挂篮验算
(整理)160型菱形挂篮验算书大沟头.
大头沟大桥160型菱形挂篮验算书郑州市华中路桥设备有限公司二零一一年七月目录一、工程概况 (3)二、设计依据 (3)三、计算基础资料 (4)四、挂篮结构应力验算 (5)大头沟大桥160型菱形挂篮验算书一、工程概况（以本次招标最大荷载160型为例，其余例必之）适用主桥上部为（55+100+55）m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用分离的上、下行独立的两座桥，单幅单箱单室截面，箱梁高度从跨中为2.5m，支点处箱梁中心高6.0m，由距主墩中心5.5m处往跨中方向43.5m段按1.8次抛物线变化。
主桥箱梁在中墩对应桥墩薄壁位置设计2个中横板，厚度各为2.5m；中跨跨中设置0.5m的跨中横隔板，边跨端部设厚度为1.4m的横隔梁，其余部位不设横隔板。
箱梁在横桥向底板保持水平，腹板竖直，顶板设2%的横坡，单向横坡通过内外侧腹板高度来调整。
箱梁顶板厚度为0.28m；底板厚度由跨中的0.32m按1.8次抛物线变化至距0号块中心线5.5m处的0.7m；箱梁腹板厚度0~5号梁段采用0.65m,6号梁段采用0.65m~0.45m,余下的梁段采用0.45m。
箱梁采用三向预应力体系：纵向预应力钢束采用平、竖弯相结合的方式布置，两端张拉；横向预应力钢束布置于顶板和0号段横隔板处，采用单向张拉；竖向预应力钢束以直线形式布置于腹板中，下端预埋，在箱梁顶面单向张拉。
最大梁段重：137t；最大节段长4m:梁宽（底/顶）：6m/10.65m;工作状态稳定系数：2.8；走行状态稳定系数：2.2；主构架最大变形：10m.二、设计依据（1)参考钢结构设计规范（GB50017-2003）；（2）参考公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000）；（3）参考公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025)；（4）参考公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)（5）参考路桥施工计算手册；三、计算基础资料（1）挂篮的主要设计参数：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）：20mm；施工时、行走时的抗倾覆安全系数：2；自锚固系统的安全系数：2；（2）设计荷载①模板自重：单块侧模重15t，（模板为设计，此处重量为估计数值），设计图纸规定模板总重小于50t；②混凝土自重：最重块2#块长度3m，重量150t；③施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；2.5KN/㎡；④振捣混凝土时产生的荷载：2KN/㎡；（3）荷载分项系数：序号荷载类别γi1 模板、支架和拱架自重 1.22 新浇筑混凝土的重力 1.23 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载 1.44 振捣混凝土时产生的荷载 1.4（4）挂篮结构尺寸：菱形挂篮高度为3.4m，正三角长度为4.95m，倒三角长度为5.05m；前上横梁为2I40a工字钢，下横梁采用2I40a工字钢，底模纵梁采用18根I36a工字钢；吊带采用φ25精轧螺纹钢，前吊带共6根，其中4根为底模吊带，2根为侧模吊带；四、挂篮结构应力验算：（1）主桁验算：根据Madis软件计算结果分析显示：弯矩、剪力、轴力组合应力最大值为σ=171Mpa，型钢弯曲应力[σ]=215pa；K=[σ]/ σ=1.26,满足使用要求。
挂篮检算
GL 三角挂篮检算书1检算简化计算模式对挂篮主要构件按《铁路桥涵施工技术规范》的要求，进行强度、刚度和稳定性的检算。
三角形挂篮承重主构架由两片三角形桁架组成，顶部靠桁架横联连接，故取其中一片分析即可。
三角形挂篮主构架简化结构图式为一个杆件仅受轴向力作用的标准三角桁架，见图7.10。
为简化及安全起见，假设悬灌梁段施工荷载均布在CD 范围内（即假定前、后吊点承受相同的力，但纵梁检算另外假设），加载总重量为最大悬灌梁段重量的1.4陪考虑，同时考虑混凝土比重按2.6t /m3计算。
经查施工设计图，最大悬灌重量梁段为1＃块，重量为2.6t /m3×53.346 m3=138.7t ，取为140t ，则G=1.4×140t=196t 。
其中后端作用力相继通过纵梁、后横梁及后吊带传递至已浇灌的梁段上，不对主桁架发生作用；前端经纵梁、前下横梁、前吊带、前上横梁将力传递至主构架上的D 点位置。
由于仅考虑其中的一片桁架作为分析对象，则：t t G G F D 4919641412121=⨯==⨯=2主桁架支承点反力计算及后锚系统的检算计算图式见图7.10所示。
0=∑A M()kN t t F F DC 4.103444.103495.45.95.40.55.4==⨯=+=0=∑C M kNt t F F D A 4.54444.54495.455.45==⨯==校核：CD A F t F F ==+=+44.1034944.54FA 所受的拉力由后锚系统的6根Φ25冷拉Ⅳ级粗钢筋承担。
6根υ25冷拉Ⅳ级粗钢筋的容许拉力为：6×（π/4）×2.52×525×10=154625.1kg=154.625t ＞54.44t ，满足要求。
抗倾安全系数：K=154.625÷54.44=2.84＞[K]=2，满足要求。
3主桁架杆件内力计算及其检算杆件内力计算结果见图7.11所示。
挂篮检算(修改)
挂篮检算一、检算依据1、《合武施图修（桥）-37》(铁四院2006年二月)2、《肆桥设(2005)2012-Ⅷ》(铁四院2005年五月)3、《钢结构》黎钟、高云虹编高等教育出版社1990年11月出版4、结构计算程序SMSOLVER二、参数取值3.1、荷载类型( 1 )模板、支架自重( 2 )新浇注混凝土的重力( 3 )施工人员和施工材料，机具等行走或运输或堆放荷载。
( 4 )振捣混凝土时产生的荷载( 5 )新浇混凝土对侧模的压力3.2、荷载组合⑴检算底模强度检算：（1）+（2）+（3）+（4）刚度检算：（1）+（2） ⑵侧模板检算强度检算：（4）+（5） 刚度检算：（5） 四、检算 1、底模检算 1.1、底模面板 1.1.1、检算说明底模面板检算分腹板处底模面板检算和底板处底模面板检算，检算时以1#浇筑混凝土时为控制工况，以1#段最大截面为检算荷载控制截面。
检算时面板宽度按1m 考虑。
1.1.2、检算模型q1.1.3、腹板处横桥向加劲肋间距L=0.17m腹板处梁体砼自重:q1=6.125*26.5=162KN/m 2施工人员、施工料具运输、堆放荷载：q2=1KN/m 2 振捣砼产生的冲击荷载：q3=2KN/m 2强度检算时：q=(q1+q2+q3)*1=165m kN / 刚度检算时：q=q1*1=162m kN / 1.1.4、底板处横桥向加劲肋：L=0.34m底板处梁体砼自重：q1=1.287*26.5=34KN/m 2 强度检算时：q=29.02m kN / 刚度检算时：q=24.52m kN / 4.2.1.3、检算结果 ⑴腹板处 a 、正应力：[]MPaMPa WM ww 145102=<==σσ 可b 、剪应力：[]MPaMPa AV 854.2===ττ 可c 、变形mmmm EIqLf 5.15.038454==可⑵底板处 a 、正应力：[]MPaMPa WM ww 14570=<==σσ 可b 、剪应力：[]MPaMPa AV 851=<==ττ 可c 、变形mmmm EIqLf 5.12.138454==可4.1.2、底模[80×43×5检算 4.1.2.1、检算说明底模[80×43×4.5控制工况为1#段浇筑混凝土状态，检算时以1#浇筑混凝土为检算荷载控制段，以1#段最大截面为检算荷载控制截面。
跨高速公路挂篮防护棚架验算书_secret
附加 5 跨XX 高速公路防护棚架验算书XX 特大桥跨线防护棚方防护I32a 做纵向分配梁，I22a 做横向分配梁间距100cm ，，其实铺设5cm*10cm 方木，顶面铺设1.5cm 厚竹胶板作为桥面。
桥面两侧做高度1.5m 的反光防护栏杆。
1 钢管桩地基承载力验算高速公路路面为C20砼，防护棚架立柱为Φ60钢管立柱基础采用1*0.7m 的条形C30砼基础，按单跨简支梁计算受力， 纵向梁采用I32a 工字钢重量为52.69kg/m ，横梁采用I22工字钢重量为33kg/m ，纵向采用10*15的方木、顶上铺设竹胶板质量为670kg/m3。
1.1 施工静荷载G 1=3*52.69+12*4*33+0.015*670*3*37=3.16tq=3.16*10/30=1.05kN/m1.2 单钢管桩强度验算N=3*52.69/2+1.05*11/2=5.85kNσ=5.85/0.0364.45=160kN<2000KN 。
满足要求2.I32a 纵向主梁计算(跨度3米计算书)主梁采用 I32a 工字钢，按简支梁计算，静载按均布荷载计算,动载按集中荷载计算，集中荷载作用点在纵向主梁跨中。
查型钢资料得:3103*693mm W = 4104*11080mm I =M kN q M /18.18/9*05.181m ax 2===3375][=〈w m KN ⋅ 抗弯允许应力：[]Mpa Mpa W M 2087.1m ax ＝＜σσ==，符合要求。
计算挠度：f=5ql4/384EI=5*1.05*10.84/384*11080*104*2.1*105mm=0.001<[f]=11000/400=27.5mm ，符合要求。
3.I22a 横向分配梁计算横向分配梁采用11米长I22a 工字钢，每1.0m 设置一道,计算长度L 取11.0米。
查型钢资料得: 3310309mm W ⨯= 44103400mm ⨯=I251010.2mm N ⨯=E3.1均布荷载（上部结构恒载）G1=12*4*33+0.015*670*3*37+0.015*670*33=3.0tq=3.0*10/30=1kN/m计算弯矩：==81m ax 2q M 1*11/8=15.1KN/m 抗弯允许应力：[]Mpa Mpa W M 21510*05.0max 3＝＜σσ-==符合要求。
[整理]60+100+60m挂篮结构验算
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60m+100m+60m 菱形挂篮结构验算二○○六年六月二十二日一、工程概况：本工程跨越京津公路的主跨为60m+100m+60m 悬灌连续梁，共划分为59个梁段，中支点箱梁0号段长14m,边跨段长9.75m,合拢段长2.0m,其余梁段长度为2.5～4m，节段重量最大为166.495。
箱梁顶宽13.4m,底宽6.7m,梁高为4.8～7.8m,箱梁采用三向预应力体系。
根据工程特点和施工经验，挂篮设计选用菱形挂篮，挂篮由菱形桁架、提吊系统、走行和锚固系统，内模系统、外模系统和底模系统组成。
二、计算依据及工况确定：设计计算中假定荷载分别通过内外模传递给内外模滑桁架和通过底模传递给底模桁架，内外模滑行梁再将荷载传递给已浇梁段和前上横梁，底模桁架则通过前后横梁将荷载传递给已浇梁段和前上横梁，前上横梁再将荷载传递给菱形桁架。
由于挂篮前上横梁与内外模滑行梁及底模前横梁仅通过提吊系统相连接，存在协调变形问题，计算时可按各子结构分别计算。
也可总体进行计算分析，本验算采用整体建模计算分析。
主构架、前上横梁，底模前后横梁、底模桁架上弦、横向支撑上下弦杆均按梁结构计算；其余均按平面桁架体系计算，悬吊系统按只受拉杆件计算。
计算时分别以1#段浇灌砼（工况1），4#段浇灌砼（工况2），12#段浇灌砼（工况3），3个最不利工况进行比较。
1、砼重（1）腹板断面面积（变截面梁段的（大断面＋小断面）/2）1#梁段（由边上两榀桁架承受）17-17# 8.0265㎡ 18-18# 8.364㎡4#梁段14-14# 6.003㎡ 15-15# 7.3637㎡12#梁段6-6# 3.55 ㎡7-7# 3.6673㎡（2）底板断面面积1#梁段17-17# 1.466㎡ 18-18# 3.0372㎡4#梁段14-14# 2.497㎡15-15# 2.65㎡12#梁段6-6# 1.102 ㎡7-7# 1.303㎡（3）顶板断面面积1#梁段17-17# 1.075㎡ 18-18# 1.075 ㎡4#梁段14-14# 1.075㎡15-15# 1.075 ㎡12#梁段6-6# 1.075 ㎡7-7# 1.075 ㎡（4）翼缘板断面面积1#梁段 1.3242㎡腹板砼考虑作用于两桁架上1#梁段（8.0265+8.3642）/2×26=8.1954×26=213.1KN/m4#梁段（6.0036+7.3637）/2×26=6.6837×26=173.78KN/m12#梁段（3.55+3.6673）/2×26=3.60865×26=93.82KN/m底板砼考虑作用于两榀桁架上，其中一榀桁架的砼荷载为（一半）1#梁段（1.5186+1.466）/2×26=1.4923×26=38.3KN/m4#梁段（1.2484+1.3241）/2×26=1.28625×26=33.44KN/m12#梁段（0.5512+0.6517）/2×26=0.60145×26=15.64KN/m1#、4#、12#梁段、顶板砼（一边）作用于一根内模走行梁上1.075×26=27.95 KN/m1#、4#、12#梁段、翼缘板砼（一边），通过外模桁架作用于外模滑行梁上1.3242×26=34.43 KN/m2、活载：模板及模板支架(1)外侧模总重5355（模板）+1132（外模走行架）+92=6579kg(2)顶板腹板内模8085（其中模板6265kg,内模走行梁910kg）(3)底模9898kg (其中前横梁1475kg 后横梁1453 kg底模桁架753×6=4518kg 底模模板部分80kg /㎡)作用于底模桁架和顶模、翼缘板模滑行梁的荷载①腹板下两榀底模桁架1.975×0.8 KN/㎡=1.58 KN/m②底板下每榀桁架的模板重1.375×0.8 KN/㎡=1.1 KN/m③顶板下模板走行梁80.85KN/2÷5=8.085 KN/m④翼缘板下65.79KN÷5=13.16 KN/m3、施工荷载加防护荷载（1）腹板下 1.975×4KN/㎡=7.9 KN/m（2）底板下 1.375×4KN/㎡=5.5 KN/m（3）桁架7.532÷5.32=1.4 KN/m（4）顶板下3×3.35=10.1 KN/m（5）翼缘板下0.4×3.35=1.34 KN/m4、各段砼荷载、模板、活载、防护合计（荷载系数取1.2）（1）1#段梁长2.5m，砼作用于4个节点上A、腹板下两榀桁架213.1/2×2.5/4=66.59KN活载+模板+桁架自重(1.58+7.9)/2×8.85=41.95KN0#节点（66.59/2＋1.4+4.03/2）×1.2=44.1 KN1-3#节点（66.59＋1.4+4.03）×1.2=86.42 KN4#节点（66.59/2＋1.4+4.03）×1.2=46.47 KN5#节点（1.4+4.03）×1.2=6.52KN6#节点（1.4/2+4.03）×1.2=5.68 KN1#段腹板下桁架的节点荷载如图B、底板下砼38.8 KN/m×2.5=97 KN 97÷4 = 24.25 KN(1.1+5.5)×0.85=5.610#节点[（24.25+5.61）/2+1.4]×1.2= 19.6KN1-3#节点（24.25+5.61+1.4）×1.2= 37.51KN4#节点（24.25/2+5.61+1.4）×1.2= 22.96KN5#节点（5.61+1.4）×1.2=8.41KN6#节点（5.61/2+1.4）×1.2= 5.05KN1#段底板下桁架的节点荷载如图（2）4#梁段梁段长3m，砼作用于5个节点上A、腹板下两榀桁架173.78×3/2=521.34KN/2=260.67KN260.67÷5= 52.14KN0#节点（52.14+4.03+1.4）/2×1.2= 34.54KN1-4#节点（52.14+4.03+1.4）×1.2= 69.08KN5#节点（52.14/2+4.03+1.4）×1.2= 37.8KN6#节点（4.03+1.4）×1.2= 6.52KN腹板下底模桁架的节点荷载如图B、底板下33.44×3=100.32 KN 100.32/5=20.64 KN（1.1+5.5）×0.85=5.610#节点[（20.64+5.61）/2+1.4]×1.2= 17.43KN1-4#节点（20.64+5.61+1.4）×1.2= 33.18KN5#节点（20.64/2+5.61+1.4）×1.2= 20.8KN6#节点（5.61/2+1.4）×1.2= 5.05KN底模桁架的节点荷载如图（3）、12#梁段梁段长4m，砼作用于6个节点上A、腹板下93.82×4/2=187.64KN187.64÷6=31.27KN0#节点（31.27+4.03+1.4）/2×1.2=22.02KN1-5#节点（31.27+4.03+1.4）×1.2=44.04KN6#节点=0#节点=22.02KN腹板下底模桁架的节点荷载如图B、底版下15.64×4=62.56 62.56÷6=10.43KN0#节点[(10.43+5.61)/2+1.4]×1.2=11.3KN1-5#节点(10.43+5.61+1.4)×1.2=20.93KN6#节点=0#节点=11.3KN底板下底模桁架的节点荷载如图（4）1#梁段内模走行梁作用于前吊杆的力荷载分布如图27.95KN/m砼27.95 KN模板走行梁自重80.85/2÷5=8.1KN/m活载4×2.4=9.6 KN/m8.1+9.6=17.7kN/m∑A=0RB=[(27.95+9.6)×2.5×(0.5+2.5/2)+8.09×5.322/2]/5.32 =（164.3+101.13）/5.32=53.086×1.3=69 KN（5）4#段内模走行梁作用于前吊杆的力27.95KN/m∑A=0RB= [(27.95+9.6)×3×(0.5+3/2)+8.09×5.322/2]/5.32=（225.3+114.48）/5.32*1.3=63.87×1.3=83.03KN（6）12#段内模走行梁作用于前吊杆的力27.95KN/m∑A=0RB= [(27.95+9.6)×4×(0.5+4/2)+8.09×5.322/2]/5.32=（375.5+114.48）/5.32=72.8 ×1.3=119.73KN（7）翼缘板的走行梁1#段砼34.43KN/m 由3片桁架承担模板走行梁131.6KN/4.3=30.6kN/m（其中走行梁：11.35÷9=1.26 KN/m）活载防护4×3.35=13.4KN/m78.43KN/m4#段78.43KN/m12#段78.43KN/m三、验算验算结果见附表及附图根据连续梁节段重量大小分三种工况进行分析验算。
挂篮设计方案(设计说明及受力检算)演示教学
目录1、工程概况 (1)2、设计依据 (1)3、设计荷载 (1)4、挂篮主要结构 (1)4.1、承重系统 (1)4.2、提升锚固系统 (1)4.3、走行系统 (1)4.4、模板系统 (2)5、挂篮制造与验收技术规定 (2)5.1、总则 (2)5.2、钢结构制造的准备工作 (2)5.3、材料 (2)5.4、制造 (3)6、检算 (5)6.1、主要参数 (5)6.2、挂篮构造 (5)6.3、挂篮设计荷载 (5)6.4、挂篮抗倾覆验算 (6)6.5、挂蓝主桁架应力验算 (7)6.6、桁架变形验算 (8)6.7、横梁验算 (9)10 6.8、吊杆受力计算 ............................................................................10 6.9、底模受力计算 ............................................................................***************特大桥(40+72+40)m连续梁挂篮设计方案1、工程概况******************************特大桥连续梁为单箱单室箱型截面，箱梁根部梁高为 6.1m，边跨顶板宽8.5m，底板宽为 4.2m，翼缘板悬臂长为 2.15m，箱梁高度从距墩中心处到跨中合拢段处按二次抛物线变化。
两侧各梁节段采用分段悬臂式挂篮施工。
2、设计依据2.1.铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)2.2.铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-99）2.3.钢结构设计规范（GBJ17-88）2.4.****************特大桥 (40+72+40)m单线线连续梁设计图3、设计荷载根据施工图设计要求，最重梁段采用的挂篮承载力为220t，空挂篮控制重量55t（包括模板）。
设计考虑冲击系数 1.1，施工机具及人群荷载150kg/m2。
w连续梁悬臂浇筑挂篮验算书(结构力学求解器)精品文档13页
连续梁悬臂浇筑挂篮验算书(结构力学求解器) 鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥连续梁（70+120+70）m悬臂施工挂篮验算书施工单位：中城交建鹤辉高速公路项目部计算:江光军2019年5月整理上传目录1.计算依据.......................................................................................................................... .. (1)2.主要技术参数 (1)3.挂篮设计.......................................................................................................................... .. (2)4.施工荷载及荷载组合 (6)5.底模系验算 (8)5.1 纵梁验算 (8)5.1.1边纵梁 (8)5.1.2中纵梁 (12)5.2后托梁验算 (14)5.3底模验算 (18)5.3.1底模板验算 (18)5.3.2横向分配梁（钢肋）验算 (19)6.滑梁验算.......................................................................................................................... (20)6.1外滑梁验算 (21)6.2内滑梁验算 (23)7.前托梁与前上横梁验算 (26)8.主桁架验算.........................................................................................................................349.后锚梁验算.........................................................................................................................3910.吊杆验算...........................................................................................................................4211.挂篮整体刚度校核 (42)12.抗倾覆安全系数 (43)12.1挂篮满载工作时抗倾覆安全系数 (43)12.2挂篮行走时抗倾覆安全系数 (43)13.垂直模板验算 (45)13.1侧模面板验算 (45)13.2横肋验算 (48)13.3竖肋验算 (49)13.4钢筋拉杆验算 (50)鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥挂篮设计验算（70+120+70）m1.计算依据（1）鹤壁至辉县高速公路南水北调大桥设计图纸；（2）对应的挂篮设计图纸；（3）《公路桥涵施工技术规范》JTG_TF50-2019；（4）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；（5）《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2019；（6）电算软件：SM Solver（清华大学结构力学求解器）。
挂篮检算书
挂篮检算书1.1.计算依据《xx院专用图·时速350公里客运专线铁路·无咋轨道预应力混凝土连续梁（双线）跨度：32+48+32》1.2.设计规范《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002《客运专线铁路桥涵工程技术指南》TZ213--2005《钢结构设计规范》GB5007-2003《钢结构高强螺栓连接的设计、施工、及验收规程》JGJ82-91《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-20011.3.主要技术指标梁段长度：3.45m梁段重量：1100.7KN主构架最大下挠值： 20mm前上横梁、走行梁、底模平台横梁和纵梁刚度：支撑计算跨径的1/400 底模板、外模刚度：支撑计算跨径的1/400内模刚度：支撑计算跨径的1/400工作状态抗倾覆系数：>2.0走行状态抗倾覆系数：>2.01.4.材料钢材： Q235B：[σ]=170MPa。
Q345B 用于吊带40Cr号钢：用于销轴40Si2MnV(高强精轧螺纹钢筋)：用于吊杆及锚杆。
连接材料：10.9S级钢结构用高强螺栓联结副E43XX 焊条Er49-1 CO气体保护焊丝2xx32+48+32连续梁为斜腹板梁，根据施工工序，混凝土的浇注顺序为：先底板，后腹板。
最后顶板；在浇注底板时，混凝土荷载全部由底模平台承受，浇注腹板，由于腹板为斜腹板，混凝土荷载始终竖直向下，根据力学原理可把腹板内的混凝土荷载分解为沿腹板方向，和垂直于腹板方向的两个力，分别传递给底模平台，和外侧模；浇注顶板混凝土时，翼缘板上的荷载由外侧模承担，顶板上的荷载右内模承担；具体见下图：混凝土荷载分布图由以上可得：混凝土传递给底模平台上的分配横梁荷载集度分布如下图：混凝土荷载集度 单位：2/m kN混凝土振捣荷载，施工人员与机具荷载集度为：2/5.6m kN 荷载汇总通过荷载计算，对施加在分配横梁的荷载进行汇总为：人具振砼q q q q ++= 以上可得，分配横梁总荷载集度分布如下图总体计算图式三维效果图见附图2。
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长塘埠湘江特大桥悬臂浇注挂篮设计与施工刘连战南志于得水中交集团一公局六公司湖南洛湛铁路项目【摘要】：介绍长塘埠湘江特大桥贝雷片为主桁梁的无平衡重式悬浇挂篮的设计和施工【关键词】：长塘埠湘江特大桥；无平衡重式悬浇挂篮；设计；施工1. 工程概况长塘埠湘江特大桥位于湖南永州洛湛铁路YH1标，起止桩号：DK20+776.34～DK21＋365.20，中心桩号：DK21+267，横跨湘江。
桥跨布置：12×32米预应力砼简支梁＋（36＋2×56＋36）米预应力砼连续梁，桥梁全长588.86米。
主墩为钢筋混凝土圆端形实体墩，13号墩柱高18米、14、15号墩墩高均为22米，钻孔桩基础。
固定支座设在14号墩，采用盆式橡胶支座。
主桥连续梁梁体构造：①梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长185.1m。
支座处梁高4.7m，跨中及边跨梁端处梁高2.7m。
梁体下缘除中跨中部10m梁段和边跨端部13.55m梁段为等高直线段外，其余为抛物线。
②箱梁顶板宽3.9m，箱宽3.0m。
除边跨梁端顶板厚由30cm渐变至50cm外，其余梁段顶板厚30cm。
底板厚32～50m，腹板厚30～50cm。
③梁体在端部、支墩处共设5道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利人员通过。
④梁块长度分为三种，分别为3m、3.5m、4m。
主桥连续梁采用悬臂浇注挂篮施工方法，其中最重的梁块为1号梁块重58.5t。
2. 0号块施工方案及托架设计2.1施工方案的选择0号块的施工可以采取多种方案，为了找到一种安全、经济和施工方便的方法，同时也考虑能够利用现场的材料，我部经过查找各种相关资料和咨询有关专家，最后采用在浇注时预埋精扎螺纹钢和铁盒，焊接牛腿和插入方钢，采用型钢形成三角托架的方法进行施工。
2.2托架的设计托架横梁采用50号工字钢，一端焊接在牛腿上一端同斜支撑进行焊接。
斜支撑采用36号工字钢，下端焊接在插入预埋铁盒的10cm×10cm方钢上，与横梁和墩柱形成三角形稳定结构。
为防止失稳则在三个斜支撑上焊接16号联系槽钢，横梁上铺设16号槽钢形成施工平台，平台上放置三角钢架用以调整底模板的倾斜度（具体布置见《0号块方案布置图》）。
通过验算，该设计满足施工时的受力要求。
2.3 0#块托盘支架稳定性验算长塘埠湘江特大桥0#块块段长12m,托盘顶帽宽度5m,故每边悬臂3.55m.根据图纸计算悬臂端砼重59t,模板重8.6t,考虑机械人工荷载等因素,荷载总重按120t考虑.利用现场施工材料情况拟用50aI做纵梁三根, 50aI做斜撑,10cm×10cm方钢做为斜撑的牛腿支撑(具体布置见０＃块支架布置图)验算每根纵梁承重400km,则q=113KN/m斜撑承受轴力为：566KN纵梁承受的拉力为：400KN2.3.1纵梁验算①50aI纵梁弯曲应力验算：纵梁跨中最大弯矩为：Mmax=1/8ql2=1/8×113×3.552=178KN·m弯曲应力：σ= Mmax/W=178×106/1858.9×103=95.8Mpa<[σ] =145Mpa 满足要求②50aI轴心受拉验算：σ=N/A=400×103/119.25×102=33.5Mpa<[τ]=140MPa 满足要求③50aI挠度验算：f=5ql4/384EI=5×113×3.554×1012/384×2.1×105×46472×104=5mm×103=8.8mm 满足要求2.3.2 50aI的斜撑稳定性验算①50aI轴心受压强度验算：σ=N/A=566×103/119.25×102=47Mpa≤ψ1[σ]=1.2×140=168MPa 满足要求②50aI轴心受压稳定性验算：λ＝l0/γ=5283/197.4=26.76ψ=1.02-0.55[（λ+20）/100]2=1.02-0.55×[（26.76+20）/100]2=0.88σ=N/ψA=566×103/0.88×119.25×102=53.9MPa<1.2[σ]=1.2×140=168MPa, 满足要求2.3.3 10cm×10cm方钢剪切应力验算方钢所受剪切力：400KNτA=85×10×10×102×10-3=850KN 满足要求2.3.4 Φ25精轧螺纹钢锚固长度验算F=πdhτb 则h≥Ｆ／πd［τb］＝４00×103/4×3.14×25×2.5=51mm精轧螺纹钢预埋80mm＞51mm 满足要求2.3.5 Φ25精轧螺纹钢抗剪应力验算Φ25精轧螺纹钢允许τ=120MPa则每一根承受剪力：Q=τA=490.6×120×10-3=58.9KN4根为: 58.9×4=236KN预埋精轧螺纹钢铁盒处承受剪力为200KN＜236KN 满足要求3.挂篮的施工方案及其设计3.1挂篮型式的选择挂篮形式多种多样，目前使用较多的有：斜拉式悬浇挂篮、弓弦式悬浇挂篮、菱形悬浇挂篮、平衡重式悬浇挂篮、无平衡重式悬浇挂篮等。
我们在查找大量挂篮资料和咨询有类似施工经验的人员，同时考虑到本桥的结构特点、设计图纸中的有关要求、自身的类似施工经验以及经济适用等，我部最终决定采用以贝雷片为主桁梁的无平衡重式悬浇挂篮。
3.2挂篮的设计思路及荷载选择此套挂篮按照取最重梁块的重量，考虑到满足不同长度梁块的施工的情况，再考虑现场所能使用的各种材料进行设计，计算荷载始终取最大和最不利的进行验算，而且全部按照受力最大的简支梁进行简化，从而使该套挂篮的结构更偏于安全。
每个挂篮承受荷载主要有三种：梁段的自重G1、挂篮和模板的重量G2、施工荷载G3，总重G＝G1＋G2＋G3，G1取挂篮施工中最重一块梁段自重；G2按《公路工程预算定额》取0.55 G1；G3施工荷载，取值随工艺而变，根据用泵送混凝土实测0.1t/㎡（取梁顶面面积）取值。
3.3结构计算3.3.1承重梁承重梁是挂篮的主要受力构件，它承受新浇节段混凝土、挂篮和模板、施工荷载的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工完成的梁身上。
承重梁分为主桁架梁、底纵梁、上横梁、底横梁、外模纵梁和内模纵梁。
①主桁架梁采用16片贝雷片拼装成双排单层贝雷桁架，中间采用型钢桁架将其形成整体稳定结构，前上横梁下贝雷片采用竖向加劲槽钢用以加强贝雷片的抗剪切能力。
按悬臂梁计算，主要从纵梁承受弯矩、剪力和挠度验算。
因箱梁底有两支后锚杆，把新浇梁段的一部分重量不通过贝雷梁直接传到已浇注的混凝土梁上，因此验算出来的结果偏于安全。
②底纵梁梁块两腹板重量、下底板重量、下齿块重量及底模板重量通过均布在底纵梁的12号槽钢小横梁传递至底纵梁。
经过几次反复计算选用三根36b号工字钢，两侧腹板下各布置一根，中间布置一根。
③底横梁及上横梁底横梁支承底纵梁，并有效地把力通过四根吊杆传给上横梁，底横梁的后横梁则由中间的两根吊杆直接把力传递给梁体。
上横梁把吊杆传来地力传给纵梁。
经过试算选用2根25号工字钢焊接而成的组合梁。
④外模纵梁承担侧模板重量及翼板梁块的重量，并通过吊杆将力传递至上横梁，考虑到挂篮行走时能与挂篮同步行走且行走时侧模的稳定性，经过计算采用两根16号槽钢焊接成组合梁，并在每侧设置两根纵梁，每侧通过四根吊杆与上横梁连接。
⑤内模纵梁承担梁块上顶板重量，通过吊杆传递至上横梁，经过计算选用两根16号槽钢焊接成组合梁（浇注1#梁块时采用三根，如浇注上齿块采用支撑时则可用两根），共设置两根纵梁通过吊杆传递至上横梁。
3.3.2吊杆吊杆是传递力的主要部分，它把底横梁承受的力，传给上横梁。
由于梁体的竖向预应力为精扎螺纹钢必须成批定货，为我们采用强度高、操作方便、轻巧、调位快的吊杆创造了条件。
本套挂篮采用Ф25精扎螺纹钢作为吊杆，其允许拉力为30t远远大于每根吊杆所承受的最大拉力8t，偏于安全。
3.3.3后锚固系统和前锚固系统后锚固系统采用梁体本身的竖向预应力筋通过连接器加长到主桁梁顶部，并通过横向锚固梁将主桁梁固定。
考虑到挂篮行走时保证其不倾覆因此采用逐个放松并且向前加后锚固的方法逐步前移挂篮，直到到达指定位置，再完全锚固。
后锚固采用同竖向预应力相同的Ф25精扎螺纹钢经过计算采用两根需要距支座6.1m即可满足要求，由上可见挂篮行走时采用的多根预应力筋锚固，只要合计的距离超过6.1m所产生的平衡弯矩即满足要求。
前锚固系统构造同后锚固系统，主要作用是保证挂篮的横向稳定性，使整个机构处于一个整体稳定的结构状态。
3.3.4张拉平台张拉平台位于主梁的前缘，作为施加预应力的工作平台，荷载相对较小，直接用2t手拉葫芦悬吊在主梁前缘，以利调节平台的高度，方便施工作业。
挂篮的具体布置详见《挂篮布置图》，以上各种验算详见《挂篮验算》。
3.3.5挂篮验算底篮横梁、纵梁验算（按最重的梁段考虑）：①基本参数：取1号节块，节块长度3m，顶板厚0.3m ,底板厚0.5m，腹板厚0.5m,梁高变化为4.011m～3.589m,砼重量按2.625 t/㎡取。
最重梁块重量G 1（t ）：58.5翼板重量G 翼（t ）：0.18×2×3×2.625＝2.835上顶板重量G 顶（t ）：0.72×3×2.625=5.67下底板重量G 底（t ）：1.08×3.0295×2.625=8.5886325腹板重量G 腹（t ）：(3.589+4.011)/2×0.5×3×2×2.625=29.925道碴槽重量G 道（t ）：0.058641×2×3×2.625=0.92359575上下齿板重量G 齿（t ）：2.5×0.4/2×2×2.625×2=5.25挂篮和模板的重量G 2（t ）：G 1×0.55=58.5×0.55=32.175 按《公路工程预算定额》取0.55G1 其中模板的重量G 模（t ）：10.7824+0.1×5.749＝11.3573 内模采用木模板，其重量忽略不计施工荷载G 3（t ）：3.9×4×0.1=1.56 根据用泵送混凝土实测0 .1t/㎡（取梁顶顶面面积）取值 钢材的弹性摩量E （MPa ）：2.1×105A3钢弯曲应力[σW ]（MPa ）：145A3钢剪应力[τ]（MPa ）：85挂篮结构荷载计算安全系数：K 1= 1.2为荷载冲击系数；K 2＝1.05为钢结构加工焊缝引起重量的增加量②底篮小横梁验算：底模板下间距50cm 均布小横梁承担腹板、底板和底模重量，计算简图见右底模板重量G 底模（t ）：1.8096小横梁承担的梁块重量（t ）：G 底+G 齿/2+4.011×0.5×3×2×2.625=42.8002575小横梁单根重量（t ）：3×12.31/1000=0.03693小横梁合计重量（t ）：0.03693×9=0.33237小横梁承担的均布荷载q （t/m ）：((G 底模+42.8002575)/(3×3)+0.1)×0.5+0.03693/3×K 1×K 2=2.543836017简化为简支梁进行验算：支座反力（t ）：q×3/3=2.543836017×3/3=2.543836017跨中最大弯矩M(t·m)：1/8×q×1.3722=0.598559527所需的截面抵抗矩W(cm 3)：M×104/(σW ×106)×106=41.27996738查型钢表选择12槽钢W ＝62.137>41.27996738 满足要求查型钢表得12槽钢惯性矩I （cm 4）：391.466产生的最大挠度f（mm）：5×q×104×1.3724/(384×E×106×I×10-8)×103=1.42768039<1.372/400×1000=3.43mm满足要求③底篮纵梁验算：小横梁下间距1.372m布置三根纵梁，计算简图见下图对A点取矩得支座反力R B（t）：2.543836017×(1.5+2+2.5+3+3.5+4+4.5)/4.85＝11.0145477 支座反力R A（t）：2.543836017×7-11.0145477=6.792304416当X＝2.5m时集中力产生的弯矩最大M(t·m)：(6.792304416-2×2.543836017)×2.5+2.543836017×3.5=13.16500701所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=907.9315182查型钢表选择36b工字钢W＝920.8>907.9315182 满足要求查型钢表得36b工字钢惯性矩I（cm4）：16574产生的最大挠度f（mm）：2.543836017×104×(3.35×(3×4.852-4×3.352)+2.85×(3×4.852-4×2.852)+2.35×(3×4.852-4×2. 352)+1.85×(3×4.852-4×1.852)+1.35×(3×4.852-4×1.352)+0.85×(3×4.852-4×0.852)+0.35×(3×4.852-4×0.352))/(48×E×106×I×10-8)×1000 =8.849111541<4.85/400×1000＝12.125mm 满足要求纵梁单根重量（t）：65.66×5.25/1000=0.344715纵梁合计重量（t）：0.344715×3=1.034145④底篮主横梁验算：纵梁下间距4.85m布置两根主横梁通过吊杆将底篮和梁块重量传到上横梁，计算简图见下图选取最大的支座反力R B简化为简支梁计算：集中荷载P（t）：R B+0.344715/2＝11.1869052支座反力R（t）：11.1869052×3/4=8.390178901主横梁单根重量（t）：38.08×5.49/1000×2=0.4181184主横梁合计重量（t）：0.4181184×2=0.8362368跨中最大弯矩M(t·m)：11.1869052×1.372/4+(1/8)×(0.4181184/5.49)×1.3722=3.85502878所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=265.8640538查型钢表选择25工字钢W＝401.4>265.8640538 满足要求由于单根工字钢与吊杆连接不好操作，再考虑到安全和稳定的原因，故采用双根25工字钢焊接而成一根主梁查型钢表得25工字钢惯性矩I（cm4）：5017产生的最大挠度f（mm）：11.1869052×10×1.3723/(48×E×10^6×I×10-8)×1000+(5×0.4181184×104/5.49×1.3724)/(384×E×106×I×10-8)×1000=00.574639694<1.372/400×1000=3.43mm 满足要求⑤侧模板纵梁验算：侧模及翼板部分梁块的重量由两根纵梁承担通过吊杆传递至上横梁,计算简图见下/2/3＝0.4725翼板重量产生的均布荷载q1（t/m）：G翼侧模板板重量产生的均布荷载q2（t/m）：4.3599/4.5=0.968866667施工产生的均布荷载q3（t/m）：0.1×0.45=0.045按照满布均布荷载计算：纵梁单根重量（t）：17.23×2×5.25/1000=0.180915纵梁合计重量（t）：0.180915×2=0.36183一根纵梁承担的均布荷载q（t/m）：(q1+ q2+ q3)/2+0.180915/4.85×K1×K2=0.790183931 支座反力R（t）：0.790183931×4.85/2+0.180915/2=2.006653533跨中最大弯矩M(t·m)：1/8×q×4.852=2.32338769所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=160.2336338查型钢表得16槽钢惯性矩I（cm4）：866.2查型钢表选择两根16槽钢焊接成一根纵梁W(cm3)：866.2×2/(16/2)=216.55>160.2336338 满足要求产生的最大挠度f（mm）：5×(q1+q3)×104×4.854/(384×E×106×I×2×10-8)×1000=10.24822422<4.85/400×1000=12.125m m满足要求挂篮行走时侧模由一根纵梁承担重量挂篮行走时侧模纵梁的最大弯矩M(t·m)：1/8×(q2+0.180915/4.85×K1×K2)×4.852=2.986967216 所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=205.9977351 <216.55 满足要求⑥内模板纵梁验算：上顶板及上齿板的重量由两根纵梁承担通过吊杆传递至上横梁，计算简图见下图上顶板重量产生的均布荷载q1（t/m）：G/3＝1.89顶上齿板产生的均布荷载q2（t/m）：G/2/2.5=1.05齿施工产生的均布荷载q3（t/m）：0.1×2=0.2按照满布均布荷载计算：纵梁单根重量（t）：17.23×3×5.25/1000=0.2713725纵梁合计重量（t）：0.2713725×2=0.542745一根纵梁承担的均布荷载q（t/m）：(q1+ q2+ q3)/2+0.2713725/3=1.6604575最大支座反力R（t）：1.6604575×3×(3/2+1.5)/4.85=3.08126134当X=3×(3/2+0.35)/4.85+1.5=2.644329897最大弯矩M(t·m)：q×3×(3/2+0.35)×2.644329897/4.85-q×(2.644329897-1.5)2/2=3.937343743所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=271.5409478查型钢表得16槽钢惯性矩I（cm4）：866.2查型钢表选择三根16槽钢焊接成一根纵梁W(cm3)：866.2×3/(16/2)=324.825>271.5409478 满足要求产生的最大挠度f（mm）：q×104×0.35×3×((4×4.85-4×0.352/4.85-32/4.85)×2.644329897-4×2.6443298972+(2.644 329897-1.5)4/(3×0.35))/(24×E×106×I×3×106-8)×1000=2.48522E-10<4.85/400×1000=12.125 mm 满足要求⑦底篮上横梁验算（按最重的梁段考虑）：上横梁承担底篮、侧模和梁块重量，通过上横梁传递给主桁架，主横梁简化为简支梁计算简图见下图集中荷载P（t）：8.390178901（见上）集中荷载P1（t）：2.0066535333（见上）集中荷载P2（t）：3.08126134（见上）上横梁单根重量（t）：38.08×2×5.116/1000=0.38963456上横梁合计重量（t）：0.38963456×2=0.77926912支座反力R（t）：(P×4+ P1×4+ P2×2)/2+0.77926912/2=24.06974349支座处弯矩最大M(t·m)：P×(1.228-0.3-0.2-0.25)+ P1×(1.228-0.3-0.2)+P1×(1.228-0.3)+1/2×(0.38963456/5.116)×1.2282=7.390947796所需的截面抵抗矩W(cm3)：M×104/(σW×106)×106=509.7205377查型钢表得25工字钢惯性矩I（cm4）：5017查型钢表选择两根25工字钢焊接成一根纵梁W(cm3)：5017×2/(25/2)=802.72>509.7205377 满足要求产生的最大挠度f（mm）：(P×104×103×(1.228-0.25-0.3-0.2)2×(3×1.228-(1.228-0.25-0.2-0.3))+P1×104×103×(1.228-0.2-0.3)2×(3×1.228-(1.228-0.2-0.3))+P1×104×103×(1.228-0.3)2×(3×1.228-(1.228-0.3)))/(6×E×106×I×2×10-8)+( 0.38963456/5.116)×104×1.2284×103/(8×E×10 6×I×2×10-8)=1.121756666<1.228/40×1000＝3.07mm满足要求⑧主桁架验算：主桁架采用贝雷架拼装组成双排单层桁架结构即两组贝雷组成一个主桁梁，共计4组。