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特大桥三角挂篮设计计算单简介

本设计计算单针对某特大桥主梁悬浇施工所采用的三角挂篮结构进行系统计算与验算。挂篮作为悬臂浇筑法中的关键设备，其结构安全性、刚度及稳定性直接影响施工质量与安全。

计算结果表明，挂篮在最不利工况下各项指标均满足规范要求，最大变形控制在允许范围内，结构安全可靠。本计算单为挂篮加工、安装、使用及验收提供了理论依据和技术支持，确保桥梁悬浇施工顺利进行。

绘制三角主桁在＝1单独作用的弯距图()图（图16）sh-t3005-2016石油化工自动化仪表选型设计规范，以及在荷载N15单独作用下的弯距图图（图17）。

在多余未知力X1作用下的图中，取节点D则：

在N15单独作用下的图中，杆件轴力均为零，只有杆AC受弯，相当于简支悬臂梁受杆端集中力。则有：

=483.60×4.75=2297.10 KN·m

=483.60×0.475=229.71 KN·m

利用叠加原理，有：

=－990.7×2.14＋2297.1=177 KN·m(上缘受拉)

＝－990.7×0+229.71=229.71 KN·m(上缘受拉)

= =－990.7×(－0.759)+0=＋751.94 KN(拉杆)

此时，可绘制在N15作用下，三角主桁的内力图(M及N图)，见图18

对三角主桁各杆件进行受力检验：

2、主梁检算（压弯杆）

主梁截面如图19，主梁选用2I45b工字钢（加15mm钢板），截面特性：

，属于弯矩作用平面内的总体稳定问题，查表，构件截面为3＃钢b类，，略去轴力、竖向变形引起的附加弯矩、横向施工荷载弯距产生的应力，则：

挠度计算：（主梁悬臂端）

利用虚功原理求挠度，绘制在N15＝1时的虚拟弯矩图，见图20：

由图18及图20，有：

2）、斜拉杆销接位置截面消弱处检算：

连接处斜拉杆截面A＝79.834 cm2，销钉孔直径为Φ102mm， [25b的腹板厚度为d＝10mm，则消弱后的截面面积为：

因此，拉杆孔消弱处不需加设加强钢板。

（九）、滑道检算（挂篮走行时）：

滑道采用2I22b工字钢，截面见图21。在滑道上缘加焊15cm×1.5cm钢板2块，则：

假设在挂篮滑移过程中，挂篮整体自重G均由三角主桁的主梁承受(不考虑三角主桁自重，其自重通过后下横梁、滑道直接传递至箱梁顶)，且每个主梁前端承受的力为N15＇=G/2。挂篮整体自重考虑以下荷载：

底模系统重G1＝底模板＋底模纵梁＋后下横梁＋前下横梁

外侧模系统重G2=侧模面板及支架＋滑梁＋紧固梁

内模系统重G3=内模面板及支架＋滑梁＋腹板内模

前上横梁重G4＝20.24KN

平联及吊杆重G5＝10KN

则每个主梁前端承受的力为N15＇=G/2＝（G1+G2+G3+G4+G5）/2=207.21KN

该集中力通过主桁传递至后支腿走行轮及立柱底滑块，滑块部位滑道受压力，后走行轮部位滑道受拉力。

挂篮滑移过程中主梁受力图示如图22：

由上图，可计算出滑道在后走行系统作用下所承受的拉力N16为：

N16=N15×4.75/4=246.06 KN

后走行系统轮压作用下滑道工钢外缘板受力计算：

单轮作用于外缘板均布荷载：

（十）、后走形挂钩及销轴检算：

1、后走行挂钩钢板计算：

后走形挂钩由焊接于主梁后端的钢板挂钩组成，每个主梁工钢腹板一侧有4片1.5cm厚的钢板组成一组挂钩，具体见构件详图。

空载走行时，一个后支腿所受的最大反力为N16=246.06 KN，一个走行装置4组走行挂钩，一组走行挂钩由4片钢板组成，则一片挂钩钢板受力为： ，受力如图23：

2、三角主桁斜拉杆销轴计算：

选用Φ100，采用45＃钢，，长度为28cm，因其为短轴，只需检验抗剪即可。绘制斜拉杆销轴受力简图，并根据同济启明星计算软件，绘制剪力图，见图24：

图24：斜拉杆销轴受力分析图

3、滑梁滑轮销轴计算：

侧模滑轮承担侧模系统、底模系统等荷载传来的集中力（单轮），滑轮销轴直径Φ60(中间17cm为Φ60mm，两端为Φ45mm)，材质45＃钢，长度为43.4cm，销轴两端支点间距为27cm。承受集中力N11＇＝42.10 KN（内侧滑梁吊轮支反力N13＇＝20.30 KN< 外侧滑梁吊轮支反力N11＇，故吊轮计算只考虑N11＇情况）,受力图示如图25：

侧模滑轮架由槽钢 [18槽钢做成框架，材质A3钢，承受集中力N11＇＝42.10 KN，具体构造见侧模滑梁吊轮组装图。截面特性如下：

销轴处槽钢腹板处净截面：

则每侧框架销轴处槽钢腹板处拉应力：

（十一）、高强精轧螺纹钢吊杆计算：

由前上横梁知，前吊杆最大反力为前下横梁吊杆N6＝256.10 KN，采用Ⅳ级精轧螺纹钢，截面特性：

Φ32精轧螺纹钢抗拉强度为550MPa，则

则前吊杆最小抗拉安全系数：

在砼浇注施工状态下，后下横梁在底板额两个后锚杆N8为最大反力，每个锚杆最大拉力为N8＝275.50 KN，则

则后锚杆最小抗拉安全系数：

3、高强精轧螺纹钢吊杆用吊耳计算：

外墙胶粉聚苯颗粒保温施工方案吊耳最大反力为前下横梁吊杆支反力N6＝256.10 KN。吊耳具体构造见挂篮设计图“横梁吊杆连接座及垫板”。

吊耳销轴Φ50，总长为22cm，吊耳支点间距为12cm，前下横梁吊杆连接板间距为7.6cm。材质45＃钢，设前下横梁吊杆连接板反力为N18。受力如图26：

实际操作中，为了确保安全，前下横梁N6吊点处，采用双四级钢吊杆，具体见挂篮总体图。

1、广珠城际施图（通桥）－Ⅷ，（57＋10＋57）m连续梁图，06年8月份，铁道第四勘察设计院；

2、《工程结构设计原理》，曹双寅主编，东南大学出版社；

3、《材料力学》，翟振东、石晶主编，中国建筑工业出版社；

4、《实用土木工程手册》，杨文渊主编，人民交通出版社；

5、《路桥施工计算手册》甘肃全圣房地产3#土方施工方案，周兴、何姚益、邹毅松等编著，人民交通出版社；

6、《结构力学》（上下册），刘金春主编，中国建材工业出版社。