64m单线挂篮计算书

(40+64+40)m菱形挂篮（单线）计算说明书天津百兴钢结构有限公司2010年5月第1章说明一.工程概况本主桥为盘锦至营口铁路客运专线连续箱梁，主桥桥跨组成为40+64+40m的单箱单室连续梁。

箱梁顶宽7.0m，底板宽3.8m，支点处梁高5m，跨中梁高3m，梁高及底板厚按二次抛物线变化。

腹板厚80cm（支点）至40cm折线变化，底板厚度为70cm （支点）至40cm按直线线性变化，顶板厚度32cm。

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7.7m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为89.48吨。

该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。

二.设计依据1、施工单位提供相关图纸；2《建筑施工手册》第三版，第一册、第四册；3《路桥施工计算手册》；4《钢结构设计手册》第三版中国建筑工业出版社。

5 《机械设计手册》化学工业出版社，第一册、第二册；三.设计说明1.挂篮构造挂篮为菱形挂篮，菱形桁架下弦杆及竖杆由2[28b#普通热轧槽钢对扣组成的构成，前横梁由双HN400*200*8*13型钢组成，底篮前后托梁由2根HN400*200H型钢普通热轧槽钢组成，底篮腹板下纵梁为HN300*150*6.5*9型钢，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。

吊带采用Q345的25mm厚钢板，主桁系统重8.1t、前横梁2.04t，行走系统重5.2t、底篮7.1t（包括底模重）、侧模重8.672t、内模系统重1.5t、端模重0.5t（估算），外侧模吊提梁、吊杆吊带及其他吊具重5.6512t，整个挂篮系统重38.7633t。

挂篮自重与最大结块比值为0.4：1。

2.计算工况工况一：挂篮悬浇混凝土，按最大节块重。

工况二：挂篮走行，主要考虑挂篮自重、风力及允许的不同步产生的影响。

工况三：挂篮倒退行走。

3.各种工况下的荷载组合荷载组合Ⅰ:混凝土重量＋动力附加荷载＋挂篮自重＋施工人员和施工机具重荷载组合Ⅱ：混凝土重量＋挂篮自重＋混凝土偏载＋施工人员和施工机具重荷载组合Ⅲ：混凝土重量＋挂篮自重＋风载荷载组合Ⅳ：混凝土重量＋挂篮自重＋施工人员和施工机具重 荷载组合Ⅴ：挂篮自重＋风载＋运动不同步荷载荷载组合Ⅰ－Ⅲ用于菱形桁架强度和稳定性计算；荷载组合Ⅳ用于刚度验算；荷载组合Ⅴ用于挂篮走行验算。

四. 挂篮计算参数1、挂篮最大承载能力130t 。

2、施工行走时的抗倾覆安全系数≥2.0，锚固系统的安全系数≥2.0，混凝土浇筑时动力系数为1.2，挂篮空载行走时的冲击系数1.3。

3、箱梁荷载：最重节块1#段，重量为94.78t ，考虑到胀模等因素，取1000KN 。

4、施工人员及材料等施工荷载：2.5Kpa7.32×3.5×2.5×103=64KN5、风荷载：max 风压力×迎风面积，取780Pa 。

6、挂篮自重：39.1t7、主构架各杆件之间采用直径80mm 材质为40Cr 的销轴。

8、（材料力学）对于Q235：[σ拉压弯]=170N/mm 2 ，[σ挤压]=300N/mm 2 ，[τ]=120N/mm 2第二章 挂篮底篮及吊杆计算2.1 腹板下纵梁的计算取1#块计算，1#块梁段长度为3.5m ，施工机具及人群荷载2.5MPa 。

混凝土动力系数为1.2。

经计算，混凝土重量与钢筋重量之和可按混凝土比重自重G C ＝26kN/m 3 近似。

梁段两端高度分别为4.527m 和4.089m ，腹板纵梁间腹板宽按均值0.7m （每边由4片纵梁承担）纵梁的间距为0.25m 。

模板重量按1.41kN/m 2计，模板荷载为：m kN q /98.07.0*41.12== 人群及机具荷载为：m kN q /75.17.05.23=⨯=倾倒和振捣混凝土产生的荷载；m kN q /8.27.044=⨯=第1块两端混凝土线性荷载分别为q 11，q 12：m kN q /99.1128.0*5.3/8.0*2.1*26*5.3*8.0*527.411== m kN q /5.766.0*5.3/2.1*6.0*26*5.3*6.0*089.412==1#块每根腹板纵梁上的均布荷载为：m kN q q q /37.242/4/)8.275.198.049.189(2/4/2211=+++=+=）总（ 腹板纵梁的受力及计算模型下图所示。

L=4.68m1#块跨中弯矩为: M=ql2/8=66.7KN*M 最大剪力为： Q=ql/2=57.03 KN选用HN300*150*6.5*9型材，截面特性参数为： A=47532m m I=735000004m m W=4900003mm 以1#块计算应力为：强度计算：σ(max)=M/W=136N/mm 2＜f=160 N/mm 2 , τ(max)=Q/A=12N/mm 2＜f=120 N/mm 2满足要求。

挠度计算：f(max)= 5ql 4/384EI=9.9mm<l/400=11.7mm ，满足要求。

2.2 底板下纵梁的计算 ① 计算普通纵梁强度计算混凝土厚度0.6291m ～0.5633m ，底板荷载由3根普通纵梁承受。

混凝土荷载：m kN q /56.406.2*5.3/6.2*26*46.511==模板重量按1.4kN/m 2计，模板荷载为：m kN q /64.34.16.22=⨯=人群及机具荷载：m kN q /5.65.26.23=⨯=普通纵梁上的均布荷载为：m kN q q q q i /7.5032111=++= 每根普通纵梁上的均布荷载为：m kN q q i /9.163/7.503/1=== 计算模型下图所示：选用HN300*150*6.5*9型材，截面特性参数为： A=47532m m I=735000004m m W=4900003mm L=4.68m1#块跨中弯矩为: M(max)=ql2/8=46.27KN*M 最大剪力为： Q(max)=ql/2=39.5 KN强度计算：σ(max)=M(max)/W=94.42N/mm 2＜f=160 N/mm 2 τ(max)=Q(max)/A=8.3 N/mm 2＜f=120 N/mm 2满足要求。

挠度计算：f(max)= 5ql 4/384EI=6.8mm<l/400=11.7mm ，满足要求。

2.3后托梁（浇注状态）后托梁浇注状态受力简图如下所示：后托梁采用2HN400*200型钢， 截面形式如下图：查表知2HN400*200型钢结构截面特性参数为：432m 474088513m 2370443m 16824m I m W m A x x ===AB （CD ）段 l1=1.350m q=375KN/1.35m=277.8KN/m 最大弯矩 M(max)= ql2/8=63.29 KN*M 最大剪力Q(max)= -qx=45 KN强度计算：σ(max)=M(max)/W=26.7 N/mm 2＜f=160 N/mm 2τ(max)=Q(max)/A=2.7 N/mm 2＜f=120 N/mm 2满足要求。

挠度计算：f(max)= qlm 4（2+λ）/8EI=4.2mm<l/400=4.5mm ，满足要求。

BC 段 l2=1.8m q=195KN/1.8m=108.3KN/m 最大弯矩 M(max)= ql2/8=43.86 KN*M 最大剪力Q(max)= ql （1-2ξ）/2=97.5 KN强度计算：σ(max)=M(max)/W=18.5N/mm 2＜f=160 N/mm 2τ(max)=Q(max)/A=5.8 N/mm 2＜f=120 N/mm 2满足要求。

挠度计算：f(max)= 5ql 4/384EI=0.14mm<l/400=5.0mm ，满足要求。

以上两种情况挠度之和为f=4.2mm+0.14mm=4.34mm<l/400=4.5mm 2.4后托梁（空载行走）后托梁空载行走状态受力简图如下：p1取纵梁及模板载荷的60%，P1 =57.6KN强度计算M(max)= pl/4 M(max)= - 116.64KN*m σ(max)=M(max)/W=49.2 N/mm2＜f=160 N/mm2挠度计算f1=pl3/48EI=6.4mmp2为后托梁自重荷载，p2=20 KN强度计算M(max)= Pl=20×1.8=36 KN*Mσ(max)=M(max)/W=15.2 N/mm2＜f=160 N/mm2挠度计算f2=pal2（3-4α2）/24EI=2.8mm总挠度f=f1+f2=9.4mm<l/400=20mm2.5前横梁（浇注状态）前横梁浇注状态简图如下:2HN400*200*8*13型钢截面参数：2A=16824mm2 2Ix =474088513mm4 2Wx=2370443其中P1=228KN, P2=121KN, P3=50KN前横梁可按以下三种情况分别计算第一种情况：强度计算：M(max)=px=228×1.6=364.8KN*mQ(max)=P=228KNσ(max)=M(max)/W=154N/mm2＜f=160 N/mm2τ(max)=Q(max)/A=13.55N/mm2＜f=120 N/mm2满足要求。

挠度计算：f(max)=Pl2x/6EI×（3×0.1716-0.52）=1.7mm第二种情况：M(max)=Px=121×2.25=272.25KN*mQ(max)=P=121KNσ(max)=M(max)/W=114.85N/mm2＜f=160 N/mm2τ(max)=Q(max)/A=7.2N/mm2＜f=120 N/mm2满足要求。

挠度计算：f(p)=Pml2/8EI=0.9mm＜l/250=2.6 mm第三种情况：M(max)=Px=50×2.45=122.5KN*mQ(max)=P=50KNσ(max)=M(max)/W=51.7N/mm2＜f=160 N/mm2τ(max)=Q(max)/A=3.0N/mm2＜f=120 N/mm2满足要求。

挠度计算：f(max)= [Plm2/6EI]*(3+2m/l) =0.7mm＜l/250=3.4 mm 以上三种情况挠度之和为f=1.7mm+0.9mm+0.7mm=3.3mm2.6前横梁（倒退行走）前横梁倒退行走时受力简图如下：P=50KNM(max)=Px=50×4.2=210KN*mQ(max)=P=50KNσ(max)=M(max)/W=88.6N/mm2＜f=160 N/mm2τ(max)=Q(max)/A=3.0N/mm2＜f=120 N/mm2满足要求。