桥梁悬篮改造计算书首发版.docx

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1、K28+790.OO普古沟大桥悬臂施工箱梁（改造）挂篮计算书2014-12-21一、工程简介本桥主跨为（90+160+90）m预应力混凝土持续刚构桥,箱梁为单箱单室断面。箱梁顶面宽度为9m,底面宽度6m。箱梁根部高IOm,跨中梁高3.5m。分段长度分别为3tn、3.5m.4.5m三种，梁段最大阶块重量为182.6吨（1#段）。挂篮构造：挂篮由菱形桁架、底模平台、走行系统、锚固系统、模板系统及吊挂调整系统等构成。挂篮设计构思：挂篮悬浇施工时，混凝土、钢筋、模板等载荷通过吊挂系统，吊挂于菱形主桁架前端的上横梁和锚固系统，锚固于后一节段梁体的底板上。挂篮菱形桁架支承于后节段主梁的腹板上。主桁架尾部通

2、过后锚固系统锚固于主梁顶板以平衡混凝土、模板等产生的倾覆力矩。挂篮行走时，尾端通过反扣装置倒扣于轨道梁上，轨道梁通过预埋竖向精轧螺纹钢筋与梁体锚固，以平衡挂篮走行时由挂篮自重及走行荷载产生H倾覆力矩。本挂篮系统与模板系统一起走行。二、设计根据1、箱梁施工图（中国水电顾问集团成都勘测设计研究院）PDF版；2、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2023;3、建筑施工手册第三版，第一册、第四册；4、路桥施工计算手册；机械设计手册5、建筑构造荷载规范GB50009-2023o6、铁路桥梁钢构造设计规范所用工具如下:AutoCAD2023soiIdworks2023SMSo1verV2.Osection

3、钢构造SMPMidasGenv三、设计阐明1、挂篮模板按1#、21#节段设计，并可用于2#-20#现浇段施工。满足其他节段规定，选择最不利节段进行设计和验算即1#段。2、主桁：由菱形桁架、前上横梁、后上横梁和抗风稳定系统构成。菱形桁架是挂篮的重要承重构造，由槽钢和缀板焊成格构式构件，采用栓接的方式连接。前上横梁采用双45#b工字钢，后上横梁采用桁架形式，与主菱形架销轴联接。3、底模：由前下横梁、后下横梁、纵梁和底模板构成。前下横梁和后下横梁均采用双45#b工字钢，纵梁采用单25#b工字钢。吊杆采用PSB830D32精轧螺纹钢。4、走行系统：由后勾板、走行油缸和前支座等构成。松开后锚固，后勾板反

4、扣在轨道上绿，前支座通过高强螺栓固定在主桁架上，前支座下部限位在轨道上，走行油缸推进挂篮整体移动。挂篮的倾覆力由后勾板传到轨道来平衡，设计抗倾覆系数22.0。内模落于内部滑梁上，用手动葫芦牵引就位。5、后锚系统：由后锚固扁担梁、锚杆等构成。设计抗倾覆系数22.0。6、菱形挂篮其主桁架与底模横梁通过D32精轧螺纹吊挂连接，传力明确，故计算时针对其各部件进行。重要有：主桁架、底模纵梁、前上横梁、前下横梁、后下横梁（走行状态）、锚固系统、走行系统、吊挂系统。7、计算工况工况一：挂篮悬浇混凝土，按最大节块重。工况二：挂篮走行，重要考虑挂篮自重、风力及容许不一样步产生的影8、根据不一样工况进行荷载组合计

5、算。荷载组合I:混凝土重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工人员和施工机具重荷载组合I1:混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工人员和施工机具重荷载组合III:混凝土重量+挂篮自重+风载荷载组合V：混凝土重量+挂篮自重+施工人员和施工机具重荷载组合V：挂篮自重+风载+运动不一样步荷载荷载组合I一川用于菱形桁架强度和稳定性计算；荷载组合IV用于刚度验算；荷载组合V用于挂篮走行验算。四、挂篮计算参数1、施工行走时的抗倾覆安全系数22锚固系统B安全系数，22、箱梁荷载：最重节块（1#块）重量为182.63取1826KN3、施工人员及材料等施工荷载：2.5Kpa932.5=67.5KN4、挂篮自重：39.

6、4吨，取394KN。侧、内、底模板自重：16.3吨+7.5吨+3.2吨=27吨，取270KN。5、挂篮锚固精轧螺纹钢筋和吊挂用精轧螺纹钢筋均采用IV级钢筋，销轴所有用40Cr45#钢，重要受力连接均用高强螺栓。PSB830精轧螺纹钢材料分项系数C=1.20,Mp1030/1.2=858Mpa.6、於自重GC=26.5kNm3;、钢弹性模量Es=2.1X105MPa;、材料强度设计值：Q235钢w=145Mp,=85MpaQ345钢o=210MP=146Mpa7、挂篮构造设计简图:9、其他各分部重量取值（合计值）：侧模板：16.3t内模板：7.5t底模板：3.2t纵梁：4t前后下横梁自重：6.4

7、t内外滑梁：4.2t内模支架：2.5t五、计算1、主桁荷载强度计算时，取所有载荷日勺和为计算值。根据菱形桁架的受力分析，每个菱形架及底板锚固承受总荷载日勺二分之一，即：根据建筑构造荷载规范GB50009-2023之规定，荷载组合为：P=(1.2X(1826+441)+1.4X67.5)/2x1.16心1618KN(侧模内模底模自重+纵梁+前后下横梁+内模支架+内外滑梁=441KN)底板受力作用长度3米则：Q=P1=16183540KNm=540Nmm2、主桁受力简图3、主桁受力分析与计算:杆端内力值（乘子=D杆端2杆端1单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-909098.2020.00000000

8、0.00000000-909098.2020.000000000.000000002-687553.2620.000000000.00000000-687553.2620.000000000.000000003909098.2020.000000000.00000000909098.2020.000000000.000000004-1080743.530.000000000.00000000-1080743.530.000000000.0000000051139819.730.000000000.000000001139819.730.000000000.000000006584420.272

9、0.000000000.00000000584420.2720.000000000.000000007-148220.9391041456.030.0000000082345.7365-578589.8670.00000000反力计算约束反力值（乘子=1）合力结点约束反力支座-结点水平竖直力矩大小角度力矩10.00000000-687553.2620.00000000687553.262-90.00000000.000000002-0.000000191271973.530.000000001271973.5390.00000000.000000006-0.565960161051950.62

10、0.000000001051950.6290.00003080.00000000通过受力分析计算得，各主桁杆件受力为：N1=-909KN;N2=-688KN;N3=909KN;N4=-1081KNN5=114OKN;Fmax=-1081KN(N4);Fmax=1140KN(N5)由上面分析可知：N4=-1081KN为桁架杆件中所受最大压力N5=1140KN为桁架杆件中所受最大拉力4、主桁架强度校核：主桁架杆件截面为36#b槽钢双拼构造，材质为Q235B,槽钢截面性质见下:1JgIxII热轧普通槽铜3A常用截面.截面特性置槽36b：截面高度H=360mm裁面宽度B=98mm；翼绦厚度tf=16m

11、m；腹板厚度M=I1mrn；中和轴距离z=23.7mm;截面面积A=6811mm2；惯性矩x=12651700Omm4；惯性矩y=4967000mm4;截面模量Wx=702872mm3;截面模量Wy=I3370Imm3；向转半径ix=136.3mm；回转半径iy=27mm;单位童量：53.466Kg/m；所受应力:=NmaxA=11401000(6811*2)=83.7Nmm2f=215Nmm2注：根据钢构造设计规范查得Q235在厚度不大于等于16mm时的抗拉强度设计值取用215MPa,为保守取值Q因此主桁架杆件强度满足规定。强频别公称直径(mm)屈服强度(RdMpa)抗拉强度(RmMPW断后

12、伸长率(A%重量(MKtPSB8302532830103074.1/6.65PSB9302532930108064.1/6.65PSB108025321080123064.1/6.65杆件6为吊带，PSB830精轧螺纹钢10301.2=858MPa,根据输出表格查得所受轴力为584.4KN,所受应力为：=NA=584.41000(804.2mm262)=242.2Nmm2858Mpa安全系数：858/242.2=3.5所此前横梁吊带设计强度满足规定。5、压杆稳定性校核:受压杆件中杆件4最长，反受轴力最大，故只对杆件4进行稳定验算根据钢构造设计规范可知压杆在两个方向均为b类构件。回转半径i=03

13、12)A=(360x3883/12)/(360x388)=112Y=1i=16657/112=59.4150折减系数=0.757虚轴方向换算ox=r2Z2=59.6150其截面正应力O=PnIax/(A)=1081000N/（O.7576811mm22）=104.8Nmm21376KN因此每肢桁架采用4个D32精轧螺纹钢锚固，挂篮整体倾覆满足规定，安全系数4.0。7、走行反扣力验算：走行时，挂篮重要受力为挂篮自重及模板重（尚有不一样步荷载、冲击荷载等）G624单片主桁架承受力：624/（2*2）=156KN,（注：走行时底板自重由前吊点和中横梁两个吊点共同承受）此时计算假定桁架是个刚体。根据力矩平衡原理，得到如下。所需后锚固力：F=156*5600/4760=183.5KN走行抗倾覆系数取2,则锚固力应不不大于183.5X2=367KN后勾板自身为刚体，与主菱形架连接采用12枚M24-8.8级高强螺栓，螺栓杆的抗拉强度不不大于800MPa,:=Qmax12A=367000/(353(螺杆应力面积)*12)=86.6Nmm2=800Mpa因此走行所需的反扣力满足规定。8、主桁架连接用销轴强度验算：销轴为4OCr,直径