大桥三角形挂篮受力计算毕业设计.doc

毕业设计（论文） 前　言 本课题选择了三角形挂篮结构计算这个课题，挂篮是在浇筑较大跨径的悬臂梁桥时，采用的吊篮方法。课题中对三角形挂篮在施工中可能的受力情况进行提前分析，为施工时挂篮的安全使用和稳定性提供参考。本文运用cad，sap2000等分析绘图软件，使用了材料力学，结构力学中的研究方法，同时对材料的力学性能进行了解，对整个挂篮结构进行受力计算。在结构计算的过程中，我对所学的力学知识有了一个很系统的认识和更加牢固的掌握，对挂篮的基本结构，特点和设计有了很深刻的认知，并且通过本课题的研究，不仅可以设计出结构合理，安全可靠的三角形挂篮构造，还能为将来的工作提供参考和锻炼。 挂篮作为预应力混凝土桥梁的一种悬臂浇筑施工设备, 广泛应用于斜拉桥、大跨度连续梁桥、T 型刚构桥、连续刚构桥。挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式（包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式4种。根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮的要求，综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等，经过研究，确定挂篮形式。 挂篮悬臂浇筑施工又称迪维达克施工方法,这种施工方法一般将梁每2～5 m 分成一个节段,以挂篮为施工机具进行悬臂对称施工。挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重结构,其锚固悬挂在已施工的前端梁段上,在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设,混凝土浇筑和预应力张拉、灌浆等作业。完成一个阶段的循环后,挂篮即可前移并固定,进行下一节段的悬灌,如此循环至悬臂浇筑完成。悬浇法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计,挂篮设计的好坏直接影响到施工进度,它是特大桥梁施工中的一项关键技术。 挂篮不需要架设支架和不使用大型吊机。挂篮施工较其他方法，具有结构轻，拼制简单方便，无压重等优点。当前挂篮悬臂浇筑的施工方法已被广泛应用于预应力混凝土连续箱梁上部结构的施工中。 随着21 世纪西部大开发的深入, 高速公路飞速发展, 连续刚构桥作为一种造价低、跨度适中, 而广泛用于山区公路桥梁, 一条高速公路往往有好几座连续刚构桥。城市连续刚构桥也发展到了一个新的水平, 续广东虎门大桥辅航道桥主跨270 m 居国内同类桥梁第一后, 重庆石板坡长江大桥复线桥以330 m 打破了同类桥梁跨度的世界记录。挂篮设备在交通建设中发挥更多作用的同时, 挂篮形式也越来越多, 挂篮设计承载能力、自重、操作方便等方面要求也越来越高。 本文挂篮结构分析计算主要针对挂蓝的结构内力与位移计算、抗倾覆验算、变形验算。挂篮主桁为空间桁架结构，杆件联结分刚性、铰接和半铰接节点，对于采用焊接节点可处理为刚性节点，对于仅在一个平面内转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。其他构件还包括分配梁、销子、螺纹件、轨道等。其整个分析过程首先采用手工计算。对于主要构件还可进行电算，可采用的软件SAP2000、ANSYS、ABQUS等。 挂篮在施工荷载及风荷载作用下,应具备足够的整体稳定性。从两个方面分析挂篮的整体稳定性:1) 挂篮在满负荷工作状态及风载作用下是否具有在纵桥向抗倾覆的稳定性,以及挂篮在施工空载状态和行走状态在横桥向抗水平转动的稳定性;2) 挂篮在施工满载作用下,承重结构的各受压部件是否具有足够的稳定性。挂篮承重结构的整体稳定由承重结构各受压部件的稳定性得以保证,即各受压部件稳定,则整体结构稳定。挂篮承重结构的受压部件有:主桁竖杆,立联外水平杆,主桁水平桁架的弦杆和腹杆,平联横杆,其稳定性应逐一进行验算。 挂篮设计原则：自重轻、结构简单、坚固稳定、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性，受力后变形小等特点，并且挂篮下空间充足，可提供较大施工作业面，利于钢筋模板施工操作。 实践证明,三角形挂篮是挂篮进一步向轻型化发展的一种结构形式,也是一种值得推广的挂篮形式。三角挂篮使施工快捷方便,挂篮行走效率明显提高,施工过程中的各控制手段也取得预期的效果,值得借鉴和推广。 在本文中挂篮结构计算首先要考虑挂篮的自重、模板支架自重、振动力和冲击力、施工人群荷载、箱梁最大节段砼重量。 挂篮设计要求：挂篮质量与梁段砼的质量比值宜控制在0.3～0.5之间，特殊情况下也不应超过0.7。 主要设计参数为：挂篮总重控制在设计限重之内；允许最大变形（包括吊带变形的总和）为20mm；施工时和行走时的抗倾覆安全系数为2；自锚固系统的安全系数为2；上水平限位安全系数为2。 目 录 摘 要 IV ABSTRACT V 第一章 绪 论 1 1.1 课题的研究背景 1 1.2 课题的研究意义以及在国内外研究、发展情况 1 1.3 课题的研究重点及原理 3 1.3.1 课题的研究重点 3 1.3.2 课题的研究理论 8 第二章 结构计算说明