挂篮检算书

项目部

主桥(40+64+40)m跨挂篮设计检算书

2018年6月

第1 章设计依据及挂篮结构载荷说明

1.1 设计依据

图纸：铁路40+64+40图纸

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

《路桥施工计算手册》；

《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；

《机械设计手册》；

《铁路桥涵施工技术规范》（TB10203-2002）

1.2挂篮结构组成

40+64+40m跨菱形挂篮主要由主桁系、底模系、外模、内模系、前吊系、底锚系、走行系和施工平台组成。

主桁系由五件桁架杆件和节点板铰接构成菱形结构，桁架由2[25b 槽钢组拼而成，挂篮的前横梁由2[25b普通热轧工字钢组成，底篮前、后托梁由2[25b槽钢组成，底模边纵梁为I28b、中纵梁为I25b，挂篮边吊、主吊、底锚等均采用φ32mm精轧螺纹钢,挂篮自重：31t（含侧模）。

1.3挂篮载荷

1.3.1 主要计算参数

①砼自重G＝26kN/m³；②钢材的弹性模量E＝210GPa③材料容许应力：

牌号许用正应力[] 许用弯曲应力[] 许用剪切应力[] Q235 215MPa 215MPa 125MPa

Q345 315MPa 315MPa 185MPa

40Cr 470MPa 480Mpa 280Mpa 容许材料应力提高系数：1.3。

1.3.2 载荷组成

①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；

挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。

活载分项系数：1.4

恒载分项系数:1.2

②荷载组成

根据箱梁截面受力特点，划分箱梁各节段断面如图所示：

按最大悬灌重量：68.89吨（1段长3米）的荷截

段号1块(m³) 1块(KN) 备注

① 2.05m353KN 校核外滑梁

② 2.605m3203KN 校核腹板及底模

③0.412m332KN 校核内滑梁

④0.475m337KN 校核底模

作用于主桁上箱梁荷载最大按100t计算；施工机具及人群荷载：

2.5kPa；倾倒混凝土产生的荷载：2KPa;振捣混凝土产生的荷载：2KPa

③荷载组合

混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；

用于主桁承重系统强度和稳定性计算

③荷载计算

单侧翼缘：q1=0.6839×26×1.05+2.5×2.2=24kN/m

单侧腹板：q2=2.605×26×1.05+2.5×0.5=72kN/m

顶板：q3=0.412×26×1.05+2.5×1.1=14kN/m

底板：q4=0.475×26×1.05+2.5×0.95=14kN/m

第2章挂篮各部件截面特性

2.1 截面特性

构件材料截面积

（mm2）

惯性矩（mm4）

截面图

I x I y

主桁架Q235 2[25b 7609 67680015 31848914 内、外滑梁Q235 2[25b 5910 53284113 16898397 前、后托梁Q235 2[25b 5910 53284112 35036408 前横梁Q235 2[25b 7609 67680015 51297046 边纵梁Q235 I28b 6760 84665193 4096527 中纵梁Q235 I25b 5962 59880144 3360435

吊杆系φ32 精轧

螺纹钢

803 / /

2.2 各部件线荷载

梁号

部件

边纵梁中纵梁内滑梁外滑梁备注1#段72/3=24kN/m14/3=4.7kN/m14kN/m24kN/m

第3章挂篮有限元模型分析

3.1 有限元模型

用有限元软件Midas进行三维仿真分析，模型中吊杆采用桁架单元，其余采用梁单元模拟。在计算时，主桁锚固点施加固定约束，立柱支点处施工竖向约束。主桁支点与前横梁接触点采用刚性连接。三维有限元模型如下计算模型见图3-1。

图3-1 计算模型图

第4章计算结果

1、计算灌筑混凝土工况下挂篮的强度及刚度，结果见表4.1。

2、挂篮走行工况下，取动载冲击系数1.3，对主要受力构件外滑梁和后托梁进行强度及刚度计算，其余构件见表6-3。

外滑梁最大应力62.9MPa，安全系数 3.02，变形20.8mm，挠跨比为l/545；

后托梁最大应力30.3MPa，安全系数 6.27，变形14.8mm，挠跨比为l/960。

3、挂篮走行时抗倾覆稳定性计算如下：

每组后吊轮由8只销轴承力，销轴材料为40Cr ，直径φ40mm ，许用剪应力为280MPa

挂篮走行时的冲击附加荷载为：0.3×52.1×9.8=153.2kN ； 对前支点求矩，则倾覆弯矩为：153.2×5.21+52.1×9.8×2.605=2128.3kN.m ；

后吊轮的轴力为：2128.3÷5.21÷2=204.3kN ； 每个销承受的剪力为204.3÷8=25.6kN ；

销子承受的剪应力为：25.6×1000÷(3.14×20×20)=20.4MPa ； 连接钢板承受的拉应力：204.3×1000÷(4×20×90)=28.4MPa ； 抗倾覆安全系数为：190÷28.4=6.7。符合要求。 4、前斜杆的稳定性计算 前斜杆截面的最小回转半径：150270000124.49702

x Ix i mm A ===； 长细比：4716

38124.4

ox x x l i λ=

==；查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中表5.1.2-1可知其对x 轴为b 类截面，进而查表C-2得0.906ϕ=；所以前斜杆的稳定性验算如下：

941312107.119097020.906

N MPa MPa A ϕ==<⨯，其稳定性满足要求。 5、主桁销的强度计算

主桁连接销由材料为40Cr ，直径φ80mm ，许用剪应力为280MPa ；由软件提取得到主桁受到的最大轴力为：1045.3kN ；则销子承受的剪应力为： 1045.3×1000÷2÷(3.14×40×40)=104.1MPa ；