1、三角形掛籃設(shè)計計算全過程1、三角形掛籃結(jié)構(gòu)形式，主要性能參數(shù)及特點1.1.掛籃總體結(jié)構(gòu)掛籃由三角形主桁架、底模平臺、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成。主桁架：主桁架是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)。由2根三角主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系組成。2根主桁架中心間距為6.22米，每根桁架前后節(jié)點間距分別為4.85m、4.1m，總長9.67m，主桁架桿件采用槽鋼焊接的格構(gòu)式，節(jié)點采用承壓型高強螺栓聯(lián)結(jié)。橫向聯(lián)結(jié)系設(shè)于兩根主桁架的豎桿上，其作用是保證主桁架的橫向穩(wěn)定，并在走行狀態(tài)懸吊底模平臺后橫梁。底模平臺：底模平臺直接承受梁段混凝土重量，并為立模，鋼筋綁扎，混凝土澆筑等工序提供操作場地。其由底模板、縱梁和

2、前后橫梁組成。底模板采用大塊鋼模板；其中縱梁采用雙32槽鋼和單I32工字鋼，橫梁采用雙36b槽鋼，前后橫梁中心距為5.1m,縱梁與橫梁螺栓聯(lián)接。模板系統(tǒng):外側(cè)模的模板采用大塊鋼模板拼組，內(nèi)模采用組合鋼模板拼組。外模板長度為4.3m。內(nèi)模板為抽屜式結(jié)構(gòu)，可采用手拉葫蘆從前一梁段沿內(nèi)模走行梁整體滑移就位。懸吊系統(tǒng)：懸吊系統(tǒng)用于懸吊底模平臺、外模和內(nèi)模。并將底模平臺、外模、內(nèi)模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷載傳遞到主構(gòu)架和已成梁段上。懸吊系統(tǒng)包括底模平臺前后吊桿、外模走行梁前后吊桿、內(nèi)模走行梁前后吊桿、墊梁、扁擔(dān)梁及螺旋千斤頂。底模前后橫梁各設(shè)4個吊點，采用雙25精軋螺紋鋼筋。底模平臺前端懸吊在

3、掛籃前上橫梁上，前上橫梁上設(shè)有由墊梁、扁擔(dān)梁和螺旋千斤頂組成的調(diào)節(jié)裝置，可任意調(diào)整底模標(biāo)高。底模平臺后端懸吊在已成梁段的底板上和翼緣板上。外模走行梁和內(nèi)模走行梁的前后吊桿均采用單根25精軋螺紋鋼筋。其中外模走行梁前吊點與走行梁銷接，以避免吊桿產(chǎn)生彎曲次應(yīng)力。錨固系統(tǒng)：錨固系統(tǒng)設(shè)在2根主桁架的后節(jié)點上，共2組，每組錨固系統(tǒng)包括2根后錨扁擔(dān)梁、2根后錨橫梁、6根后錨桿。其作用是平衡澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的傾覆力矩，確保掛籃施工安全。錨固系統(tǒng)的傳力途徑為主桁架后節(jié)點-后錨橫梁一后錨上扁擔(dān)梁-后錨桿一箱梁頂板、翼板。走行系統(tǒng)：走行系統(tǒng)包括墊枕、軌道、前支座、后支座、內(nèi)外走行梁、滾輪架、牽引設(shè)備。掛籃走行時前

4、支座在軌道頂面滑行，聯(lián)結(jié)于主構(gòu)架后節(jié)點的后支座反扣在軌道翼緣下并沿翼緣行走。掛籃走行由2臺YCL60型千斤頂牽引主桁架并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移就位。走行過程中的抗傾覆力傳力途徑為主桁架后節(jié)點-后支座一軌道-墊枕一豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。內(nèi)模在鋼筋綁扎完成后采用手拉葫蘆沿內(nèi)模走行梁滑移就位。1.2. 主要特點三角形主桁架結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，重量輕、剛度大。三角形掛籃重心低，掛籃的拼裝、使用、拆除安全、方便。操作方便、安全，施工人員站在梁頂即可完成各項操作。掛籃設(shè)計采用大型結(jié)構(gòu)軟件進行整體三維空間分析，使用安全可靠。掛籃的外模板采用大塊鋼模板，可保證箱梁混凝土外觀質(zhì)量。可變寬輕型門式內(nèi)模框架，最大限

5、度的保證箱內(nèi)操作空間。底模平臺高度小，可用于施工期間需控制橋下通航、通車凈空的懸灌梁橋的施工。采用無平衡重液壓千斤頂牽引方式，走形平穩(wěn)、安全。1.3. 主要技術(shù)性能及參數(shù)：適應(yīng)最大梁段重：1320KN適用施工節(jié)段長：3.5-4.0m適用梁體寬度(底/頂)：6.7-12.6m適用梁高：3.054.35m掛籃自重：500KN走行方式：液壓千斤頂或手拉葫蘆牽引工作狀態(tài)傾覆穩(wěn)定系數(shù)：4.1走行狀態(tài)傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.9主構(gòu)架前節(jié)點最大彈性變形：16mm2、掛籃設(shè)計2.1, 設(shè)計規(guī)范鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南(鐵建設(shè)2010241號)高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南(鐵建設(shè)2010241號)鐵路混凝土梁支架法

6、現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程(TB10110-2011)鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))懸臂澆筑施工技術(shù)指南(TZ324-2010)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程(JGJ82-2001)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范（JTGD64-2015）2.2, 材料鋼材：Q235B:用于除銷軸、吊帶（桿）以外的其它構(gòu)件。40Cr號鋼：用于銷軸40Si2MnV（高強精軋螺紋鋼筋）：用于吊桿及錨桿。連接材料：10.9S級鋼結(jié)構(gòu)用高強螺栓聯(lián)結(jié)副E43XX焊條Er49-1CO2氣體保護焊絲2.3,

7、 計算荷載1.1.1, 混凝土容重：26KN/m31.1.2, 混凝土超載系數(shù)：1.051.1.3, 鋼材容重：78.5KN/m31.1.4, 施工人員、材料、機具荷載：1.0KN/m2,按梁段頂面積計算1.1.5, 風(fēng)荷載：50年一遇基本風(fēng)壓為0.6KN/m21.1.6, 混凝土灌注狀態(tài)動力系數(shù)取1.11.1.7, 掛籃走行狀態(tài)動力系數(shù)取1.22.4. 主要技術(shù)指標(biāo)梁段長度：4.0m梁段重量：1400KN主構(gòu)架前節(jié)點最大下?lián)现担?0mm前上橫梁、走行梁、底模平臺橫梁和縱梁剛度：支撐計算跨徑的1/400底模板、外模剛度：支撐計算跨徑的1/400內(nèi)模剛度：支撐計算跨徑的1/400工作狀態(tài)抗傾覆系

8、數(shù)：2.0走行狀態(tài)抗傾覆系數(shù)：2.02.5. 計算工況根據(jù)梁段長度、重量、梁高等參數(shù)，設(shè)計時按以下4種工況進行計算。工況一：1號梁段混凝土灌注完成工況。此工況梁段長度最小、混凝土重量最大。工況二：4號梁段混凝土灌注完成工況。此工況梁段長度最大、混凝土重量較大。以上工況荷載組合為：計算強度時：1.1的動力系數(shù)X梁段混凝土重量X1.05的超載系數(shù)十1.2的動力系數(shù)X掛籃自重十施工人員、材料、機具荷載+風(fēng)荷載；計算剛度時：梁段混凝土重量十掛籃自重十施工人員、材料、機具荷載。工況四：4號梁段完成，掛籃由3號至4號梁段走行工況。此工況掛籃走行距離最長，控制掛籃走行狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定及內(nèi)外模走行梁走行狀態(tài)的強

9、度和剛度。此工況荷載組合為：1.2的動力系數(shù)X掛籃自重十風(fēng)荷載。2.6. 結(jié)構(gòu)計算采用大型結(jié)構(gòu)計算軟件進行整體空間內(nèi)力分析。按允許應(yīng)力法進行檢算。計算模型全部采用梁單元，主桁架考慮節(jié)點次彎矩。為使模型簡潔，便于計算結(jié)果分析，外側(cè)模和外模走行梁自重、箱梁翼緣板混凝土重量及其上的施工人員、材料、機具荷載荷載轉(zhuǎn)換為集中荷載施加在前上橫梁上。內(nèi)模和內(nèi)模走行梁自重、箱梁頂板混凝土重量及其上的施工人員、材料、機具荷載荷載轉(zhuǎn)換為集中荷載施加在前上橫梁上。2.7. 計算成果經(jīng)計算，在混凝土灌注狀態(tài)，走行梁強度剛度由工況二控制，其余所有構(gòu)件的強度、剛度均由工況一控制桿件名稱軸力(KN)桿端次彎矩(KN.m)備注

10、桿AB-657A端B端軸力:拉為十,壓為一彎矩:底邊受拉為十,底邊受壓為一12.3-38.1桿BC-1051B端C端1.80.5桿CD812C端D端-10.8-10.3桿AC865A端C端-12.4-10.3桿BD-657B端D端-36.310.5主桁架桿件考慮桿端次應(yīng)力時絕對值最大應(yīng)力為120.7MPa<6=170MPa,強度滿足要求。主桁架壓桿穩(wěn)定主桁架桿件采用230b雙槽鋼綴板連接的格構(gòu)式。主桁架節(jié)點連接螺栓驗算：桿AB與節(jié)點板B的連接螺栓驗算。桿AB軸力絕對值較大，桿端次彎矩最大,連接螺栓個數(shù)最少。節(jié)點采用雙節(jié)點板，每側(cè)螺栓群計算剪力V=657/2=328.5KN,扭矩為M=38

11、,1/2=19KN.m。計算表明，受力最大的螺栓承受剪力為56.88KN,而每個螺栓的抗剪容許承載力為98.26KN,螺栓群有較大的安全儲備。桿BC與節(jié)點板B的連接螺栓驗算。桿BC軸力絕對值最大，桿端次彎矩最小，連接螺栓個數(shù)較少。每側(cè)螺栓群計算剪力V=1051/2=525.5KN。計算表明，受力最大的螺栓承受剪力為43.79KN,而每個螺栓的抗剪承載力為98.26KN,螺栓群有較大的安全儲備。后支座計算：后支座由連接板、豎板、水平板、隔板及加勁肋組焊而成，其中豎板、水平板和加勁肋構(gòu)成L形鉤板。掛藍(lán)走行時，后支座的水平板鉤住工字鋼軌道的上翼緣，以抵抗走行狀態(tài)的傾覆力。經(jīng)計算，后支座的承載力由水平

12、板承載力控制。水平板采用B20的鋼板雙面開坡口與豎板焊透，在每個水平板下設(shè)有三道B12的加勁肋。每個加勁肋的尺寸為100X56mm,加勁肋分別與水平板和豎板雙面貼角焊，焊縫高10mm。每個水平板承受的豎向力為R"=R'/2=78KN。偏于安全，不計水平板與豎板的焊縫承載力，假定水平板所受豎向力全部通過加勁肋傳給豎板。每個加勁肋與豎板的有效焊縫長度為l1=2X80=160mm;。每個加勁肋與豎板連接焊縫允許承載力N=160X10X0.7Xr=160X10X0.7X100=112KN;。則每個水平板的允許豎向承載力Q=3XN=3X112KN=336KN由以上可知，每個水平板的安全系數(shù)k2b=Q/R”=336/78=4.3。2.7.1, 錨固精