104国道湖州段二标杨家埠至鹿山段改建配套（75+130+75）m菱形挂蓝空间模型分析浙江兴土桥梁建设有限公司二0一三年0一月目录1 工程概述和计算依据 (1)1.1工程概述 (1)1.2设计依据 (1)1.3材料允许应力及参数 (1)1.4挂篮主要技术指标及参数 (2)1.5计算组合及工况 (3)1.6挂篮计算模型 (3)2、荷载计算 (4)2.1底篮平台计算 (4)2.1.1平台加载分析表 (4)2.1.2底篮平台模型分析（强度与刚度） (7)2.2导梁、滑梁计算 (11)2.2.1外滑梁 (11)2.2.2外导梁 (12)2.2.3内滑梁计算 (14)2.3前上横梁验算 (15)2.5挂篮主桁及前上横梁竖向变形 (19)2.5.1主桁在施工条件下最大竖向位移图 (19)2.5.2 挂篮主桁内力 (23)2.5.4 挂篮主桁支点反力 (26)3挂篮主构件强度、稳定性分析 (27)3.1浇筑时主桁抗倾覆计算 (28)4 吊杆验算 (29)4.1横梁吊杆验算 (29)4.2滑梁吊杆验算 (30)5锚固系统验算 (30)6挂篮行走验算 (30)6.1挂篮行走受力分析 (30)6.2后下横梁 (31)6.3外滑梁 (32)6.4行走吊杆 (32)6.5反扣轮 (33)6.5反扣轮轴抗弯强度计算 (33)6.6行走主桁抗倾覆计算 (34)7挂篮操作抗风要求 (34)8结论 (34)1 工程概述和计算依据1.1工程概述主桥上部采用（75+130+75）m预应力混凝土连续箱梁。
箱梁断面为单箱单室直腹板断面。
箱梁顶宽15.5m，底宽8.50m，翼缘板宽3.5m，根部梁高7.8m，腹板厚90cm ～60cm，底板厚度为91.5cm～32cm，悬浇段顶板厚度28cm。
箱梁0#块在托(支)架上施工，梁段总长13m，边、中合拢段长为2m；挂篮悬臂浇筑箱梁1#～3#块段长3.5m，4#～8#块段长4.0m， 9 #～14#块段长4.5m，箱梁悬臂浇注采用菱形挂篮进行施工。
1.2设计依据《大桥施工图设计》《钢结构设计规范》《公路桥涵施工技术规范》《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》1.3材料允许应力及参数钢材弹性模量：E=2.06+ MPa密度：γ=7850 Kg/m³泊松比：ν=0.3线膨胀系数：α=0.000012表1.钢材允许应力钢材允许应力（Mpa）应力种类符号钢号Q235B Q345B45#(调质）30CrMnTi（贝雷销）40Si2MnV(精轧螺纹钢筋)抗拉、抗压[б] 140 200 210 1105 抗弯[бw]145 210 220 1105 抗剪[τ] 85 120 125 585 端面承压（磨平顶紧）[бc] 210 300表2.焊缝允许应力焊缝允许应力（Mpa）焊缝种类应力种类符号构件钢号Q235B Q345B对接焊缝抗拉、抗压[б] 140 200 抗剪[τ] 85 120贴角焊缝抗拉、抗压和抗剪[τ] 120 150表3.螺栓和销轴连接允许应力(MPa)螺栓的性能等级、销轴和构件的钢号普通螺栓销轴承压型连接高强度螺栓抗拉[δ]抗剪[τ]承压[δc]抗弯[δ]抗剪[τ]抗拉[δ]抗剪[τ]承压[δc]普通螺栓4.8级145 100销轴45号360 125 40Cr承压型高强度螺栓8.8级210 125 10.9级构件Q235 210 Q345 300钢材按容许应力取值，临时钢结构提高30%，节点销子的抗弯允许应力在任何荷载作用下不得提高。
1.4挂篮主要技术指标及参数（1）梁段最大重量：225.3t；（2）梁段最大分段长度：4.5m；（3）梁段混凝土重量：2.65t/m³；（4）人群及机具荷载：2.5 KPa；（5）超载系数取1.05；（6）新浇砼动力系数取1.2；（7）挂篮行走时的冲击系数取1.2；（8）抗倾覆稳定系数2.0；1.5计算组合及工况（1）荷载组合：①砼重+挂篮自重+施工、人群机具+动力附加系数 (强度计算)②砼重+挂篮自重 (刚度计算)③挂篮自重+冲击附加系数(行走稳定性)（2）计算工况：根据梁段长度、重量、梁高等参数，设计时按以下三种工况进行计算。
工况一：1号梁段混凝土灌注完成工况。
此工况梁段高度最大、混凝土重量最大。
工况二：4号梁段混凝土灌注完成工况。
此工况梁段高度较大、混凝土重量较大。
工况三：9号梁段混凝土灌注完成工况。
此工况梁段长度最大、混凝土重量较大。
工况四：9号梁段完成，挂篮由9号至10号梁段走行工况。
此工况挂篮走行距离较长，控制挂篮走行状态抗倾覆稳定及外模、底模走行梁走行状态的强度和刚度。
1.6挂篮计算模型根据设计图纸，对挂篮的主要构造进行了空间建模，采用通用有限元分析程序MIDAS进行空间分析。
挂篮浇筑时砼重传力途径如下：（1）箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁、外滑梁分别传至前一节段已施工完的箱梁翼板和挂篮主桁的前上横梁承担。
（2）箱梁顶板砼、内模支架、内模重量通过内滑梁分别由前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁承担。
（3）箱梁底板、腹板砼及底篮平台重量分别由前一节段已施工完的箱梁和挂篮主桁的前上横梁承担。
挂篮结构计算模型见下图，包括主桁架、立柱间横向连接系、前上横梁、底篮、导梁等所有的承重系统。
菱形挂篮结构计算空间模型2、荷载计算2.1底篮平台计算2.1.1平台加载分析表1#底纵梁计算加载：1#块后断面一根底板纵梁荷载分析表1底板砼重量KN/m 0.915*0.8*26.5=19.419.42底板砼设计重量KN/m 19.4* 1.2*1.05=24.4419.4* 1.05=20.373施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.71#块前断面一根底板纵梁荷载分析表编号1底板砼重量KN/m 0.853*0.8*26.5=18.0818.082底板砼设计重量KN/m 18.08* 1.2*1.05=22.7918.08* 1.05=18.993施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载1#块后断面腹板纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 7.2*0.2*26.5=38.1638.162腹板砼设计重量KN/m 38.16* 1.2*1.05=48.0838.16* 1.05=40.073施工\机具荷载KN/m 2.5*0.2=0.54底模自重KN/m 1.2*0.2=0.240.245纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载1#块前断面纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 6.8*0.2*26.5=36.0436.042腹板砼设计重量KN/m 36.04* 1.2*1.05=45.4136.04* 1.05=37.843施工\机具荷载KN/m 2.5*0.2=0.54底模自重KN/m 1.2*0.2=0.240.245纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载4#底纵梁计算加载：4#块后断面一根底板纵梁荷载分析表编号1底板砼重量KN/m 0.74*0.8*26.5=15.6915.692底板砼设计重量KN/m 15.69* 1.2*1.05=19.7715.69* 1.05=16.473施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载4#块前断面一根底板纵梁荷载分析表1底板砼重量KN/m 0.68*0.8*26.5=14.4214.422底板砼设计重量KN/m 14.42* 1.2*1.05=18.1614.42* 1.05=15.143施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.74#块后断面腹板纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 6.02*0.2*26.5=31.9131.912腹板砼设计重量KN/m 31.91* 1.2*1.05=40.231.91* 1.05=33.53施工\机具荷载KN/m 2.5*0.2=0.54底模自重KN/m 1.2*0.2=0.240.245纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载4#块前断面纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 5.61*0.2*26.5=29.7329.732腹板砼设计重量KN/m 29.73* 1.2*1.05=37.4629.73* 1.05=31.223施工\机具荷载KN/m 2.5*0.2=0.54底模自重KN/m 1.2*0.2=0.240.245纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载9#底纵梁计算加载：9#块后断面一根底板纵梁荷载分析表编号1底板砼重量KN/m 0.478*0.8*26.5=10.1310.132底板砼设计重量KN/m 10.13* 1.2*1.05=12.7710.13* 1.05=10.643施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载9#块前断面一根底板纵梁荷载分析表编号1底板砼重量KN/m 0.435*0.8*26.5=9.2229.2222底板砼设计重量KN/m 9.222* 1.2*1.05=11.629.222* 1.05=9.6833施工\机具荷载KN/m 2.5*0.8=24底模自重KN/m 1.2*0.8=0.960.965纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载9块后断面腹板纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 4.3*0.2*26.5=22.7922.792腹板砼设计重量KN/m 22.79* 1.2*1.05=28.7222.79* 1.05=23.933施工\机具荷载KN/m 2.5*0.2=0.54底模自重KN/m 1.2*0.2=0.240.245纵梁自重KN/m0.70.7计算强度荷载项目计算刚度荷载9#块前断面腹板纵梁荷载分析表编号1腹板砼重量KN/m 4*0.15*26.5=15.915.92腹板砼设计重量KN/m 15.9* 1.2*1.05=20.0315.9* 1.05=16.73施工\机具荷载KN/m 2.5*0.15=0.384底模自重KN/m 1.2*0.15=0.180.185纵梁自重KN/m0.60.6计算强度荷载项目计算刚度荷载2.1.2底篮平台模型分析（强度与刚度）1#块底篮平台剪应力（单位:Mpa ）1#块底篮平台弯应力（单位:Mpa）4#块底篮平台剪应力（单位:Mpa）4#块底篮平台弯应力（单位:Mpa）9#块底篮平台剪应力（单位:Mpa）9#块底篮平台弯应力（单位:Mpa）由计算模型可知：底纵梁受最大弯矩、最大剪力均在1块，最大弯应力为：131.1＜ 1.3*145Mpa=188.5Mpa (容许抗弯)，满足强度要求。