挂篮设计计算

目录

1设计依据 (1)

2工程概况 (1)

2.1项目概况 (1)

2.2梁段尺寸参数 (2)

3 基本设计参数 (2)

4 挂篮结构选型 (3)

5 箱梁挂篮悬浇设计荷载及组合 (4)

5.1 荷载计算 (4)

5.2 荷载组合 (4)

6 箱梁挂篮设计计算 (5)

6.1 1#块箱梁重量分配 (5)

6.2 腹板下纵梁的计算 (6)

6.3 底板下纵梁的计算 (7)

7箱梁挂篮底篮后横梁设计计算 (8)

7.1 挂篮后横梁荷载 (8)

7.2底篮后横梁计算（工况一:浇筑工况） (9)

7.3底篮后横梁计算（工况二：行走工况） (10)

8箱梁挂篮前底横梁设计计算 (11)

9箱梁挂篮前顶横梁设计计算 (11)

9.1 挂篮前顶横梁荷载 (11)

9.2 挂篮前顶横梁计算 (12)

10挂篮主桁验算 (13)

11挂篮吊杆验算 (15)

12挂篮后锚验算 (15)

挂篮设计计算说明

1设计依据

1、《席子河大桥施工图设计》

2、《公路桥涵施工技术规范》

3、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86）

4、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）

5、《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004 ）

6、《路桥施工计算手册》

7、其他有关规范手册

2工程概况

2.1项目概况

席子河大桥主桥孔跨布置为70+115+63m，采用变截面预应力混凝土连续刚构箱梁，无引桥。箱梁根部梁高7.1m，跨中梁高2.7m，顶板厚28cm，底板厚从跨中至根部由23cm 变化为80cm，腹板从跨中至根部分三段采用45cm、60cm、70cm三种厚度，箱梁高度和底板厚度按二次抛物线变化。箱梁顶板横向宽12m，箱梁底宽6.5m，翼缘悬臂长2.75m.箱梁0#阶段长13m（包括墩两侧各外伸2m），每个悬浇“T”纵向对称划分为13个节段，梁段数及梁段长从根部至跨中分别为4*3.5m、9*4m，节段悬浇总长50m。边、中跨合拢段长度均为2m，边跨现浇段长4m。

2.2梁段尺寸参数

墩顶箱梁采用支架法浇筑，总长度为13m，具备挂篮拼装起始长度。

梁段具体尺寸参数见下表所示：

悬浇段最大受力在①号段，长3.5m，砼60.2m3。

3 基本设计参数

(1)钢筋混凝土自重：G

砼＝27.3kN/m3；弹性模量：E

钢

＝2.1×105MPa；

(2)材料应力：根据《路桥计算手册》，材料的设计值为：

整体和局部计算按照容许应力取值。

精轧螺纹钢采用PSB930型；根据相关规范参数如下：

(3)挂篮系统设计计算采用计算机电算和手算相结合的方式，电算程序采用Madis civil2006专业结构设计软件。计算中考虑到各种系数如下：

考虑箱梁混凝土浇筑时膨胀等的超载系数：1.05；

浇筑混凝土时的动力系数：1.2；

挂篮空载行走时冲击系数：1.3；

浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0。

(4) 挂篮悬臂浇筑施工期间以及挂篮行走其间均在正常工作风速下施工，正常工作风速的确定根据当地情况以及其他设计资料确定。

(5)施工期间，在浇注箱梁混凝土前，注意天气情况预报，应避开在超出设计条件的气象情况下进行施工。

4 挂篮结构选型

席子河大桥箱梁悬浇挂篮采用菱形挂篮形式，挂篮由主桁、底篮、悬吊系统、后锚及行走系统、模板系统等部分组成。

挂篮构造图

1、主桁：

主桁为菱形桁片，由立柱、轨道横梁、斜拉带组成，每个挂篮有二片菱形形组合梁，两片组合梁支架由桁架连接形成整体。

2、底篮：

底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。

3、悬吊系统：

悬吊系统包括上前横梁、内、外模板滑梁和吊杆，上前横梁为型钢结构，通过吊杆及铰座与底栏连接。内、外模板滑梁也为型钢结构，通过吊杆与上前横梁及已浇筑混凝土箱梁连接。

4、锚固系统：

挂篮后锚由锚固梁、锚杆组成，上端通过锚固梁锚于主梁尾部，下端通过精轧螺纹钢筋和连接器锚于箱梁上。初步拟定单片挂篮主桁的后锚共设4根Φ32精轧螺纹钢，一套挂篮后锚总共需要8根Φ32精轧螺纹钢锚固。

5、行走系统：

整个桁架结构支承在由型钢加工而成的前、后支腿上。每组主梁的支腿下设一套行走系统，行走系统主要包括：行走轨道、行走反压小车、行走滑船等。

6、模板系统：

模板采用吊挂式，由内、外模板组成。

内模：由加工的大块钢板模与桁架组成。顶板由钢模、槽钢和木条、木楔形成桁架，内顶模板通过钩头螺栓连接成整体；侧板也由大块钢模组拼，槽钢加劲，内侧模与顶模之间采用螺栓连接。

外模：由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板，翼缘悬臂模板和腹板焊接为一体，并采用斜撑加强。

5 箱梁挂篮悬浇设计荷载及组合

5.1 荷载计算

(1)箱梁恒载

详见2.2节。

(2)挂篮系统自重

包括模板系统，挂篮重量约63t。

(3)人员、施工机具设备及材料堆载等施工荷载

每平方米按2.5kN设计。

5.2 荷载组合

根据箱梁截面的变化特征和块段长度的划分情况，使用①#块段对底蓝和内外滑梁进行计算。

根据计算结果对底篮后横梁、底篮前横梁、上前横梁、主桁系统以及挂篮总体变形等进行计算。

挂篮设计荷载包括：箱梁恒载、超载、挂篮自重、施工荷载。荷载组合如下：

荷载组合Ⅰ：混凝土重量＋超载＋动力附加荷载＋挂篮自重＋人群、机具荷载等；

荷载组合Ⅱ：混凝土重量＋超载＋混凝土偏载＋挂篮自重＋人群、机具荷载等；

荷载组合Ⅲ：混凝土荷载＋超载＋挂篮自重＋人群和机具荷载；

荷载组合Ⅰ、Ⅱ用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合Ⅲ用于刚度计算；

6 箱梁挂篮设计计算

6.1 1#块箱梁重量分配

钢筋混凝土按27.3kN/m3计，箱梁混凝土浇筑时膨胀等的超载系数取1.05，浇筑混凝土时的动力系数取1.2。按照中间截面计算：

箱梁内模和外侧模拟采用吊挂形式，因此底篮只承担底模荷载。

底模重：底模采用大块钢模，模板荷载约为1.2kN/m2。

施工人员和施工材料、机具行走或堆放荷载取2.5kN/m2。