悬浇箱梁挂蓝施工

悬浇箱梁挂篮计算书

一、挂篮设计

1、设计依据

1.1《申张线（张家港-江阴段）航道整治工程华西钢铁大桥施工图纸》；

1.2 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；

1.3《结构力学》、《材料力学》、《桥梁工程》；

1.4《钢结构设计规范》；

1.5《路桥施工计算手册》；

1.6《清华大学结构力学求解器》；

1.7原《S342省道无锡市区段新建工程S342-6标京杭运河特大桥挂篮设计图纸》

2、工程概况

主桥采用（60+100+60）m三跨边截面预应力混凝土连续箱梁；西侧引桥6×20 m钢筋混凝土连续箱梁，东侧引桥4×20m钢筋混凝土连续箱梁；桥梁全长为426米。

主桥上部三跨边变截面预应力混凝土连续箱梁为单箱单室；梁高从跨中2.95m按二次抛物线变化是距主墩中心2.0m处5.75m；梁底横桥向保持水平，箱顶设1.5%的双向横坡；采用纵、横、竖三向预应力体系。主桥下部采用钢筋混凝土矩形实体式桥墩，钻孔灌注桩基础。

主桥连续箱梁采用挂蓝悬臂浇筑法施工，除0#、1#块采用满堂支架现浇外，其余梁段采用对称平衡悬臂逐段浇注法施工。箱梁分0～13#段、合拢段及边跨现浇段，其中0#、1#段共长12m，悬臂纵向分段长度为3m×5+7×4m，合拢段长2m，边跨现浇段长8.88m（8.92m）。

根据华西钢铁大桥设计图纸和原京杭大运河特大桥挂篮设计图纸，华西钢铁大桥挂篮拟采用三角挂篮进行施工。华西钢铁大桥箱梁悬浇段采用三角挂篮施工其各段基本情况如下：

3、挂篮设计

3.1主要材料技术参数

（1）钢筋砼自重G砼=26KN/m3；

（2）钢材弹性模量E=2.1×105 MPa；

（3）材料允许应力

Q235B钢[σw]=140 MPa, [τ]=85 MPa;

精轧螺纹钢[σw]=785 MPa,

16Mn钢板[σw]=200 MPa, [τ]=120 MPa;

45#钢[σw]=220 MPa, [τ]=125 MPa;

3.2 挂篮构造

本桥所用挂篮采用无锡市区省道342跨运河特大桥所使用挂篮，几何尺寸和荷载基本相同，故基本原样套用。本次设计主要进行受力验算。

挂篮采用三角斜拉带式挂篮，挂篮主梁为两根Ⅰ45#工字钢组合而成，立柱采用[32#槽钢，前后上横梁采用两根Ⅰ45#工字钢；前后下横梁采用两根Ⅰ40#工字钢组合而成。斜拉带采用2根[22#槽钢组合而成。主桁架的拼接采用16锰结点钢板配合钢销连接，钢销采用直径120mm45#钢销，在主桁架销孔处工字钢和槽钢受力处全部采用帮焊16锰A2钢板，钢板大小为180mm×180mm厚度20mm。底篮设置

12根纵梁，纵梁采用两[32#槽钢背靠背对焊而成。挂篮前吊带采用精轧螺纹钢10根其中箱梁底部6根，翼缘板4根。后锚采用8根精轧螺纹钢筋。挂篮加工完毕后全部焊缝进行无破损检测。挂篮共重70t，其中主桁系统18t，行走系统10t，底篮15.3t，提升系统10.7t （前提升4.6t，后提升6.1t）外模12t，内模2.5t，张拉操作平台1.5t。箱梁最重的块为2#块135.56t，挂篮质量和箱梁块段重量之比（挂篮工作系数）：70/135.56=0.52

二、挂篮结构复核验算

1、设计工况及荷载组合

通过对挂篮施工过程进行分析得出挂篮的设计工况如下：

工况一：浇筑2#块

荷载组合为：混凝土自重+人群机具荷载+挂篮自重+模板自重；

工况二：挂篮行走

荷载组合为：挂篮自重+人群机具荷载+模板自重

2、荷载取值

超载系数为：K1=1.05；

混凝土浇筑时的动力系数：K2=1.2;

挂篮行走冲击系数：K3=1.3；

人群机具荷载为J=2.5 KPa；

内外模板自重为M=15t；

箱梁2#块砼重量1355.6KN，其自重荷载在顺桥向方向成均匀分

布，在横桥向方向成非均匀分布，具体见分布图

荷载分布布置图

面积a由4根纵梁均分，面积b由8根加强纵梁均分，面积c由4根纵梁均分。

3、挂篮结构计算

3.1主桁架计算

3.1.1荷载统计

箱梁2#块共重135.56t，挂篮主桁系统18t底篮重15.3t，提升系统重10.7t，侧模重12t，内模重2.5t，张拉平台重1.5t。人群机械荷载为2.5KPa，箱梁底模尺寸为3m×8m则人群机械荷载为2.5×4.5×8=90KN。箱梁混凝土浇筑考虑1.05的超方系数。

一侧挂篮系统有两个挂篮桁架组成，而且以上荷载总重由箱梁前端和挂篮桁架前端两者各承担一半，则挂篮单侧桁架前端所承受荷载为：

G=[(135.56×1.05+15.3+10.7+12+9+2.5+9)÷2]+1.5÷2×10=509.6KN

3.1.2 挂篮主桁架强度验算

根据清华大学开发的结构力学求解器程序建立三角挂篮体系受力计算模型如下：

挂篮斜拉杆和主梁采用销轴连接，所以在计算总都采用铰接计算。以上计算单元受力为受集中荷载，集中荷载受力点为6#结点，挂篮在工况一情况下受力简图为：

N=509600 N

在工况一情况下挂篮个杆件内部受力详见下图：

挂篮个杆件截面特性为：

主梁：

W=1085.7×2=2171.4cm3=2171.4×103 mm3

I=21714×2=43428cm4=43428×104 mm4

E=2.1×105 MPa

A=86.07 ×2=172.14cm2=17214mm2

立柱：

W=469.4×2=938.8cm3=938.8×103 mm3

I=7510.6×2=15021.2cm4=15021.2×104 mm4 E=2.1×105 MPa

A=48.5×2=97cm2=9700mm2

斜拉带：

W=233.8×2=467.6cm3=467.6×103 mm3

I=2571.3×2=5142.6cm4=5142.6×104 mm4 E=2.1×105 MPa

A=36.24×2=72.48cm2=7248mm2

通过结构力学求解器计算挂篮各杆内力见下图：