附件2挂篮计算书_2021-2023年优秀施组方案_施工方案_方案06-变截面连续梁挂篮悬臂浇筑施工方案_1、施工方案正文

西宁市七一路西延道路新建项目（七一路连接线）
同仁路北延工程
挂篮计算书
中国建筑一局（集团）有限公司
二 O 二 O 年四月十九日目录
1 设计验算说明 ..................................................................................................................... 1
1.1 设计依据 ................................................................................................................................... 1
1.2 工程概况 ................................................................................................................................... 1
1.3主要技术参数 ............................................................................................................................ 1
1.4 挂篮构造 ................................................................................................................................... 2
1.5挂篮验算设计荷载及组合 ........................................................................................................ 2
1.6 内力符号 规定 ........................................................................................................................ 2
2 挂篮浇筑状态受力分析 ..................................................................................................... 2
2.1 底纵梁荷载分析 ....................................................................................................................... 2
2.1.1 腹板下纵梁荷载 ................................................................................................................ 2
2.1.2 底板下纵梁荷载 ................................................................................................................ 3
2.2导梁荷载分析 ............................................................................................................................ 3
2.2.1 外导梁荷载分析 ................................................................................................................ 3
2.2.2 内导梁荷载分析 ................................................................................................................ 3
2.3浇筑状态主构架建模分析 ........................................................................................................ 4
2.3.1 后锚吊杆验算 .................................................................................................................... 6
2.3.2 主构架挠度验算 ................................................................................................................ 6
2.3.3 主构架应力验算 ................................................................................................................ 6
2.3.4 主构架销轴验算 ................................................................................................................ 6
2.4浇注状态吊杆及吊带验算 ........................................................................................................ 7
2.4.1 吊杆及吊带位移验算 ........................................................................................................ 7
2.4.2 吊杆及吊带应力验算 ........................................................................................................ 7
2.5浇筑状态导梁建模分析 ............................................................................................................ 8
2.5.1 导梁挠度验算 .................................................................................................................... 8
2.5.2 导梁应力验算 .................................................................................................................... 8
2.6浇筑状态底托梁建模分析 ........................................................................................................ 9
2.6.1 底托梁挠度验算 ................................................................................................................ 9
2.6.2 底托梁应力验算 ................................................................................................................ 9
2.7浇筑状态底纵梁建模分析 ...................................................................................................... 10
2.7.1 底纵梁挠度验算 .............................................................................................................. 10
2.7.2 底纵梁应力验算 .............................................................................................................. 103 行走状态建模分析 ........................................................................................................... 11
3.1 主构架空载位移验算 ............................................................................................................. 12
3.2 主构架空载应力验算 ............................................................................................................. 12
3.3 行走状态反扣轮系统分析 ..................................................................................................... 12
3.4行走状态抗倾覆验算 .............................................................................................................. 13
3.4.1 后锚点焊缝验算 .................................................................................................................. 13
3.4.2 后锚点销轴强度验算 ...................................................................................................... 13中国建筑一局（集团）有限公司 西宁市七一路项目挂篮计算书
1 设计验算说明
1.1 设计依据
1、施工方提供的签字确认施工图纸。
2、《钢结构设计规范》（GB50017-2011）；
3、《路桥施工计算手册》；周水兴 人民交通出版社(2001-01出版)；
4、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；
5、《机械设计手册》；成大先 化学工业出版社(2008-04出版)；
6、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）；
7、《锻件用结构钢牌号和力学性能》（GB/T 17107-1997）；
8、《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T 20065-2006）。
1.2 工程概况
本工程为同仁路北延 56.5+95+66.5m 连续梁。中支点梁高 5.8m，边支点梁高 2.7m。挂
篮悬臂浇注箱梁最重块梁段为 1#块，其体积48.7m³，重量约为 129.3t。该连续梁悬臂浇注
段采用菱形挂篮施工。
1.3主要技术参数
G
1、砼自重 C＝26.5KN /m3
2、钢弹性模量Es＝2.1×105MPa；
3、材料强度设验值：
Q235钢 f =215N/mm2， f =125N/mm2；
v
Q345钢 厚度或直径≤16mm，f=310N/mm2， f =180N/mm2
v
厚度或直径>16～35mm，f=295N/mm2，f =215 N/mm2
V
40Cr钢 小于100mm，抗拉735MPa，屈服 540MPa；
100mm~300mm，抗拉685MPa，屈服 490MPa；
300mm~500mm，抗拉685MPa，屈服 440MPa；
500mm~800mm，抗拉590MPa，屈服 345MPa.
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剪切力=安全系数*0.6*抗拉强度 安全系数=1.3(一般) 2.5(特殊)
1.4 挂篮构造
挂篮为菱形挂篮，菱形架各杆件采用双[32#普通热轧槽钢组焊，前横梁及前后托梁均
由双I40工字钢组焊，中门架由□120x120方管与□120x60方管组焊，底纵梁采用
HN350*175型钢，导梁采用双[32#槽钢组焊，具体结构形式见图纸。
1.5挂篮验算设计荷载及组合
1）荷载系数
考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；浇筑混凝土动力系数：1.2；恒
载分项系数k =1.2；活载分项系数k =1.4。
1 2
2）作用于挂篮主桁架的荷载
箱梁荷载：箱梁荷载取 1#块验算；1#梁段长度为 3.0m；
施工机具及人群荷载：2.5kN/m2；
倾倒和振捣混凝土荷载：4kN/m2。
3）荷载组合
刚度及强度验算的荷载组合：砼重量+挂篮自重+施工机具+人群荷载+振动力
1.6 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；其他内力规定同结构力学的规定。
2 挂篮浇筑状态受力分析
2.1 底纵梁荷载分析
2.1.1 腹板下纵梁荷载
腹板底纵梁按1#梁段计算；1#梁段两端截面高度分别为 5.239m 和4.877m，箱梁腹板
厚取0.9m，两侧腹板下荷载由 3根底纵梁承担，纵梁间距为 0.25m。
腹板处混凝土线荷载为：
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(5.239+4.877)×0.9
q = 1.2×1.05× ×26.5 = 125𝑘𝑁/m
1 2
模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：𝑞 = 1.2×2.5×0.9 = 2.7𝑘𝑁/m
2
人群及机具荷载为：𝑞 = 1.4×2.5×0.9 = 3.15𝑘𝑁/m
3
倾倒和振捣混凝土产生的荷载：𝑞 = 1.4×4×0.9 = 5.04𝑘𝑁/m
4
1#块两侧腹板下纵梁的荷载为：𝑞 =
q1+q2+q3+q4
= 54.3𝑘𝑁/m
腹 3
2.1.2 底板下纵梁荷载
底板下纵梁按1#梁段计算。计算混凝土厚度 0.628m～0.581m，底板荷载由 6根纵梁
承担，底板宽度为6.2m-0.9 m×2=4.4m。
(0.628+0.581)×4.4
底板混凝土荷载：𝑞 = 1.2×1.05× ×26.5 = 88.8𝑘𝑁/𝑚
1
2
模板重量按2.5kN/m2计，模板荷载为：𝑞 = 1.2×4.4×2.5 = 13.2𝑘𝑁/𝑚
2
人群及机具荷载为：𝑞 = 1.4×2.5×4.4 = 15.4𝑘𝑁/𝑚
3
倾倒和振捣混凝土产生的荷载：𝑞 = 1.4×4.4×4 = 24.64𝑘𝑁/𝑚
4
每根底板下纵梁的荷载为：𝑞 =
q1+𝑞2+𝑞3+𝑞4
=
142.04
= 23.7𝑘𝑁/𝑚
底 6 6
2.2导梁荷载分析
2.2.1 外导梁荷载分析
外导梁主要受箱梁翼板与侧模重力，侧模重估算为 5.5t。
1.26×26.5×3×1.2
翼板施加于外导梁的线荷载：𝑞 = = 40.1𝑘𝑁/𝑚
1
3
55
侧模施加于导梁的线荷载：𝑞 = = 18.3𝑘𝑁/𝑚
2
3
人群及机具荷载为：𝑞 = 1.4×2.5×3 = 10.5𝑘N/m
3
倾倒和振捣混凝土产生的荷载；𝑞 = 1.4×4×3 = 16.8𝑘𝑁/𝑚
4
综合分析：𝑞 = 𝑞 +𝑞 +𝑞 +𝑞 = 85.7𝑘𝑁/𝑚
外 1 2 3 4
2.2.2 内导梁荷载分析
内导梁主要受箱梁顶板板与内模重力，内模模重估算为 2.0t。
1.2×1.96×26.5×3
顶板板施加于内导梁的线荷载：𝑞 = = 62.3𝑘𝑁/𝑚
1
3
20.0
侧模施加于导梁的线荷载：𝑞 = = 6.6𝑘𝑁/𝑚
2
3
人群及机具荷载为：𝑞 = 1.4×6.6×2.5 = 23.1𝑘𝑁/𝑚
3
倾倒和振捣混凝土产生的荷载：𝑞 = 1.4×4×6.6 = 36.9𝑘𝑁/𝑚
4
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综合分析：𝑞 =
𝑞1+𝑞2+𝑞3+𝑞4
=
128.96
= 64.48𝑘𝑁/𝑚
内 2 2
2.3浇筑状态主构架建模分析
midas进行受力分析浇注状态受力模型如下：
图2.3-1 挂篮验算整体模型
图2.3-2 反力模型
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图2.3-3位移模型
图2.3-4应力模型
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图2.4-5轴力模型
2.3.1 后锚吊杆验算
此挂篮设计单片菱形架后锚采用4根PSB830φ32精轧螺纹钢，其许用应力为830Mpa，
依据规范规定后锚杆最小需满足 2倍安全系数，因此通过计算可知：
830Mpa
=2 求得=415Mpa 即单片菱形架后锚所能承受最大应力 415mpa。

由公式F=(4x804)x 求得单片菱形架后锚所能承受最大力 F=1334.6KN
由图1可知，此工程单片菱形架后锚力为 627.7N＜F=1334.6KN，因此此挂篮后锚力
满足要求，即浇筑状态下挂篮抗倾覆满足要求。
2.3.2 主构架挠度验算
由图2的模型分析得主构架的位移量最大为 11.5mm，根据《公路桥涵施工技术规范》
主构架允许最大变形量为 20mm，满足要求。
前上横梁位移量为17.1-11.5mm=5.6mm<6740/400，满足要求。
2.3.3 主构架应力验算
由图3的模型分析得主构架的应力最大为 106.2Mpa<215Mpa，满足要求。
2.3.4 主构架销轴验算
本工程挂篮设计销轴材料为 40Cr，直径D=100mm,其许用剪应力为534MPa。依据规
范规定销轴最小需满足2 倍安全系数，因此通过计算可知：
534Mpa
=2 求得=267Mpa 即每个销轴所能承受最大应力为 267mpa。

F F
=267Mpa= = 求得F=2096KN 即每个销轴所能承受最大轴力为
d 7850
( )2
2
2096KN。
由图4可知主构架最大轴力为 966.4KN<F=1342KN，满足要求。
此挂篮设计销轴拉板厚度为 30mm，菱形架槽钢壁厚 10mm，因此销轴拉板总厚度为
F 1342000
40mm，按销轴所能承受最大轴力 F=1342KN 考虑：P= = =671000N
2 2
P 671000
= = =1.4[]=1.4215=301MPa
求得=
27.8mm
D 80
通过上述公式计算可知，在销轴所能承受的最大轴力下销轴板总厚度=
27.8mm<40mm，满足要求。
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2.4浇注状态吊杆及吊带验算
图2.4-1吊杆及吊带位移模型
图2.4-2吊杆及吊带应力模型
2.4.1 吊杆及吊带位移验算
由图5分析可得吊杆位移最大的为托梁前吊杆，位移值为 21.3mm，此位置前上横梁
产生的位移为16.8mm，所以吊杆实际位移为 4.5mm，满足《公路桥涵施工技术规范》允
许挂篮最大变形量为20mm 的要求。
2.4.2 吊杆及吊带应力验算
由图6分析得吊杆最大应力值在后托梁吊杆处，吊杆最大应力值为475.5Mpa<830Mpa。
PSB830 精扎螺纹钢满足要求；吊带最大应力值为 58.3Mpa<345Mpa,吊带满足要求。
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2.5浇筑状态导梁建模分析
图2.5-1位移模型
图2.5-2应力模型
2.5.1 导梁挠度验算
由图7位移模型分析得导梁的最大位移为29mm，考虑前上横梁及吊杆的位移21.3mm，
导梁的实际变形值为7.7mm<5500/400mm，满足要求。
2.5.2 导梁应力验算
由图8应力模型分析得，导梁最大应力值为 207.7Mpa<215Mpa满足要求。
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2.6浇筑状态底托梁建模分析
图2.6-1位移模型
图2.6-2应力模型
2.6.1 底托梁挠度验算
由图9模型分析得底托梁的最大位移量为 21.3mm，满足要求。
2.6.2 底托梁应力验算
由图10的模型分析得底托系统的应力最大为 44.8Mpa<215Mpa，满足要求。
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2.7浇筑状态底纵梁建模分析
图2.7-1位移模型
图2.7-2应力模型
2.7.1 底纵梁挠度验算
由图11模型分析得底纵梁受力处最大位移为 26mm，考虑前上横梁、吊杆、及前托梁
变形产生的位移21.3mm，，因此单纯底纵梁的变形为 4.7mm< 5573/400。
2.7.2 底纵梁应力验算
由图12模型分析得底纵梁应力最大为 171.5Mpa<215Mpa，满足要求。
通过上述分析可知，此挂篮满足浇筑状态使用。
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3 行走状态建模分析
挂篮行走工况：挂篮前移动时，主桁靠反压轮扣在轨道上行走，侧模落到滑梁上滑动；
所以综合以上行走情况，挂篮计算时后托梁吊杆只留两侧吊杆，外导梁仍有模板荷载作用，
此种工况最为不利。
基本风压值：500 N/m2。
挂篮移动时荷载取值：挂篮自重+冲击荷载（0.3*挂篮自重）+风荷载
空载状态下迈达斯整体模型如下：
图3-1整体行走模型
图3-2空载菱形架位移模型
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图3-3空载应力模型
3.1 主构架空载位移验算
由图3-2模型分析得行走时主构架的位移最大为 1.6mm，满足要求。前上横梁位移量
为1.8mm<6740/400，满足要求。
3.2 主构架空载应力验算
由图3-3模型分析得主构架的应力最大为 19.3Mpa<215Mpa，满足要求。
3.3 行走状态反扣轮系统分析
图3.3-1空载反力模型
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3.4行走状态抗倾覆验算
3.4.1 后锚点焊缝验算
N
反扣轮上部与主构架为满焊连接，焊缝强度验算如下：由 =  f w 得
f hl f f
e w
N hl  f w=20x0.7x(340+400-2x20)x1x215=2107kN
e w f f
即此反扣轮处焊缝所能承受最大拉力 N=2107KN
由图3.3-1模型分析得单侧菱形架后锚点最大反力为 77.4KN＜2107KN，满足要求。
3.4.2 后锚点销轴强度验算
单片主桁架反力由2 个φ55mm反扣轮销轴受力，材质为 40Gr，所能承受最大应力为
534Mpa
534Mpa，依据规范规定销轴最小需满足 2倍安全系数，因此通过计算可知： =2

求得=267Mpa 即每个销轴所能承受最大应力 267mpa
F F
=267Mpa= =
d 2375.8
( )2
2
求得F=634.3KN 即每个销轴所能承受最大轴力为 634.3KN。
依图3.3-1可知，行走状态下挂篮后锚反扣轮处拉力为 128KN＜F=634.3KN，满足要
求；因此行走状态时挂篮抗倾覆满足相关规范要求。
结论：
综上计算可知，此挂篮设计满足规范要求。
13