挂篮设计计算菱形挂蓝Word文件下载.docx
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首先在0#块的腹板位置放出挂篮主桁中心线,然后安装行走钢轨(长轨和短轨)和滑船,在挂篮后锚位置焊接一反力架(锚固在箱梁上),作为挂篮的临时锚固点。
然后安装主桁杆件,上、下平联及各节点板和后锚系统、行走小车。
主桁架安装完毕,将挂篮推至0#块边缘,锚固在箱梁上,然后拆除后锚小车和长轨,进行挂篮各分配梁和模板系统的安装以及另一侧挂篮主桁架的安装。
模板系统安装顺序:
首先进行外模系统的安装,在钢围堰上搭设拼装平台,在其上进行外模板的拼装及滑梁的安装,拼装完毕,利用布设在0#块上的两台卷扬机及滑车组将模板提起安装到位,后端锚固在箱梁上,前端通过精轧螺纹钢吊杆挂在F11分配梁上。
底模系统的安装利用两台5t卷扬机及布设在挂篮主桁上的滑车将底模提升到位,前端通过钢板吊带锚固在F12分配梁上。
后端通过钢板吊带锚固在F13分配梁上。
底模系统的安装首先进行两根内滑梁的安装,内滑梁前端通过精轧螺纹钢吊杆锚在F12分配梁上。
后端通过精轧螺纹钢吊杆锚在箱梁上。
然后在滑梁上安装内模横梁、绞臂及顶板模板支架,然后将内侧模板顶节通过绞臂安装到位,接着将第二、三节及承托模板对接安装到位。
3.3挂篮荷载试验
模板系统安装完毕后,进行各操作平台的安装,完成挂篮的安装。
挂篮安装完毕,为了保证挂篮结构的可靠性和了解挂篮施工中的弹性变形,以及消除挂篮的非弹性变形,在使用前必须对挂篮进行预压,对拼装好的挂篮按设计最大荷载加安全系数1.25倍进行试压,并将测试结果中的挂篮的竖向位移,挠度曲线提供给大桥施工控制小组。
荷载试验采用“堆载法”。
3.3.1经过计算,挂篮最不利工况为5m梁段的起始节段,即箱梁第20号梁段,因此荷载试验仅根据20号梁段的荷载进行加载、观测。
3.3.2荷载试验采用分级加载(1.25倍安全系数),除17#墩北面挂篮最大加载量为255t(砼方量78.34m3)外,其余挂篮均为245t(砼方量75.25m3)。
为了给施工控制小组提供尽可能类似悬浇施工时各工况的挂篮弹性变形,挂篮加载拟将几个特征节段的重量作为加载量,分级加载如下(9级):
第一级为底板重量:
20#块:
45t*1.25=56t;
11#块:
67t*1.25=84t;
1#块:
80t*1.25=100t。
第二级为底板加腹板重量:
119t(101t)*1.25=149t(126t);
158t*1.25=198t;
206t*1.25=258t。
第三级为底板加腹板加顶板重量:
204t(196t)*1.25=255t(245t);
238t*1.25=298t;
258*1.25t=323t。
括号内为数字17#墩南面及18#墩梁段重量。
3.3.3荷载试验材料采用袋装砂和其它辅助材料,模拟砼浇注时的工况进行加载,利用塔吊和桅杆吊作为起重机械。
3.3.4荷载试验观测内容、成果:
在需测试的构件上贴上应力、应变片,调试完毕,再开始按分级要求进行加载。
1)挂篮主桁各杆件的应力;
2)挂篮后锚杆应力;
3)挂篮吊带应力;
4)挂篮的竖向弹性变形、挠度曲线。
3.4挂篮施工规程:
挂篮拼装试压完毕,在0#块或已浇箱梁上移动时,移动步骤如下:
a.将挂篮前支点用千斤顶顶起,然后利用液压油缸将轨道经过反复几次移动至待浇箱梁位置,并将轨道找平。
b.前支点下落,前支点滑船落至轨道面,利用锚固梁锚住轨道梁(利用预埋的粗钢筋,下同),然后拆除后锚,将挂篮上拔力转为由后锚行走小车承受。
c.利用液压油缸,将挂篮顶推前移,反复几次,直至下一梁段施工位置。
d.安装挂篮后锚杆,利用后锚千斤顶将挂篮上拔力转为后锚杆承受。
挂篮后锚必须锚固可靠。
e.根据施工控制小组提供的立模标高调校模板高程及平面位置。
挂篮计算书
N5
H1
6.26
N1
7.34
N3
N4
H2
6.39
G
N2
L1
L2
R1
R2
主桁计算简图
(Ⅰ)主桁
一、荷载
待浇砼重:
3m段:
257.5t;
4m段:
233.7t;
5m段:
203.7t
模板桁架重:
70t
工作平台重:
10t
前点板计算荷载
对5m段:
G=1/2×
1/2×
(203.7+70+10)
=70.9t
对4m段:
G=(233.7+70+10)×
(2.5/6)
=65.4t
对3m段:
G=(257.5+70+10)×
1/3
=56.3t
二、几何及断面特性
后锚点与前支点间距:
L1=6.15m
前支点与前结点间距:
L2=6.00m
立柱高:
H=H1+H2=1.8+2.2=4.00m
2#杆截面积:
A2=2502-(250-28)×
210=15880mm2
4#杆截面积:
A4=2502-(250-28)×
210+10×
(250-28)
=18100mm2
1#、3#、5#杆截面积:
A1=A3=A5=2502-2102=18400mm2
三、杆件受力
最不利工况是浇筑5m段时,即计算荷载G=70.9t
后锚点受力:
R1=L2/L1×
G=6.0/6.15×
70.9=69.2t
前支点受力:
R2=G+R1=69.2+70.9=140.1t
2#杆受力:
N2=L1/H×
R1=6.15/4.0×
69.2=106.4t
σ2=N2/A1=106.4t/15880mm2=66.8MPa(压)
1#杆受力:
N1=N2*(H2+L12)1/2/L1
=106.4×
(42+6.152)1/2/6.15=126.9t
σ1=N1/A4=126.9t/18400mm2=69.0MPa(拉)
4#杆受力:
N4=N2*(H22+L22)1/2/L2
=106.4t×
(2.22+62)1/2/6=113.3t
σ4=N4/A2=112.2t/18100mm2=62.6MPa(压)
3#杆受力:
N3=R2-N4*H2/(H22+L22)1/2
=140.1-113.3×
2.2/(2.22+62)1/2=101.1t
σ3=N5/A5=101.1t/18400mm2=54.9MPa(压)
5#杆受力:
N5=N4*(H12+L22)1/2/(H22+L22)1/2
=113.3×
(1.82+62)1/2/(2.22+62)1/2=111.1t
σ5=N5/A3=111.1t/18400mm2=60.4MPa(拉)
主桁受力表
受力(吨)
后锚
前支点
1#杆
2#杆
3#杆
4#杆
5#杆
5m段
69.2
140.1
126.9
106.4
101.1
113.3
111.1
4m段
63.8
129.2
117.0
98.1
93.2
104.5
102.4
3m段
54.9
111.2
100.8
84.5
80.3
90.0
88.2
验算杆取1#拉杆及4#压杆
16Mn钢的抗拉、抗压强度设计值
f=300MPa
取安全储备系数K=1.5,容许应力
[σ]=f/K300/1.5=200MPa
对1#拉杆σ4=54.9MPa<
200MPa=[σ]
对4#压杆按稳定计算,取稳定系数φ=0.8,则
N/A=62.6MPa<
φf=0.8×
300=240Mpa
满足稳定要求。
(Ⅱ)杆件端部栓孔
验算1#杆,孔板厚t=(12+12+20)×
2=88mm
孔径D=101mm
栓孔受挤压力:
σ=P/tD=126.9t/(88×
101mm2)
=142.8MPa<
200MPa=[σ]
(Ⅲ)结点板及销子
一、前结点板
验算4#杆处孔:
孔板厚t=(16+25)×
2=82mm
孔径D=101mm
栓孔挤压力σ=P/tD=113.3t/(82×
=136.8MPa<
[σ]=200MPa
销子剪力:
τ=P/(nv*π*D2/4)
=113.1/(2×
π×
1012/4)
=70.7MPa<
[τb]=186MPa
吊带处孔:
孔板厚t=(25+10)×
2=70mm
孔径D=D1+D2=51+61=112mm
栓孔挤压力σ=P/tD=70.9t/(70×
112)mm2
=90.4MPa<
[σ]=200aMPa
销子剪力τ=P/(nv*π*(D12+D22)/4)
=70.9t/(2×
(512+612)/4)mm2
=71.4MPa<
二、前支点板
验算2#杆处:
板厚t=(16+25)×
孔径D=101mm
栓孔挤压力σ=P/tD=106.4t/(82×
=128.5MPa<
[σ]=200MPa
销子剪力:
τ=P/(nv*π*D2/4)=106.4t/(2×
=66.4MPa<
[τb]=186Mpa
三、后锚结点板
验算1#杆处栓孔:
孔板厚t=82mm
孔径D=101mm
栓孔挤压力σ=P/tD=126.9t/(82×
101)mm2
=153.2MPa<
销子剪力τ=P/(nvπD2/4)=126.9t/(π/4×
1012×
2)mm2
=79.3MPa<
四、立柱上结点板
与上面相同σ=153.2MPa<
τ=79.3MPa<
186MPa=[τb]
(Ⅳ)后锚系统
一、锚杆分配梁F7
分配梁所受弯矩M=1/4*PL=1/4×
69.2t×
0.5m
=8.65t·
m
分配梁材料为2[28c
查表得其抵抗矩w=2×
392.6cm3=785.2cm3
忽略栓孔及加强板对分配梁的影响,梁最大应力
σ=M/W=8.65t·
m/785.2cm3
=110MPa<
[σ]=170MPa
二、主锚杆G45
一根主锚杆受力P=R1/2=69.2t/2=34.6t
σ=P/(πD2/4)=34.6t/(π/4×
702mm2)
=90.0MPa<
[σ]=523MPa
三、连接器J1
最不利受力为栓孔处栓孔厚度t=60mm
孔径D=65.5mm
栓孔挤压力σ=P/tD=34.6t/(60×
65.5)mm2
=88.0MPa<
四、蹬筋锚固分配梁F8
分配梁F8所受弯矩M=1/4PL=1/4×
34.6t×
400mm
=3.46t·
分配梁F8材料为2[28c
σ=M/W=3.46t·
m/786.2cm3
=88.1MPa<
五、连接器J2、J3
最不利受力为栓孔处
栓孔厚度t=40mm直径D=55.5mm
栓孔受力F=P/2=34.6t/2=17.3t
栓孔挤压力σ=F/tD=17.3t/40×
55.5mm2
=77.9MPa<
六、预埋锚筋
锚筋为直径32mm的精轧螺纹钢,设计强度为f=750Mpa
允许应力为[σ]=f/K=750/1.5=500MPa
锚筋应力为σ=F/(πD2/4)=17.3t/(π×
322/4)mm2
=215MPa<
[σ]=500MPa
(Ⅴ)滑船行走系统
一、分配梁F1、F2
分配梁F1、F2所受弯矩M=1/4PL=1/4×
(140.1/2)t×
0.8m
=14t·
分配梁F1、F2材料为2[36c
746.1cm3=1492.2cm3
σ=M/W=14t·
m/1492.2cm3
=93.8MPa<
二、滑船
最不利受力为滑船与分配梁F2连接处
板厚t=30×
2=60mm孔径D=101mm
栓孔挤压力σ=P/tD=35t/60×
101mm2=57.8MPa<
(Ⅵ)已浇砼受力
砼受力部位示意图
如图,砼受力可以简化为三部分
(1)挂篮后锚施加的拉力P1
(2)挂篮前支点滑船施加的压力P2
(3)挂篮其它部位施加的拉力P3
当浇砼1#块,即3m段时(力作用在0#块)
P1=R1=L2/L1×
G=6/6.15×
56.3=54.9t
P2=R2=(L1+L2)/L1×
G=(6+6.15)/6.15×
56.3=111.2t
P3=G挂篮+P1-P2=168.8+54.9-111.2=112.5t
当浇砼11#块,即4m段时(力作用在10#块)
P1=R1=6/6.15×
65.4=63.8t
P2=R2=(6+6.15)/6.15×
65.4=129.2t
P3=G挂篮+P1-P2=156.9+63.8-129.2=91.5t
当浇砼20#块,即5m段时(力作用在19#块)
P1=69.2t
P2=140.1t
P3=141.9+69.2-140.1
=71.0t
已浇砼受力表
作用力(吨)
0#块
10#块
19#块
后P1
前P2+P3
223.7
220.9
211.1
(Ⅶ)挂篮竖向变形计算
挂篮竖向弹性变形f包括挂篮主桁架和底篮吊带变形的总和。
N5,
N1,
H1=1.8
H2=2.2
N4,
G,=1
N2
,
L1=6.15
L2=6
R1,
R2,
一.挂篮主桁竖向变形计算:
(1)最不利工况是浇筑5m段时,对桁架施加单位荷载G=1,
桁架杆件单位力内力系数计算如下:
R1,=L2/L1×
G,=6.0/6.15×
1=0.976
R2,=G,+R1,=1+0.976=1.976
N2,=L1/H×
R1,=6.15/4.0×
0.976=1.5
N1,=N2,*(H2+L12)1/2/L1
=1.5×
(42+6.152)1/2/6.15
=1.79
4#杆受力:
N4,=N2,*(H22+L22)1/2/L2
=1.5×
(2.22+62)1/2/6
=1.6
N3,=R2,-N4,*H2/(H22+L22)1/2
=1.976-1.6×
2.2/(2.22+62)1/2
=1.43
5#杆受力:
N5,=N4,*(H12+L22)1/2/(H22+L22)1/2
=1.6×
(1.82+62)1/2/(2.22+62)1/2
=1.57
桁架杆件单位力内力系数与桁架杆件内力相乘,计算桁架竖向位移f1:
f1=ΣNi*Ni*Li/EAi
=(1.79*126.9*7.34/0.0184+1.5*106.4*6.15/0.01588+
1.43*101.1*4/0.0184+1.6*113.3*6.39/0.0181+
1.57*111.1*6.26/0.0184)*104N.m-1/2.1*1011pa
=0.01463m
=14.63mm
(2)挂篮底篮吊带变形计算f2:
单根挂篮底篮吊带长度L=12m
单根挂篮底篮吊带受力P=40t
单根挂篮底篮吊带截面积A=15*1.2*2=36cm2
f2=P*L/EA
=40*104*12N.m/(2.1*1011*36*10-4pa.m2)
=0.0063m
=6.3mm
(3)挂篮竖向弹性变形总和f:
f=f1+f2
=14.63+6.3
=20.93mm
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