某挂篮结构设计分解

一、工程概况

二、设计概述

1、设置参数：

根据本桥荷载分部情况最大节段为1#块，故挂篮设计按照1#块进行设计，挂篮抗倾覆安全系数为2。

永久荷载为1.2，可变荷载分项系数为1.4.

2、结构描述

采用三角挂篮结构形式，利用***挂篮进行改装使用，挂篮底模施工长度考虑4m节段施工预留，端模板距离前吊带水平距离0.9mm（实际施工会根据梁底坡度缩短），挂篮后下横梁需要锚入前一个节段底板，考虑锚入点与新旧混凝土截面水平距离0.55m（实际施工会根据梁底坡度缩短）。

挂篮采用三个桁片的结构形式，分别作用于每个腹板宽度中点处。

为了方便设计对挂篮各部分构建进行重量假设，底平台及芯模为50t，上桁架假设50t，侧模板假设20t。总计120t。

二、结构设计

1、底模设计

根据混凝土荷载及挂篮底模自重进行挂篮设计，已知1#块1-1断面混凝土荷载Q1=混凝土荷载×1.2=928KN/m，Q2=混凝土荷载×1.2=886KN/m，挂篮芯模底模自重线性荷载为Q低=110KN/m，根据结构描述，挂篮底平台纵向尺寸为5.45m，则挂篮底平台纵向受力如图：

单位: 集中荷载--kN 集中弯矩--kN·m 其他荷载--kN/m

剪力包络图

单位: kN

弯矩包络图

单位: kN·m

根据受力分析，挂篮悬臂吊点受力为1645.21KN，锚入已完混凝土吊点力为2156.04KN，挂篮底模平台纵梁最大剪力和为2156.21KN，最大弯矩为3285KN/m；

根据以上受力进行挂篮前吊带受力分析。已知***挂篮前吊带为160×40mm，的Q345钢带，扣除吊带开孔50mm，则吊带计算宽度为110×40mm。根据钢结构规范计算得f=265Mpa，则需要n个吊带，nAf=2×1645.21KN，则n=2.8，即3根就满足要求。

锚入已完混凝土吊点采用直径32精轧螺纹钢，已知精扎罗纹钢抗拉强度为830Mpa，需要设n根精轧螺纹钢，nAf=2×2156.21KN，则n=6.5。即7根满足要求。

挂篮底模平台纵梁，***挂篮设计为窄翼缘H型钢: HN350x175(2)

进行结构断面计算，设需要n 根H 钢，则

f=M/(NWn)=2×3285/（704.62×

n ）×1000＜215MPa ；则：n ＞43.3根，由于布置过密，无法实现腹板处加密处理，故无法使用，考虑更换构建。 假设设置20根，则反算Wn 值确定选型， Wn=2×3285/(215×20)×1000=1528 cm 3

选择贴近此类型号的H 型钢：

综上所述选择截面面积最小的 窄翼缘H 型钢: HN500x200(1)

后下横梁设计，后下横梁考虑利用***挂篮后下托梁设计，以1-1断面为，建立计算模型如图，得出得出各部分杆件弯矩和剪力的比例关系。

2950 mm

175 mm 0 mm 700 mm 300 mm 250 mm

950 mm 2530 mm 145 mm 100 mm 300 mm 700 mm 300 mm 100 mm 1100 mm1580 mm950 mm 250 mm 300 mm 700 mm 175 mm 2950 mm

剪力包络图

弯矩包络图

剪力绝对值为竖向支点力

竖向支点力之和Nhxhl=挂篮底模平台纵梁最大剪力和为2156.21KN （上节计算），2156.21=K1（n1+n2+n3+n4+n5+n6）

=K1（148.19+ 141.81+167.44+171.97+144.02+150.76）=924.18 K1, 得出K1=2.333，

则最大竖向支点力为N4=K ×n4=171.97× 2.333=401.2KN ，单根32精扎罗纹锚固力为668.06KN ，最大剪力满足要求；但不满足2倍安全系数，所以考虑在两个箱室中心各增加1根精扎罗纹。则总体精扎罗纹为8根，修正上面计算7根的考虑。

验算后下横梁断面为

则在混凝土浇筑过程中后下横梁最大弯矩Mmax=44.52K=103.86KNm ，最大剪力Nmax=228.912KN ，经过计算均能满足要求。在挂篮走行过程中同***挂篮满足要求。

前下横梁设计，考虑利用***挂篮后下托梁设计，以2-2断面为计算模型，以2-2断面为计算荷载，建立计算模型如图，得出各部分杆件的弯矩和剪力关系。

2895

230700230

701200787789115740300700300401157786788120070230700230

单位: 集中荷载--kN 集中弯矩--kN·m 其他荷载--kN/m

剪力包络图

单位: kN

弯矩包络图

单位: kN·m

剪力绝对值为竖向支点力

竖向支点力和Nqxhl=挂篮悬臂吊点受力为1645.21KN（上节计算），1645.21=K2（n1+n2+n3+n4+n5+n6+n7+n8）

=737.59 K2,

得出K2=2.23，

则最大竖向支点力为N8=K2×n8=2.23×118=263KN，单根32精扎罗纹锚固力为668.06KN，满足要求。

混凝土浇筑及走行状态同后下横梁不再进行计算，满足要求。前上横梁设计断面大于前下横梁不再进行计算，满足要求。

2、桁架设计

根据挂篮受力形式为吊点力传递给上部桁片，三个桁片的距离为5.275m，底模平台受力通过吊带传递给前上横梁，前上横梁传递给每个桁片。则可分析三个桁片受力情况；

由于底模平台对吊带总体产生，挂篮悬臂吊点受力为1645.21KN。

假设挂篮每个桁片受力为1#块每个腹板处的支点反力，通过建立力学模型