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双线菱形挂篮计算书


挂 篮 计 算 书





第一章 设计计算说明..................................................................................................................... 1 1.1 计算依据.....

....................................................................................................................... 1 1.2 工程概况............................................................................................................................ 1 1.3 挂篮设计........................................................................................................................... 2 1.3.1 主要技术参数 ....................................................................................................... 2 1.3.2 挂篮构造............................................................................................................... 2 1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 ................................................................................... 2 1.3.4 内力符号规定 ....................................................................................................... 3 1.3.5 载荷分配情况 ....................................................................................................... 3 第二章 挂篮结构的强度计算 ....................................................................................................... 5 2.1 荷载组合Ⅰ:混凝土重量+振动力+挂篮自重+施工机具及人群荷载 .......................... 5 2.1.1 荷载情况................................................................................................................ 5 2.1.2 结果分析................................................................................................................ 6 2.2 荷载组合Ⅱ(混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具及人群荷载) ................ 12 2.2.1 荷载情况.............................................................................................................. 12 2.2.2 结果分析.............................................................................................................. 13 2.3 荷载组合Ⅲ(混凝土重量+挂篮自重+风载) .................................................................. 16 2.3.1 荷载情况.............................................................................................................. 16 2.3.2 结果分析.............................................................................................................. 16 2.4 荷载组合Ⅳ (挂篮前行工况:挂篮自重+冲击荷载+风载) ....................................... 17 2.4.1 荷载情况............................................................................................................. 17 2.4.2 结果分析............................................................................................................. 18 2.5 荷载组合Ⅴ(挂篮后退工况: 挂篮自重 (去掉内模及内模滑梁) +冲击附加荷载 (0.3 ×挂篮自重)+风载)............................................................................................................. 19 2.5.1 荷载情况............................................................................................................. 19 2.5.2 结果分析............................................................................................................. 20 2.6 主桁杆件强度验算及结论 ............................................................................................. 21 第三章 挂篮结构的刚度计算 ..................................................................................................... 25 3.1 荷载组合Ⅵ:混凝土重量+挂篮自重+施工机具及人群荷载 ...................................... 25 3.1.1 荷载情况.............................................................................................................. 25 3.1.2 结果分析.............................................................................................................. 25 3.2 刚度验算结论.................................................................................................................. 29 第四章 挂篮抗倾覆计算............................................................................................................... 30 4.1 混凝土浇筑时的抗倾覆计算 .......................................................................................... 30 4.2 挂篮前行工况的抗倾覆计算 (荷载组合Ⅳ:挂篮自重+冲击荷载+风载) ................ 32 4.2.1 荷载情况............................................................................................................. 32
I

4.2.2 结果分析............................................................................................................. 33 4.3 挂篮后退工况的抗倾覆计算 (荷载组合Ⅴ:挂篮自重(去掉内模及内模滑梁)+冲 击附加荷载(0.3×挂篮自重)+风载) ............................................................................... 34 4.3.1 荷载情况............................................................................................................. 34 4.3.2 结果分析............................................................................................................. 34

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第一章 设计计算说明
1.1 计算依据
1.《路桥施工计算手册》 2.《钢结构设计规范》GBJ17-88; 3.《实用土木工程手册》(第三版) 4.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000) 5.《材料力学》(上、下册) 6.《结构力学》(上、下册)

1.2 工程概况
本桥为 40+64+40m 的单箱室连续梁。箱梁顶宽 12m,翼缘板长 2.65m,支 点处梁高 3.05m,梁高及底板厚按照二次抛物线变化。腹板厚 80cm~48cm,底板 厚 80cm~40cm,顶板厚度 40cm。 箱梁 0#块梁段长度为 9m,合拢段长度为 2m,边跨直线段长度 7.75m ;0# 块梁段采用现行浇筑,从 1#开始使用挂蓝浇筑,1#重量为 129.4t,顶板厚 40cm, 腹板厚 80cm,底板厚 75~70.3cm,由于在浇筑过程中,腹板左右高度不同会产生 平衡,考虑不平衡高度为 1m 时各杆受力情况,混凝土最重为 4#,重量为 150t, 顶板厚 40cm, 腹板厚 80cm~64cm,底板厚度 53.2~59.8cm,见图 1-1。 大桥箱梁悬臂浇筑段采用菱形挂篮施工。

图 1-1 混凝土梁段划分

1

1.3 挂篮设计
1.3.1 主要技术参数 (1)砼自重 (2)钢弹性模量 (3)材料容许应力: GC=26 kN/m ; Es=2.1×105 MPa;
3

1.3.2 挂篮构造 挂篮为菱形挂篮,菱形桁片由 2[32a 普通热轧槽钢组成的格构式构件,前横 梁由 2I40 普通热轧工字钢组成焊接箱型截面,底托系统前后横梁由 2I36a 普通 热轧槽钢组成焊接箱型截面,底模底板下加强纵梁为 I28 普通热轧工字钢,吊杆 采用φ32 精轧螺纹钢。 各部重量: 主构架 11t, 走行及后锚 5.5t, 前横梁 3.1t, 外侧模和底模 12t, 底托系统 11t,内模支架 2.5t,内滑梁及提吊系统 2.6t,外侧模提梁系统 2.8t。 整个挂篮系统重 51.5t,自重与载荷比为(以 4#为例)0.343:1。 1.3.3 挂篮计算设计荷载及组合 (1)荷载系数 依据交通部颁发的公路桥涵设计和施工规范,荷载系数取值如下: 考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数:1.05; 浇筑混凝土时的动力系数:1.2; 挂篮空载行走时的冲击系数 1.3; 浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数:2.0; 挂篮正常使用时采用的安全系数为 1.2。 (2)作用于挂篮主桁的荷载 箱梁荷载:箱梁荷载取 4#块计算。4#块段长度为 3m,重量为 144t; 施工机具及人群荷载:2.5kPa;

2

倾倒和振捣混凝土产生的荷载:4 kPa; 挂篮自重:51.5 t; 悬吊装置自重:主桁架前横梁上 8 个悬吊点,共计 0.25 t×8; 混凝土偏载:箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取 5m3 混凝土,重量 13t。 风载:1000 Pa,取沿海地区最大风载荷。 (3)荷载组合 荷载组合Ⅰ:混凝土重量+振动力+挂篮自重+施工机具及人群荷载; 荷载组合Ⅱ:混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具及人群荷载; 荷载组合Ⅲ:混凝土重量+挂篮自重+风载; 荷载组合Ⅳ:挂篮前行,挂篮自重+冲击附加荷载(0.3×挂篮自重)+风载; 荷载组合Ⅴ:挂篮后退,挂篮自重(去掉内模及内模滑梁)+冲击附加荷载 (0.3×挂篮自重)+风载; 荷载组合Ⅵ:混凝土重量+挂篮自重+施工机具及人群荷载。 荷载组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用于挂篮结构的强度和稳定性计算;荷载组合Ⅳ、Ⅴ用 于挂篮系统行走计算,荷载组合Ⅵ用于刚度计算(稳定变形)计算。 所有荷载均按照线载荷施加。 1.3.4 内力符号规定 轴力:拉力为正,压力为负; 应力:拉应力为正,压应力为负; 其它内力规定同结构力学的规定。 1.3.5 载荷分配情况 (1)混凝土荷载分析 按照模板纵梁的位置,将 4#梁体混凝土前、后截面划分成如图 1-2 共 8 部 分。翼模分为两部分由两根翼模下纵梁承担;腹板部分对应荷载由腹板下 4 跟纵 梁均匀承担; 考虑到模板的影响, 倒角处顶底板混凝土均有该处地板下纵梁承担; 底板其余部分分为 5 块,由其下对应 5 跟纵梁承担;其余顶板部分分为两块由内 模两根滑梁承担。
3

图 1-2 4#梁前截面划分

(2)挂篮自重荷载分析 挂篮自重共分为三部分,包括主结构部分、模板及侧模支撑桁架部分,前端 悬吊机构。其中主结构部分按自重施加同时考虑焊接及连接等,模板部分同上分 块按荷载施加,前端悬吊机构按集中荷载考虑施加到前横梁上。 (3)施工机具及人员荷载
2 施工机具及人员按 2.5kN/m 计算,计算时按梁宽及梁节长度计算,最后分

块施加到对应纵梁上。 (4)风载:1000 Pa,取沿海地区最大风载荷。 (5)其它荷载分析 倾倒和振捣混凝土产生的荷载:4kN/m2;施加方法同上。 混凝土偏载:箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取 5m3 混凝土,重量 13t 计算。施 加方法同混凝土自重部分,只是一侧加载总量减少 13t。

4

第二章

挂篮结构的强度计算

计算采用有限元软件 MIDAS/civil V 6.7.1 进行计算,计算采用整体模型, 除吊杆外均采用梁单元,吊杆采用杆单元模拟,主桁架各节点的连接释放销轴的 自由度,计算模型如图 2-1 所示。

图 2-1 挂篮整体计算模型

2.1 荷载组合Ⅰ:
2.1.1 荷载情况 该工况主要用来计算挂篮的主桁承重系统强度和稳定性。此种荷载组合适用 于挂篮混凝土浇筑要结束前的一种最不利荷载工况,此时所有混凝土浇筑完毕 (考虑混凝土胀模的影响)q1=1.05×G
混凝土

,振动系统仍然在振捣,所以还要考

虑挂篮施工的动力附加荷载,人员机具仍在施工,因而挂篮结构还要承受人员机 具荷载。 计算模型如图 2-2。

5

图 2-2 荷载组合 I 计算模型

2.1.2 结果分析 (1) 底托系统最大弯矩及最大剪力出现在后横梁后锚位置,最大弯矩值为 138.5kN·m,最大剪力为 235.3kN,如图 2-3,2-4。 最大应力为 142.4MPa,如图 2-5。 说明:此处计算结果比实际应力值偏大,主要原因是顶板一部分荷载假设作 用在此纵梁上(见混凝土分块图Ⅳ),实际该纵梁没有全部承担,顶板部分混凝 土应该由此处底模纵梁、内模滑梁及腹板对应处纵梁共同承担。所以实际结构底 托系统应力应稍小于该计算结果。

6

图 2-3 荷载组合 I 底托系统弯矩图

图 2-4 荷载组合 I 底托系统剪力图

7

图 2-5 荷载组合 I 底托系统应力图

(2) 侧模支撑纵梁及内模滑梁最大弯矩为 110.5kN·m,最大剪力 90.2kN,最 大应力为 83.6MPa,如图 2-6-、2-7、2-8。

图 2-6 荷载组合 I 侧模支撑纵梁及内模滑梁弯矩图

8

图 2-7 荷载组合 I 侧模支撑纵梁及内模滑梁剪力图

图 2-8 荷载组合 I 侧模支撑纵梁及内模滑梁应力图

9

(3) 前横梁最大弯矩为 329.4kN· 最大剪力 377.4kN, m, 最大应力为 88.3MPa, 如图 2-9。

图 2-9 荷载组合 I 上横梁计算结果

(4) 主桁架计算结果:主桁架单元编号如图 2-10。
2#

3# 4# 1#

5#

图 2-10

主桁架单元编号

计算结果见表 2-1(单位:kN、kN·m)。
表 2-1 主桁架单元计算结果 单元号 1# 2# 3# 4# 5# 轴力 1.23E+03 807.89768 -1.07E+03 -917.4886 -847.1642 剪切-y 0.18284 -0.6461 -2.72654 0.19875 0 剪切-z -1.66204 -2.29686 2.29686 -0.73409 1.68749 扭矩 -0.08378 3.41157 -2.43167 0.6648 0 弯矩-y 0 0 0 1.12772 0 弯矩-z 0.49474 -2.99196 11.35555 0 0

(5) 吊杆计算结果如图 2-11,最大轴向力为 139.8 kN。
10

图 2-11 荷载组合 I 吊杆计算结果

后锚点反力如图 2-12 所示。

图 2-12 荷载组合 I 后锚点反力

11

由图 2-11 可知,最大吊杆轴向力为 139.8 kN,而底模后横梁后锚点最大支 反力为 308.8 kN,因后锚点同样采用φ32 精轧螺纹钢(735 级)锚固,所以所 有吊杆的最大轴力为 308.8 kN,最大轴向应力σ=308.9/π/(32/2) =384MPa<735 MPa,安全储备量为=1.9。其它吊杆安全储备均大于 1.9。 (6)横向联结桁架在该荷载组合下杆件内力均较小,最大应力仅 32.3MPa, 如图 2-13。
2

图 2-13 荷载组合 I 横向联结桁架应力

2.2 荷载组合Ⅱ
2.2.1 荷载情况 该荷载组合适用于挂篮混凝土浇筑过程中的一种最不利荷载工况, 此时假定 一侧混凝土浇筑完毕(考虑混凝土胀模的影响)q1=1.05×G
混凝土

,另一侧尚未浇

筑完,两侧相差混凝土总量约 13t,人员机具仍在施工,因而挂篮结构还要承受 人员机具荷载。 计算模型见图 2-13,该荷载组合与与载荷组合Ⅰ相比较,只是一侧腹板处混 凝土荷载总量减少 13t,其余荷载相同。
12

2.2.2 结果分析 (1) 底托系统最大弯矩及最大剪力出现在后横梁后锚位置同荷载组合 I, 最大弯矩值为 118.4kN·m,最大剪力为 193.1kN。 最大应力出现在混凝土偏多腹板内侧的底托系统纵梁跨中位置,最大值为 113.9MPa。如图 2-13。

图 2-13 组合Ⅱ底托系统最大应力

(2)侧模支撑纵梁及内模滑梁最大弯矩为 86.1kN·m,最大剪力 70.3kN,所 有最大值位置同荷载组合 I。最大应力为 61.6MPa,如图 2-14。

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图 2-14 组合Ⅱ侧模支撑纵梁及内模滑梁应力图

(3)前横梁最大弯矩为 261.2kN· 最大剪力 301.4kN, m, 最大应力为 69.2MPa, 最大位置均在混凝土较多侧主桁架支撑处如图 2-15 所示。

图 2-15 组合Ⅱ上横梁计算结果

(4)主桁架计算结果: 计算结果见表 2-2(单位:kN、kN·m)。

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表 2-2 主桁架单元计算结果 单元号 1# 2# 3# 4# 5# 轴力 984.92733 650.213 -855.06327 -735.84236 -677.15459 剪切-y -0.9738 0.70925 -1.33867 -0.05909 0 剪切-z 1.70547 -2.29686 2.29686 -0.30091 1.68749 扭矩 0.09095 -2.0026 -1.23873 0.7979 0 弯矩-y 0 0 0 0.15227 0 弯矩-z 2.41374 2.09313 6.39318 0 0

(5) 吊杆计算方法同组合 I,偏重侧底横梁后锚吊杆轴向力最大,其值为 265.5kN,最大轴向应力σ=265.5/π/(32/2) =330MPa<735 MPa,安全储备量为 2.2。其它吊杆安全储备均大于 2.2。 (6)横向联结桁架 该载荷组合下,由于偏载的存在,使得横向联结桁架在混凝土偏重侧应力较 大,如图 2-16。
2

图 2-16 组合Ⅱ横向联结桁架应力

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2.3 荷载组合Ⅲ
2.3.1 荷载情况 该荷载组合适用于挂篮混凝土浇筑完毕后出现大风情况,此时荷载包括混凝 土自重(考虑混凝土胀模的影响)q1=1.05×G 混凝土,挂篮自重及风荷载。 2.3.2 结果分析 该组合主要针对风载作用时对主桁架、横向联结桁架的影响。 (1)主桁架计算结果: 计算结果见表 2-3(单位:kN、kN·m)。
表 2-3 主桁架单元计算结果 单元号 1# 2# 3# 4# 5# 轴力 909.87314 597.98805 -791.58922 -681.50653 -624.18206 剪切-y 0.62114 -0.5551 2.25377 -0.06015 0 剪切-z 1.69606 -2.29686 -2.29686 1.4644 1.68749 扭矩 0.1798 2.71613 2.07523 -0.5943 0 弯矩-y 0 0 0 -1.94733 0 弯矩-z -1.45371 -2.4647 4.51499 0 0

(2)横向联结桁架 该载荷组合下,由于风载的存在,使得横向联结桁架在背风侧应力较大,但 影响很小,如图 2-17。

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图 2-17 组合Ⅲ横向联结桁架应力

2.4 荷载组合Ⅳ
挂篮前行工况:挂篮前移时,主桁靠反压轮扣在轨道上行走,内模落到内滑 梁上滑动。 2.4.1 荷载情况 此载荷组合下挂篮自重包括主桁架、 底侧模板、 内模、 吊具等重量。 特别的, 风载作用于外侧模板处,在本模型中,将其视为加载到外侧模提吊扁担梁和底模 纵梁上。计算模型如图 2-18。

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图 2-18 荷载组合Ⅳ计算模型

2.4.2 结果分析 挂篮前行时,底托后横梁由两侧吊杆悬吊,此时后横梁处于不利荷载工况。 其应力图如图 2-19 所示。最大应力值为 140.9MPa,小于 145 MPa,计算结果表 明,该工况下结构强度满足要求。

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图 2-19 荷载组合Ⅳ挂篮应力图

2.5 荷载组合Ⅴ
根据施工要求,梁体合拢后,挂篮需后退至 0#块。在后退前,内模及内模 滑梁将拆除,其它结构不变。但底托前后横梁均由两侧吊杆悬吊,此时前后横梁 均处于不利荷载工况,需对其进行结构强度计算。 2.5.1 荷载情况 此载荷组合下挂篮自重包括主桁架、 底侧模板、 内模、 吊具等重量。 特别的, 风载作用于外侧模板处,在本模型中,将其视为加载到外侧模提吊扁担梁和底模 纵梁上。其计算模型如图 2-20 所示。

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图 2-20 荷载组合Ⅴ计算模型

2.5.2 结果分析 挂篮后退时,后横梁出现应力最大值,为 148.2MPa,大于 145 MPa,但小于 5%。所以可以认为:该工况下结构强度满足要求。计算结果如图 2-21 所示。

20

图 2-21 荷载组合Ⅴ挂篮应力图

2.6 主桁杆件强度验算及结论 2.6 主桁杆件强度验算及结论
通过以上分析,主桁各杆件最不利荷载为荷载组合Ⅰ。各杆件内力最大值见 表 2-1。 主桁架各杆件均由热轧普通槽钢 2[32a 组成,图 2-22 所示的截面形状,截 面特性如下:

21

y

z

z

y

图 2-22 主桁构件截面示意图

1#和 2#杆件均受拉,杆件长度分别为 5.235m 和 4.9m,应力分别为(忽略弯 矩和剪力的作用) :

1#:

σ= σ=

N 1230000 = = 126.8MPa < [σ ] = 145MPa A 9702.6 (满足要求)

2#:

N 807897.7 = = 83.3MPa < [σ ] = 145MPa A 9702.6

(满足要求)

3#、4#和 5#杆件均为受压杆件,杆件长度分别为 5.235m、3.8m 和 3.6m,因 3#杆件最长且轴力最大,故在此只验算 3#杆件的应力强度及受压稳定性,其轴 力为 1070kN。 3#杆件的长细比为:

λy =

523.5 = 31.9 16.4

缀板间距为 70cm,则单肢对其 1-1 轴的长细比为: [32a 单肢最小回转半径 i=2.5cm,所以:

λ1 = 70 / 2.5 = 28
则换算长细比为:

λoy = λ y2 + λ12 = 31.92 + 282 = 42.4 < [λ ] = 150 (满足要求)

22

λz =

523.5 = 41.9 12.5

查表得到 ? y = 0.889 。 (1)平面内稳定性计算:

σ=
=

β mx M x N + ′ ? A γ xW1X (1 ? 0.8 N / N Ex )

1070000 0.48 × 11300000 + 0.889 × 9702.6 1.0 ×1399600 × (1 ? 0.8 ×1070 /10159) = 124.1 + 4.2 MPa = 128.3 < [σ ] = 145MPa 式中,Mx=11300000 N·m;

β mx =0.65+0.35×M2/M1=0.65-0.35×5.6/11.4=0.48 γ x =1.0
W1X =1399.6 cm3 N=1070 kN ′ N Ex = π 2 EA /(1.1λx2 ) = 10159 kN (2)分肢稳定计算 单肢最大轴向力
N1 = N M X 1070 11.3 × 103 + = + = 569.8 kN 2 C 2 325

式中,分肢中心距 C=325mm。 分肢长度 则长细比

l =700mm,i=25mm

λ=

700 = 28 25

查表, ? =0.943。

σ=

N 569800000 = = 126.2 MPa < [σ ] = 145MPa ? A 0.943 × 4851.3

由上述计算结果可知,主桁架杆件采用槽钢 2[32a 满足要求。

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结论: 结论:
通过对荷载组合Ⅰ 通过对荷载组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的计算分析,挂篮各杆件强度及稳定 的计算分析, 性均满足相关规范要求。 性均满足相关规范要求。

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第三章

挂篮结构的刚度计算

荷载组合Ⅵ 混凝土重量+挂篮自重+ 3.1 荷载组合Ⅵ:混凝土重量+挂篮自重+施工机具及人群荷载
该荷载组合主要用来计算挂篮系统的结构刚度。 3.1.1 荷载情况 此种载荷组合考虑混凝土重量、挂篮自重、施工机具及人群荷载。 计算模型如图 3-1。

图 3-1 荷载组合Ⅵ计算模型

3.1.2 结果分析 该荷载组合下,挂篮变形等值线图见图 3-2。由图可知,变形最大位置为底 托系统前横梁中部,最大值为 25.2 mm。 以下对各部分进行划分分析:

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图 3-2 荷载组合Ⅵ变形等值线图

(1)挂篮主桁架部分 主桁架部分最大变形位于前横梁支点处,最大竖向变形量为 16.9mm。见图 3-3。

图 3-3 挂篮主桁架变形等值线图
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(2)前横梁 如图 3-4 所示,前横梁部分最大变形位于跨中位置,值为 19.9mm,相对变 形值为
?δ = 19.9 ? 16.8 = 3.1mm

挠跨比为

η = 3.1/ 6220 ≈ 1/ 2000
悬臂处最大变形为 18.3mm,相对变形值为:
?δ = 18.3 ? 16.8 = 1.5mm

挠跨比为

η = 1.5 / 3510 ≈ 1/ 2300

图 3-4 挂篮前横梁变形等值线图

(3)侧模支撑纵梁及内模滑梁 如图 3-5 所示,侧模支撑纵梁最大变形值为 17.2mm,相对变形量为 1.9mm; 内模滑梁端部最大变形值为 21.2mm,相对变形量为 2.7mm。

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图 3-5 侧模支撑纵梁及内模滑梁变形等值线图

(4)底托系统 如图 3-6 所示。底托系统前横梁最大变形值为 25.2mm,后横梁最大变形值 为 3mm。

图 3-6 底托系统变形等值线图

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3.2 刚度验算结论
挂篮在此该荷载组合条件下,计算挂篮系统整体和各部件的结构刚度。其变 形最大值情况汇总为表 3-1。 由表 3-1 可以看出,挂篮整体系统变形最大的位置为底托系统后横梁跨中, 值为 25.2mm,而该值为主桁架、前横梁、吊杆及其底托前横梁各部分变形的累 积。 结论:该挂篮结构刚度符合相关要求。
表 3-1 挂篮变形最大值情况汇总表 序号 1 2 3 前横梁 4 5 6 7 底托系统 8 后横梁跨中 3 侧模支撑纵梁 内模滑梁 悬臂端部 端部 端部 前横梁跨中 18.3 17.2 21.2 25.2 1.5 1.9 2.7 即为挂篮变形最 大处 挠跨比 1/2300 部件 挂篮整体系统 主桁架 位置点 底托系统后横梁 跨中 前横梁两个支点 跨中 绝对值/mm 绝对值/mm 25.2 16.9 19.9 3.1 挠跨比 1/2000 相对值/mm 相对值/mm 说 明

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第四章 挂篮抗倾覆计算
挂篮抗倾覆计算包括两部分内容:混凝土浇筑工况和挂篮移动工况,而挂篮 移动工况又分为挂篮前行和后退两种。

混凝土浇筑时的抗倾覆计算 4.1 混凝土浇筑时的抗倾覆计算
在混凝土浇筑时,挂篮主桁架后端通过精轧螺纹钢锚固于已经浇筑好的混 凝土梁体上, 为保证施工安全, 需要验算此种载荷组合下的挂篮后锚点的安全性。 荷载组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ计算结果分别见反力列表 4-1 及图 4-1、图 4-2、图 4-3。
表 4-1 各荷载组合反力列表 组合Ⅰ 组合Ⅰ 节点号 7 9 40 44 79 91 123 125 140 141 153 171 176 177 187 反力合力 FX (kN) 1.68 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.04 0.00 -1.68 -0.12 0.00 0.00 0.00 -0.04 0.00 0.00 FZ (kN) -1574.51 887.18 -53.00 0.00 -90.19 -68.23 -308.75 -111.91 -1574.51 887.18 -53.00 -90.19 -68.23 -308.75 -111.91 -2638.80 组合Ⅱ 组合Ⅱ FX (kN) 1.68 -0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 -0.96 -0.47 0.00 0.00 0.00 -0.05 0.00 0.00 FZ (kN) -1132.82 634.34 -39.92 0.00 -70.31 -47.68 -198.36 -69.87 -1265.78 709.01 -37.67 -70.31 -52.74 -265.44 -91.33 -1998.87 组合Ⅲ 组合Ⅲ FX (kN) 0.69 0.05 -3.38 -6.71 0.00 -3.37 -13.18 0.00 -0.68 -0.06 0.00 0.00 0.00 -4.40 0.00 -31.04 FZ (kN) -1170.34 654.49 -32.47 0.00 -56.95 -44.88 -232.90 -89.06 -1170.52 654.48 -32.40 -56.95 -45.06 -235.94 -89.68 -1948.21

30

图 4-1 荷载组合Ⅰ的反力

图 4-2 荷载组合Ⅱ的反力

31

图 4-3 荷载组合Ⅲ的反力

由以上结果可知,荷载组合 I 时后锚点拉力最大,为 887.2kN。 单侧后锚点采用直径 32mm 的精轧螺纹钢 4 根,则可提供锚固力为

N 提供 = 4 A[σ 螺纹钢 ] = 4 × 3.14 × 322 / 4 × 735 × 10?3 = 2363.3kN
其安全储备为: K = 2363.3/887.2=2.7 故:满足安全要求。

挂篮前行工况的 4.2 挂篮前行工况的抗倾覆计算
挂篮前行工况:挂篮前移时,主桁靠反压轮扣在轨道上行走,内模落到内滑 梁上滑动。 荷载情况 4.2.1 荷载情况 荷载组合Ⅳ:挂篮自重+冲击荷载+风载。

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此载荷组合下挂篮自重包括主桁架、 底侧模板、 内模、 吊具等重量。 特别的, 风载作用于外侧模板处,在本模型中,将其视为加载到外侧模提吊扁担梁和底模 纵梁上。 结果分析 4.2.2 结果分析 计算结果如图 4-4 所示。

2 4 5 6 3 1

图 4-4 挂篮前行工况反力图

反力详细情况见表 4-1。
表 4-1 挂篮前进工况反力表 支点 1 2 3 4 5 6 组合 Fx /k N -50.0572 -4.75158 21.62786 2.143037 -1E-06 -3.8E-05 -31.038 Fz /k N -586.6047 261.97518 -440.3055 177.03261 -14.61579 -14.61577 -617.1339

33

由表 4-1 可知,最大垂向反力发生在主桁架前支点 1 处,为 58.6t。最大横 向反力发生在支点 1 处,为 5 t。 最大拉力出现在主桁架后走行轮 2 处,最大拉力为 26.2t。

4.3 挂篮后退工况的抗倾覆计算 挂篮后退工况的
荷载情况 4.3.1 荷载情况 荷载组合Ⅴ:挂篮自重(去掉内模及内模滑梁)+冲击附加荷载(0.3×挂篮 自重)+风载。 此载荷组合下挂篮自重去掉内模及内模滑梁等重量。 4.3.2 结果分析 计算结果如图 4-5 所示。

4 3

2 1

图 4-5 挂篮后退工况反力图

反力详细情况见表 4-2。
表 4-2 挂篮后退工况反力表
34

支点 1 2 3 4 组合

Fx /kN -66.439 -4.62787 36.05671 3.972222 -31.038

Fz /kN -502.51617 206.231292 -396.14317 158.844388 -533.5833

由表 4-2 可知,最大垂向反力发生在主桁架前支点 1 处,为 50.3t。最大横 向反力发生在支点 3 处,为 3.6t。 最大拉力出现在主桁架后走行轮 2 处,最大拉力为 20.6t。

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