48+80+48挂篮设计计算书一、挂篮设计主要参数选取1、挂篮结构型式挂篮的主体结构为菱形桁架结构。
每台挂篮有两片主桁架，主桁架除销子为40Cr 钢外，其余均由普通型钢及钢板组焊而成。
该挂篮主要由三个系统组成，即主桁系统、底篮和模板系统、走行系统，除内模为钢木组合结构外，其余均为钢结构。
2、工程数量制造4台挂篮，应用于济青高铁48m+80m+48m联系梁悬臂施工。
3、挂篮自重（1）、挂篮桁架及附件—380KN/台；（2）、挂篮模板（含内、外模板、底板钢模）重量—230KN/台；（3）、精轧螺纹吊杆及其他锚固设备—20KN/台；4、挂篮的主要性能参数（1）适应最大梁段重量：1259KN；（2）适应最大梁段长：4.0m；（3）适应梁高的变化范围：3.6m～6.4m；(7)挂篮自重(630KN)与最大梁段重量(1259KN)之比为0.5，小于设计要求的700KN。
5、主要材料（1）钢板及型钢：采用Q235普通碳素结构钢，符合国家标准（GB/T709—1998）、（GB/T706—1988）和（GB/T707—1988）的有关规定。
屈服强度为235MPa，设计弹性模量E=2.1×105MPa，[σ]=215MPa，[σw]=215MPa，[τ]=125MPa(注:钢材的容许应力按《钢结构设计规范(GB50017-2003)》选用)。
（2）直径32mm精轧螺纹粗钢筋：符合国家标准（GB/T20065—2006）的有关规定。
屈服强度为930MPa，设计控制应力采用屈服强度的0.9倍，设计控制拉力673KN，设计弹性模量E=2.0×105MPa。
相应锚具采用JLM型。
（3）销子：采用40Cr钢，符合国家标准（GB/T3077—1999）的有关规定。
屈服强度]=785MPa，设计弹性模量E=2.1×105MPa，许用应力[σ]=[σ[σss]/1.5=785/1.5=523MPa,[τ]=[σ]/1.5/√3=302MPa(注:按<<机械设计手册>>选用)。
（4）螺栓：采用钢结构用高强度大六角螺栓，符合国家标准（GB1228—84）的有关规定。
6、挂篮设计荷载根据《有砟轨道预应力混凝土连续梁跨度：（48+80+48）m》计算各梁段的重量数据如下表所示：梁体断面图通过上表进行分析比较可知，浇筑混凝土时1＃梁段对前主吊杆产生的力最大，故确定1＃梁段工况荷载作为挂篮设计荷载。
二、挂篮设计计算挂篮结构分析计算采用电算及理论公式相结合的方式。
（一）挂篮主桁架计算（浇注状态）1、计算说明：该挂篮主桁架为销焊组合构造，每台挂篮由两片主桁架组装而成。
在对主桁架进行强度计算时，考虑到两片主桁架的受力存在一定的不均匀性，采用不均匀系数1.2进行计算。
但在变形计算时，不考虑不均匀系数，即按两片主桁架均匀受力计算。
2、计算图式：为简化计算，将结点均看作铰于一点的理想铰接点，单片主桁架计算图式简化后的计算模型如图1所示：图中Lab =4.5m, Lcd=5.0m，Lac=5.7m，Lbc=3.6m, Lbd=5.8m。
图1 主桁架计算模型3、杆件材料特性（查型钢截面特性表得知）：杆件采用2×[32b，截面面积A=109.8（㎝2），X方向截面惯性矩IX=16113.5（㎝4），Y方向截面惯性矩Iy=5801（㎝4），抗弯截面模量WX=1007.1（㎝3）。
4、荷载计算：单片主桁架承受的荷载计算每片主桁架前端悬臂(前上横梁支点)处承受竖向集中力P按以下公式计算:P=G1/4+kG2+G3/4式中:G1—每台挂篮模板重量和精轧螺纹吊杆及其他锚固设备重量；按挂蓝施工图纸计算：G1=380KN+20KN=400KN；G2—施工时梁段重量分配到每片主桁架上前支点的荷载值，以最大1#梁段重量为计算依据，因为只要此梁段符合要求，其余梁段均符合要求。
G2=1259KN/4=315KN；k——荷载不均衡系数，取k=1.2；G3——挂蓝施工荷载，主要包括人群荷载和小型机具(如混凝土振捣棒、滑轨等) 荷载，按梁段水平投影面积每平方米2.0KN计算:G3=2.0×6.7×4=53.6KN；将数据代入公式得:P=G1/4+kG2+G3/4=390/4+1.2×315+53.6/4=612.29KN,按650KN加载。
主桁架的受力简图如图2所示：图2 主桁架受力简图5、主桁架各杆件的内力计算：（计算结果由结构力学求解器得出）-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码轴力(N) 剪力(N) 弯矩(N*m) 轴力(N) 剪力(N) 弯矩(N*m)-----------------------------------------------------------------------------------------------1 -650000.000 0.00000000 0.00000000 -650000.000 0.00000000 0.000000002 919238.815 0.00000000 0.00000000 919238.815 0.00000000 0.000000003 -650000.000 0.00000000 0.00000000 -650000.000 0.00000000 0.000000004 650000.000 0.00000000 0.00000000 650000.000 0.00000000 0.000000005 -919238.815 0.00000000 0.00000000 -919238.815 0.00000000 0.00000000-----------------------------------------------------------------------------------------------D图3 轴力图根据“主桁架各杆件的内力表”得知AC 、BD 杆件，数值为 N AC =919.239KN, N BD =-919.239KN ； CD 、AB 杆件，数值为 N AB =-650KN, N CD =650KN ； BC 杆件，数值为 N bc =-650KN ； 6、主桁架各杆件的强度计算： （1）AC 、BD 杆件强度计算:（2）CD 、AB 、BC 杆件强度计算:根据上述数据可知，主桁架各杆件均符合强度要求。
7、主桁架各杆件的总稳定性计算(参考<<路桥施工计算手册>>)：主桁架中 BD 、AB 、BC 杆件为压杆，AC 、CD 杆件为拉杆，故对BD 、AB 、BC 杆件进行稳定性验算，又因BD 所承受的轴力最大，且杆件长度最长为5.7m ，则只要此杆件符合yxABCD( 1 )( 2 ) ( 3 )( 4 )( 5 )-650000.00919238.82-650000.00650000.00-919238.82设计要求，其余杆件亦符合要求。
下面仅对BD杆件进行稳定性验算：因：rx0=12.11cm>ry0=7.23cm,故验算绕y轴方向的压杆稳定性。
BD杆件压杆稳定性验算时，按铰接计算，计算长度系数为μ=1.0，压杆计算长度为L5=μ*L=1.0*5.7m=5.7m,则λ=L6/XX0=570/7.23=78.8查中心压杆轴向容许应力拆减系数表可得拆减系数值：ψ=0.544＜，故主桁架立杆的整体稳定性满足要求。
8、主桁架变形计算主桁架各杆件的变形数据如下表所示：（计算结果由结构力学求解器得出）-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 u -水平位移 v -竖直位移-转角 u -水平位移 v -竖直位移-转角-----------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00136720 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000002 0.00136720 0.00000000 -0.00068056 0.00660145 -0.00136720 -0.000680563 0.00000000 0.00000000 -0.00136112 0.00660145 -0.00136720 -0.001361124 0.00660145 -0.00136720 -0.00215845 0.00796865 -0.01183569 -0.002158455 0.00000000 0.00000000 -0.00204168 0.00796865 -0.01183569 -0.00204168-----------------------------------------------------------------------------------------------图6 主桁架变形图由以上数据可知，最大变形在节点D ，最大变形量为。
（二）前、后下横梁计算根据1#梁段的的设计重量1259KN ，分别假设每根底纵梁的受力面积为下图假设面积区域，进行受力划分如下表所示：yxABCD( 1 )( 2 ) ( 3 ) ( 4 )( 5 )前、后下横梁截面为2×[40a焊接形成端面（1）前下横梁受力分析为434200000210000235S235JR 15.86222004342000002652000001:11.732163.52.16751 E-314.81552.16751 E-332163.1.9694 E-1226357:1前下横梁受力分析经计算:，，符合要求;最大弯矩出现在外侧两根吊杆的中间；最大挠度出现在外侧两根吊杆的中间。