弯矩为M=55.788kN-m,最大剪力为Q=38.864kN,弯曲正应力和剪应力分别为：G二M二55.788x10°二i04.394MPa<1.3.L1.3x145二188.5MPa

W 534.4x103 wxT=T=QS=38864X312・3X103It 7481x104x10.5=15.45MPa< 85MPa普通纵梁最大变形为―0.855血4*0二400二】・2cm满足变形要求。由上式计算可知，普通纵梁应力强度和变形条件均满足要求。底篮后横梁受力验算1#块箱梁横断面计算如图2-3所示，图中尺寸以米计。模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按4.0kN/m2计，1#块长度为3m,从底篮计算可知，后横梁承受箱梁56.2%的荷载。

图2-3图2-3底篮后横梁位置处箱梁截面图对A截面：q=0.15x3/2x26x1.2+2.5x3/2x1.2+2.5x3/2x1.4+4x3/2x1.4=25.17kN/m对AB截面：q=0.35x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=34.53kN/m对C截B面：q=0.6x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=46.23kN/mC对C'，D截面：q=5.823x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=290.666kN/m对CDD'截面：q=1.219x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=75.199kN/m对E截面：q=0.919x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=61.159kN/m对FE截面：q=5.823x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=290.666kN/m上F述A-F截面为箱梁50%的荷载，乘以0.562/0.5=1.124的系数，将最后得到的值加到后横梁上，计算图示如图2-4所示。G2.2$rm牝2.97—£亠. 2.37牴対己163.354lagG2.2$rm牝2.97—£亠. 2.37牴対己163.354lag如(a)底篮后横梁计算模型及受力图(内力单位：kN/m,长度单位:m)(b)底篮后横梁计算模型空间图(d)底篮后横梁剪力图-132572-107397-82223-57049-31874-670018474436496882393997-29797(b)底篮后横梁计算模型空间图(d)底篮后横梁剪力图-132572-107397-82223-57049-31874-670018474436496882393997-29797-1331831611963936118525966907585554102032118511(c)底篮后横梁弯矩图M=118.511kN/m;最大图2-4M=118.511kN/m;最大由上述计算结果可知，荷载作用下，后横梁最大弯矩为：剪力为Q=132.572kN;跨中最大挠度为0.3mm<L/400=150/400=0.375cm，满足变形要求，两个内支座反力为78.328kN,两个外支座反力为246.07kN。底篮后横梁采用I36b普通热轧工字钢，其截面特性参数为：A=94.07cm2I=22781cm4 W=1139cm3 S=6712cm3xxx从而可以得到其应力为：c=M=118511=104.048MPa<1.3.]=1.3x145=188.5MPa（满足要求）W1139 w“QS=2乳：雲=31—<□=85MPa由上述计算可知，底篮后横梁满足应力强度和变形要求底篮前横梁受力验算1#块箱梁横断面计算如图2-5所示，图中尺寸以米计。模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按4.0kN/m2计，1#块长度为3m,从底篮计算可知，后横梁承受箱梁56.2%的荷载。图2-5底篮前横梁位置处箱梁截面图对A截面：q=0.15x3/2x26x1.2+2.5x3/2x1.2+2.5x3/2x1.4+4x3/2x1.4=25.11kN/m对AB截面：q=0.35x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=34.53kN/m对C截B面：q=0.6x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=46.23kN/mC对C',D截面：q=5.428x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=272.180kN/m对D'截面:q=1.219x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=75.199kN/m对ED截面:q=0.919x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=61.159kN/m对FE截面:q=5.428x1.5x26x1.2+2.5x1.5x1.2+2.5x1.5x1.4+4x1.5x1.4=272.180kN/m上F述A-F截面为箱梁50%的荷载，应乘以0.483/0.5=0.876系数，偏于安全考虑，将上述值直接加到前横梁上,计算图示如图2-6所示。37.600L67136,0'3.553.55136l.O9136^0937.6Q.t30.579^0.57912.B25(a)底篮前横梁计算模型及受力图(内力单位：kN/m,长度单位:m)(b)底篮前横梁计算模型空间图Z-BUFFER6435吕吕吕吕・-17805-12442-7078-17143649901314376197402510330467吕吕吕吕吕吕吕吕・(C)底篮前横梁弯矩图-70259-54646-39033-23420-7807780723420390335464670259(e)底篮前横梁剪力图、 174.7 ■■—.亠—丄 120.2 87.512 <“ 727 ——.1，1U~一的〜Mc=——WxQSMc=——WxQSIt70259x671.222781x12.5x10二16.560MPa<TL85MPa（e）底篮前横梁支点反力图（单位：kN）图2-6底篮前横梁计算模型与内力图由上述计算结果可知，荷载作用下，前横梁最大弯矩为：M=30.467kN/m;最大剪力为Q=70.259kN;跨中最大挠度为0.567mm<L/400=355/400=0.887cm，满足变形要求支点反力如图所示。底篮前横梁采用I36b普通热轧工字钢，其截面特性参数为：A二94.07cm2 I二22781cm4 W二1139cm3 S二671.2cm3xxx从而可以得到其应力为：=需=265< ”L再x145=18&5MPa（满足要求）由上述计算可知，底篮前横梁满足应力强度和变形要求。吊带（或精轧螺纹钢）计算后吊带所承受的最大支点反力为246.07kN,采用*32精轧螺纹钢时，其应力为:N246070c= = =305.943MPaA804.3其安全储备为：K=650/305.943=2.125（精轧螺纹钢控制应力取650MPa）。前吊带所承受的最大支点反力为174.7kN,采用少32精轧螺纹钢时，其应力为:

c二N二174700二217.208MPaA804.3其安全储备为：K=650/217.208=2.993。由上述计算可知，底篮前后横梁的吊带安全储备均大于2，满足要求。第3章挂篮主桁计算3・1荷载组合1(混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载)荷载计算混凝土重量+超载+动力附加荷载：G二149.1x1.05x1.2二187.866t由底篮计算知，后吊点承受混凝土荷载的56.2%，即G=0.562x187.866=105.581t1前吊点承受43.8%的混凝土荷载，即G=0.438x187.866=82.285t2挂篮荷载：主桁荷载作用于挂篮前支点P=7.8x1.2=9.36t1前吊点承担底篮、侧模、内模1/2荷载：P=(8.6+10.8+4)x1.2/2=14.04t2前提升系统，端模。张拉操作平台作用在挂篮前支点：P=(4.6+1.0+0.5)x1.2=7.32t3前吊点承担人群和机具荷载的一半P=(0.25x3x17.35)x1.4/2=9.109t4倾倒和振捣混凝土荷载P=0.4x3/2x17.35x1.4=14.574t5单片主桁前吊点荷载P二(G+P+P+P+P)/2二(82.285+14.04+7.32+9.109+14.574)二63.664t223453.1.2荷载组合I作用下主桁计算计算简图菱形桁架简化后计算简图如图2-7所示。

4^05C0(a)主桁计算简图(单位：cm、N)4^05C0(a)主桁计算简图(单位：cm、N)47ZV=1*DIST=7,2*XF=5,111*YF=1.37447Z-BUFFER■吕吕吕吕■吕吕吕吕-989976-703987-417998-1320081.53981439970725959101E+LI7130E+LI7(b)主桁杆件轴力图图2-7主桁计算简图及轴力图由计算结果得到支反力和各杆的轴力大小，如表2-2所示表2-2主桁支反力及内力内力及支反力单元号支点号12345后支点前支点轴力(kN)01288.2—722.56—12761090——反力(kN)——————679.081393.6注:支点反力为负表示拉力，为正表示压力。后锚及倾覆安全系数后锚安全系数取2,则所需的*32精轧螺纹钢(张拉力513kN)根数为:二2.6472R 2x二2.647n= =—513 513取n=3。则倾覆安全系数为Fs二3眛7二2.13主桁杆件强度验算主桁各杆件均由普通热轧轻型2[30槽钢组成图2-8所示的截面形状，[30槽钢截面特性如下：A二40.47cm2 I二5808.3cm4 W二387.2cm S二224cm3x x 3x图2-8图2-8主桁构件截面示意图2号和5号杆件均受拉，杆件长度分别为5.576m和5m，组合截面对虚轴y-y的长细比分别为0.8x557.6/15.45=28.87和0.8x500/15.45=25.89,换算长细比分别为49.33和47.65，满足要求，应力分别为：2号：◎二N二12882二159.155MPa<1.3.L188.5MPa（满足要求）A2x40.47改用普通热轧［32b槽钢后应力为：c二—二12882二117.322MPa 140MPa （满足要求）A2x54.95号：◎二N二10900二134.668MPa<CL140MPa（满足要求）A2x40.473号和4号杆件均为受压杆件，杆件长度分别为3m和5.831m,且4号杆件的轴压力大于3号杆件,故在此只验算4号杆件的应力强度及受压稳定性,其轴力为1276kN。4号杆件的换算长细比为：0.8x0.8x583.115.45二30.192缀板间距按70cm考虑，则单肢对其1-1轴的长细比为:九=70/3.79=181则换算长细比为：九=、.■九2+九2=35.15（满足要求）y1查表得到申二0.887强度验算：c二N二12760二157.647MPa<1.3.L188.5MPa（满足要求）A 2x40.47改用普通热轧［32b槽钢后应力为：c= = =116.22MPa<C］=140MPa （满足要求）A2x54.9稳定性验算：由于热轧轻型［30槽钢按轴压计算时不满足，故直接采用普通［32b槽钢验算：c= = =131.026MPa (满足要求)申A0.887x2x54.9而3号杆件的轴力只有4号杆件的56.5%，故3号杆件采用热轧轻型［30槽钢满足强度和稳定性要求。由上述计算结果可知，4号杆件采用热轧轻型2［30槽钢不能满足强度和稳定性要求，而采用普通热轧2［32b槽钢即可满足要求。3.2荷载组合11(混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载)荷载计算混凝土重量+超载G二149.1x1.05x1.2二187.8661由底篮计算知，后吊点承受混凝土荷载的56.2%，即G=0.562x187.866=105.581t1前吊点承受43.8%的混凝土荷载，即G=0.438x187.866=82.285t2混凝土偏载取值：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3，的混凝土，重量为13t。可知主桁一侧前吊点受力为G/2=41.143t,另一侧为G/2-13/2x0.438=38.296t。22挂篮荷载：主桁荷载作用于挂篮前支点，每个主桁支点为P=7.8x1.2/2=4.68t1每个主桁前吊点承担底篮、侧模、内模1/4荷载：P=(8.6+10.8+4)x1.2/4=7.02t2每个主桁前吊点承受前提升系统，端模1/2荷载,张拉操作平台作用在一个主桁挂篮前支点：P=(4.6+1.0)x1.2/2+1.2x0.5=3.96t3一个主桁前吊点按偏载承担人群和机具荷载的一半P=(0.25x3x17.35)x1.4/4=4.555t4一个主桁前吊点按偏载承担倾倒和振捣混凝土荷载P=0.4x3/2x17.35x1.4/2=7.287t5单片主桁前吊点荷载

由以上计算可知，两个主桁的前吊点荷载分别为:P=38.296+7.02+3.36=48.676t1P=41.143+7.02+3.96+4.555+7.287二63.9651主桁结构计算简图如图2-9所示，主桁轴力以及弯矩如图2-10所示图2-9主桁计算简图(a)前吊点力小的一侧主桁轴力图(单位：图2-9主桁计算简图(a)前吊点力小的一侧主桁轴力图(单位：N)zv=1DIST=6.382XF=3.898YF=2.858ZF=5Z-BUFFER-963158-747796-532433-317071-101709113654329016544378759741975103■吕吕吕吕DIST=6.382XF=3.898YF=2.858Z-BUFFER-28119-21793-15468-9142-281635109835161612248728812DIST=6.382XF=3.898YF=2.858Z-BUFFER-28119-21793-15468-9142-281635109835161612248728812(b)前吊点力小的一侧主桁弯矩图(单位：N-m)ZV=1DIST=6.382XF=3.898YF=2.858ZF=5Z-BUFFER-.126E+07-974930-693876-412822-131768149286430340711394992448・127E+07■吕吕吕吕N-m)（c）前吊点力大的一侧主桁轴力图（单位：ZV=1DIST=6.382XF=3.898YF=2.858ZF=5Z-BUFFER-34079■■ -26397-18714-11032-3349433312015196982738035063（d）前吊点力大的一侧主桁弯矩图（单位：N-m）

图2-10主桁内力图由上述计算结果可知，偏心荷载作用一侧的主桁内力大于另一侧的主桁杆件内力，故采用偏心荷载一侧的杆件内力进行验算，杆件编号按图2-7中（b）所示。2号和5号杆件的拉力分别为1272.7kN和1069.9kN,杆件长度分别为5.576m和5m，组合截面对虚轴y-y的长细比分别为0.8x557.6/15.45=28.87和0.8x500/15.45=25.89，换算长细比分别为49.33和47.65，满足要求，应力分别为：2号：◎二—+M二12727+27380二178.48MPa<1.3.L188.5MPa（满足）

AW2x40.47 1288.584 w改用普通热轧［32b槽钢后应力为：NM 12727 27380 ,J1“c—” /、》口韦亠、\g= + = + =131.110MPa<1.3ln」=188.5MPa（满足要求）AW2x54.91801.33NM 10690 34079 「15号：g= + = + =158.517MPa<1.3Ig」=188.5MPa（满足要求）AW2x40.471288.583号和4号杆件均为受压杆件，杆件长度分别为3m和5.831m,且4号杆件的轴压力大于3号杆件，故在此只验算4号杆件的应力强度及受压稳定性，其轴力为1255.2kN,4号杆件的换算长细比为：二0.8x583.1二30.19215.45缀板间距按70cm考虑，则单肢对其1-1轴的长细比为：九=70/3.79=181则换算长细比为：九=、.■九2+九2=35.15（满足要求）y1查表得到申二0.887强度验算：◎二N+M二12552+35063二182.289MPa<1.3鼻］=188.5MPa（满足要求）AW2x40.47 1288.58改用普通热轧［32b槽钢后应力为：◎二N+M二12760+35063二135.685MPa<1.3匚］=188.5MPa （满足要求）AW2x54.9 1801.33稳定性验算：由于热轧轻型［30槽钢按轴心轴力计算不满足，故直接采用普通［32b槽钢验算：c=—= 12552 =128.88MPa<t］（满足要求）申A0.887x2x54.9而3号杆件的轴力只有4号杆件的56.5%，故3号杆件采用热轧轻型［30槽钢满足强度和稳定性要求。在偏心荷载作用下，最大竖向位移为△=18.244mm。由上述计算结果可知，4号杆件采用热轧轻型2［30槽钢不能满足强度和稳定性要求，而采用普通热轧2［32b槽钢即可满足要求。3.3荷载组合111（混凝土重量+超载+挂篮自重+人群和机具荷载）荷载计算混凝土重量+超载G二149.1x1.05x1.2二187.8661由底篮计算知，后吊点承受混凝土荷载的56.2%，即G=0.562x187.866=105.581t1前吊点承受43.8%的混凝土荷载，即G=0.438x187.866=82.285t2所以每片主桁的前吊点承受的混凝土荷载为41.143t挂篮荷载：主桁荷载作用于挂篮前支点，每个主桁支点为P「7.8x1.2/2=4.68t每个主桁前吊点承担底篮、侧模、内模1/4荷载：

P=(8.6+10.8+4)x1.2/4=7.02t2每个主桁前吊点承受前提升系统、张拉操作平台和端模的1/2荷载,作用在一个主桁挂篮前支点：P=(4.6+1.0)x1.2/2+1.2x0.5/2=3.66t3一个主桁前吊点按偏载承担人群和机具荷载的一半P=(0.25x3x17.35)x1.4/4=4.555t4单片主桁前吊点荷载由以上计算可知，两个主桁的前吊点荷载均为:P二41.143+7.02+3.66+4.555二63.965t主桁结构计算简图如图2-11所示，主桁轴力以及弯矩如图2-12所示。-.126E+07-974948-693884-412820-131755149309430373711437992501■127E+07-.126E+07-974948-693884-412820-131755149309430373711437992501■127E+07图2-11主桁计算简图ZV=1DIST=6.382XF=3.898YF=2.858ZF=5Z-BUFFEROOOO二(a)主桁杆件轴力图

ZV=1DIST=6.382XF=3.898YF=2.858ZF=5Z-BUFFER吕吕吕吕吕吕吕吕・-26332-18656-10980-3304437112047197232739935075（b）主桁杆件弯矩图

图2-12主桁杆件内力图挂篮前吊点承受拉力P=639.65kN,前吊点精轧螺纹钢受拉长度约为8.6m,E=2.0xl05MPa，面积为A=16.08cm2（2d32精轧螺纹钢）,其伸长量&为：。NL639650x8600 ,”6= = =1.71cmEA2.0x105x1608所以挂篮的底篮前吊点最大竖向位移△为：△=18.448+17.1=35.548mm3.4荷载组合IV（挂篮自重+冲击荷载）荷载计算①混凝土重量+超载挂篮前移时，主桁靠反压轮扣在轨道上行走，挂篮的底篮加侧模的自重为23.4t端模及张拉操作平台1.5t，前提升系统自重4.6t，则挂篮的前支点的荷载为：P=23.4/2+1.5+4.6=17.8t,考虑冲击荷载后，单个前吊点荷载为：T=17.8x11.3/2=11.57t。主桁结构计算简图如图2-13所示，主桁轴力以及弯矩如图2-14所示。图2-13主桁计算简图图2-13主桁计算简图ZV=1^DIST=6.382*XF=4.741*YF=3.839*ZF=5Z-BUFFER吕吕吕吕・-252271ZV=1^DIST=6.382*XF=4.741*YF=3.839*ZF=5Z-BUFFER吕吕吕吕・-252271-196426-140581-84736-288912695482799138644194489250334(a)主桁杆件轴力图吕吕吕吕・Z-BUFFER-13839-10788-7738-4687-16371414446475151056513616由计算结果可知，主桁吊点处竖向变形为△ =3.4mm;—侧反压轮所受力为：N=-125.099kN(拉力)，为了确保挂篮行走的安全，挂篮前移时，在主桁上的锚固梁不能完全松开，以减小反压轮的压力。第4章挂篮支点反力计算为计算箱梁的预拱度，须计算挂篮的前后支点反力。主桁系统7.8t，分别在前、后支点处产生80.094kN和-2.0186kN的反力。行走系统4.6t(后支点2.438t，前支点0.46t，其它1.702t为轨道荷载)，底篮8.6t(前后吊点各1/2)，提升系统10.7t(前提升4.6t、后提升6.1t)，外模10.8t、内模4t，张拉操作平台0.5t。挂篮支点反力的计算仅考虑了挂篮和混凝土的自重，没有考虑施工中的冲击、安全及超载等不利荷载的影响，梁段的基本情况如下表4-1所示。表4-1各