挂篮设计计算书

州河特大桥72+128+72m连续刚构

挂篮设计计算书

设计：中铁二局

计算：

复核：

中铁建工集团州河特大桥项目经理部

二○一二年八月

一、设计依据

1、《州河特大桥72+128+72m 连续刚构图纸》；

2、《铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）》

3、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》

4、《钢结构设计规范(GBB50017-2003)》

5、《铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB 10005-2010）》

6、《铁路工程土工试验规程（TB 10102-2010）》

二、工程概况

州河特大桥为72+128+72m 连续刚构，梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，分为3米、3.5米、4米。箱梁顶板宽8.5m ，箱底宽6.1m 。梁部预应力体系按纵、横、竖三向预应力体系设计，其中梁体腹板竖向预应力钢筋采用25mm 精轧螺纹钢筋（PSB830），其抗拉强度标准值830pk f M Pa ，钢筋锚下张拉控制力为664M P a 。

三、挂篮设计方案

挂篮主要由三角主桁架、底模平台、走行系统、内模、外模和操作平台等组成，挂篮总重约为

70t 。

三角主桁架纵梁采用2[40a 槽钢组成，立柱采用2[36a 槽钢组成，斜杆采用2根250×20mm 钢带组拼而成。各杆件之间采用Φ100mm 的钢销和Φ28mm 螺栓联结；两片主桁架之间设置横向联结系进行连接。底模平台由前后横梁、纵梁、模板等组成。前后横梁采用2I56a 工字钢，底模纵梁采用I36a 工字钢；吊杆采用Φ32精轧螺纹钢筋，其抗拉标准值为830MPa 。

走行系统通过轨道支撑（轨道利用竖向预应力钢筋锚固），利用10t 链条葫芦拉动挂篮向前走行，走行轮反扣在轨道上翼缘位置。锚固系统通过主桁后锚梁和锚杆锚固在翼板和顶板。

外模模板由面板（5毫米钢板）和[8槽钢组焊而成，内模模板采用P3015小块钢模板。

四、荷载取值

1、主梁容重按26.5kN/m 3

计算；

2、计算时以连续梁1#段：1534.9kN ；梁段长度3m ；

3、浇注砼时的动力附加系数：1.2；

4、挂篮空载走行时的冲击系数：1.3。

五、荷载分析

计算工况：

1、荷载组合Ⅰ 挂篮自重+砼自重+动力附加荷载+施工机具自重（计算强度）

2、荷载组合Ⅱ 挂篮自重+砼自重+施工机具自重（计算刚度）

3、荷载组合Ⅲ 挂篮自重+挂篮走行时冲击荷载+风荷载（计算走行）

六、钢材许用应力

按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86中规定的临时结构容许应力系数提高1.3取值。

Q235：16δ< []180Mpa σ= []110Mpa τ=

1640δ> []172M pa σ= []110Mpa τ=

Q345：16δ≤ []263.5M p a σ= []150Mpa τ= 1625δ> []245M pa σ= []150M p a τ= 3650δ> []225.5Mpa σ= []130Mpa τ= 45钢： []360M p a σ= []125M p a τ= 七、结构计算

1.梁段受力分析：

以1#梁段为例，梁段长3米，重量为1534.9kN 。 1.1荷载：

腹板：砼方量：16.47m 3；砼重量：1436.45g kN =； 砼线荷载：1641.84/q kN m =

底板：砼方量：11.84m 3

；砼重量：2313.76g kN =； 砼线荷载：266.2/q kN m =

顶板：砼方量：8.383m 3

；砼重量：3222.15g kN =；

翼板：砼方量：2.07m 3； 砼重量：454.85g kN =；

梁段总重量：1234221518.511534.9G g g g g kN kN =+++=≈

底模纵梁采用I36a 工字钢，在底板下布置16根纵梁，根据底模纵梁的位置，计算各纵梁的支反力，计算简图如下图：

1.2计算结果：

2.底模荷载分析： 2.1纵梁线荷载：

底模除前后横梁和纵梁自重直接计入模型外，其余各构件重量60kN 进行计算： 2.2内模荷载分析:

内模系统自重约为100kN, 顶板荷载222.15kN ，内模桁片为5片，单根内滑梁吊点荷载：

100+222.15

=

80.544

P kN =；

2.3外模荷载分析：

外模系统自重约为130kN 130kN,翼板荷载254.85=109.7kN ⨯，外模桁片为5片，外模系统采用单根外滑梁，外滑梁单根吊点荷载130+109.7

=59.9254

P kN =；

3.挂篮建模分析： 3.1挂篮模型：

3.2挂篮荷载： 3.2.1集中荷载：

3.2.2均布荷载：

4.计算结果：

5.挂篮位移分析

挂篮主桁架前端最大竖向位移为17mm，底模前吊杆位置最大竖向位移为24mm。

6.挂篮细部分析

6.1底模前后吊联结器钢销检算：

最大吊杆受力:max 178.5N kN = 6.1.1销钉挤压应力 3

178.5

10

72.0[300]

6240

j M P a M P a σ⨯=

=<⨯ 6.1.2销钉抗剪（45钢）

32

2

178.51031.6[125]60224

4

Q M Pa M Pa D

τππ⨯=

==<⨯⨯⨯

6.1.3弯应力：

3

178.5/210201785000M P L N mm =⨯=⨯⨯=⋅

3

178500084.236021205

32

M M

w M pa M Pa w

d

σπ

=

=

=

=<⨯

6.1.4吊杆检算：

吊杆最大荷载：178.5N kN =，考虑1.2的冲击荷载。

max 178.5 1.2214.2[560]N kN N kN =⨯=<=

安全系数：560 2.62214.2

k =

=>。