挂篮施工计算书

第1章菱形挂蓝构造及尺寸的拟定1.1设计依据(1)涪陵乌江大桥施工图；(2)《钢结构设计标准》GB50017-2003；(3)《公路桥涵结构及木结构设计标准》JTJ025-86；(4)《公路桥涵施工技术标准》JTJ041-2000；(5)《桥梁施工临时结构设计》1.2挂篮设计1.2.1设计思路本设计计算方法采用容许应力法。首先，根据涪陵乌江大桥施工图纸计算出最重梁段，本设计中最重梁段为1号段，长度为3m，其截面见图1-1。根据菱形挂篮荷载传递路径，分别对各局部进行设计。菱形挂篮荷载传递路径见图1-2。设计过程中首先根据《桥梁施工临时结构设计》拟定出各局部所使用的材料、尺寸以及桁架的形状，由荷载传递路径可知各局部所承受的荷载，借助以前学过的《结构力学》、《材料力学》、《钢结构》等知识，通过手算和MIDAS电算相结合分别对各局部进行强度、挠度和稳定性验算。最后绘制局部施工图纸，完成菱形挂篮的设计，各节段划分示意及主要参数见图1—3。图1-1箱梁截面图(单位：mm)内顶板荷内顶板荷载侧模桁架内滑梁导梁翼缘板荷载已浇注段箱梁顶板顶横梁内滑梁顶横梁主桁架已浇注段箱梁翼缘板腹板荷载腹板下桁架前横梁顶横梁主桁架已浇注段箱梁底板后横梁底板荷载底模桁架前横梁后横梁顶横梁主桁架已浇注段箱梁底板主桁架图1-2荷载传递路径图1.2.2主要技术参数(1)混凝土自重GC＝26kN/m3；(2)钢弹性模量Es×105MPa；(3)材料容许应力：(4)模板的允许挠度为1.5mm。(5)临时结构简化为简支梁后的允许挠度为L/400。1.2.3挂篮计算设计荷载(1)荷载系数考虑箱梁混凝土浇注时胀模等因素的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；(2)作用于挂篮主桁的荷载箱梁荷载：箱梁荷载取1#块计算；施工机具及人群荷载：2.5kPa；2。1.2.4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。1.3工程简介1.3.1工程概况涪陵乌江大桥为重庆至怀化线涪陵至武隆段新建铁路上一座跨越乌江峡谷的桥梁，该桥位于乌江河口上游7.5公里的白岩口河段。桥址属中低山峡谷地貌，江右岸岩壁近直立，高百余米，基岩裸露良好，江左岸地形较平缓，自然坡约25-35。乌江常年通航，枯水季节江面宽约120米，洪水时宽约250米。000C，多年年降雨量1000-1400mm，多年最大降雨量1360-1929mm，最大日降雨量113-213mm。桥址河段为乌江水系，地表水主要有乌江水及沟水，经取乌江水分析，水质对混凝土无侵蚀性，河段最高通航水位H=181.25m，最低通航水位H=138.76m。桥址不良地址主要为岩溶，乌江右岸怀化端6号墩根底下发育一较大溶洞，溶洞高0.6-4.03m，绝对标高115.65-124.62m，总体向600E倾斜，充填细砂石灰及少量石灰岩碎块，对工程影响较大。桥址处地震根本烈度为六度。乌江大桥桥跨布置为：1×32m预应力混凝土简支梁+1×34.25m预应力混凝土简支梁(含垫梁)+2×35.8m预应力混凝土简支梁〔含垫梁〕+〔66+128+66〕m预应力混凝土连续刚构。桥梁全长409.35m。主桥连续刚构梁体构造为：〔1〕梁体为单箱单室变高度变截面箱梁结构，支墩处梁高8.8m，跨中及边跨梁端处梁高4.4m。梁体下缘除中跨中部34m梁段和边跨端部19.7m梁段为等高直线段外，其余为圆曲线，R=212.314m，梁体全长261.4m；〔2〕箱梁顶板宽8.1m，底板宽6.1m，除梁端附近区段外，顶板厚40cm。底板厚40-90cm，腹板厚40-70cm；1.3.2挂蓝设计荷载及主要技术参数〔1〕挂蓝初始工作长度不大小12m；—8.8m；〔3〕挂蓝适应最大悬臂节段长度：4m；〔4〕挂蓝承受最大混凝土重量147t；〔5〕挂蓝自重〔包括模板、工作平台等〕44.45t，挂蓝自重与悬灌最大重量比值为0.302。图1-3节段划分示意图1.4挂蓝构造乌江大桥挂篮结构形式为菱形，考虑现场安装方便，杆件联结方式为焊接，行走采用后锚自锚式结构及前支座滑动方式，主体结构由主桁、横梁及底模架、悬吊系统、行走系统和模板组成，结构示意见图1-4。1—主桁2—前横梁平台3—后锚4—前吊带5—箱梁顶板6—外模滑移梁后吊点7—外模滑移梁8—底模锚固系统9—箱梁底板图1-4菱形挂篮结构示意图1.主桁系统主桁是挂蓝的主要受力结构，乌江大桥挂蓝主桁由两片菱形桁架组成，桁架各杆件材料均为Q235钢两片[32c槽钢组成，杆件之间采用焊接〔角焊缝三面侧焊和L形焊〕，两片主桁通过上水平杆前端的上横梁、立柱之间的中横联、后斜杆间的后横联联结成空间门架，两片主桁位于箱梁腹板上方，后部利用φ32精扎螺纹钢通过连接器与梁体竖向预应力钢筋连接，作为浇筑混凝土时的后锚。1.行走系统行走系统是挂蓝前后移动的装置，由自锚车轮组、前支座、轨道组成，挂蓝移动动力利用固定于轨道上的到链实现，挂蓝后部自锚车轮组在轨道上滚动，前支座与轨道间布置聚四氟乙烯板，利用车轮的滚动及前支座的滑动实现挂蓝的移动。自锚车轮组为反扣轮，在挂蓝前移过程中起到抗倾覆的作用。后支座车轮组有两块=30mm轮座板、两根限位轴、摆轴、四个车轮组成。挂蓝自锚车轮组见图1—5。挂蓝轨道由两根20a工字钢焊接而成，分4m、2m长两种，轨道两端分别作成阴、阳头，以保证轨道对接时的顺畅，轨道直接铺设在梁体腹板上，利用竖向预应力粗钢筋及布置在轨道顶部、底部的压板将轨道与梁体联结成整体，轨道结构见图1—6。前支座由两块=20mm钢板及8根长800mm[20槽钢焊接而成，上下钢板之间通过4根45#钢加工而成直径30mm的钢轴联结在一起，钢轴伸出下前支座钢板，中心间距400mm，对应两根钢轴内侧之间净距为370mm，略大于前移轨道的外轮廓尺寸300mm，以保证在挂蓝前移过程中挂蓝沿固定的轨道移动，起到导向作用。前支座与挂蓝主桁的立杆、下节点板见用加劲板焊接在一起。主桁下水平杆主桁下水平杆轨道自锚车轮组轨道腹板竖向预应力筋轮座板主桁后斜杆图1-5挂篮后支座自锚车轮组及轨道图1—5挂蓝后支座自锚车轮组及轨道摆轴限位轴限位轴轨道主桁后斜杆4004004x300400300100200工字钢加强板加强板2000图1—图1—6挂蓝轨道结构〔单位：mm〕1.4.3锚固系统锚固系统是指挂蓝纵移到位后浇筑混凝土时挂蓝与箱梁的固定体系，乌江大桥挂蓝锚固系统包括主桁后锚系统及底模锚固系统。主桁后锚系统由φ32mm精扎螺纹钢筋、YG锚具、连接器、扁担梁及锚杆梁等组成，位于主桁尾部，通过连接器将精扎螺纹钢与箱梁腹板竖向预应力钢筋连接在一起，锚杆梁直接安放在主桁下水平杆上，通过YG锚具将主桁与箱梁联结成整体，挂蓝纵移到位后，先用连接器将精扎螺纹钢筋锚杆与箱梁竖向预应力连接在一起，安装扁担梁、上部YG锚具、千斤顶，用千斤顶将扁担梁和主桁顶紧，然后安装锚杆梁、下部YG锚具，并拧紧所有四根锚杆梁上的YG锚具，松开千斤顶，在浇筑混凝土过程中利用锚杆梁锚固主桁，后锚系统结构示意见图1—7。主桁下水平杆主桁下水平杆图1—7挂蓝后锚系统结构示意主桁后斜杆联结杆扁担梁千斤顶YG锚具箱梁顶板轨道扁担梁锚杆梁联结器YG锚具YG锚具底模锚固系统位于已成形梁段底板前端，由螺旋千斤顶、M80双头螺杆、锚固梁组成，其构造示意见图1—8。在浇筑前一节段底板混凝土时，在底板对应位置预留孔，挂蓝纵移到位后，穿双头螺杆，安放千斤顶，利用千斤顶将底模架与已浇筑箱梁底板底面顶紧，在浇筑箱梁混凝土过程中，千斤顶不拆卸，为保证在浇筑混凝土过程中千斤顶不回落，千斤顶采用32T螺旋顶，不能采用油压千斤顶。32T螺旋千斤顶螺杆32T螺旋千斤顶螺杆螺帽扁担梁箱梁底板垫板底模底模架底垫板图1图1—8挂蓝底模后锚结构示意1.4.4横梁及底模架1.横梁横梁由前上横梁、中横梁、后横梁组成，根据计算，考虑横梁的刚度要求，前横梁截面形式采用两片I50C工字钢组焊而成，前横梁安放在主桁上水平杆的前端，通过联结钢板与主桁上水平杆联结在一起，其作用为通过吊带承受新浇混凝土的重量、反吊底模、侧模、内模、外模滑移梁、内模滑移梁；中横梁位于主桁立杆内侧，后横梁位于主桁后斜杆中部上侧，两者的作用主要是加强两片主桁的横向联结，增加主桁的整体稳定性。挂蓝中上、下横梁与主桁立柱之间均通过联结板联结，联结板与主桁立杆之间均采用焊接。后横梁横截面与中上、下横梁相同。2.底模架底模架是指底模下的支撑钢架，后端通过挂蓝底模后锚与箱梁底板联结在一起，前端通过吊带悬挂与主桁前横梁，其主要作用是承受模板、新浇混凝土的重量。乌江大桥底模架由前横梁、后横梁、纵梁、联结系组成，前、后横梁采用两片I32b工字钢加工而成，纵梁采用I25b工字钢加工，联结系为[5槽钢，前、后横梁长10m，纵梁长5.35m。1.4.5悬吊系统悬吊系统是挂蓝的升降系统，用于升降、悬吊底模架、外模、内模及工作平台，以适应不断变化的箱梁截面高度，在定位时可以微调节段模板的标高，悬吊系统除应具备足够的强度外，在模板调整时应方便、快捷，在浇筑混凝土时应稳固。底模前横梁通过4根采用φ32mm精扎螺纹钢吊杆将荷载传给顶横梁，φ32mm精扎螺纹钢有其锚固、接长专用的锚头、连接器，内外模滑移梁前吊点吊杆及后挑梁对应的外模吊杆均采用φ25mm精扎螺纹钢。1.4.6内、外模滑移梁在挂蓝空载纵移过程中，底模架由置于挂蓝前横梁上及置于后挑梁上的吊带反吊，内模、外模那么由内、外模滑移梁支撑，外模滑移梁长10m，由两根[36a槽钢拼制，前端反吊在挂蓝前横梁上，后端固定在滑移梁后锚上，中间通过滑移托轮组支撑。在挂蓝纵移前，撤除滑移梁后锚，通过中间滑移托轮组实现滑移梁的纵移，由滑移梁支撑外模一起纵移到位；挂蓝纵移到位后，拧紧后锚拉杆，使外模后部贴紧已浇段混凝土，调节滑移梁前吊杆，在滑移梁的支撑下，即可调节外模前端标高，在浇筑节段混凝土过程中，外模一直由滑移梁支撑。在外模滑移梁后端，设置有滑移梁工作平台，以便滑移梁后锚撤除、托轮组的移动等工作。内模滑移梁的工作原理与外模滑移梁根本相同，外模滑移梁安装示意图见图1-9。为保证挂蓝纵移过程中外模不晃动，外模滑移梁托轮组上部钢板作成斜状，通过Ø25螺纹钢筋拧紧，使其于已浇梁段悬臂板底部密贴，外模滑移梁托轮组构造见图1—10。挂蓝纵移到位、滑移梁后锚固定后，即可松开托轮组螺杆螺帽，取除螺杆，顺滑移梁移动托轮组到下一位置。已浇梁段顶板滑移梁后锚已浇梁段顶板滑移梁后锚滑移梁托轮组待浇梁段外模架外模滑移梁图1—9外模滑移梁安装示意滑移梁前吊带ØØ25螺杆滑移梁托轮托轮滑移梁箱梁悬臂板图1-10外模滑移梁托轮组构造〔单位：mm〕4006502802003001.4.7模板挂蓝模板包括底模、外模、内模、端模组成。1.底模底模为整体钢模，采用=8mm的钢板，直接安放在底模架上，底模长6094mm，略小于箱梁底宽6100mm，以便于外侧模与底模间加设密封条，底模由两块宽2200mm的模板组拼而成，两块模板间用Ø18螺栓联结在一起。2.外侧模外侧模由侧模架及面板焊制而成，侧模架用[5槽钢和[8槽钢焊接而成，面板采用，外侧模宽为4200mm，高7920mm，沿宽度方向分为两段，宽度分别为2100mm，沿高度方向分为四段，高度从上到下分别为3400、750、2250、1500mm，以适应悬臂灌注时梁段高度的变化，单边外侧模共分为8块，各块之间通过角钢用螺栓联结成整体，随着梁高的减小，逐渐撤除下面的侧模。在浇筑节段混凝土时，外侧模架底部由焊在底模架上的丝杆加固，与底模顶紧，中部用套管螺栓与内模联在一起，上部用撑拉结合梁固定两边外侧模架。外侧模架布置间距为800mm。3.内模内模顶板下横向支撑采用[20b槽钢，纵向支撑采用[5槽钢，顶板倒角处横向支撑采用[12.6槽钢；侧模横向支撑采用[6.3槽钢，纵向支撑采用[8槽钢。内模面板采用组合钢模，顶板到角处面板另行加工，底板顶面不设内模。与外侧模相同，内模架下也设置滑移梁，滑移梁后部锚于已浇梁段顶部，前端通过悬吊系统吊在主桁前横梁上。第2章挂篮内模设计计算箱梁荷载取1#块计算，1#块梁段长度为3.0m，施工机具及人群荷载为2.5kPa。其重量为：2.1顶板下模板及纵横向支撑计算2顶板下模板设计计算顶板下模板采用6mm厚钢板，顶板所受混凝土重为图3-1中阴影局部混凝土的重量。图2-1内模板受混凝土荷载示意图阴影局部面积为25225cm2，那么顶板混凝土荷载为：内模板所承受的荷载为：——考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数；——浇筑混凝土时的动力系数；——人群机具荷载〔kN/m2〕；——为模板自重〔kN/m2〕。顶板下纵向支撑间距取m，横向支撑间距取，模板视为四边简支板。查《公路桥涵设计手册根本资料》知：〔lx，ly分别为栅格的边长〕，钢板泊松比为。单位板宽的刚度为：式中，μ——为泊松比，钢材泊松比为0.3；E——为钢板弹性模量，取；h——为板的厚度(m)。模板挠度为：式中，q——为模板所受均布荷载〔kPa〕；l——为四边简支板较小边的长度〔m〕；——为根据施工经验采用的模板允许挠度。满足要求2模板下纵向支撑设计计算纵向支撑简化为跨度为0.8m受均布荷载的简支梁，简化模型见图3-2，采用［5槽钢，I=26cm4图2-2顶模板下纵向支撑受力模型所受均布荷载为：跨中弯矩为：跨中挠度为：满足要求式中，L/400——临时结构简化为简支梁后的允许挠度。强度验算：满足要求支点反力为：F2模板下横向支撑设计计算横向支撑简化为跨度为3m，简支于两个导梁上，承受集中荷载的简支梁〔模板下两导梁间距取3m〕，受力模型见图2-3，采用材料为Q235钢,截面为［20b槽钢。弯矩图见图2-4，梁单元内力见内力表2-1。图2-3内模横撑受力模型〔单位：kN〕图2-4顶板下横向支撑弯矩图〔单位：kN·m〕表2-1顶板下横撑内力表单元荷载位置剪力(kN)弯矩(kN*m)1组合荷载I[1]01组合荷载1/41组合荷载2/401组合荷载3/41组合荷载J[2]0在MIDAS中建立分析模型，运行分析知，支点反力为26.78kN(考虑横梁自重)，顶板下横撑挠度图见图2-5，剪力图与剪应力图分别见图2-6和图2-7：跨中弯矩为：M·m［20b槽钢的截面抵抗矩为：Wx=cm3强度验算：满足要求图2-5顶板下横撑挠度图〔单位：m〕跨中最大挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求图2-6顶板下横撑剪力图〔单位：kN〕图2-7顶板下横撑剪应力图〔单位：kPa〕由图2-7可以看出顶板横撑剪应力为17.66MPa<85MPa满足要求由以上分析计算可知，箱梁顶板下模板采用6mm厚钢板，纵向支撑采用［5槽钢，横向支撑采用［20b槽钢，其强度和挠度均在允许范围之内，能够满足受力要求。2.2顶板倒角处横向支撑设计计算倒角处采用与顶模板下相同的纵横向支撑，由于倒角处不控制设计，对倒角横撑做近似验算，将倒角横撑简化为跨度0.8m，受梯形荷载的倾斜简支梁，横撑受力模型见图2-8，横撑采用［12.6槽钢。图2-8倒角处横撑受力模型〔单位：kN〕梯形荷载的最小和最大值分别为：两个支反力分别为：FF跨中最大挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求跨中最大弯矩为：［12.6b槽钢的截面特性参数为：强度验算：满足要求由于横撑受力较小，此处只作近似验算。由应力验算可知，倒角处纵横向支撑采用与顶板下纵横向支撑相同的材料能够满足要求，且平安储藏较高。2.3内侧模及其纵横向支撑设计计算2.3.1内侧模模板设计计算内侧模纵向支撑间距取，横向支撑间距取0.8m，纵向支撑简支于横向支撑上，横向支撑通过腹板对拉钢筋与翼缘板下侧模桁架相连。内侧模采用8mm厚钢板，侧模所受荷载为梯形荷载。根据《模板工程施工细节详解》可知，当混凝土的侧压力到达50kPa时，侧压力增长缓慢，因此，侧压力最大值取50kPa。单位板宽的刚度为：式中，μ——为泊松比，钢材泊松比为0.3；E——为钢板弹性模量，取；h——为板的厚度(m)。模板挠度为：式中，q——为模板所受均布荷载〔kPa〕；l——为四边简支板较小边的长度〔m〕；——为根据施工经验采用的模板允许挠度。满足要求2.3.2侧模纵向支撑设计计算侧模纵向支撑采用［6.3槽钢，，。纵向支撑简化为简支在横向支撑上的简支梁，受均布荷载作用，受力模型见图2-9，跨度为0.8m。图2-9侧模纵向支撑受力模型均布荷载为：简支梁支反力为：F跨中弯矩为：强度验算为：满足要求跨中挠度验算：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求2.3.3侧模横向支撑设计计算内侧模和外侧模横向支撑通过对拉杆对拉，故将横向支撑简化为对拉杆之间的简支梁，承受侧模纵向支撑作用的集中力。对拉杆间距取为0.8m，横向支撑采用［8槽钢。集中力大小为：跨中挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求跨中弯矩为：强度验算：满足要求由以上分析可知，侧模受力较大，采用8mm厚钢板，模板挠度才能满足要求，且平安储藏不是很高，施工过程中应严格检测侧模板挠度变化，以防模板变形过大。第3章菱形挂篮底模设计计算由于腹板下底模和底板下底模受力不同，腹板底模受力较大，故将腹板底模和底板底模分开设计。纵横向支撑材料均采用Q235钢，抗拉强度为140MPa，抗弯强度为145MPa，抗剪强度为85MPa。3.1底板下模板及纵横向支撑设计计算3.1.1底板下模板设计计算底板下模板所受荷载为图3-1中阴影局部混凝土重，阴影局部面积为25100cm2。图3-1底模板受混凝土荷载示意图底模板所受混凝土重为：底模板所受荷载为：——考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数；——浇筑混凝土时的动力系数；——人群机具荷载〔kN/m2〕；——为模板自重〔kN/m2〕。横向支撑间距取0.3m，纵向支撑间距取0.6m，模板厚6mm。由此可知，〔lx，ly分别为栅格的边长〕，钢板泊松比为，单位板宽的刚度为：式中，μ——为泊松比，钢材泊松比为0.3；E——为钢板弹性模量，取；h——为板的厚度(m)。模板挠度为：式中，q——为模板所受均布荷载〔kPa〕；l——为四边简支板较小边的长度〔m〕；——为根据施工经验采用的模板允许挠度。满足要求3.1.2底板下模板横向支撑设计计算底板下模板横向支撑采用Q235钢，［5槽钢，所受荷载为，横向支撑简化为简支于纵向支撑上的简支梁，简化模型见图3-2跨度为0.6m。图3-2底板下横向支撑受力模型支点反力为：跨中弯矩为：跨中挠度验算：满足要求强度验算：满足要求由以上分析计算可知，横向支撑的强度和挠度能够满足要求，且充裕量较大。3.1.3底板下模板纵向支撑设计计算底板纵向支撑采用Q235钢，截面高度为250mm的b类工字钢，简支于两个底横梁上，纵梁长5.35m，取跨度为5.1m。在MIDAS中建立分析模型，如图3-3所示，运行分析知，支点反力为23.3kN,其弯矩图见图3-4，挠度图见图3-5，剪力图见图3-6。图3-3底板下纵向支撑受力模型图3-4底板下纵向支撑弯矩图〔单位：kN·m〕跨中弯矩最大为：I25b工字钢的截面特性参数为：强度验算：满足要求图3-5底板下纵向支撑挠度图〔单位：m〕跨中最大挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求图3-6底板下纵向支撑剪力图〔单位：kN〕由图3-6可知，底板下纵向支撑所受最大剪力为-30.65kN。剪应力验算：满足要求3.2腹板下模板及纵横向支撑设计计算3.2.1腹板下模板设计计算腹板下底模板所受荷载较大，模板采用8mm厚钢板，横向支撑间距取0.25m，纵向支撑间距取0.3m。腹板下模板所受荷载为图3-7中阴影局部混凝土重。图3-7腹板下模板受混凝土荷载示意图腹板混凝土作用于底模板上的荷载为：底模板所受荷载为：——考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数；——浇筑混凝土时的动力系数；——人群机具荷载〔kN/m2〕；——为模板自重〔kN/m2〕。〔lx，ly分别为栅格的边长〕。单位板宽的刚度为：式中，μ——为泊松比，钢材泊松比为0.3；E——为钢板弹性模量，取；h——为板的厚度(m)。模板挠度为：式中，q——为模板所受均布荷载〔kPa〕；l——为四边简支板较小边的长度〔m〕；——为根据施工经验采用的模板允许挠度。满足要求由以上分析计算可知，腹板下模板所受荷载较大，其变形较大，施工过程中应严密检测其挠度变化，防止模板挠度变形过大。3.2.2腹板下横向支撑设计计算横向支撑简化为简支于纵向支撑上的简支梁，横撑所受荷载为：横撑采用Q235钢，［5槽钢，跨度为0.3m。横撑受力模型见图3-8：图3-8腹板下横向支撑受力模型支点反力为：跨中弯矩为：跨中挠度验算：满足要求强度验算：满足要求由以上分析可知，腹板横撑受力较大，施工过程中可适当加强横向支撑。3.2.3腹板下纵向支撑设计计算腹板纵向支撑采用Q235钢，截面高度为450mm的a类工字钢，简支于两个底横梁上，纵梁长5.35m，取跨度为5.1m。在MIDAS中建立分析模型，如图3-9所示，弯矩图如图3-10，挠度图如图3-11，剪力图如图3-12。图3-9腹板下纵向支撑受力模型运行分析知，支点反力为143.59kN，·m图3-10腹板下纵向支撑弯矩图〔单位：kN·m〕I45a槽钢的截面特性参数为：强度验算：满足要求图3-11腹板下纵向支撑挠度图〔单位：m〕跨中最大挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求图3-12腹板下纵向支撑剪力图〔单位：kN〕由图3-12可知，底板下纵向支撑所受最大建立为-127.79kN。剪应力验算：满足要求第4章底横梁及吊杆设计计算4.1底横梁设计计算底模桁架将荷载传递给底横梁，前底横梁通过四根吊杆将荷载作用于顶横梁，再通过顶横梁将荷载传递给主桁架；后底横梁通过锚杆将荷载传递给已浇注梁段的箱梁底板，故将底横梁简化为四个支座的连续梁，跨度为1.4m,2.72m，1.4m,两边各伸出m。底横梁采用两根Ⅰ32b工字钢组拼的截面，截面见图4-1。建立模型时取一半进行分析。底横梁受力见图4-2，弯矩图剪力图分别见图4-3和4-4，位移图见图4-5：图4-1底横梁截面示意图〔单位：mm〕图4-2底前横梁受力模型〔单位：kN〕图4-3底横梁弯矩图〔单位：kN·m〕图4-4底前横梁剪力图〔单位：kN〕图4-5底前横梁位移图〔单位：m〕由MIDAS建立分析模型，可知：两边支座的反力为F=151.1kN,中间两支座的反力为F=63.31kN。故两边吊带所受荷载为,中间吊带受荷载为。底横梁最大挠度为：式中，L/400——为临时结构简化为简支梁后的允许挠度。满足要求底横梁所受的最大弯矩为：，最大剪力为：。Ⅰ32b工字钢组合截面特性参数为：强度验算：满足要求剪应力验算：满足要求4.2吊杆设计计算钢吊杆所承受的最大支点反力为，采用Φ32精轧螺纹钢，由《混凝土结构设计原理》知，Φ2，其应力为：其平安储藏为：K=800/385.68=2.07(精轧螺纹钢控制应力取800MPa)。由上述计算可知，底篮横梁的吊杆平安储藏均大于2，满足要求。第5章外侧模桁架设计计算侧模桁架承受翼缘板荷载和腹板的侧向力，此处侧模桁架所受的腹板的侧向力即为内侧模所受荷载，前面已经求出。故要计算侧模桁架只需计算出翼缘板作用于侧模桁架的荷载。5.1翼缘板下纵横向支撑设计计算5.1.1翼缘板下模板设计计算翼缘板下模板所受混凝土荷载为图5-1中阴影局部混凝土的重量，模板下纵向支撑间距取，横向支撑间距取0.8m，模板采用8mm厚钢板。图5-1翼缘板下模板受混凝土荷载示意图2。翼缘板混凝土作用于模板上的荷载为：底模板所受荷载为：——考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数；——浇筑混凝土时的动力系数；——人群机具荷载〔kN/m2〕；——为模板自重〔kN/m2〕。〔lx，ly分别为栅格的边长〕。单位板宽的刚度为：式中，μ——为泊松比，钢材泊松比为0.3；E——为钢板弹性模量，取；h——为板的厚度(m)。模板挠度为：式中，q——为模板所受均布荷载〔kPa〕；l——为四边简支板较小边的长度〔m〕；——为根据施工经验采用的模板允许挠度。满足要求5.1.2模板下纵向支撑设计计算翼缘板模板下纵向支撑采用［5槽钢，I=26cm4，Wx3。纵向支撑简化为简支在横向支撑上的简支梁，纵向支撑受力模型见图5-2，跨度为。图5-2翼缘板下纵向支撑受力模型均布荷载q为：简支梁支反力为：跨中弯矩为：强度验算为：满足要求跨中挠度为：满足要求5.2侧模桁架设计计算为平安且计算方便侧模桁架所受侧向力采用最大值，桁架所受竖向力采用同一最大荷载。侧模桁架模型见图5-3，由以上分析计算知，竖向力为,侧向受力为。侧模桁架受力见图5-4，侧模桁架所用材料为Q235钢，［8槽钢和［5槽钢。图5-3侧模桁架模型〔单位：mm〕图5-4侧模桁架受力模型〔单位：kN〕由MIDAS建立分析模型，求解可知：约束竖向位移支座的反力为模型的最大竖向位移为：满足要求模型的最大水平位移为：满足要求运行分析，桁架杆件的计算内力见表5-1：表5-1侧模桁架各单元内力表单元荷载位置轴向(kN)剪力(kN)弯矩(kN*m)1组合荷载I[1]1组合荷载J[2]2组合荷载I[1]2组合荷载J[3]3组合荷载I[2]3组合荷载J[3]4组合荷载I[2]4组合荷载J[4]5组合荷载I[3]5组合荷载J[4]6组合荷载I[3]6组合荷载J[5]7组合荷载I[3]07组合荷载J[6]8组合荷载I[4]8组合荷载J[6]9组合荷载I[5]9组合荷载J[6]10组合荷载I[5]10组合荷载J[7]11组合荷载I[6]011组合荷载J[7]12组合荷载I[6]12组合荷载J[8]13组合荷载I[7]013组合荷载J[8]014组合荷载I[7]14组合荷载J[9]15组合荷载I[7]15组合荷载J[10]16组合荷载I[8]16组合荷载J[10]17组合荷载I[9]017组合荷载J[10]18组合荷载I[9]18组合荷载J[11]19组合荷载I[10]19组合荷载J[11]20组合荷载I[10]20组合荷载J[12]21组合荷载I[11]021组合荷载J[12]22组合荷载I[11]22组合荷载J[13]23组合荷载I[11]23组合荷载J[14]24组合荷载I[12]24组合荷载J[14]25组合荷载I[13]025组合荷载J[14]026组合荷载I[13]26组合荷载J[15]27组合荷载I[14]27组合荷载J[15]28组合荷载I[14]28组合荷载J[16]29组合荷载I[15]029组合荷载J[16]030组合荷载I[15]30组合荷载J[17]31组合荷载I[15]31组合荷载J[18]32组合荷载I[16]32组合荷载J[18]33组合荷载I[17]033组合荷载J[18]034组合荷载I[17]34组合荷载J[19]35组合荷载I[18]35组合荷载J[19]36组合荷载I[18]36组合荷载J[20]37组合荷载I[19]0037组合荷载J[20]38组合荷载I[19]38组合荷载J[21]39组合荷载I[19]039组合荷载J[22]40组合荷载I[20]40组合荷载J[22]41组合荷载I[21]41组合荷载J[22]042组合荷载I[21]42组合荷载J[23]43组合荷载I[22]043组合荷载J[23]44组合荷载I[22]44组合荷载J[24]45组合荷载I[23]45组合荷载J[24]46组合荷载I[23]46组合荷载J[26]47组合荷载I[23]47组合荷载J[28]48组合荷载I[24]48组合荷载J[28]49组合荷载I[26]49组合荷载J[25]50组合荷载I[27]50组合荷载J[26]51组合荷载I[28]51组合荷载J[27]52组合荷载I[28]52组合荷载J[29]53组合荷载I[27]53组合荷载J[30]54组合荷载I[26]54组合荷载J[31]55组合荷载I[25]55组合荷载J[32]56组合荷载I[30]56组合荷载J[29]57组合荷载I[31]57组合荷载J[30]58组合荷载I[32]58组合荷载J[31]由表5-1可知，模型中杆件所受的最大弯矩为：，相应杆件的轴力为,杆件为［8槽钢；杆件所受的最大剪力为,杆件为［8槽钢。［8槽钢截面特性参数为：应力验算：满足要求剪应力验算：满足要求桁架模型中杆件所受的最大压力为N=-23.38kN,杆件长度为100cm，为［5槽钢。［5槽钢截面特性参数为：验算杆件稳定性：长细比为：查表内插得：稳定性验算：满足要求桁架模型中最长杆件长度为L=100cm，所受压力为N=-23.38kN，为［5槽钢。验算杆件稳定性：长细比为：查表内插得：稳定性验算：满足要求由上述计算可知，侧模桁架的各构件强度满足要求，受压杆件稳定性也满足要求。5.3MIDAS建立分析模型的过程设定根本环境翻开新文件，以‘’为名存档。单位体系设定为‘m’和‘kN’。文件/新文件文件/存档(外侧模架分析)工具/单位体系长度>m;力>kN图5-5设定单位体系设定结构类型为X-Z平面。模型/结构类型结构类型>X-Z平面图5-6设定结构类型设定材料以及截面材料选择钢材GB03〔S〕〔中国标准规格〕，定义截面。模型/材料和截面特性/材料名称(Q235)设计类型>钢材标准>GB03(S);数据库>Q235模型/材料和截面特性/截面截面数据/数据库/用户截面号(1);截面形状>槽钢;数据库>GB-YB;名称>C80×43×5/8截面号(2);截面形状>槽钢;数据库>GB-YB;名称>C50×37×图5-7定义材料图5-8定义截面建立节点和单元为了生成单元，首先输入节点。正面, 捕捉节点(开), 捕捉单元(开), 自动对齐模型/节点/建立节点坐标(x,y,z)(0,0,0)用扩展单元功能来建立桁架单元。模型/单元/扩展单元全选扩展类型>节点线单元单元属性>单元类型>梁单元材料>1:Q235;截面>1:50*37*;Beta角(0)生成形式>复制和移动;复制和移动>等间距dx，dy，dz：〔0.8,0,0〕m；复制次数：1选取节点1调整间距，逐步建立如图5-9所示几个单元组成的桁架单元图5-9桁架单元的建立1图5-10桁架单元的建立2窗口选择选取如图5-10所示弧形区域各单元模型/单元/移动/复制单元形式>复制等间距>dx，dy，dz：〔0,0,1.2〕m；复制次数：4，复制得到如图5-11所示桁架单元窗口选择选取如图5-12所示椭圆形区域各单元模型/单元/移动/复制单元形式>复制等间距>dx，dy，dz：〔0,0,1.2〕m；复制次数：1，复制得到如图5-13所示桁架单元用扩展单元功能来建立桁架单元。模型/单元/扩展单元扩展类型>节点线单元单元属性>单元类型>梁单元材料>1:Q235;截面>1:80*43*5/8;Beta角(0)生成形式>复制和移动;复制和移动>等间距得到如图5-14所示的桁架单元。模型/单元/交叉分割单元容许误差：0.001m，得到如图5-15所示的桁架单元模型/单元/删除单元窗口选择如图5-15所示桁架单元得到如图5-16所示的桁架单元图5-11桁架单元的建立3图5-12桁架单元的建立4图5-13桁架单元的建立5图5-14桁架单元的建立6图5-15桁架单元的建立7图5-16桁架单元输入边界条件3维空间的节点有6个自由度(Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rz)。但结构类型已设定为X-Z平面〔程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx,Rz〕，所以只剩下3个自由度(Dx,Dz,Ry)。模型/边界条件/一般支承节点号(开)单项选择(节点:4，8,12,16,20,24,26,32)选择>添加;支承条件类型>Dx,(开)单项选择(节点:1,27)；支承条件类型>Dz(开)输入荷载定义荷载工况为输集中荷载和定义自重，首先定义荷载工况荷载/静力荷载工况名称(组合荷载)；类型>用户定义的荷载〔USER〕图5-17输入边界条件图5-18输入荷载条件添加自重荷载/自重荷载工况名称>组合荷载自重系数：X〔0〕，Y〔0〕，Z〔-1〕图5-19添加自重输入集中荷载荷载/节点荷载荷载工况名称>组合荷载选项>添加图5-20输入节点荷载运行结构分析对桁架梁单元运行结构分析。分析/运行分析查看分析结果查看反力单元号(关)显示边界条件>一般支承(关),释放梁端约束(开)结果/反力和弯矩荷载工况/荷载组合>ST:组合荷载;反力>FXYZ显示类型>数值(开),图例(开)数值小数点以下位数(2);指数型(关);适用于选择确认时(开)图5-21组合荷载引起的反力查看变形图显示边界条件>一般支承(开)结果/变形/变形形状荷载工况/荷载组合>ST:组合荷载;变形>DXZ显示类型>变形前(开),图例(开)数值小数点以下位数(5);指数型(关)；适用于选择确认时(开)图5-22组合荷载引起的变形图以表格形式查看内力结果/分析结果表格/内力荷载组合>组合荷载(ST)(开)；位置号>位置i，位置j图5-23桁架各梁单元内力表格第6章内外模滑移梁设计计算6.1外模滑移梁的设计计算外模滑移梁通过钢吊杆和通过滑移梁后锚将荷载传递给主桁架和已浇梁段的翼缘板，中部通过滑移车轮组支撑，外模滑移梁长10m，其受力段5.25m，取其进行分析，截面采用两个［36a槽钢组拼的箱型截面，截面形状见图6-1，取其一半进行建模，模型受力见图6-2，弯矩图见图6-3，变形图见图6-4，应力图见图6-5，剪力图见图6-6，剪应力图见图6-7：

图6-1外模滑移梁截面图〔单位：mm〕图6-2外模滑移梁受力模型(单位：kN)图6-3外模滑移梁弯矩图〔单位KN·m〕支点反力为：F跨中最大弯矩为：［36a槽钢截面特性参数为：弯曲应力验算：满足要求图6-4外模滑移梁变形图〔单位：m〕由上图可知外模滑移梁跨中挠度最大为：满足要求图6-5外模滑移梁应力图〔〕由上图可知外模滑移梁所受的最大应力为124.43MPa<145MPa。满足要求图6-6外模滑移梁剪力图〔单位：KN〕图6-7外模滑移梁剪应力图〔单位：〕由图6-6可以看出，外模滑移梁所受最大剪力为58.83KN，由图6-7可以看出外模滑移梁的剪应力为21.21MPa<85MPa.满足要求综合以上分析计算可知采用两个［36a组拼的外模滑移梁的设计能够满足要求。6.2内模滑移梁设计计算图6-8内模滑移梁截面图〔单位：mm〕内模滑移梁的设计与外模滑移梁相似，采用[36b槽钢截面。其截面见图6-8，模型受力见图6-9，弯矩图见图6-10，变形图见图6-11，应力图见图6-12，剪力图见图6-13，剪应力图见图6-14：图6-9内模滑移梁受力模型〔单位：kN〕分析可知，内模滑移梁所受荷载为：支点反力为：满足要求图6-10内模滑移梁弯矩图〔单位：kN·m〕由图6-10可知跨中最大弯矩为：［36b槽钢组合截面特性参数为：强度验算：图6-11内模滑移梁变形图〔单位：m〕根据图6-11可知跨中最大挠度为：满足要求图6-12内模滑移梁应力图〔单位：〕由上图可知内模滑移梁所受最大应力为110.70MPa<145MPa满足要求图6-13内模滑移梁剪力图〔单位：kN〕图6-14内模滑移梁剪应力图〔单位：〕由图6-13可以看出，外模滑移梁所受最大剪力为55.98KN，由图6-14可以看出外模滑移梁的剪应力为16.79MPa<85MPa.满足要求综合以上分析计算可知采用两个［36b组拼的外模滑移梁的设计能够满足要求。第7章主桁架设计计算7.1顶横梁设计计算顶横梁承受钢吊杆荷载，并将荷载传递给菱形主桁架。将顶横梁简化为两边悬臂，中间简支的简支梁，主桁架为顶横梁的两个支点。由于顶横梁所受荷载较大，采用两个Ⅰ50c的工字钢组拼的截面，截面形状见图7-1，建模时取其一半进行分析，模型受力见图7-2。图7-1顶横梁截面图〔单位：mm〕图7-2顶横梁受力模型(单位：kN)分析可知：两个支座的反力为：F=kN。顶横梁传给主桁架的荷载为：跨中挠度最大为：满足要求顶横梁弯矩图形状见图7-3位移图，剪力图，应力图分别见图7-4、7-5、7-6：图7-3顶横梁弯矩图〔单位：〕图7-4顶横梁位移图〔单位：m〕图7-5顶横梁剪力图〔单位:kN〕图7-6顶横梁应力图〔单位：kPa〕跨中弯矩最大为：Ⅰ50c槽钢截面特性参数为：强度验算：满足要求满足要求由以上分析计算可知，顶横梁采用由两个Ⅰ50c槽钢组拼的截面能够满足受力要求。由顶横梁弯矩图可知，支座处和跨中正负弯矩相差较大，支座处负弯矩为-。通过调整顶板下导梁间距希望能够使顶横梁受力合理，但由于顶横梁间距已经为最大值，调小后发现并不能使顶横梁正负弯矩差值减小，故此处顶横梁受力不是很合理，正负弯矩相差较大，较浪费材料。7.2主桁架设计计算主桁架杆件采用2［32c槽钢组拼的箱型截面，截面形状见图7-4。用MIDAS建时取一半进行近似分析，主桁架模型见图7-5。图7-4主桁架杆件截面图〔单位：mm〕图7-5主桁架模型〔单位：cm〕主桁架承受自重和上横梁传递来的集中荷载，每片主桁架承受前横梁传递的荷载为F=660.8kN，计算模型所受荷载为：计算模型受力见图7-6。图7-6主桁架受力模型图〔单位：kN〕主桁架杆件内力见表7-1：表7-1主桁各单元内力表单元荷载位置轴力(kN)剪力(kN)弯矩(kN*m)1组合荷载I[1]1组合荷载1/41组合荷载2/41组合荷载3/41组合荷载J[2]2组合荷载I[2]2组合荷载1/42组合荷载2/42组合荷载3/42组合荷载J[3]3组合荷载I[1]3组合荷载1/43组合荷载2/43组合荷载3/43组合荷载J[3]4组合荷载I[3]4组合荷载1/44组合荷载2/44组合荷载3/44组合荷载J[4]5组合荷载I[2]5组合荷载1/45组合荷载2/45组合荷载3/45组合荷载J[4]由分析结果可知该桁架杆件最大轴力为,对应弯矩；最大剪力为7主桁架挠度验算：主桁架计算模型变形见图7-7：主桁架前吊点最大挠度为：式中，20mm——为根据施工经验采用的主桁架前吊点允许挠度。图7-7主桁架受力后的变形图〔单位：m〕图7-8主桁各杆件受力后的轴力图图7-9主桁各杆件受力后的剪力图图7-10主桁各杆件受力后的弯矩图图7-11主桁各杆件受力后的应力图7应力验算［3