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1、綿陽二環路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段青義涪江大橋現澆箱梁菱形掛籃計算書四川公路橋梁建設集團有限公司綿陽二環路三期綿鹽、石馬、青義大橋合同段項目經理部二一三年六月十七日1、掛籃概況四川綿陽青義涪江特大橋連續梁掛籃總體布置圖如圖1和圖2所示。由于掛籃受力明確，底板縱梁為簡支結構，荷載由前后下橫梁承擔，通過吊桿傳遞到主構架上，故不需要建立整體模型，本檢算報告針對實際情況，針對各個構件建立計算模型進行檢算。掛籃主要由三個系統組成：主桁承重系統、底籃和模板系統、走行系統。（1）主桁承重系統：主桁與前后橫梁、行走裝置、錨固裝置、懸吊分配梁等。（2）底籃和模板系統：底籃、外模、內模、端模和工作平臺等。（2、3）走行系統：行走滑軌、滑梁小車、后錨等。圖1 掛籃側面圖圖2 掛籃正面圖2、檢算依據（1） 青義涪江特大橋施工圖（2） 公路橋涵施工規范JTJ2004（3） 鋼結構設計規范GB50017-2003（4） 混凝土結構設計規范GB50010-20023、檢算工況荷載組合為：混凝土自重+超載+動力附加荷載+人群機具荷載+掛籃自重+模板自重。3.1 檢算工況 根據試算結果，1#塊澆筑成型工況，為掛籃受力最不利荷載工況，所以本檢算以1#塊重量來進行掛籃結構件檢算。根據設計圖紙，1#塊段最大長度為3.2m，最大梁高為8.76米，混凝土自重為82.75*2.65，該工況下驗算掛籃底籃、后吊點系統、掛籃主桁3、及前吊點系統。此工況下后吊點系統受力最大。在該工況下驗算掛籃行走系統及掛籃系統的穩定性。3.2 荷載組合荷載組合：1#梁段混凝土自重+超載+動力附加荷載+掛籃自重+人群和機具荷載；荷載組合II：掛籃自重+沖擊附加荷載；荷載組合用于掛籃承重系統強度和穩定性計算；荷載組合II用于掛籃行走計算。4、設計參數及荷載取值（1） 材料參數鋼筋砼容重G砼=26.5kN/m3；彈性模量E鋼=2.0105Mpa材料容許應力：Q235鋼w=145 Mpa，=85 Mpa16Mn鋼w=305 Mpa （2） 荷載系數超載系數為：K1=1.05；混凝土澆筑時的動力系數：K2=1.2；掛籃行走沖擊系數：K3=1.3：掛4、籃行走時的安全系數為K4=1.2；施工活載考慮如下因素：1） 施工人員、施工料具、運輸荷載，按2.0kN/m2計；2） 水平模板的砼振搗荷載，按2.0kN/m2計；3） 傾倒混凝土沖擊荷載，按2.0kN/m2計。（3）掛籃自重掛籃按照不同的構件分別計入。（4）檢算模型建立本檢算采用Midas civil 2010進行整體建模分析，然后分部位對各桿件進行局部分析的方式進行說明：整體模型如下圖示：圖3 掛籃整體建模立體圖5 底模系統檢算底模縱梁為NH350*175*6*10型H型鋼，腹板下設置5根，間距0.3米,其它底板下設5根間距為1.05m，經過分析,在澆筑1#塊砼時底縱梁受到最不利荷載,所以5、采用在澆筑1#塊混凝土的工況下對底模縱梁進行檢算。5.1 腹板下縱梁腹板重量由5根NH350*175*6*10型H型鋼縱梁承擔荷載，1號塊腹板厚度為0.75m，塊段兩側梁高為8.76。則每根縱梁均布砼寬度為0.18m,則腹板下每道縱梁承受荷載：腹板處混凝土自重(線荷載)=0.1826.58.76*1.2=50.14kN/m；施工活荷載：=0.36.0=1.8 kN/m；底模（底板鋼模取1.00 kN/m2）：=0.31.00=0.3kN/m；構件自重在程序中自動計入。荷載總計：=50.14+1.8+0.3=52.24kN/m。采用MIDAS計算結果如圖3所示。圖4 1號塊施工階段腹板下底縱梁計6、算結果（a） 變形圖圖5 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結果（b）剪力圖圖6 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結果（c）彎矩圖圖7 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結果（d）剪應力圖圖8 1號塊施工階段腹板下底縱梁計算結果（e）最大應力圖最大彎曲應力：=143MPa=215MPa；最大剪應力：=33.9MPa=80MPa；最大變形：8.1mm=4200/400=10.5mm；1號塊施工階段腹板下底縱梁的彎曲應力、剪切應力及變形均滿足要求。5.2底板下縱梁底板下普通縱梁NH350*175*6*10型H型鋼間距按照1.05m計算，底板下縱梁承受底板混凝土自重及施工活載，承受荷載：底板混凝土自重=1.07、50.873*26.51.2=30.6kN/m；施工活荷載：=1.056.0=6.3kN/m；底模（底板鋼模1.00 kN/m2）：=1.051.00=1.05kN/m；構件自重在程序中自動計入。荷載總計：=37.95 kN/m。由些可以看出，同種型號的工字鋼，底板處受到的均面荷載小于腹板下工字鋼，此處可以略去檢算過程。根據以上檢算結果推知，底板處縱梁能夠滿足最不利施工工況受力要求。6、下橫梁檢算6.1 前下橫梁檢算前下橫梁采用Q235B的32組焊而成，在施工1號塊時受力最大，腹板下每根縱梁向前下橫梁傳遞的荷載為-81.2kN，在底板下縱梁向前下橫梁傳遞的荷載為-44.3kN，采用MIDAS建8、模計算，前下橫梁檢算結果如圖7所示。圖9 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（a） 變形圖圖10 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（b） 剪力圖圖11 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（c） 彎矩圖圖12 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（d）剪應力圖 圖13 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（e）最大應力圖最大彎曲應力：=109.9MPa=215MPa；最大剪應力：=34.1MPa=80MPa；最大變形：6.8mm=4800/400=12mm；6.2 后下橫梁檢算后下橫梁采用Q235b的II45組焊而成，在施工1號塊時受力最大，每根腹板下縱梁傳遞到后下橫梁的荷載為-83kN，由底板下縱梁傳遞的荷載為-49、6kN，后下橫梁計算結果如圖8所示。計算結果如圖8所示。圖14 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（a） 變形圖圖15 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（b） 剪應力圖圖16 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（c） 剪力圖圖17 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（d）彎矩應力圖圖18 1號塊施工階段前下橫梁計算結果（e） 彎矩圖最大彎曲應力：=146MPa=215MPa；最大剪應力：=56.6MPa=80MPa；最大變形：16mm=8000/400=20mm；1號塊施工階段底板下前下橫梁的彎曲應力、剪切應力及變形均滿足要求。7、滑梁檢算7.1 外滑梁外滑梁由內側滑梁（232）和外側輔梁（II18b）組成10、的檢算分兩種工況，第一種是承擔外側模板及翼緣板混凝土的自重；第二種工況是走行時，外滑梁需要承受底平臺吊掛集中載和外側模模板自重。檢算如下：第一種工況，通過試算，在這種工況下，外側滑梁受力最不利，在施工至4米節段時走行時，外側滑受力最大，受力如下：荷載總計：=23.2kN/m。外滑梁外側滑梁計算結果如圖9所示。圖19 1號塊施工階段外滑梁計算結果（a）變形圖圖20 1號塊施工階段外滑梁計算結果（b） 剪應力圖圖21 1號塊施工階段外滑梁計算結果（c）組合應力圖最大彎曲應力：=133MPa=215MPa；最大剪應力：=14.8MPa=80MPa；最大變形：18.8mm=8000/40020mm；第11、二種工況是走行時，外滑梁32需要承受底平臺吊掛集中載和外側模模板自重。外梁在底平臺吊掛集中荷載處在滑梁中部時最不利，集中荷載48KN,外側模均布荷載為17KN/m計算結果如下：圖22 1號塊施工階段外滑梁計算結果（a） 變形圖圖23 1號塊施工階段外滑梁計算結果（b） 剪應力圖圖24 1號塊施工階段外滑梁計算結果（c）組合應力圖最大彎曲應力：=131MPa=215MPa；最大剪應力：=11MPa=80MPa；最大變形：16.2mm=8000/40020mm；綜上,外滑梁強度滿足要求！7.2 內滑梁內梁梁與外滑梁大小一樣,采用兩根32組焊而成，在澆筑4米長節段時受力更大，均布荷載為-53.16K12、N/m,側計算結果見下圖: 圖25 1號塊施工階段內滑梁計算結果（a） 變形圖圖26 1號塊施工階段內滑梁計算結果（b） 剪應力圖圖27 1號塊施工階段內滑梁計算結果（c）組合應力圖最大彎曲應力：=127MPa=215MPa；最大剪應力：=20.9MPa=80MPa；最大變形：8.2mm=8000/40020mm；所以內滑梁滿足受力要求。8、前上橫梁檢算前上橫梁采用Q235b的II56加強型疊合梁，支撐在主桁架上，承受由前下橫梁、內外滑梁傳遞的豎向荷載，施工1號塊時前上橫梁受力較大，荷載如下：前下橫梁外吊桿傳遞的豎向荷載：136KN；前下橫梁內吊桿傳遞的豎向荷載：317KN；內滑梁傳遞的荷載：13、71kN；外滑梁傳遞的荷載：61.8kN和61.8kN。前上橫梁計算結果如圖11所示。圖28 1號塊施工階段前上橫梁計算結果（a） 變形圖圖29 1號塊施工階段前上橫梁計算結果（b） 剪應力圖圖30 1號塊施工階段前上橫梁計算結果（c） 彎曲應力圖最大彎曲應力：=134MPa=215MPa；最大剪應力：=68MPa=80MPa；最大變形：15mm=7000/400=17.5mm；前上橫梁強度滿足要求！9、主構架檢算9.1主桁桿件檢算主構架承擔前上橫梁傳遞的豎向荷載，荷載值為570kN。主構架均由Q345b的（228b）組焊而成，計算結果如圖12所示。圖31 1號塊施工階段主桁計算結果（a） 變14、形圖 圖32 1號塊施工階段主桁計算結果（b） 軸力圖圖33 1號塊施工階段主桁計算結果（c） 剪應力圖圖34 1號塊施工階段主桁計算結果（d） 最大應力圖圖35 1號塊施工階段主桁計算結果（e） 支點反力圖主桁最大彎曲應力：=123MPa=145MPa；最大剪應力：=5.4MPa=80MPa；最大變形：15.5mm2 掛籃灌注混凝土時的抗傾覆系數大于2。12、掛籃行走階段抗傾覆驗算12.1 傾覆力矩計算底模平臺自重：=180kN內模自重：=40kN外模自重：=140kN菱形主桁架：=70kN風壓：=0.5kN/m2，風載傾覆彎矩=5.605kNm。傾覆力矩：=2800kNm。后支座反力：=215、800/4=700kN走行傾覆力：=700kN12.2 走行抗傾覆檢算走行系統為后鉤輪滾動走行后鉤系統為銷軸結構, 為50鉻銷軸雙剪結構容許剪應力能提供的抗傾覆力為: 3.14*25*25*325*4=2551KN；抗傾覆安全系數：=2551/700=3.62滿足走行時的抗傾覆要求。13、銷軸檢算12.1主桁銷軸檢算主桁各桿件連接采用80鉻銷軸，根據主桁軸力圖知：銷軸最大受力為1138KN，銷軸受雙剪，所以銷軸在最大軸力下的最大剪應力為：max=N/2A=113MPa=160MPa；銷軸強度滿足要求!12.2吊帶銷軸吊帶銷軸采用50鉻銷軸,根據后下橫梁受力圖知：銷軸最大受力為455.5KN, 銷軸受雙剪，所以銷軸在最大軸力下的最大剪應力為：max=N/2A=116MPa=160MPa；所以吊帶銷軸滿足受力要求！14掛籃檢算結論對青義涪江特大橋懸臂施工采用的掛籃進行了強度及剛度檢算，得出如下結論：（1） 掛籃主桁架強度及剛度滿足要求，可滿足懸臂施工的需要；（2） 掛籃下后橫梁滿足強度及剛度要求；（3） 掛籃前下橫梁及掛籃上橫梁滿足強度及剛度要求；（4） 掛籃后錨點錨固精軋螺紋鋼筋滿足強度要求；（5） 掛籃行走系統滿足強度要求；（6） 掛籃澆筑混凝土時，后錨點及行走系統的抗傾覆系數均大于2，滿足抗傾覆要求。