40+64+40m挂篮计算书

图1
支点反力分别为 RA=29.10 cos10.80 ×3.054×（1.534+3.054x0.5）/5.05=52.91kN
RB=29.10 cos10.80 ×3.054×（0.462+3.054x0.5）/5.05=34.38kN
最大弯矩 M max
=
29.10 × cos10.80 × 3.054 × 3.061 × (0.462 + 5.05
腹板处混凝土线荷载为：
q1
=
(5.341 +
4.770) × 0.8 × 3 2×3
×
26 ×1.05
= 110.41kN
/
m
为便于计算，除侧模外，模板重量按 1kN/m2 计，模板荷载为：
q2 = 1× 0.8 = 0.8kN / m
人群及机具荷载为： q3 = 2.5 × 0.8 = 2kN / m
44.55KN
54.35KN
300
2600
200200200 250 800
800
600 1850
400 400
800
800
4000 13500
800
800 250 200200200
400 400
600 1850
图 7 后托梁计算简图
2600
300
图 8 后托梁弯矩图(单位:kN·m)
图 9 后托梁剪力图(单位:kN)
4 腹板两侧分别采用-25x150（16Mn）的吊带和φ32mm 的精扎螺纹钢。
验算吊带强度σ = R = 186.66 ×103 = 49.78N / mm2 < 210N / mm2 ，满足要求。
A
3750
验算吊杆强度σ = R = 186.66 ×103 = 232.21N / mm2 < 560N / mm2 ，满足要求。 A 803.84
后托梁采用 2I36a 普通热轧槽钢， 截面形式如图 6 所示， 2[36a#表面焊接-10mm 盖板组焊成箱形结构，截面特性参数为：
A = 18811.7981mm2 Wx = 2453400.2031mm3
I x = 466146038.5808mm4
弯曲应力：σ w
=
M Wx
= 75.33×106 = 30.71Mp < 2453400.2031
A = 6710mm2 Wx = 693750mm3
I x = 111000000mm4
弯曲应力：σ w
=M W
=
42.13 × 10 6 693750
= 60.73Mp ≤160Mp
,满足要求。
根据上述模型计算结果可得，纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为：
Δ = 16.70×cos10.80 ×3.054×3.061[(4×5.05− 4×3.0612 − 3.0542 )×2.313−4× 2.3133 + (2.313−0.462)4
3.054 × 3.061) 2 × 5.05
=
73.42kN
/m
4
腹板处纵梁选用 32a 工字钢，截面特性参数为：
A = 6710mm2 Wx = 693750mm3
I x = 111000000mm4
弯曲应力：σ w
=M W
= 73.42 ×106 693750
= 105.83Mp ≤160Mp
300
6
图 4 前托梁弯矩图(单位:kN·m)
图 5 前托梁剪力图(单位:kN)
前托梁采用 2I36a 普通热轧槽钢， 截面形式如图 6 所示，
图6
2[36a#表面焊接-10mm 盖板组焊成箱形结构，截面特性参数为：
A = 18811.7981mm2 Wx = 2453400.2031mm3
I x = 466146038.5808mm4
RB=16.70 cos10.80 ×3.054×（0.462+3.054x0.5）/5.05=19.73kN
最大弯矩 M max
=
16.70 × cos10.80 × 3.054 × 3.061 × (0.462 + 5.05
3.054 × 3.061) 2 × 5.05
=
42.13kN
/m
腹板处纵梁选用 32a 工字钢，截面特性参数为：
,满足要求。
根据上述模型计算结果可得，纵梁在荷载作用下产生的最大竖向挠度为：
Δ = 29.10×cos10.80 ×3.054×3.061[(4×5.05− 4×3.0612 − 3.0542 )×2.313−4× 2.3133 + (2.313−0.462)4
24EIX
5.05 5.05
5.05 3.054×3.061
A
3750
7
4、后托梁计算
对于后托梁：
腹板处每根底纵梁的集中荷载： (116.41× 3 + 3.26) × 60% = 54.35 kN/m 4
底板处的荷载： (116.91× 4.25 + 3.26) × 60% = 44.55 kN/m 7
采用 SM-Slover 计算后托梁受力分析如图
54.35KN
24EIX
5.05 5.05
5.05 3.054×3.061
] = 4.6mm
<5050/400=12.6mm，满足整体变形要求。 由以上计算可知，腹板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。
3、前托梁计算
由 普 通 纵 梁 的 计 算 可 知 ， 支 座 反 力 RA=30.36KN , RA=19.73KN ，
弯曲应力：σ w
=
M Wx
= 50.22 ×106 = 20.47Mp < f = 160Mp 2453400.2031
，满足要求。
单元 4 中心位移值 Δ = 0.26mm < 13500 /1000 = 13.5mm 满足要求。
最大剪应力：[τ ]max
=
[τ ] A
=
114.6 ×103 18811.7981
横梁由 2 工 40a 普通热轧工字钢组成，底篮前托梁由 2I36a 普通热轧槽钢组成，底篮
2
后托梁由 2I36a 普通热轧槽钢组成，底篮腹板下纵梁为工 32a 普通热轧工字钢，吊杆 采用φ32 精轧螺纹钢，吊带采用-25*150 材质为 16Mn 的钢带。主桁系统重 11.18t、 前横梁 2.87t、底托系统 12.83t、模板重 13.54t（外侧模及底模）、内模系统重 5.7 （估算）t、端模重 0.5t（估算），吊杆及吊具重 7t（估算），整个挂篮系统重 53.62t， 挂篮自重与最大结块比值为 0.37：1。 1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 ①、荷载系数 混凝土浇筑时超灌系数：1.05； 挂篮空载行走时的冲击系数 1.05； 浇筑混凝土时的抗倾覆稳定系数：2.0。 挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：1.5。 ②、作用于挂篮主桁的荷载 箱梁荷载：箱梁荷载取 4#块计算。1#块段长度为 4.25m，按 150t 计算载荷； 施工机具及人群荷载：2.5kN/m2； 挂篮自重：53.11t； ③、荷载组合
4.25
× 26 ×1.05
=
78.66kN
/
m
模板重量按 1kN/m2 计，模板荷载为： q2 = 5.1×1 = 5.1kN / m
人群及机具荷载： q3 = 5.1× 2.5 = 12.75kN / m
倾倒和振捣混凝土产生的荷载： q4 = (2 + 2) × 5.1 = 20.4kN / m
40+64+40m 菱 形 挂 篮
计 算 说 明 书
第一章 设计计算说明
1.1 设计依据
①、高速铁路 40+64+40m 连续梁，图号：参桥通（2008）2368A-Ⅲ； ②、《钢结构设计规范》GBJ17-88； ③、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》； ④、其他相关规范手册。
1.2 工程概况
第三章 前横梁计算
前横梁各吊点位置集中力为： P1=6.93×26×40%×0.5×1.05+7.72×10×0.25=57.14KN P2=12.13×2×26×1.05×40%×0.5+0.404×10=136.5KN P3=11.11×26×1.05×40%×0.5+0.404×10=64.70KN P4=4×26×1.05×40%×0.5=21.84KN P5=13.32×10×40%×0.5=26.64KN P6=15.58×10×40%×0.5=31.16KN 初选材料：2 工 40a，查表可知截面参数：
荷载组合Ⅰ：混凝土重量+混凝土超灌荷载+挂篮自重+人群和机具荷载； 荷载组合Ⅱ：挂篮自重+冲击附加荷载； 荷载组合Ⅰ用于主桁承重系统强度和稳定性计算，荷载组合Ⅱ用于挂篮系统行走算。
1.3.4 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
3
第二章 底托系统计算
1、腹板处纵梁的计算
取 1#块计算，1#块梁段长度为 3m。施工机具及人群荷载 2.5MPa。混凝土超灌系
数为 1.05。
经计算，混凝土重量与钢筋重量之和可按混凝土比重自重 GC＝26kN/m3 近似。梁
段两端高度分别为 5.341m 和 4.770m，加强纵梁间腹板宽 0.8（m 每边由 4 片纵梁承担）。
本主桥为连续箱梁，主桥桥跨组成为 40+64+40m 的单箱单室连续梁。箱梁顶宽 12m，底宽 6.7m，翼缘板长 2.65m，支点处梁高 6.05m，跨中梁高 3.05m，梁高及底板 厚按二次抛物线变化。腹板厚 80cm（支点）～48cm，底板厚度为 80～40cm，顶板厚 度 40 cm。
箱梁 0#块梁段长度为 9m，合拢段长度为 2.0m,边跨直线段长度为 7.75m；最重块 段为 4#块，其重量为 143.775t，计算时取为 150t。该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱 形挂篮施工。
普通纵梁上的均布荷载为： qi = q1 + q2 + q3 + q4 = 116.91kN / m
每根普通纵梁上的均布荷载为： q = qi / 7 = 116.91/ 7 = 16.70kN / m 计算模型如图 2-2 所示：
图2
支点反力分别为:
5
RA=16.70 cos10.80 ×3.054×（1.534+3.054x0.5）/5.05=30.36kN
采用 SM-Slover 计算前托梁受力分析如图
36.23KN
29.70KN
36.23KN
300
2600
200200200 250 800
800
600 1850
400 400
800
800
4000 13500
800
800 250 200200200
400 400
600 1850
图 3 前托梁计算简图
2600
f
= 160Mp
，满足要求。
单元 4 中心位移值 Δ = 0.4mm < 13500 /1000 = 13.5mm 满足要求。
8
最大剪应力：[τ ]max
=
[τ ] A
=
171.91×103 18811.7981
=
9.14Mp
<
85Mp ,满足要求。
设后托梁所有荷载只由腹板两侧吊带（吊杆）承担，则每根吊带（吊杆）受力为： R = 54.35 × 8 + 44.55 × 7 = 186.66kN
倾倒和振捣混凝土产生的荷载； q4 = 4 × 0.8 = 3.2kN / m
加强纵梁上的均布荷载为： qi = q1 + q2 + q3 + q4 = 116.41kN / m
每根加强纵梁上的均布荷载为： q = qi / n = 116.41/ 4 = 29.10kN / m 底纵梁的受力及计算模型如图 2-1 所示
RB = 19.73 ×100% ≈ 40% 。因此前托梁承担底部荷载的 40%，后托梁承担 RA + RB 30.36 + 19.73
底部荷载的 60%。
对于前托梁：
腹板处每根底纵梁的集中荷载： (116.41× 3 + 3.26) × 40% = 36.23kN/m 4
底板处的荷载： (116.91× 4.25 + 3.26) × 40% = 29.70 kN/m 7
=
6.09Mp
< 85Mp ,满足要求。
设前托梁所有荷载只由腹板两侧吊带承担，则每根吊带受力为： R = 36.23× 8 + 29.70 × 7 = 124.44kN ，采用-25x150（16Mn）的吊带。
4
验算吊带强度σ = R = 124.44 ×103 = 33.18N / mm2 < 210N / mm2 ，满足要求。
] =8mm
<5050/400=12.6mm，满足整体变形要求。
由以上计算可知，腹板下纵梁应力强度和变形条件均满足要求。
2、底板下纵梁的计算
① 计算普通纵梁强度
取 4#块计算，4#块梁段长度为 4.25m，凝土荷载：
q1
=
(0.598
+
0.532) × 5.1× 2 × 4.25
1.3 挂篮设计
1.3.1 主要技术参数
①、砼自重 GC＝26kN/m3； ②、钢弹性模量 Es＝2.1×105MPa； ③、材料强度设计值：
Q235钢 [σ]=160Mp，[σw]=160Mp，[τ]=85Mp
1.3.2 挂篮构造 挂篮为菱形挂篮，菱形桁片由 2[32a 普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成，前