挂篮施工计算

1.2挂篮结构
36+56+44m连续梁三角形挂篮模板主要由主桁系统、轨道系统、前上横梁、模板系统、
导梁、底篮、防护系统等组成。挂篮结构如图所示
1.3挂篮设计
1.3.1主要技术参数
①、砼自重G＝26.5kN/m3；
②、钢材的弹性模量E＝210GPa；
③、材料容许应力：
牌号许用正应力[σ]许用弯曲应力[σw]许用剪切应力[τ]
4.0kN/m2计，由底篮纵梁计算可知，浇注1号块时底蓝后横梁受力最大，后横梁约承受箱梁
60%的荷载。其受力简图如下：
其中：F1为浇注1#块时底板下普通纵梁作用在后横梁上支座反力(54.94KN);
F2为浇注1#块时腹板下纵梁作用在后横梁上支座反力(54.6KN)
底篮后横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:
第1章设计计算说明
1.1设计依据
①、客户提供的《郑徐客专施图（桥参）联-04-02》;
②、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
③、《路桥施工计算手册》；
④、《结构力学》、《材料力学》；
⑤、《机械设计手册》；
⑥、《铁路桥涵施工技术规范》（TB10203-2002）
⑦、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
2）、弯矩图为：
其最大弯矩Wmax＝67.03KN.m
σw＝Wmax/Wx＝67.03×106/490×103＝136.8Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
3）、挠度图为：
其最大挠度fmax＝9.472mm<4600/400=11.5mm满足要求
2.1.3底篮后横梁受力验算
模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按
荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+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用于挂篮系统行走计算。
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。
第2章挂篮底篮及吊杆计算
q2＝2.5×1.2＝3KN/m2
3）、人群及机具荷载为：
q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m2
4）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：
q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/m2
5）、纵梁自重为：
W2=0.37KN/m
6）、腹板处纵梁上的均布荷载为（腹板下布置3条纵梁，间距均布约为0.19m）：
W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.19=23.73KN/m
4）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：
q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/m2
5）、纵梁自重为：
W2=0.37KN/m
6）、腹板处纵梁上的均布荷载为（腹板下布置3条纵梁，间距均布约为0.217m）：
W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.217=31.7KN/m
2、受力分析
腹板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：
3）、挠度图为：
其最大挠度fmax＝10.198mm<4600/400=11.5mm满足要求
二、浇注4#块时
1、载荷计算
1）、混凝土荷载q
单侧腹板混凝土荷载为：
q1＝180.2×1.05×1.2/（3.5×0.575）=112.8KN/m2
2）、除侧模外，模板重量按2.5KN/m 2计，模板载荷为：
3）、挠度图为：
其最大挠度fmax＝10.271mm<4600/400=11.5mm满足要求
二、浇注4#块时
1、载荷计算
1）、混凝土荷载q
底板混凝土荷载为：
q1＝171.6×1.05×1.2/(3.65×3.5)=16.9KN/m2
2）、模板重量按2.5KN/m2计，模板载荷为：
q2＝2.5×1.2＝3KN/m2
Q235 215MPa 215MPa 125MPa
Q345 310MPa 310MPa 180MPa
40Cr 470MPa 480Mpa 280Mpa
PSB830 690Mpa
1.3.2挂篮构造
挂篮采用三角形挂篮，挂篮的前横梁由2H396×199普通热轧H型钢组焊而成，底篮前、
后横梁由H300×200H型钢组焊桁架组成，底模下加强纵梁由H300×150普通热轧H型钢组焊
2）、弯矩图为：
其最大弯矩Wmax＝60.13KN.m
σw＝Wmax/Wx＝60.13×106/490×103＝122.7Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
3）、挠度图为：
其最大挠度fmax＝8.489mm<4600/400=11.5mm满足要求
2.1.2底模下普通纵梁的计算
`一、浇注1#块时
1、载荷计算
因底篮前横梁截面、长度及吊点位置与底篮后横梁均相同，且受力较底篮后横梁要小，
故底篮前横梁也满足强度及刚度要求。
由以上计算可知，挂篮在后退过程中安全，满足整体强度及刚度要求。
2.1.6挂篮内导梁受力验算：
2、受力分析
底板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：
Wx=490cm3,Ix=7350cm4
其受力示意图如下图所示：
由材料力学计算软件求得浇注4#块时底板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：
1）、剪力图为：
其支座反力Ra＝48.23KN、Rb＝46.22KN
Wx=490cm3,Ix=7350cm4
其受力示意图如下图所示：
由材料力学计算软件求得浇注1#块时腹板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：
1）、剪力图为：
其支座反力Ra＝54.6KN、Rb＝42.2KN
2）、弯矩图为：
其最大弯矩Wmax＝73.43KN.m
σw＝Wmax/Wx＝73.43×106/490×103＝149.9Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
横梁的载荷；
W1为底篮后横梁自重。
P1= P14=26.1×0.8/2=10.44KN
P2=P3=P4=P11=P12=P13=1.9×0.6+15.4/4.8×0.6×0.22=1.56KN
P5=P6=P7=P8=P9=P10=1.9×0.6+15.4/4.8×0.6×0.66=2.41KN
W1=0.57KN/m
②、作用于挂篮的荷载
1、箱梁荷载：取1#块、4#块分别计算
根据箱梁截面受力特点，划分箱梁各节段断面如图所示：
通过建立箱梁各节段三维模型并查询各段体积，计算箱梁断面内各段重量如下表所示
段号1#块(3m) 4#块(3.5m)备注
①47.1KN 55.0KN校核外模导梁
②207.4KN 180.2KN校核腹板下纵梁
件组成，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。挂篮自重约71t。
1.3.3挂篮计算设计荷载及组合
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；
挂篮空载行走时的冲击系数1.3；
浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；
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
5）、纵梁自重为：
W2=0.37KN/m
6）、底板处纵梁上的均布荷载为（底板下布置4条纵梁，间距均布约为0.875m）：
W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.875=31.9KN/m
2、受力分析
底板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：
Wx=490cm3,Ix=7350cm4
③117.4KN 133.8KN校核内模导梁
④203.3KN 171.6KN校核底板下纵梁
恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4。
作用于主桁上箱梁荷载最大按83t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
挂篮自重：71t；
③、荷载组合
1）、混凝土荷载q
底板混凝土荷载为：
q1＝203.3×1.05×1.2/(3.5×3)=24.4KN/m2
2）、模板重量按2.5KN/m2计，模板载荷为：
q2＝2.5×1.2＝3KN/m2
3）、人群及机具荷载为：
q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m2
4）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：
q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/ m2
2、受力分析
腹板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：
Wx=490cm3,Ix=7350cm4
其受力示意图如下图所示：
由材料力学计算软件求得浇注4#块时腹板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：
1）、剪力图为：
其支座反力Ra＝57.62KN、Rb＝59.86KN
1.9KN。底篮后横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:
截面面积A=73.03cm2截面惯性矩Ix=11400cm4抗弯截面模量Wx=779cm3
底篮后横梁受力简图如下：
其中：P1、P14为外模自重作用于底篮后横梁的载荷；
P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13为底模自重及纵梁自重作用于底篮后
3）挠度图
其最大挠度fmax＝0.579mm<3120/400=7.8mm满足要求
第14页共33页
2.1.5底篮前后横梁空载后退受力验算
挂篮空载后退时，底篮全部重量由端部两个吊点承受，主要承受荷载为外模自重、底模自
重以及纵梁自重。后退时单侧外模自重约为26.1KN，底模自重约为15.4KN，纵梁单根自重为
3）、人群及机具荷载为：
q3＝2.5×1.4＝3.5KN/ m2
4）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：
q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/ m2
5）、纵梁自重为：
W2=0.37KN/m
6）、底板处纵梁上的均布荷载为（底板下布置4条纵梁，间距均布约为0.9125m）：
W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.9125=26.5KN/m
4.0kN/m2计。由底篮纵梁计算可知，浇注4号块时底蓝前横梁受力最大，前横梁约承受箱梁
40%的荷载。其受力简图如下：
第13页共33页
其中：F1为浇注4#块时底板下普通纵梁作用在前横梁上支座反力(46.22KN);
F2为浇注4#块时腹板下纵梁作用在前横梁上支座反力(41.48KN);
底篮前横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:
2.1.1腹板下面纵梁的计算
一、浇注1#块时
1、载荷计算
1）、混凝土荷载q
单侧腹板混凝土荷载为：
q1＝207.4×1.05×1.2/(3×0.65)=134KN/m2
2）、除侧模外，模板重量按2.5KN/m 2计，模板载荷为：
q2＝2.5×1.2＝3KN/m2
3）、人群及机具荷载为：
q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m2
截面面积A=73.03cm2截面惯性矩Ix=11400cm4抗弯截面模量Wx=779cm3
由理正结构工具箱计算得浇注1#块时底篮后横梁剪力图、弯矩图、挠度图如下所示
1）剪力图
其支座反力：
RA=RD=11.8KN
RB=RC=110.7+153.5=264.2KN
2）弯矩图Baidu Nhomakorabea
其最大弯矩Wmax＝53.9KN.m
截面面积A=73.03cm2截面惯性矩Ix=11400cm4抗弯截面模量Wx=779cm3
由理正结构工具箱计算得浇注4#块时底篮前横梁剪力图、弯矩图、挠度图如下所示
1）剪力图
其支座反力：
RA=RD=8KN
RB=RC=93.3+117.9=211.2KN
2）弯矩图
其最大弯矩Wmax＝43.9KN.m
σw＝Wmax/Wx＝43.9×106/779×103＝56.4Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
由材料力学计算软件求得导梁的弯矩图、挠度图如下：
1）、弯矩图
其最大弯矩Wmax＝54.2KN.m
σw＝Wmax/Wx＝54.2×106/779×103＝69.6Mpa< [σw]＝215MPa满足要求
2）、挠度图为：
第15页共33页
其最大挠度fmax＝16.96mm<8350/400=20.9mm满足要求
其受力示意图如下图所示：
由材料力学计算软件求得浇注1#块时底板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：
1）、剪力图为：
其支座反力Ra＝54.94KN、Rb＝42.46KN
2）、弯矩图为：
其最大弯矩Wmax＝73.88KN.m
σw＝Wmax/Wx＝73.88×106/490×103＝150.8Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
σw＝Wmax/Wx＝53.9×106/779×103＝69.2Mpa<[σw]＝215MPa满足要求
3）挠度图
其最大挠度fmax＝0.581mm<3120/400=7.8mm满足要求
2.1.4底篮前横梁受力验算
模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按