挂篮结构设计及应力检算书研讨.doc

附件2 斜拉梁式轻型挂篮 结构设计说明及应力分析检算书 一、斜拉梁式轻型挂篮设计说明书 1、设计依据 （1）中国公路工程咨询集团有限公司《山东省东明黄河公路大桥工程第二合同段两阶段施工图设计》； （2）现行《公路桥涵施工技术规范》(JTG041-2011)、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)。 （3）现行《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。 （4）本公司同类工程的施工经验及现场的踏勘的具体情况。 2、设计原则 钢筋砼连续悬臂浇筑法施工属高空作业，挂篮是悬臂施工的主要设备，它既是高空作业的场地，又是待浇梁段的承重结构。因此挂篮设计按以下原则进行。 （1）安全可靠，经济合理； （2）重量轻，走行方便，操作简单； （3）变形小，旌工挠度容易控制； （4）便于砼的灌注及预应力筋的张拉； （5）本项目使用原有斜拉梁式轻型挂篮，其挂篮设计参数应满足本项目要求。 3、设计挂篮技术参数 （1）本桥悬灌梁段最大重量 156.17吨； （2）本桥悬灌梁段最大长度4.5m； （3）本桥梁高变化范围6.706-2.7m； （4）适应梁宽底板7.0m，顶板13.25m； （5）挂篮自重不得大于861KN，同时挂篮应设计有±6cm调整竖向挠度的功能，以便调整模板标高。 4、挂篮构造 斜拉梁式轻型挂篮由主梁系、外模系、内模系、底模系等组成，其详细构造见设计图纸。 （1）主梁系由主梁、前横梁、后横梁、主梁塔柱、斜拉结构、走行机构等组。主梁由两根50号工字钢及20mm的厚钢板用螺栓连接成箱型截面，长12米，是主要的受力构件之，采用斜拉结构加强，斜拉结构也是主要的受力构件之一。前、后横梁由两根32#槽钢组成，用以吊挂滑梁和外侧模板。 塔柱由两根32#工字钢及钢板焊接而成，拉杆采用Φ32预应力精轧螺纹钢筋，标准强度不小于750Mpa，单根许用拉力54吨。 走行机构由滑道、走行轮总成等组成。滑道由两根I25a工字钢及各种角钢、钢板连接而成。 （2）外模系由外模、外滑梁、外滑梁托滚、吊杆等组成。外模因体积大，不便于吊装，采用分体式，拼接而成。一侧外模支承在一个外滑梁上，通过对拉钢筋与内模相连。滑梁由钢部分焊接成箱型截面，是支撑外模板的主要构件。滑梁前端通过吊杆吊在前横梁上，后端通过吊杆吊在桥面或后横梁上。利用吊杆的丝扣可调节外侧模的高低。 （3）内模系由顶模桁架、内滑梁及内滑梁托滚等组成。模板采用组合钢模板，通对拉钢筋与外模相联。顶模及顶模桁架支承在内滑梁上，内滑梁前端通过吊杆吊在前横梁上，后端吊在已成桥面或后横梁上。 （4）底模系由前托梁、后托梁、纵梁及吊架等组成。模板由组合钢模板铺设而成。后托梁内侧通过四个拉杆锚固在已成梁段的底板上，外侧通过四个吊杆吊在后横梁或已成梁段上。前托梁通过吊杆吊在前横梁上。 （5）挂篮前移采用整体前移。将滑道锚固于已成梁段上。主梁中部支承在后横梁上，后横梁和主梁联成一体，后横梁在滑道导轨上滑动。主梁后部采用8个反扣轮在滑道的工字梁槽中滚动。底模前端吊在前横梁上，后端支承在后托梁上。后托梁通过两个吊杆吊在后横梁上，吊杆间距大于桥宽。外模支承在外滑梁上。外滑梁后部承在吊杆托滚上。顶模架及顶模支承在内滑梁上，内滑梁前后支承同外滑梁。 二、应力分析检算书 1、传力方式 现浇梁段荷裁在挂篮结构巾的传力途径 （1）灌注阶段 大部分混凝土（除顶板和翼板混凝土）荷载作用于底模的前后托梁上，前托梁的力通过吊杆传至前横梁上，再作用于主梁。后托梁的力通过锚杆传给己成梁段的底板，或通过吊杆传至后横梁上。顶板和冀扳混凝土通过内、外滑梁传到前横梁和后部已成梁段上，再作用于主梁。 （2）走行阶段： 整个挂篮除内模板外作用于前后横梁上。 2、挂篮荷载及荷载系数 挂篮的设计荷载视计算的部件和施工阶段的不同采用不同的组合方式，根据挂篮的工作状态，设计时考虑的荷载及荷载系数如下： （1）挂篮自重：57.834吨，根据设计规范要求，空载走行时荷载冲击系数取为1.3，浇注混凝土及走行稳定系数不小于1.5； （2）梁荷载：箱梁最大梁段重1259KN,考虑浇筑混凝土时的冲击和挂篮施工安全的重要肚，荷载系数取为1.3，设计荷载为1259×1. 3= 1636.7 KN； 3、各部件受力分析 挂篮结构是个可以水平移动作业的空间结构体系。如果将挂篮作为个统-的空间结构来计算其强度及稳定性，其求解过程比较复杂。 因此在设计中将主梁系、前悬吊系统当作二个独立的平面结构来进行强度及刚度计算，其计算模式为底模纵梁按简支架计算。前横梁、前托梁及主梁均按平面结构计算。 （1)主梁系 主梁：主梁的作用主要是承受前横梁传递过来的力和