1、目 录一、计算依据3二、工程概况3三、挂篮设计43.1.1 底模平台和悬挂调整系统53.1.2 贝雷片纵梁53.1.3 滑行系统53.1.4 压重和后锚5四. 挂篮计算94.1 挂篮计算参数94.2 挂篮计算控制工况94.3 底模验算94.3.1 底模面板验算94.3.1.1 荷载计算94.3.1.1 腹板下底模面板104.3.1.2 腹腔下底模面板114.3.2 底模横带124.3.2.1底模横带 6.2m长度计算124.3.2.2底模横带 0.76m长度计算144.4 侧模检算154.4.1侧模面板验算154.4.1.1 荷载计算154.4.1.2 强度184.4.1.3 刚度184.4.2、2 侧模10槽钢小楞验算194.4.3 侧模骨架验算194.5.内模检算304.5.1 面板验算304.5.1.1荷载计算304.5.2内模骨架计算314.6. 挂篮主桁及底篮纵、横梁验算354.6.1 工况一354.6.1.1 底篮纵梁验算354.6.1.2 侧模外滑梁验算394.6.1.3 内模内滑道计算434.6.1.4 前上、下横梁验算464.6.1.5 底模后下横梁验算514.6.1.6 挂篮主桁计算544.6.1.7 挂篮后上横梁计算614.6.1.8 挂篮空载抗倾覆计算614.6.1.9挂篮拖船验算614.6.2 工况二634.6.2.1 分解段挂篮试算634.6.2.2 底篮纵3、梁验算644.6.2.3 侧模外滑梁验算694.6.2.4 内模内滑道计算704.6.2.5 前上、下横梁验算734.6.2.6 挂篮后下横梁验算764.6.2.7 挂篮主桁计算764.6.2.8 挂篮后上横梁计算804.6.2.9 挂篮空载抗倾覆计算814.6.2.10挂篮拖船验算824.7. 挂篮前后下横梁吊杆连接处验算84五. 挂篮图纸设计86主桥悬浇施工挂篮设计计算书一、计算依据 XXXXXXX高速公路大桥施工图纸结构力学、材料力学、桥涵钢结构设计规范GBJ17-88公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000二、工程概况该主桥位于R=600m的曲线上且在-12坡道上。最大行车速度80k4、m/h。主桥上部结构为(32m+48m+32m)预应力砼连续结构，全长113.2m。本连续梁跨（1#2#墩）上跨汉宜高速公路。主桥梁顶宽为12m，底宽为6.2m，顶板厚0.30m；腹板厚分别为0.45m变化到0.65m，底板厚由0.42m变化至0.70m；箱梁在中支点处设置厚2.4m的横隔板，梁端支座处设置厚 1.15m的端横隔板，跨中合拢段设置0.5m的中横隔板。墩顶箱梁高4.1m，平段长2.9m，端支点及跨中梁高2.5m，平段长7.8m。梁高按圆曲线变化，半径为148.63m。采用单箱单室直腹板箱形变截面结构箱梁，砼为C50砼。主梁共分35个梁段，中支点O号块长度8.4m，一般梁段长度分成5、 2.5m、3.0m，合拢段1.6m, 边跨直线段长7.8m。梁体采用纵、横、竖三向预应力体系。纵向预应力筋顶、腹板采用7-j15.24、底板采用10-j15.24钢绞线，分别采用YDC-1500型和YDC-2500型千斤顶张拉。横向预应力筋采用4-j15.24钢绞线，采用YDQ型前卡式千斤顶张拉，竖向预应力筋采用32mm精轧螺纹钢筋（强度标准值830Mpa）,采用配套JLM型锚具，张拉力501.68KN，竖向筋外套采用内径42mm铁皮管道压浆，一般在钢索端部进行。挡碴槽于主梁合拢后，另行灌注，按4米分节，节间设1cm间隙，挡碴槽外设1.31.76米宽的人行道，人行道栏杆架设在梁体外侧。横隔板6、设过人孔，梁两端各于底板处设进人洞一处。主梁采用GKPZ(II)盆式橡胶支座。每个支点设两个支座，中支座为17.5MN级，端支座为5MN级，固定支座设于本座桥2号桥墩上， 其余各墩均设活动支座。支座横向间距为580cm。活动墩中双向活动支座设于曲线外侧，单向活动支座设于曲线内侧，固定墩中固定支座设于曲线内侧，曲线外侧设横置的单向活动支座。 箱梁主要参数表梁段号梁段长度（m）梁段砼数量（方）梁段重量（t）施工 方法A08.4142.2369.72ZA1(B1)2.530.6(30.1)79.56(78.26)XA2(B2)2.529.0(29.0)75.4(75.4)XA3(B3)2.527.07、(27.4)70.2(71.24)XA4(B4)2.524.8(24.8)64.48(64.48)XA5(B5)327.4(27.6)71.24(71.76)XA6(B6)325.8(26.6)67.08(69.16)XA7(B7)326.9(27.1)69.94(70.46)XA8(B8)1.613.635.36DA93.580.1208.26Z附注：T托架立模现浇，X挂篮现浇，D吊架现浇，Z支架立模现浇。三、挂篮设计3.1 挂篮结构挂篮由底模平台、悬挂调整系统、贝雷片主梁、滑行系统、平衡及锚固系统、工作台等组成。（详见后附挂篮设计图）挂篮可悬臂浇筑长3m梁段，挂篮前吊点承受的梁段最大混凝土8、自重荷载为54.5 t。挂篮前点承吊能力设计为75t。一个挂篮由两片三排单层贝雷梁组成，承受梁段砼重量，挂篮钢结构总重39.6t（含模板重量），工作吊篮3t，其它件4.5t，配重6t，全套挂篮共重53.1t。3.1.1 底模平台和悬挂调整系统底模长度考虑梁段砼浇筑与旧梁段搭接和预施应力的操作需要，底模纵梁长6.3m,由13根I32a及前后下横梁(2I32)组成,每根横梁有4个吊点,吊在挂篮前横梁和已成梁板的翼项与底板上,吊杆以活动铰支承于横梁上,以便调整底纵梁的坡度,以适应悬臂梁底面坡度的变化,纵梁上为带横肋的钢模板。前下横梁通过4根32精轧螺纹钢吊杆挂于贝雷梁前上横梁上,需要调整底模梁高时,9、以8台20t螺旋千斤顶前模梁的小锚固扁担带动吊杆,使底模升高到需要的高度。后下横梁通过4根32精轧螺纹钢吊挂于已浇梁段的底板上及翼板上,底模就位后拧紧螺母, 以2台20t油顶顶起扁担梁，顶力2530t，再次拧紧螺母，松顶,该段施工完毕,再以2台20t油顶顶起扁担梁,顶力3040t,则螺母松动卸下底模。3.1.2 贝雷片纵梁 每个挂篮有两组三排单层贝雷梁，三排贝雷片间距为45cm和25cm。贝雷梁下为拖船和滑道。3.1.3 滑行系统 每组贝雷梁下有前后四个钢拖船，拖船与主梁栓接，拖船下为2P43轨。在梁上铺短枕木，前支座下满铺钢支垫，以减少整个挂篮前支点的变形；枕木上为2P43轨，钢轨与枕木之间10、以道钉连接，钢轨允许接头，但并排的两根轨接头不可在同一位置；钢轨与梁间以扁担梁扣紧。挂篮的走行用5t倒链牵引，走行速度10cm分钟，枕木、钢轨滑道随挂篮的前进而倒用，走行时前端设防倾木垛，后端设倒链溜绳，并在挂篮走行停止时，在钢轨滑道上以“铁靴”固定拖船，以防意外。3.1.4 压重和后锚 挂篮走行时每片贝雷梁的尾部配重3t，设计抗倾覆系数3。在后锚梁2I32上以6根32筋与梁体锚固，分别锚在梁段竖向预应力钢筋上，每根锚筋最大受力按30t设计。3.2 挂篮安装顺序2#段施工前进行挂篮安装，挂篮安装采用人工辅以塔吊的方法，安装顺序为：主纵梁（临时锚固）后锚梁前上横梁前下横梁、后下横梁底纵梁前上横梁11、底模外滑道侧模内模。3.3 挂篮走行挂篮走行时以倒链滑移。挂篮走行分三步进行。第一步主梁走行。梁段钢束张拉完后，将侧模前点（每侧使用1台10t倒链）吊挂在砼梁上；将底模前点（每侧使用1台5t倒链）吊挂在侧模上；侧模后点以2台5t倒链吊挂在砼梁上。后锚梁加配重6t（可用下节段施工用钢筋）。松开吊挂前下横梁的吊杆；松开主梁、外滑道后点。接长钢轨滑道，取去轨道“铁靴”，并在轨道上涂抹一层黄油作润滑剂；在梁端搭设防倾木垛，安装前后5t牵引倒链。贝雷梁牵引点在拖船上。梁上标注出挂篮前移位置控制线。拉倒链使贝雷梁前移并带动外滑道前进。主梁前移就位后，给拖船上“铁靴”，锚固主梁后点。吊挂内外滑道后点。取去前12、后5t牵引倒链与木垛。第二步模板走行松开侧模拉杆，落侧模于外滑道；底模后点于侧模上，松开底模后点；此时底模吊挂在侧模上而侧模落在外滑道上。用倒链沿滑道前移模板（侧模带动底模）。第三步底、侧模板定位提升底模板，安装后锚杆，调整前点标高；提升侧模锚紧后点，调整前点标高；清洁模板；进行上节段纵向束压浆作业。绑扎底板钢筋，安放预应力钢束管道，绑扎腹板钢筋，再安设竖向预应力筋。第四步支立内模在底板主筋上焊接十字形钢筋，钢筋直径16mm，十字形横向钢筋底面高出底板顶5cm，十字形竖向钢筋下部支立于混凝土垫块上（混凝土垫块放在底模上），并与底板主筋焊接，将脚手架钢管插入十字形竖向钢筋内，并放于横向钢筋上，经13、调整标高，绑扎顶板钢筋，安放预应力钢束管道。检查无误后灌筑新梁段混凝土，待混凝土达到90强度后，张拉钢束后，重复上述步骤，滑移挂篮。 该桥0段现浇施工完毕后，在其上拼装挂篮进行悬挂现浇段的施工。悬臂浇注段采用单幅箱梁2个“T”构同时施工；两对挂篮对称悬浇施工，共需4对挂篮。主桥边跨现浇段在落地支架上一次连续浇注完成。利用已有挂篮对边跨和中跨按照先后顺序进行合拢施工。3.4 挂篮构造图挂篮由主桁梁、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板系统及工作平台等组成，挂篮构造图如下：四. 挂篮计算4.1 挂篮计算参数 允许最大变形：20mm ； 施工时、行走时的抗倾覆安全系数：3 ； 自锚系统的安全系数：2。14、 箱梁荷载：按混凝土自重荷载26KN/m3计算。 施工人员和材料等堆放荷载：2.5KPa。 振捣对水平模板产生的荷载：2KPa。 振捣对竖直模板产生的荷载：4KPa。 各种材料的设计控制值采用：A3钢轴向应力140MPa，弯曲应力145MPa，剪应力85MPa，45#钢弯曲应力220MPa，剪应力125MPa;模板支架等临时结构提高1.25系数使用：A3钢轴向应力175MPa，弯曲应力181MPa，剪应力106MPa。 4.2 挂篮计算控制工况 对挂篮分2个不同施工工况进行设计验算： 工况一：挂篮联体时工况计算，验算内容为：底侧顶模设计验算、底篮纵梁及前后横梁、主桁架及上横梁、前吊杆、后吊杆强15、度及刚度，后锚锚固力、挂篮抗倾覆稳定性及空载行走； 工况二：挂篮解体后工况计算，验算内容为：底篮纵梁及前后横梁、主桁架及上横梁、前吊杆、后吊杆强度及刚度，后锚锚固力及挂篮抗倾覆稳定性及空载行走；4.3 底模验算挂篮底模底模长3.5m，宽6.2m。挂篮底面板采用6mm、A3钢板；13根6.2m长槽钢作受力骨架；腹板处荷载集中，采用122根0.76m长槽钢在腹板下区域进行加强。 4.3.1 底模面板验算4.3.1.1 荷载计算 梁体自重砼箱梁砼重量按26KN/m3考虑，验算截面取1#梁段高h=3.719m、底板厚度h0.651m，腹腔顶板厚平均为h=0.41m，底模的横带间距腹腔内为0.319m，16、腹板下0.76m范围内加密为为0.169m间距。腹板处模板所承受的荷载：；腹腔处模板所承受的荷载：； 模板系统自重挂篮底模底模长3.5m，宽6.2m。挂篮面板采用6mm、A3钢板；13根6.2m长槽钢作受力骨架；腹板处荷载集中，采用122根0.76m长槽钢在腹板下区域进行加强，则对于底模板自重为： 施工荷载施工荷载由施工人员、机械设备及砼振捣荷载组成。依据规范规定：施工人员、机械设备荷载取2.5kpa 砼振捣荷载取2kpa 砼倾倒冲击荷载梁高超过1m可不取值4.3.1.2 腹板下底模面板4.3.1.2.1 强度取单位宽度面板进行验算，模板横带间距0.169米。按3等跨连续梁计算，面板强度验算荷17、载取腹板处砼自重、模板自重及施工荷载：，单位宽(1m)面板截面参数： 模板建模如下：则： ，合格4.3.1.2.2 刚度面板挠度验算荷载取腹板处砼自重、模板自重：， ，合格4.3.1.3 腹腔下底模面板4.3.1.3.1 强度取单位宽度(1m)面板进行验算，模板横带间距0.319米。按3等跨连续梁计算，面板强度验算荷载取腹板处砼自重、模板自重及施工荷载：，单位宽面板截面参数： 建模如下：则： ，合格4.3.1.3.2 刚度面板挠度验算荷载取腹板处砼自重、模板自重：， ，合格4.3.2 底模横带底模横带采用8槽钢，纵向间距为0.319m及0.169m；在施工中，底模铺设于挂篮底纵梁上。故验算时分18、6.2m和0.76m长两种类型分别计算。4.3.2.1底模横带 6.2m长度计算取底纵梁作为支点，其荷载取模板按0.319m和0.169m间距3等跨连续梁计算的最大支反力，按照连续梁模型计算：8槽钢自重，则：腹板部位横带荷载：空腹部位横带荷载：横带力学简化模型如图所示： 8槽钢截面参数： ，采用midas电算得：弯矩图：剪力图：变形图：支座反力图：由以上计算可知：弯距：剪力：挠度：支反力：，。 4.3.2.1.1 正应力验算 ，合格4.3.2.1.2 剪应力验算4.3.2.1.3 刚度验算 ,合格4.3.2.2底模横带 0.76m长度计算取底纵梁作为支点，其荷载取模板0.169m间距3等跨连续19、梁计算的最大支反力，按照连续梁模型计算：8槽钢自重，则：腹板部位横带荷载：8槽钢截面参数 ：横带力学简化模型如图所示：同样采用midas电算得：弯距：剪力：挠度：支反力：， ， 4.3.2.2.1 正应力验算 ，合格4.3.2.2.2 剪应力验算，合格4.3.2.2.3 刚度验算 ,合格4.4 侧模检算4.4.1侧模面板验算4.4.1.1 荷载计算侧模所承受的荷载主要为新浇筑混凝土对侧模产生的侧压力以及振捣混凝土产生的振捣荷载。实际施工中0#段伸出段侧模使用挂篮侧模；所以检算时，取0#段的0-0#截面作为检算荷载控制截面(偏安全)，即新浇筑混凝土高度H=4.1m。 侧模设计大样见附图： 混凝土20、浇注产生的侧压力及压头高度新浇筑砼对模板的最大侧压力：砼容重：取新浇砼入模温度初凝时间：砼浇筑速度取：外加剂影响修正系数，按掺加缓凝剂考虑，则：砼坍落度影响修正系数，按泵送砼考虑，则： 根据规范取较小值，故：有效压头高度： 混凝土振捣侧压力垂直板面振捣荷载： 翼缘板上混凝土自重砼箱梁砼重量按26KN/m3考虑，验算截面分别取翼缘板根部梁高h=0.6m、外缘梁高h0.2m，进行线性荷载计算翼缘板根部处模板所承受的荷载：；翼缘板外缘处模板所承受的荷载：； 翼缘板上施工荷载施工荷载由施工人员、机械设备及砼振捣荷载组成。依据规范规定：施工人员、机械设备荷载取2.5kpa 砼振捣荷载取2kpa 砼倾倒冲21、击荷载取2kpa翼缘板底模：，侧模面板采用6mm厚的钢板，10槽钢小楞布置间距均为0.3m。取单位宽度(1m)板宽进行验算，则荷载组合：侧模最大侧压力：腹板侧模与翼缘板底模交点处侧模侧压力: 翼缘板底模： 侧模面板荷载布置如图所示：(侧模强度荷载布置图)(侧模刚度荷载布置图)面板侧模所承受最大荷载为66.4KN/m， 10槽钢小楞布置间距均为0.30m 4.4.1.2 强度取单位宽度(1m)面板进行验算，模板横带间距0.30米。按3等跨连续梁计算，面板强度验算荷载取：，单位宽面板截面参数： 建模如下： 则： ，合格4.4.1.3 刚度面板挠度验算荷载取：， ，合格4.4.2 侧模10槽钢小楞验22、算10槽钢小楞间距0.30m，焊接于侧模骨架桁架上（侧模桁架间距100cm）。以桁架作为支点验算小楞，按3等跨连续梁计算。建模如下：面板强度验算荷载取： 10槽钢截面参数：则： ，合格小楞挠度验算荷载取：， ，合格4.4.3 侧模骨架验算侧模骨架为采用小型槽钢焊接而成的桁架结构，具体如下图，涉及到型钢有：10、12、16 。侧模小楞10槽钢按0.3m间距均匀焊接于桁架内侧槽钢上，骨架桁片纵向间距1.00m。验算时，考虑10槽钢侧模小楞均匀焊接于骨架内侧槽钢上，且间距较小，为方便建模计算，对于通过面板、小楞传递给骨架的侧压力转化成线荷载布置于骨架内侧槽钢上。验算荷载如下：侧模最大侧压力：腹板侧模23、与翼缘板底模交点处侧模侧压力: 翼缘板底模：侧模骨架荷载布置及计算模型如图所示：骨架桁架按梁杆组合体系建立平面有限元模型分析，其中受载部分杆件及图中的没有进行焊接的单元按连续梁单元计算，其他焊接的杆件均按杆单元计算。单元间以铰接连接。以上下口对拉拉杆作为X方向约束，外滑道吊点作为Y方向约束。如图所示（采用midas计算，相应的建模如下）：根据midas计算：组合应力(弯曲应力、轴力组合)图如下：根据midas计算：剪应力图如下：通过midas计算分析可知:、组合应力(弯曲应力、轴力组合)情况：上口拉杆处单元80、80： ，不可以；骨架中部单元9：，不可以；下口拉杆单元44、76：，不可以；、剪24、应力情况：下口拉杆单元76：，不可以；所以对于原来加工好的骨架需要进行加固处理如下：a、对于单元79(80、81)需要从外面加一块与双12槽钢同宽的1cm厚钢板(或用14槽钢)焊与原组合槽钢上,尤其注该钢板与双16槽钢横梁连接的一端要焊接要牢固；b、对于单元9要增加一12槽钢连接到单元78的中心，如下图所示；c、对于下口端可用一小块三角形1cm钢板（或12槽钢）从支撑点以下满焊(计算时按固结考虑)，让其传力到单元83上，如图所示： 采用midas计算：对于单10槽钢截面参数： 对于单12槽钢截面特性： 对于双12槽钢截面特性： 对于双16槽钢截面特性： 对于新加的1cm15.6cm钢板与双1225、槽钢组合后截面特性如下：首先分析出此组合截面的形心位置，组合形式可知，图形以y轴对称，形心必在y上，所以假定组合截面形心为O点，且O离原槽钢对称轴O点距离为b，根据组合截面有(以x轴为参考轴)：(、)对于钢板本身：对于双12槽钢截面特性:所以：所以：; 根据midas建模如下： 下口拉杆局部单元图放大如下:弯矩图如下: 下口拉杆处局部弯矩图放大如下: 下口拉杆处局部剪力图放大如下:剪力图如下：轴力图如下：下口拉杆处局部轴力图放大如下:根据以上midas计算的弯矩图、轴力图、剪力图可知:对于单10槽钢组合力(最底部单元79): 所有10槽钢单元剪力(单元91): 对于单12槽钢组合力(中部单元926、): 对于单12槽钢组合力(底部单元44): 所有12槽钢单元剪力(底部拉杆处单元76): 对于双12加钢板(单元68): 对于双16加钢板(单元50): 4.4.3.1强度验算：单10槽钢（单元79和单元91） ：,合格,合格 单12槽钢(单元9)：,合格单12槽钢(单元44)：,合格单12槽钢(单元76)：,合格对于双12槽钢组合钢板单元(68)： ,合格相应的抗剪验算，在没有加钢板时midas分析已满足要求，故不再验算。对于双16槽钢单元(50)：,合格,合格通过以上计算，杆件强度均满足要求。4.4.3.2 压杆稳定性验算 从以上电算的各杆件轴力图分析，通过比较受压力以及杆件自由长度可知27、，只需要分析10槽钢（单元79）和分析12槽钢（单元42）的稳定性即可。10槽钢(单元79)为杆单元，压杆稳定性计算如下：槽钢截面轴心压力槽钢计算长度，两端铰支，取自身长度。回转半径,通过查表由 查表知槽钢的毛截面积, 该槽钢压杆稳定性满足要求；同样对于12槽钢：、，该槽钢压杆稳定性满足要求；所以整个骨架的各单元受压均稳定。4.4.3.3 刚度验算侧模骨架桁架最大节点位移X方向为3.4mm，Y方向为0mm（不含吊杆变形量），各节点变形量可满足施工精度要求（各节点变形情况详见下图）。侧模骨架变形图：4.4.3.4 支座反力根据midas计算如下图：电算得出各支点支反力如下：上口拉杆：下口拉杆：外28、滑道吊点：4.4.3.5 拉杆验算根据前面midas计算，上口每根拉杆需承受拉力66.793KN，下口每根拉杆需承受拉力98.189KN，上口拉杆两头螺帽间距离，下口拉杆两头螺帽间距离。选用精轧螺纹钢筋，直径25mm。对于25mm精轧螺纹钢其特性为： 所以对于上部拉杆：强度：，合格延伸量：，合格所以对于下部拉杆：强度：，合格延伸量：，合格4.5.内模检算内模顶板底模采用1500300mm组合钢模，内模桁架间距为0.75m(最大间距)。内模采用5片桁架加工而成的，5片桁架之间采用6根14槽钢连接成整体，骨架主要以12、14槽钢为主，两侧各设置三排拉杆与外模骨架连接，再必要时再辅以48钢管为内部支29、撑。具体如下图：4.5.1 面板验算顶板底模采用1500300mm组合钢模，内模桁架间距为0.75m， 取单位宽度组合钢模0.3m宽进行验算。4.5.1.1荷载计算 梁体自重砼箱梁砼重量按26KN/m3考虑，验算截面取1#截面，由4.4.1.1可知，侧板处模板所承受砼侧压力的荷载：；顶板处模板所承受的最大荷载：；顶板倒角处模板所承受的荷载：； 模板系统自重顶板底模采用1500300mm组合钢模则：14槽钢自重为： 施工荷载（）施工荷载由施工人员、机械设备及砼振捣荷载组成。依据规范规定：施工人员、机械设备荷载取2.5kpa 砼振捣荷载取2kpa 砼侧面振捣荷载取4kpa砼倾倒冲击荷载取2kpa430、.5.1.2面板计算面板强度验算荷载取侧面板砼侧压力及施工荷载：面板刚度验算荷载侧面板砼侧压力：根据组合钢模特性，多片连接为整体，按照三跨连续建模如下： 1500300mm组合钢模截面参数： 经midas算知：、，最大挠度，合格(考虑使用新模板，在实际安装时，在腹板下部受力较大位置设纵向连接带，对组合刚模起到背带作用) ，合格(对于该钢模板的顶部受力远小于侧面受力，故不再进行分析)4.5.2内模骨架计算内模桁架主要以12、14轻型槽钢为主。以最不利荷载1#段箱梁作为计算依据，桁架间距为0.75m，取1片内模骨架作为计算单元。骨架强度验算荷载取顶板砼自重、模板、槽钢自重及施工荷载。4.5.2.131、荷载分析由4.4.1.1侧模板的计算分析可知，砼对侧模产生的有效压头h为2.4m。所以对内模的水平侧压力(强度面荷载)分析为，如下图，其中R1、R2为内滑道支撑反力，R3、R4。PA=0.626+4=19.6KPa, PB=2.426+4=66.4KPa, PC=PB=66.4KPa,顶板处模板所承受的竖向荷载：顶板倒角处模板所承受的竖向荷载：侧模所承受的水平方向荷载：12轻型槽钢截面参数： 14轻型槽钢截面参数： 4.5.2.2弯曲组合应力分析经midas计算知：弯矩(轴力)组合应力图如下：由以上组合应力图可知：，可以4.5.2.3剪应力分析剪应力图如下：由以上剪应力图可知：，可以4.5.232、.4变形分析变形图如下：由以上变形图可知：，可以4.5.2.5反力分析反力图：支点反力：4.5.2.6拉杆分析现对拉力最大的R5位置拉杆进行验算，设计采用18圆钢，每根拉杆承受集中力Q，拉杆拉力Q=R5=42.243KN。又A=254.5mm2，可以4.6 挂篮主桁及底篮纵、横梁验算4.6.1 工况一4.6.1.1 底篮纵梁验算荷载计算及力学分析底篮纵梁采用I3201309.5mm工字钢，1#块段挂篮底篮验算荷载取底模 8槽钢横带验算所得的支反力，为方便建模计算，将支反力点荷载换算为等效线荷载。将底篮纵梁自腹板处最外侧的纵梁开始依次编号（如图所示）为1、2、37#（半幅），由4.3.2节验算可33、知：， 以上支反力均以1#块段截面高度3.72m梁体自重计算得出，验算中为方便计算，整个块段偏安全的均按截面高度3.72m自重取值计算，计算简图所示。8槽钢横带纵向间距m，将其支反力点荷载换算成线荷载，则（1，2#4#纵梁取0.113m（偏安全），5，6#、7#纵梁取0.226m，）。纵梁I3201309.5mm自重：。附：底模纵梁换算荷载数据表：纵梁编号底模横带点荷载 (KN)Ri验算代换线荷载 (KN/m)qi由4.3.2节计算得出qi=Ri/l1#4.41339.0532#3.03626.8673#2.71824.0534#3.58831.7525#5.38523.8276#5.891234、6.0667#5.73925.394纵梁均为同一规格工字钢，根据上表以纵梁中承受荷载最大的1梁作为控制验算(偏安全考虑，1#段按3m计算分析)，根据挂篮设计图纸则有： 经midas计算如下：剪力图如下：弯矩图如下：变形图如下：反力图如下：由以上计算可知：、，挠度。 I3201309.5mm工字钢截面参数：，腹板厚 正应力验算，合格 剪应力验算，合格 刚度验算 ，合格 整体稳定性验算为增强纵梁的整体稳定性，要求每隔1.2m将一道底模横带8槽钢与工字钢纵梁焊接起来，焊接后计算钢结构设计规范（GBJ17-88）规定可不验算其整体稳定性。 其他纵梁支点反力 纵梁支点反力表纵梁编号验算代换线荷载(KN/35、m)qi后横梁支点力（KN）Ri前横梁支点力（KN）Ri由4.6.1.1节计算得出同4.6.1.1节电算得出同4.6.1.1节电算得出1#39.05359.64258.3242#26.86741.13840.2713#24.05336.86536.1024#31.75248.55647.5085#23.82736.52135.7676#26.06639.92139.0847#25.39438.90138.0884.6.1.2 侧模外滑梁验算挂篮外滑梁采用双榀I32a工字钢(翼板外边间距5cm)底上加缀板（28010mm），外滑梁前吊点采用32精扎螺纹钢悬吊于前上横梁上 ，后吊点锚吊于已浇注块段36、梁体上，前后吊点间距4.05m（计算跨度取）。外滑梁验算工况分为：外滑梁锚固，浇注梁体砼；外滑梁卸载前滑移；侧模前滑移。显然工况一外滑梁承受荷载最大，为其最不利工况，验算时只需对此工况进行承载能力验算即可。 荷载计算及力学分析外滑梁所承受荷载为侧模验算时，以外滑梁作为支点的之反力。即滑道2I32a工字钢所有荷载都是由侧模的桁架轴承传递到滑道上。按1#梁段长3m（实际2.5m，偏安全），侧模支撑桁架的纵向间距为1.00m，故有4个侧模桁架作用于外滑梁，则侧模滑道受4个集中荷载作用，由4.4.3节计算可知，侧模支撑桁架的纵向间距为1.00m时侧模支撑桁架外滑梁支点反力为43.495KN，前后两端部37、分求得集中力，即。前后吊点间距按4.05m考虑，2I32a工字钢加双缀板自重：，侧模自重通过骨架传至外滑道，则单侧侧模自重（含面板、小楞）： ，假定平均传至四个骨架上，又骨架重4.442KN/道。外滑道验算荷载取侧模自重、侧模支撑桁架外滑梁支点反力：力学模型如下图所示：2I32a工字钢加双缀板截面特性（如下图）：首先分析出此组合截面的形心位置，组合形式对称性可知，该组和截面形心在原双工字钢组和的形心O上，根据组合截面有：(、)对于双I32槽钢截面特性:所以：所以：所以：;采用midas计算得出：剪力图：弯矩图：变形图：反力图：最大弯距：最大剪力：最大挠度：支反力： 截面正应力，合格 剪应力验算38、，合格 刚度验算 ，合格4.6.1.3 内模内滑道计算 荷载计算及力学分析内模滑道采用216a槽钢，滑道前后吊点间距4.0m。荷载由内模骨架传递至内滑道，故以内模骨架的支点反力作为集中荷载，考虑滑道自重对内滑道建立模型进行计算。按梁段长3.0m计，内模支撑桁架的纵向间距为0.75m，故有5个内模桁架作用于内滑梁，则内模滑道受5个集中荷载作用，骨架自重荷载分析：每片骨架材料：12槽钢：g1=9.66m0.142KN/m =1.372KN，14槽钢:g2=10.68m0.1688 KN/m=1.803KN,48圆钢管:g3=0.65m0.0384KN/m =0.025KN。又3m长的内模骨架共需要39、4片,每片骨架重:G=(1.372+1.803+0.025)=3.20KN；集中力荷载取4.5.2计算结果：，所以考虑骨架自重情况，作用在导梁的集中反力为：，前后两端部分，即。又内滑道216a槽钢自重荷载：216a槽钢截面参数： 经midas计算：弯矩轴力组合应力图：由以上midas计算弯矩、轴力组合应力：，所以，内导梁采用双16槽钢其强度远不能满足要求，在此其他不再验算，现把双16槽钢改为双25槽钢，进行分析：对于采用225槽钢进行验算：力学模型同上，(2)强度验算：由midas计算弯矩、轴力组合应力图：由以上计算：，可以剪应力图如下：由以上计算：，可以(3)刚度验算：变形图如下：由以上计算40、，最大挠度：,可以，但其变形值已接近允许值，建议在实际加工时，可以通过加密加劲肋等方法，增加其刚度。(4)反力计算：支点反力 ，4.6.1.4 前上、下横梁验算 荷载计算及力学分析前上横梁采用2I40a工字钢、前下横梁采用2I36a工字钢，吊杆采用直径32精轧螺纹钢，将挂篮前上、前下横梁通过底模4根前吊杆整体进行分析，荷载主要有：底模纵梁支反力，侧模、内模滑道支反力和横梁自重。贝雷主桁相当于支座，支撑上横梁，下横梁通过四根吊杆与下横梁铰接相连。下横梁上受力为底模纵梁上的支反力和自重，上横梁上受力为内外滑道上的吊点力和自重。如图所示：建立力学模型如下图所示：各材料截面特性：2I40a工字钢截面参41、数： 2I36a工字钢截面参数 ： 32m精轧螺纹钢筋截面参数： 上下横梁整体按梁杆组合体系建立平面有限元模型分析，其中上下横梁均按连续梁单元计算，吊杆均按杆单元计算。吊杆与上下横梁间以铰接连接。以贝雷架处作为XY方向约束，为保证体系整体为几何不变体系便于计算同时又不影响受力，在下横梁端头设一X方向约束。经midas计算如下：前横梁弯矩图：前横梁剪力图：前横梁轴力图：前横梁变形图：前横梁反力图：由以上midas计算得：支点力： 上横梁受力： 下横梁受力： 吊杆受力： 截面正应力、剪应力校核上横梁计算：，合格合格下横梁计算：，合格合格 刚度校核上横梁计算：，合格下横梁计算：，合格（实际加工时增加42、了加劲肋，故刚度变形比验算要小）吊杆验算吊杆工地实际选用精轧螺纹钢筋，直径32m。拉杆所需截面积：，精轧螺纹钢筋的吊杆，则，合格延伸量：由电算知分别为和 故吊杆是安全的。4.6.1.5 底模后下横梁验算 荷载计算及力学分析后下横梁由2I36a工字钢组成，荷载主要是腹板、底板砼自重和模板自重，荷载通过底模纵梁工字钢传递到后下横梁上，吊杆的吊点相当于支座，考虑工字钢自重，以1#段砼施工工况作为计算依据，依据4.6.1，建立力学模型如下： 2I36a工字钢截面参数： 经midas电算弯矩图：剪力图：变形图：反力图：由以上可知：、，最大挠度支点反力 截面正应力，合格 剪应力验算 ，合格 刚度验算，合格43、 吊杆验算吊杆工地实际选用精轧螺纹钢筋，直径32mm。拉杆所需截面积：，精轧螺纹钢筋的吊杆，则，合格所以：吊杆是安全的(6) 吊杆下滚轴构件验算由于吊杆为精轧螺纹钢，该钢材特性是具有较强的抗拉性，但承受抗剪能力较弱，所以，对于吊杆底部与下横梁接触地方不水平，所以要设置一滚轴，使吊杆仅承受拉力，另外在具体设计如下图：根据该构件图，结合前面吊杆受力分析，在底模后下横梁内侧的吊杆承受拉力最大为，底模前下横梁吊杆受力： 利用此拉力验算该构件受力情况：钢板局部受压验算：由公式：Q-为钢板受力，KN； b-为销子的直径，m；-为孔壁钢板总厚，m；f-为钢材抗压强度，取205Mpa。所以有：，满足要求。销子44、抗剪验算：由公式：验算。Q为销子受剪力，由以上分析为231.41KN；Aj为销子受剪的净截面，经计算销子扣除中间预留孔后截面积为：22.47cm2；为销子允许抗剪强度，45#钢为：156Mpa(考虑临时结构，提高1.25倍系数)；所以：，满足要求。虽然接近允许值，但现场实际加设垫子，这样可以把剪力扩散，所以能够满足使用要求。销子抗弯验算：销子所受弯矩：，L=0.1m当P=231.4KN、155.645KN时， 所选材料为：销子直径10cm，中间孔直径4cm则受弯截面：（单位mm）截面特性：I=91.777cm4弯曲应力：满足要求当P=125.26KN时， 所选材料为：销子直径8cm，中间孔直径45、4cm则受弯截面：（单位mm）截面特性：I=25.45cm4弯曲应力：满足要求(考虑现场实际加工的销子中间孔变大，加上考虑受力不均匀因素，前后吊杆的中间受力较大的四个销子建议使用10cm直径，其余销子直径为8cm不变)4.6.1.6 挂篮主桁计算1块段施工挂篮主桁架采用贝雷桁架，两侧挂篮联体，挂篮共由六组贝雷桁架组成，分别位于腹板上方。两侧桁架采用3排单层贝雷桁架，同组各排桁架采用支撑架连接成一整体，各组桁架支架采用75角钢自制支撑架连接，以加强挂篮横向稳定性。后锚共设置两道，采用竖向预应力作为后锚。主桁架布置如图所示。4.6.1.6.1 贝雷梁模型建模分析 荷载计算及结构分析计算采用平面梁单46、元建立模型分析。外荷载取前上横梁支反力，由4.6.1.4节计算可得，单个支反力为：。根据贝雷片组合特性，贝雷片组合的三排单层。在考虑贝雷桁架自重，即g=270kg/片(3m),所以三片组为：g=2.73/3=2.7KN/m，计算简化模式图所示： 三排单层贝雷架截面参数及特性：经midas电算弯矩图：剪力图：变形图：反力图：由以上电算可知：、，最大挠度，即前吊点位置扰度。各支点支反力为：(向上)，(向下)。(向下)。贝雷架承载计算又三排单层贝雷架的容许内力： ， 故： 合格 合格后锚固吊杆计算：在施工中采用吊杆为精轧螺纹钢筋，直径32m。又由以上分析可知，中间的两支撑反力最大为，每个支撑反力由后47、锚拉杆点承受，即每个拉杆拉力为：。所以有拉杆所需截面积：，精轧螺纹钢筋的吊杆，则，合格所以：吊杆是安全的。根据贝雷片受力特性，结合现场实际，在贝雷片组支撑点或受力点位置，如果没有在贝雷片竖杆支撑位置，则建议在此位置用螺栓把双12槽钢夹在斜杆上并紧撑上下弦杆上，起到把下弦杆力传递到上弦杆作用。4.6.1.6.2 桁架模型建模分析单侧的主桁架采用非加强型贝雷桁架，腹杆为I8工字钢，上、下弦杆为210槽钢背靠背立放，间距为8cm。采用平面桁架杆单元建立模型进行分析；贝雷桁架交点处均考虑为铰接，相邻桁架处立杆材料按照2I8考虑。由4.6.1.4节计算可得，单个支反力为：。每组桁架按各排贝雷桁架均匀受力48、考虑，考虑到贝雷桁架协调变形，并乘以1.1的不均匀系数。则：取验算贝雷桁架，并考虑贝雷桁架自重。计算简化模式图所示。此模型主要检算贝雷桁架各杆件内力情况，是否存在局部失稳现象。由midas计算分析：弯曲组合应力图：参照装配式公路钢桥多用途使用手册规定：贝雷架材质为16Mn钢，并考虑贝雷桁架为临时性结构，提高1.3倍系数。容许拉应力、压应力及弯曲应力取273MPa，容许剪应力取208MPa。由上图计算：，不能满足使用要求，经从上图受力分析可知，在贝雷桁架片的吊杆和支撑点位置发生应力集中，所以需要补加竖向支撑(双12槽钢)用螺栓固定在斜支撑上，起到把力传到上下弦杆上，具体如图：由midas计算，弯49、曲组合应图如下：剪应力图如下：轴应力图如下：由上面计算结果得单片贝雷梁受力情况：(1)强度方面：最大弯曲组合应力：最大剪应力：(2)稳定性方面：轴应力(包括弦杆、竖杆、腹杆):最大拉应力：最大压应力：所以此时贝雷片内部各杆件强度、拉压的稳定性均满足要求。4.6.1.7 挂篮后上横梁计算1#段砼施工工况，挂篮主桁架为18m长一个整体，两侧对称施工，处于自平衡状态，后上横梁受力较工况二小。故不必验算此工况下的后上横梁。4.6.1.8 挂篮空载抗倾覆计算1#段砼施工工况，挂篮主桁架为18m长一个整体，不同于其他情况的空载前行，故不必验算此工况下的抗倾覆性。4.6.2 工况二4.6.2.1 分解段挂篮50、试算27节段梁体施工是将工况一贝雷桁架解体后，两端对称施工。与1段相比，剩余各段梁体梁高、梁重均次第减少；故不必验算底模、侧模等模板系统的受力，关键是贝雷桁架的检算。如图所示，将贝雷桁架吊点力T、梁体自重G砼和模板系统自重G模对底纵梁O点取矩；试算27节段中那个节段贝雷桁架吊点力T最大，则此节段为工况二的最不利状况，对此节段进行详细分析。2、5节段梁体分别是2(其中2#段为2.5m，5#段为3m)个长度节段梁体自重最大的节段，对这两个梁段进行试算即可。2节段：自重75.4t 即5节段：自重71.76t 即对两个节段的贝雷桁架吊点力T进行比较，则5节段为工况二的最不利状况，对此节段进行详细分析。51、对此工况的计算分析前，由于在工况一中对底模板、相应的纵横梁、内外侧模板、骨架计算以及前后吊杆均做了计算分析，且所选阶段梁1按照3m长作为假设工况条件进行分析，所以在工况二中同样3m长阶段梁，仅分析贝雷片主梁、后上横梁受力情况以及挂篮行走过程中抗倾覆能力等。4.6.2.2分解贝雷梁模型建模分析 荷载计算及结构分析计算采用平面梁单元建立模型分析。外荷载取前上横梁支反力，由4.6.1.4节计算可得，单个支反力为：。根据贝雷片组合特性，贝雷片组合的三排单层。在考虑贝雷桁架自重，即g=270kg/片(3m),所以三片组为：g=2.73/3=2.7KN/m，计算简化模式图所示： 三排单层贝雷架截面参数及特52、性：经midas电算弯矩图：弯矩图如下：剪力图如下：变形图如下：后锚点拉杆拉力图由以上电算可知：、，最大挠度，即前吊点位置扰度，后锚点拉力为、（2）结果分析强度分析三排单层贝雷架的容许内力： ， 故： 合格 合格吊杆拉力分析吊杆工地实际选用精轧螺纹钢筋，直径32m。拉杆所需截面积：，精轧螺纹钢筋的吊杆，则，合格所以：吊杆是安全的4.6.2.3 挂篮后上横梁计算 荷载计算及结构分析后上横梁由2I32a工字钢组成，荷载主要是挂篮主桁后锚点的支反力，由4.6.2.2挂篮主桁计算可知后锚点较大的支反力：；主桁后锚拉杆位置相当于支座，考虑工字钢自重，挂篮解体段施工工况作为计算依据，建立力学模型如下图所示：2I32a工字钢截面参数：经电算知：、，最大挠度各支点支反力为： 截面正应力，合格 剪应力验算 ，合格 刚度验算，合格4.6.2.4 挂篮空载抗倾覆计算挂篮空载时主要是指挂篮前移时的工况，现计划每组紧挨着挂篮后上横梁设有1.0m1.0m2.4m砼配重块，自重60KN；前上横梁及吊挂系统在每组横梁形成集中荷载13.19KN；两个后上横梁及锚固系统自重在每组横梁形成集中荷载均为9.14KN；6片挂篮主桁自重形成均布荷载5.4kN/m。建立力学模型如下图所示: