02附件2：菱形挂篮计算书

02附件2：菱形挂篮计算书D
目录
1.适用范围 (2)
2 .计算依据 (2)
3.挂蓝设计 (2)
3.1主要技术参数 (2)
3.2工程概况 (2)
4.挂篮主桁架验算 (3)
4.1计算说明 (3)
4.2技术参数 (3)
4.3受力分析及验算 (4)
5.底模结构验算 (5)
5.1底纵梁验算 (5)
5.2下横梁验算 (8)
6.销轴验算 (12)
6.1销轴及拉板计算 (12)
6.2底纵梁销轴计算 (12)
6.3连接板承压验算 (12)
6.4孔壁局部承压计算 (13)
6.5拉板的强度计算 (13)
6.6主受力点 (13)
7.挂蓝稳定性验算 (14)
7.1挂蓝浇筑状态 (14)
7.2挂蓝行走状态 (14)
8.结论 (14)
跨浏河连续梁挂篮计算书
1.适用范围
本验算书适用于有碴轨道预应力混凝土连续梁（60+100+60）。

2 .计算依据
1）《钢结构设计规范》 GB 50017-2003
2）《钢结构设计手册》第三版
3）《路桥施工计算手册》人民交通出版社周水兴等
4）《材料力学》第三版孙训方、胡增强等主编和修订5）《铁路桥涵施工规范》
6）设计手册编写组.机械设计手册.北京:机械工业出社.2004
7）清华大学袁驷主编.结构力学求解器.北京:高等教育出版社.2001
8）其他相关规范
3.挂蓝设计
3.1主要技术参数
1）砼自重，取26KN/m3
2）钢弹性模量，取210000Mpa
3）材料强度设计值
Q235钢 [σ]=170N/mm2；[τ]=120N/mm2
Q345钢 [σ]=210N/mm2；[τ]=160N/mm2
40Cr [σ]=523N/mm2；[τ]=302N/mm2
3.2工程概况
上海至南通铁路南通至安亭段混凝土连续梁，梁体为单箱单室直腹板，变高度，变截面结构。

全桥箱梁顶宽11.6米，底宽6.4米，顶板厚度0.55-0.3
5米，腹板厚度分别为1.0-0.6米。

60+100+60连续梁，中心支点梁高7.2米。

最长梁段为4.0米，最重梁段为4#梁段，梁段重为161.5吨。

梁段长度为3米。

设计计算按此梁段进行设计演算。

4.挂篮主桁架验算
4.1计算说明
该挂篮主桁架为销焊组合构造，每台挂篮由两片主桁架组装而成。

在对主桁架进行强度计算时，考虑到两片主桁架的受力存在一定的不均匀性，采用不均匀系数1.2进行计算。

箱梁浇注时砼重量是由侧模、底模共同承担的，所以有必要对其重量进行分配，箱梁混凝土重量分布图:
4.2技术参数
（1）4#浇注砼重量为161.5t，混凝土重量+超载+动力附加荷载=161.5×1. 2×1.05=203.5t；
（2）底模重量：15t（包括下横梁、底纵梁、底模板）；
（3）侧模重量：23t（包括侧模板、侧模滑梁）；
（4）内模重量估算：5t（包括内模板、内模架子）；
（5）前上横梁重量：2.8t
（6）人群及机具荷载：0.25×4×12×1.4=16.8t；
（7）倾倒（振捣）混凝土荷载：0.2×4×12×1.4=13.44t。

故，主桁架前端受力为：
1.2×(203.5/2)+（15+23+5+
2.8+16.8+1
3.44）/2＝160.12t
前端受力为：160.12t
4.3受力分析及验算
（1）受力简图：由前可知一片主桁架前端受力为NA=160.12/2＝80t。

应力图如下:
主菱形结构最大应力为-118.2Mpa，最大变形量为15.5mm，满足要求。

5.底模结构验算
5.1底纵梁验算
1）腹板下底纵梁验算
腹板处混凝土重量约为45t，共设置5根I32工字钢，间距220mm。

腹板处混凝土线荷载为：q1=1.2×450/5×3=36KN/m
模板重量按1.1KN/m2计，模板荷载为：
q2=1.1×0.22×1.2=0.29KN/m
人群及机具荷载为：q3=2.5×0.22×1.4=0.77KN/m
倾倒（振捣）混凝土产生的荷载为：q4=4×0.22×1.4=1.23KN/m 故，腹板处底纵梁上的均布荷载为：q=q1+q2+q3+q4=38.29KN/m
最大应力92.14 Mpa 小于[σ]=170Mpa
最大变形量为0.85毫米，小于9毫米。

2）底板下底纵梁计算
底板处混凝土重量约为43t，共设置5根I32工字钢。

间距800mm。

底板处混凝土线荷载为：q1=1.2×430/5*3=34.4KN/m
模板重量按1.1KN/m2计，模板荷载为：
q2=1.1×0.8×1.2=1.01KN/m
人群及机具荷载为：q3=2.5×0.8×1.4=2.8KN/m
倾倒（振捣）混凝土产生的荷载为：q4=4×0.8×1.4=4.48KN/m 故，腹板处底纵梁上的均布荷载为：q=q1+q2+q3+q4=42.69 KN/m
最大应力106 Mpa 小于[σ]=170Mpa
最大变形量为2.0毫米，小于9毫米
5.2下横梁验算
1）浇筑状态
前后下横梁均采用2[40b槽钢，前横梁设置6根吊杆，后下横梁设置6根吊杆。

前吊点腹板处支座反力为70KN/m，后吊点腹板处支座反力为91KN/m
前吊点底板处支座反力为46KN/m，后吊点底板处支座反力为75KN/m
最大应力17.7 Mpa 小于[σ]=170Mpa
最大变形量为0.2毫米，小于9毫米。

后下横梁满足受力要求，因前下横梁受力小于后下横梁，所以前下横梁可以不与验算。

5.3上横梁验算
上横梁采用2I45b热轧工字钢。

最大应力142.2 Mpa 小于[σ]=170Mpa
最大变形量为6毫米，小于18毫米
外模滑梁计算如下：
外模走行梁在浇筑砼时承受翼缘板砼含超灌的自重及外模自重及施工荷载。

当走行时，承受外模自重含冲击在内的荷载。

由3m段控制计算。

模板长度为4.5米。

翼缘板G=1.14m2*3m*26.5KN/m3*1.05=95.2KN
外模自重G=1.75KN/m2*4.5m*9.6m=75.6KN
施工荷载G=4KN*2.9m*3m=34.8KN
合计重量：205.6KN ，按照3m分配，则q=68.5KN/m
浇注状态外滑梁验算
浇筑是最大应力为88.1 Mpa.小于小于容许值150 Mpa
最大变
形为3.8毫米，刚度满足要求
内模滑梁计算如下：
内滑梁浇筑状态为3m段控制，此时腹板所夹顶板混凝土面积为：
A 2.92m，砼含超灌系数后自重为：G砼=26.5*2.9*3*1.05=242.1KN
=
内模总面积为S=60m2重 G内模=1.2*60=72KN上座梁自重414kg=4.06KN当浇筑砼时，作用于一根走行梁的均布荷载为：
q(242.1+72+4.06)/2/3=53.1m
=
kN/
浇筑最大应力为66.9 Mpa.小于小于容许值150 Mpa。

最大变形为2.9毫米，刚度满足要求。

内模走行时内滑梁只承受内模模板重量。

浇筑满足行走状态演算简化不计。

6.销轴验算
6.1销轴及拉板计算
插板采用厚30mm,取最大1425KN 做为检算力，销轴Φ108 W =123609mm3
(1)销轴抗弯强度检算：
计算图式为跨度100mm 简支梁，跨中受集中力1425KN 。

Mmax ＝4PL
=1425*0.1/4=35.63KN
σ=M/W=35.63*1012/123609=288.2Mpa
(2)销轴剪应力验算
τmax=Q*S/I*B=(Q*d3/12)/(л*d4/64*d)=16/3* Q/л*d2=16/3*494.5/л*1082*109=72Mpa
6.2底纵梁销轴计算
][Mpa 17.11360601416.31600005.03163162τπτ =⨯⨯⨯⨯=•=d N （腹板处）
][Mpa 66.6340401416.31200005.03163162τπτ =⨯⨯⨯⨯=•=
d N （底板处） 6.3连接板承压验算
Mpa 67.6620601600005.0=⨯⨯==δσD N
6.4孔壁局部承压计算
该处板子厚度20mm ，而插板的厚度为20 mm ，即槽钢32b 加背板的局部承压检算:
Mpa c 5.991098537.5169=⨯⨯=σ<1.4[]σ=1.4175⨯=245 Mpa
6.5拉板的强度计算
板宽300mm ，取较薄的20mm 厚。

Mpa c 9.127102098203007.5169=⨯⨯-⨯=σ<1.4[]σ=1.4175⨯=245Mpa
6.6主受力点
采用前Q345锰钢作为拉杆，厚度为30mm.
根据《路桥施工计算手册》查得16Mn 轴向应力值200MPa ,节点销子的孔壁承压应力300MPa ,节点销子的弯曲应力340MPa,钢带几何尺寸为180mm*30mm,插销孔尺寸为φ55。

[f]Mn16=（180*30-55*30）200=750kN, 取各吊杆最大拉力F=230kN<750kN 满足。

孔壁的抗压能力计算[N]= （πd *h/2）*300=（3.14*0.056*0.03/2）*300=791kN>187.8kN 满足。

节点销子的弯曲应力计算M=PL/4=250*0.03/4=1.875Nm
W=πd~3/32=16325 mm~3
σw=M/W=1.875/0.000016325=115MPa<340MPa 满足。

销轴剪力计算
τ=16/3*Q/π*d2 =61.7 Mpa 满足要求。

7.挂蓝稳定性验算
7.1挂蓝浇筑状态
该工况下主要验算挂篮施工过程抗倾覆稳定情况。

挂蓝浇筑过程中，每片主桁采用6根φ32精轧螺纹钢与桥面进行锚固，由以上计算可知，每片主桁的最大后锚力为N＝840KN，而每根Φ32mm精轧螺纹钢筋的设计控制拉力为550K N。

则后锚的安全系数为： 6*550/840=3.93〉2
故后锚安全,挂篮施工时的抗倾覆稳定性可靠。

7.2挂蓝行走状态
当挂篮空载前移到箱梁浇注位置时，此时处于悬伸空载下的挂篮所受的倾覆力最大。

根据挂篮外模、内模、底盘、下横梁和上横梁的重量，经计算，单片主桁后锚点最大反力为22t，挂蓝空载行走时，依靠反扣轮及配重来平衡其倾覆力，由以上计算可知，每片主桁的最大后锚力为N＝22t＜70t。

综上所述可知挂篮空载前移时抗倾覆稳定性可靠。

8.结论
该挂篮结构强度总体均满足要求，变形较小，结构安全。