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某工程挂篮设计及计算
1、挂篮设计要点：
①质量小、结构简单、受力明确结构安全。
②运行方便，行走及悬吊系统安全可靠、坚固稳定。
③挂篮以刚度控制为主，重载作用下只发生弹性变化，变形小。 ④工艺简单，现场装拆方便。
⑤尽量利用现有肇庆大桥，南充清泉寺大桥挂篮构件。 2、挂篮结构组成：
由上纵梁，上、下横梁、三角及菱形承重架、底模平台、前后吊杆、底锚梁及后锚组成。
挂篮主要受力构件为上主纵梁，箱梁荷载及模板自重通过挂篮下纵梁传给前后横梁，通过前悬吊系统，传给上横梁，再传给纵梁，最后至已浇砼节段。
3、挂篮安装：
所有挂篮构件在加工场地加工成散件，用吊车及平板车运输，塔吊现场拼装成形，在0#块张拉、灌浆完成后安装。
4、挂篮下纵梁设计
对下纵梁分两种情况状况对型钢进行强度，刚度验算，下纵梁在箱梁腹板按30cm 间距布置。其于位置按70cm 间距布置。
4.1以悬浇段1#块腹板为荷载进行下纵梁设计（节段长3.5m，设计控制长度为4m）。
4.1.1设计荷载
①砼自重：q 1=26×0.6×4.299=67kN/m ②施工荷载q 2=2.5×0.6=1.5kN/m ③模板荷载q 3=2.5×0.6=1.5kN/m ④砼振捣荷载q 4=2×0.6=1.2kN/m 则q= q 1+q 2+q 3+q 4=71.2kN/m 按30cm 布置时q=71.2/2=35.6kN/m 4.1.2下纵梁按简支梁计算，受力如图
Mmax=41ql 1 （l-l 2）=81
×35.6×5.02=111.25kN.m
Mmax=81ql 2=81×35.6×5.02
=111.25kN.m
型钢选择
W=][max σM =36586190.1025.111cm mm N =× （抗弯强度设计值f=190N/mm 2属于3
号钢第3组级别）
选用I36a 型钢 Wx=877.6cm 3 Ix=15796cm 4 型钢刚度验算
f=mm l mm EI ql 5.12400
91.810157961006.238450006.35538454544=<=××××××=
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满足要求
选用[36a 型钢 Wx=659.7cm 3 Ix=11080cm 4 f=12.7mm>L/400=12.5mm
4.2以悬浇段箱梁1#块底板砼为计算荷载 4.2.1设计荷载（按50cm 布置）
（1）砼自重：q 1=26×0.60×0.5=7.80kN/m （2）施工荷载：q 2=2.5×0.5=1.25kN/m （3）模板荷载：q 3=2.5×0.5=1.25kN/m （4）砼振捣荷载：q 4=2.0×0.5=1.0kN/m q=q 1+q 2+q 3+q 4=11.30kN/m （@500） Q 1=13.56（@600） Q 2=15.82（@700） Q 3=18.08（@800） Q 4=22.6（@1000） 4.2.2下纵梁验算
取@1000 q=22.6kN/m
Mmax=ql 2/8=22.6×52/8=70.625kN.m 取I36a 型钢 Wx=877.6cm 3 Ix=15796cm 4
σ=][max W M =2
23
6/190][/5.8010
6.87710625.70mm N mm N =<=××σ （抗弯强度设计值f=190N/mm 2属于3号钢第3组级别）
f=mm l mm EI ql 5.124007.510157961006.250006.22384538454
544=<=×××××= 按@1000分布I36a 仍有富余，最大可按1.4m 布置。 如按2倍安全系数可取@700。
按0.5m 间距布置I36a 型钢下纵梁，其强度、刚度满足要求。 5、挂篮前后下横梁设计
挂篮后下横梁受力按行走状况进行计算，前横梁按箱梁施工时计算。 5.1在箱梁施工时，挂篮前下横梁以悬浇段1#块砼方量为计算荷载。 5.1.1计算荷载
砼量：V=7×0.6×4+0.6×4×3.9×2=35.52 取36m 3
（1）砼自重：q 1=m kN /677
226
36=××
（2）施工荷载：q 2=2.5×7×2/7=5.0kN/m （3）模板荷载：q 3=1.25×7×2/7=2.5kN/m （4）砼振捣荷载：q 4=2.0×7×2/7=4.0kN/m
（5）下纵梁自重：I36a q 5=m kN /6.27
212
56.0=×××
（6）下横梁自重：q 6=1.15kN/m
5.1.2前下横梁按三跨等跨简支梁计算
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如图：(略)
R A =R D =kN ql 794.225.824.0104
=××=
R B =R C =kN ql 2184.225.821.11011
=××=
最大弯矩 M B =m kN ql .4.47104
.225.82102?=×=?
考虑用I45a Wx=1432.9cm 3 Ix=32241cm 4
钢度验算 σ=W M =2236/215][/33109.1432104.47mm N mm N =<=××σ 挠度验算
f AB =0.689×10-2
×EI
ql 4
=0.689×10-2×82.25×24004/2.06×105×32241×104
=0.29mm
L/400=2400/400=6mm L/1000=2400/1000=2.4mm f AB =0.29<[f]
取现有材料并改制用I45a
5.2挂篮在行走时其后下横梁两点受力处于简支状态，此时承受模板和下纵梁及横梁自重荷载。
5.2.1计算荷载
（1）横板自重 q 1=1.25×7×2/7=2.5kN/m
（2）下纵梁自重 q 2=0.6×5×12/2×7=2.6kN/m I36
（3）下横梁自重 q 3=0.81kN/m
则 q=5.91kN/m 取q=6.0kN/m
5.2.2后下横梁用I45型钢计算后为： 按单跨计算如图
Mmax=m kN ql ..7.1365.130.68
1
8122=××=
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考虑用I45a Wx=1432.9cm 3 Ix=32241cm 4
σ=W M =223
6
/210][/5.95109.1432107.136mm N mm N =<=××σ f AB =1.3×10-2
×EI
ql 4
=1.3×10-2×6×135004/2.06×105×32241×104
=39mm
L/400=13500/400=33.75mm
考虑此时荷载（模板、纵梁）并非13.50m 布置，且为空载，刚度满足要求，挠度超过允许偏差，用I45a 可以满足使用。
6.挂篮上主纵梁及斜拉杆设计
6.1计算荷载 每个支点集中力为
P=ql=24.51×7=171.57kN （183.3kN ） 6.2主纵梁及三角架计算如图示
吊杆作用于主纵梁上的集中力P 在C 点产生弯矩 M=p.l=183.3×0.5=91.65kN.m BC 、OC 受轴力为
Noc=kN d P 3.2782
.41sin 3
.183sin ==
Noc=
kN tg tgd P 4.2092
.413.1831== 6.3上主纵梁按弯矩及受轴力进行型钢选择 Wx=M/[σ]=
33
5391701065.91cm =× A=N BC /[σ]=170
104.2093
×
则主纵梁适用I40a 型钢 Ix=21714cm 4 主纵梁刚度验算
f=MM L MM EI pl 125.1400124.010*********.23450103.18334
5333=<=××××××= 6.4三角架斜拉杆OC 按轴力选择型钢
A=222337.161037.16170103.278cm mm Noc =×=×=σ
选用2I14a 型钢作三角架斜拉杆 A=2×18.51cm 2
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7.挂篮锚杆组及吊杆
7.1.挂篮在箱梁施工状态下前后锚杆组计算 ΣMB=0 PA ×3.45=PC ×4.50
PA=T kN kN 242403.18345
.35
.4==× Φl
3取20T 一根（极限51T ）Φl 25精轧螺纹钢，按50cm 间距布置挂篮后锚杆组。
7.2.挂篮前，中锚杆组计算
由挂篮前后下横梁计算得知，每支点，选用2Φl 32精轧螺纹钢作吊杆。
8.挂篮行走状态下，其挂篮自重锚固计算
挂篮行走时，主要承重由前横梁传来的模板，下纵梁、前横梁的自重及施工人员荷载计：
8.1.前横梁受均布荷载 q=7.78kN/m 施工人员等。 P=q.l=7.78×10=77.8kN 8.2.后锚计算
挂篮行走状态下，挂篮尾部自重对B 点的弯矩，必须大于前部自重对B 点的弯矩，则M 后21.5M 前其计算 如上图：
P 后×3.45≥1.5×P 前×4.5
P 后≥T kN kN P 3636018445.35.45.1==××前
P 后≥T kN 2.1521528.7745
.35.45.1==××
为了安全起见，在每根轨道上安2根锚固筋，以便挂篮行走。 挂篮所用材料 （每节段按4m 设计）
底模纵梁 腹板底按30cm ，其余按50cm 间距。
腹板选用I36a@300可选I32a 选用I36a@300-@500 顶+底选用I36a@500
前下横梁I40C 可满足要求I56b ） 受力7m 取l=10m
后下横梁I50I 字钢I56b ） 受力计算13.5m 取l=14m 主纵梁I40a 8.3
三角架斜拉杆 2I14a 计算5.31取l=5.6m
后锚 每根纵梁后锚 3Φl 25精轧螺纹钢：按@500 Φl 25
10t 前吊 2Φl 32作吊杆 前吊6Φl 32
行走时锚轨道 每根2Φl 25精轧纹 P ≥15.2T 取10t 模板系统
箱梁模板由底模、内模、侧模、端模及悬臂（翼缘）模板五部分组成，箱梁0#块除模隔板另外加工模板，其余模板均用箱梁悬浇模，此处以悬浇1#块及3#块为准计算。
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一、底模
箱梁底部为二次抛物线，其起点从主墩边缘开始，底模在纵断面上呈拆线型，底模尺寸7m ×4.80m 拟采用4块定做大模板
面板用δ=5mm 的墩身模板或按设计的底模板，，直接铺在挂篮下纵梁上，底模在挂篮下纵梁安装完毕及下纵梁标高调平后，放出箱梁中心线，用大模板2.4m ×3.5m 安装。
箱梁底模面板设计。
选取箱梁底板荷载60cm 厚进行钢板δ=5mm 验算。 1、计算荷载 取板1mm 宽单元按三跨连续梁计算： 砼自重： q 1=26×1×10-3×0.6=15.6×10-3kN/m 模板荷载： q 2=1.25×1×10-3=1.25×10-3kN/m 施工人员荷载： q 3=2.5×1×10-3= 2.5×10-3kN/m 砼振捣荷载： q 4=2.0×1×10-3=2.0×10-3kN/m
Σq=21.35×10-3kN/m =21.35×10-3N/mm 2、面板验算，其计算简图如图： 面板验算，其计算简图如图
面板参数 W ——截面抵抗矩 I ——惯性矩
W=32
217.46
516mm bh =×=
I=43
342.1012
5112mm bh =×= 面板所受最大支座弯矩为 M=kql 2
M=0.1×ql 2=0.1×21.35×10-3×0.272=0.16×10-3kN.m
面板强度验算σ=223
0/215][/4.3817
.41016.0mm N mm N W Mx =<=×=σ
挠度验算f=mm EI ql 37.042
.101006.22701035.2110689.010
689.0543
242
=×××××=×??? <
mm l 625.0400250
400== 满足要求
3.次钢楞承受的均布荷载：
q 1=b.q=0.27×21.35×10-3=5.77×10-3kN/mm=5.77N/mm 3.1强度验算用∠50角钢
Wmax=7.8cm 3 Wmin=3.13cm 3
M=mm N .35341370077.581
2=××
σ=mm N f mm N mm mm
N W M /215][/1131013.3.3534133
3=<=×=
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3.2挠度验算
Ix=11.21cm 4 E=2.06×105N/mm 2
V=4
5342
41021.111006.2.70077.5103.13845×××××=?mm N EI ql
=1.3×5.77×74×106/2.06×11.21×104×105=0.78mm
< [V]=mm 2.1500
600
= 满足要求 4、主钢楞验算 4.1.计算简图
用[10型钢参数 Wx=39.7cm 3 Ix=198.3cm 3 P=(0.27×0.7)q=0.189×21.35×10-3KN.m=4.04×10-3KN.m =4.04N.m
P 为次钢楞支座反力（当次钢楞为连续梁反力为ql 1 l 2）
强度验算 M=mm N kN pl .102.2.08m 104.42
1
216×=××=
σ=mm N f mm N mm Wx M /215][/5.55107.39102.23
36
=<=××=
4.2挠度验算
δ=4.95×10-245332
3103.1981006.210801004.41095.4××××××=?EI pl =0.62mm<
mm l 5.2400
1000400== 满足要求
故：底模板采用σ=5mm 的钢板，次楞∠50×5 @250，扁铁-50×5 @350，主楞[10 @600单个挂篮重2.84t。
二、侧模
箱梁内侧模用组合钢模板，外侧模用大块钢模板，以0#块侧模设计。 所有内侧模用[6.3型钢作横带和2[8型钢作竖带。模板尺寸4.3×3.8~4.3×3.55m（长×高）,用φ20对拉杆固定。
钢模板设计及计算： 1、计算荷载
1.1现浇砼对模板的侧面压力 根据《桥涵》（下册）和《公路桥涵施工技术规范》，新浇砼对模板侧面的压力标准值，可按下列二式计算，取二式中的较小者：
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P 1=0.22rt o β1β22
1V
P 2=rH
式中P——新浇砼对模板的最大侧压力kN/m 2，（KPa）
r——砼的容重，取26kN/m 3
t o ——新浇砼的初凝时间（h），取9h V——砼的浇筑速度（m/h） β1——外加剂影响系数 取1.2
β2——砼坍落度影响修正系数 取1.15
h——砼侧压力计算分布中有效压头高度 h=r
p
H——砼侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度（m）
箱梁砼设计浇筑速度 21.0m 3/h 浇筑面积底板S 1=28m 2
腹板S 2=4×0.4×2=4.8 m 2 ，最小厚度为0.4m，顶板S 3=4×13=52m 2 ，且两端对称浇筑
浇筑速度则为：V=h m /2.28
.42
/21=
P 1=0.22×26×9×1.2×2.215.1=105.4kPa
P 2=rH=26×4.5m=117kPa
根据规范取二式中的较小者，则外侧模所受最大侧压力为Pmax=105.4 kPa 查相关计算手册及说明书 取Pmax=50 kPa 1.2振捣砼产生的荷载
对垂直面模板取P=4.0kN/m 2（作用范围在新浇砼侧压力的有效压头高度之内）
1.3荷载组合
ΣP=P 1+P 2=50+4=54KN/m 2 2、钢模板设计
外侧模用大钢模 面板用δ=6mm 厚钢板，横主肋用[6.3型钢25cm 间距，按80cm 间距布置2[8型钢竖带，按80cm 和95cm 间距布置φ20对拉杆，计算以1m 计算。
2.1.面板验算
按单向板设计，用δ=6mm 钢板，以三跨连续梁计算，次肋间距250mm，取1mm 宽的板条为计算单元。
P=54KN/m 2=54×10-3N/mm 2
q 1=P×1=54×10-3N/mm 2×1mm=54×10-3N/mm 面板计算简图如右图 面板参数：
W 截面抵抗矩 W=32
266616mm bh =×=
I 惯性矩 I=43
31812
6112mm bh =×=
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面板所受最大支座弯矩为 M=Kql 2=0.1×54×10-3×2502=337.5N.mm
面板强度验算 δ=223
/215][/25.566.5.337mm N mm N mm
mm
N w m =<==δ 挠度验算
f=0.689×10-2mm EI ql 392.0181006.2250105410689.054324=××××××=?? <[f]=
mm l 625.0400
250400== 满足要求 故面板采用6mm 钢板，次肋间距为25cm 2.2次钢楞验算
次钢楞用[6.3型钢，间距25cm，主肋间距80cm 次钢楞承受均布荷载
q 2=b 2×p=250mm×54×10-3N/mm 2=13.5N/mm [6.3槽钢参数 W=16.123cm 3 Ix=50.786cm 4
按单跨计算 M=mm N ql .1008.18005.138
1
81622×=××=
强度验算 δ=2
23
36/215][/99.6610123.16.1008.1mm N mm N mm mm N w m =<=××=δ 挠度验算
f=mm mm mm N mm mm N EI ql 69.010786.50/1006.2800/5.13103.138454
4254424=××××××=? <[f]=
mm l 2400
800400== 满足要求 2.3主钢楞验算
主钢楞用2[8型钢 间距80cm 对拉螺杆间距为80cm 和95cm，以间距为100cm 作为验算依据，施工中以实际情况再进行调整。
主钢楞受集中荷载
q 3=b 1×b 2×p=250mm×800mm×54×10-3N/mm 2=1.08×104N 2[8槽钢参数 W=2×25.3=50.6cm 3 I=2×101.3=202.6cm 4
RA=RB=2.5 q 3 =2.5×1.08×104=2.7×104N
M=mm N m KN m KN l q .104.5.4.518.102
1
2
63×==××=
强度验算 δ=2
23
36/215][/7.106106.50.104.5mm N mm N mm mm N w m =<=××=δ
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挠度验算
f=4.95×10-2
×mm EI l q 28.1106.2021006.210001008.11095.44
5342
33=×××××××=?
<[f]=
mm l 5.24001000400== 满足要求
2.4对拉螺杆计算
根据以上计算RA=2.7×104N 即为螺拉最大反力 选用M20螺栓 面积An=225mm 2
则An.f=225×170=38250N>2.7×104N
强度满足要求
2.5综上所述：侧模用大钢模 面板用δ=6mm 厚钢板，横主肋用[6.3型钢，25cm 间距，按80cm 间距布置2[8型钢竖带，按80cm 和95cm 间距布置φ20对拉杆。
三、悬臂模板
悬臂模板有底模及侧模，（砼翼缘宽3.0m、厚0.20m），底模尺寸为4.1m×3.0m，采用钢模板，其使用材料结构同箱梁外侧模。侧模用20cm 高组合钢模固定在底模上。
1、计算荷载
取板1mm 宽单元计算
砼自重 q 1=26×1×10-3×0.85=22.1×10-3
kN/m 模板荷载 q 2=1.25×1×10-3=1.25×10-3kN/m 施工人员荷载 q 3=2.5×1×10-3=2.5×10-3kN/m 砼振捣荷载 q 4=2.0×1×10-3=2.0×10-3 kN/m
Σq=27.85×10-3kN/m
在导角处 同理
q 1=26×1×10-3×0.3=7.8×10-3KN/m q 2=1.25×10-3KN/m q 3=2.5×10-3KN/m q 4=2.0×10-3KN/m Σq=13.55×10-3KN/m 2.面板验算
q max =27.85×10-3KN/m=27.85×10-3N/mm
选用材料与侧模相同，参阅侧模受力图计算 面板参数 W=6mm 3 I=18mm 4
次楞以五跨均匀布置@254为宜，以间距30cm 计算
面板所受最大支座弯矩 M=kql 2=0.1×27.85×10-3×3002=250.6N.mm
面板强度验算 δ=8.416
6
.250==w m 22/215][/mm N mm N =<δ
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面板强度验算
f=0.689×10-2EI ql 4
mm 42.0181006.23001085.2710689.05432
=××××××=??
<[f]=
mm 75.0400
300
= 次肋@300以内 满足要求
在导角处q=13.55×10-3KN/m=13.55×10-3N/m
次楞以五跨均匀布置@360为宜，以间距40cm 验算 M=kql 2=0.1×13.55×10-3×4002=216.8N.mm
δ=][2.366
8.216δ<==w m
f=0.689×10-2
×mm f mm EI ql 1400
400][645.04==<=
次肋@400以内 满足要求
3.次钢楞验算
用[6.3型钢间距为300mm 和400mm
[6.3槽钢参数 w=16.123cm 3 Ix=50.786 cm 4
q 2=b×q 1=300×27.85×10-3=8.355N q 2ˊ=b×q 1ˊ=400×13.55×10-3=5.42N
按单跨计算 M=28
1
ql
M 2=mm N .1068.6800355.881
52×=×× M 2ˊ=mm N .10336.480042.58
1
52×=××
强度验算 δ=w m δ2=23
5
/4.4110
123.161068.6mm N =×× δ2ˊ=2
3
5/9.2610
123.1610336.4mm N =×× 挠度验算 f=EI
ql 4
3845
f 2=1.3×10-2
×mm f mm 2400800
]2[425.010
786.501006.2800355.84
54==<=×××× f 2ˊ=1.3×10-2
×mm f mm 2400800
]2[276.010
786.501006.280042.54
54==<=××××
筑
龙
网
W
W W
.Z
H U L O
N G
.C O
M
满足使用要求 4、主钢楞验算
主钢楞左1.2m 内用2[8，间距为80cm ，在1.8m 内用一根[8，间距为80cm ，支撑型钢间距按1.3m 布置。
荷载q 3=b 1×b 2×q 1
q 3=300×800×27.85×10-3=6684N q 3ˊ=400×800×13.55×10-3=4336N [8槽钢参数W=25.3cm 3 I=101.3cm 4
2[8槽钢参数W=2×25.3cm 3 I=2××101.3cm 4 支点反力R A =2q 3=13.4×103N R A ˊ=2q 3ˊ=8.7×103N 按三跨计算
m=3ql
m=m N .109.23.110684.631
33×=×××(按1.3m 计算)
m ˊ=m N .1008.13.110336.431
33×=×××
强度验算
δ=2
23
36/215][/3.57103.252.109.2mm N mm N mm mm N w m =<=×××=
δ δ=223
36/215][/3.74103.25.1088.1mm N mm N mm
mm N w m =<=××=δ 挠度验算 f=3.55×10-2×EI
ql 3
f=3.55×10-2
×mm f mm 25.34001300
][25.12
103.1011006.2130010684.64
533==<=×××××× f=3.55×10-2
×mm f mm 25.34001300
][62.110
3.1011006.2130010336.44
533==<=××××× 在验算主钢时，如1.2m 范围内如用一根[8型钢、变形较大，达不到要求，
考虑模板加工等各项因素，在1.2m 范围内用2根[8型钢，在外面1.8m 内用一根[8型钢。
5、综上所述
翼缘模板用δ=6mm 钢板，次楞I6.3在1.2m 范围间距为25.4cm ，且均匀布置，在1.8m 范围内为36cm ，主楞[8间距80cm ，在1.2m 范围内为2根[8型钢，在1.8m 范围内为一根[8型钢。
筑
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W W
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M
f=0.542×10-2
mm l mm EI ql 5.740065.11023691006.2300036.1810542.04542
4=<=××××××=?满足要求。 四、箱梁内模
箱梁标准节段内模有腹板膜、倒角模、顶板模，箱梁0#块内有横隔板模。 ①横隔板模采用木模加工，面板用4cm 厚木板，设横竖带及对拉杆。[6.3横带按40cm 间距布置，2[8竖带按80cm 间距布置。对拉螺杆用φ20圆钢拉杆按80cm 间距布置。
②内侧模、下倒角模及部分上倒角模板用组合钢模板，支撑同横隔板，上下倒角用脚手架支撑，用顶撑螺杆调节标高。
③内顶板模及倒角模采用钢模板，
0#块内顶板宽4.8m ，两侧为30×30cm 倒角；
1#块—4#块，内顶板宽3.2m ，两侧为130×60cm 倒角； 6#块—9#块，内顶板宽3.6m ，两侧为130×60cm 倒角；
5#块为变化区，间于1—4#块与6#—9#块之间，中间三角形用木模板调整尺寸。
④模板设计尺寸为2块（1.6+0.2）×4.3 m ，另增加0.4×4.3模板。
箱梁内顶模计算
1、计算荷载 取板1mm 宽单元计算
砼自重 q 1=26×1×10-3×0.25=6.5×10-3
kN/m 模板荷载 q 2=1.25×1×10-3=1.25×10-3kN/m 施工人员荷载 q 3=2.5×1×10-3=2.5×10-3kN/m 砼振捣荷载 q 4=2.0×1×10-3=2.0×10-3 kN/m
Σq=12.25×10-3kN/m=12.25×10-3N/mm
2、面板用组合钢模拼装
用3015、2015拼成，3.2m ×4.5m，在第6#块以后宽度增加0.4m，拼成大块模板，部分变化可用木模调节。
3、横梁计算
用[18型钢，间距为60cm ，下面为主纵梁
横梁受力 q 2=b ×q=600mm×12.25×10-3N/mm 2=7.35N/mm 选用型钢[18a 参数：
W=141.4cm 3 Ix=1272.7cm 4
按单跨计算 M=mm N ql .102.1360035.78
1
8722×=××=
强度验算 δ=2
23
7/215][/85104.141102.1mm N mm N w m =<=××=δ
筑
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W W
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N G
.C
O
M
挠度验算 f=mm EI ql 12.6107.12721006.2360035.7103.138454
542
4=××××××=? < [f]=
mm 9400
3600
= 故选用[18a 作横梁。
4、主悬吊纵梁
设置两根吊杆 吊杆间距5.0m
荷载：F 总=12.25×10-3×4000×3.6=176.4KN 一根纵梁受力F=
kN F 2.882
4
.1762==
总 q=88.2×103N/4000mm=22.05N/mm 在5m 梁上按q=22.05N/mm 均布荷载计算 选用型钢[32b 参数：
W=509.012cm 3 Ix=8144.2cm 4
弯矩 M=mm N ql .109.6500005.228
1
81722×=××=
强度验算 δ=2
23
7/215][/13610
012.509109.6mm N mm N w m =<=××=δ 挠度验算 f=mm EI ql 7.10102.81441006.2500005.22103.138454
542
4=××××××=?
<[f]=
mm 5.12400
5000
= 考虑各种不利因素，施工中选用[36a 型钢作主承重纵梁 5、综上所述
内顶模用组合钢模拼装，用[18a 作次楞间距60cm ，用2根[36a 作纵梁，起悬吊支撑作用。
6、吊杆计算
用φl 32精轧螺纹钢 吊杆受主支承型钢传来的集中力 每个吊点受力：N=44.1kN 取T=5t φl 32受力允许达30t
7、内侧模用组合钢模拼装，脚手管调节，次肋脚手管φ48@400竖向 主肋用2[8 @800横向加对拉螺杆。 8、倒角模
倒角模与顶板内模结构形式相同，用组合钢模板拼装，用脚手管及调节螺栓支撑及标高调整。
9、端模及内翼形侧模
端模用废旧钢模或木模，用焊接钢筋加固，加工时，根据钢筋位置及预应力管道尺寸位置预留孔洞。
内翼形模用旧钢模及木模组拼。
大跨度连续刚构轻型挂篮的设计 、工程概况 韩家店1号特大桥是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥，该桥主桥全长为454m，跨径设置为122m+210m+122m。该桥箱梁0号段长15m，其中桥墩两侧各外伸1.5m，每个T构沿纵桥方向分为36个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为102.2m，102.5m，133m，33.5m。桥体按整幅设计，箱梁采用单箱单室截面，顶板宽22.5m，底板宽11m，外翼板悬臂长5.57m，梁高由0号块处的12.5m以半抛物线形式从根部过度到跨中的3.5m。 2、挂篮形式的选取 2.1 分段施工法与悬灌挂篮的演化 预应力混凝土桥梁的分段施工法是从预应力原理、箱梁设计和悬臂施工法综合演进而成的。自从二十世纪五十年代PC箱梁的分段施工法在西欧诞生以来[1]，国内外大跨度桥梁多采用此法。除悬臂拼装法以外，尤其是特大桥梁中更是普遍应用平衡悬臂灌筑法即单T的每一个设计节段利用挂篮对称就地浇筑混凝土。悬臂灌筑法中不需要象满堂支架法那样大量的施工支架和临时设备，不影响桥下通航和通车，施工不受季节、河道水位的影响。 平衡悬灌法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计，挂篮设计的好坏直接影响到施工进度，它是特大桥梁施工中的一项关键技术。
就挂篮总重与悬浇最大梁段的重量比而言，PC桥梁的悬臂施工挂篮的演化过程[2][3]大致经历了从平行桁架式，三角型组合梁式，曲弦桁架式(或称弓弦式)，菱形式到滑动斜拉式的阶段变化。特点是结构越来越轻型化，受力越来越合理，有些挂篮的行走系统还设计有统一的液压伺服装置来控制挂篮的升降和行走，使得挂篮操作及施工控制越来越趋向智能化[4]。 2.2 挂篮设计的轻型化 目前，挂篮已向轻型、重载方向发展。其中可以用两个主要控制指标，来反映挂篮的设计优化与否。设定=挂篮总重/悬浇节段重量，=主承重结构/悬浇节段重量。 值越低，表示承受节段单位重量使用的挂篮材料越省，整个挂篮（包括模板）设计越合理；值越低，表示挂篮主承重构件使用的材料越省，设计越合理。另外，减轻挂篮自重采用的手段除优化结构形式外，最重要的措施是不设平衡重，并改善滑移系统，同时改进力的传递系统。 图1列出了国内外20座大桥的的值分布，其中最大为2.18，最小为0.31。图1 国内外20座大桥的值分布 2.3 韩家店挂篮形式的选取 因悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计，如施工状态大桥主梁的强度及变形要求，近海施工风荷载的影响，吊机的吨位及安装位置等等。一般来说，采用的挂篮须满足：结构简单，重量轻，安装、拆除方便，安全可靠，灌注混凝土过程中变形小等特点。 韩家店挂篮形式在参考了平弦无平衡重挂篮、菱形挂篮、弓弦式挂篮、
菱形挂篮设计方案 菱形挂篮设计说明： 富锦松花江公路大桥主桥（76m+3×150m+85m）主桥上部为变截面单箱单室预应力砼连续箱梁结构，箱梁悬浇长度为2.5-5m，底板宽 5.85m，顶板宽11.25m，2#-18#梁段高度变化范围为3.5-8.77m。节段最大重量为168.19t，采用菱形挂蓝施工工艺。 一、菱形挂蓝设计： 在完成的0#块和1#块主梁顶面拼装挂篮，然后逐段进行悬臂浇筑，具体工艺方法如下： 1、菱形挂篮结构介绍 采用自行研究设计制作《菱形挂篮设计图纸》图附后。 （1）主纵桁梁：主纵桁梁上挂篮的悬臂承重结构采用型钢加工制作。（2）行走系统：行走系统包括前后支脚、轨道，行走系统通过前后支脚与轨道滑动前移。 （3）底篮：底篮直接承受悬浇梁段的施工重力，由下横桁梁和吊杆组成，主要横梁采用型钢结构，吊杆采用直径为32mm的精轧螺纹钢制作。（5）锚固系统：锚固系统是由精轧螺纹钢、螺母、分配梁和升降千斤顶等组成。 2、菱形挂篮安装 挂篮分体结构采用大吨位吊车运送到位，现场人工配合吊车进行组拼，挂篮拼装按墩横纵中心线对称组拼，安装后的挂篮底模系统处于松弛状态。 完成墩顶0#、1#块施工后，根据整体布局及吊运状况，将挂篮主纵桁梁、横桁梁及底篮组拼成大件运抵工作墩位。 二、2#段悬浇段菱形挂篮施工 1、、2#段悬浇段菱形挂篮施工顺序 挂篮对称平衡悬浇2#梁段的步骤：拼装挂篮主纵桁梁和底篮模板、布设轨道→安装主纵桁梁和后锚点、前支点→安装主横桁梁→安装前后吊杆和带千斤顶的横梁→主纵桁梁中部加锚并调整主纵桁梁和主横桁梁位置→吊挂两侧底篮→试压→调整底篮高程→安装外侧顶模→调整模板
桥上部结构施工组织设计挂篮设计计算书 计算： 复核： 项目负责人：
1 概述： 主桥为50+95+50m预应力连续箱梁。箱形主梁横桥向底面水平，顶面1.5%双向横坡，运河西路边跨处在缓和曲线上，为超高变化段，顶面横坡处在1.5%双向坡到2%单坡的变化段上。箱形主梁为变截面单箱多室预应力混凝土箱梁，箱梁底宽26.00米，箱梁中心处梁高为2.1～4.20米，其上缘线形按照道路线形布置；下缘线形按照二次抛物线变化，在跨中标准段处箱梁中心处梁高为2.1米，在P5、P6墩处箱梁中心梁高为4.20米。箱梁顶板厚度全桥等厚为0.22米，底板厚度为变厚度0.22～0.80米。箱梁腹板0.45～0.7米（外侧腹板为0.6～0.7米），由于拱座构造的要求，在P5、P6墩顶拱座处设有实体砼区域。 悬臂板悬臂长度6.0米，厚度为0.2～0.35米，每隔3米设有一道肋板，在肋板范围内设置横向预应力束。 主桥采用先梁后拱的施工顺序。箱梁宽度较大，因此选用“品”字型悬臂浇注施工方法，先浇注箱梁箱室部分，落后两个节段浇注大悬臂。边跨由于进入道路平面曲线，采用对称悬臂施工较困难，因而边跨采用支架施工，纵向分三段浇注。支架下留通以道保证运河东路和运河西路有一定的交通通行能力。施工阶段主要分：0号块和边跨浇筑、纵向节段单悬臂浇筑和横向浇筑、合拢段合拢以及拱圈安装等施工节点。 本桥从施工角度看，有以下几点属于施工中的关键节点： 1）0号和边跨段浇筑
在支架上浇注边跨第一段及主跨0#块。 2）节段悬臂浇筑 单悬臂浇筑1#～11#块箱体并以“品”字型横向悬臂浇筑箱梁悬臂板，张拉各节段相应的预应力筋。纵向节段重量最大约为3680KN，挂篮重量不应超过0.5倍最大节段重量；单侧横向挂兰重量不超过100KN。挂兰每个节段施工均应严格控制施工标高。挂篮在投入使用前，须经过压重试验，确保挂兰的强度和刚度，减小挂篮的非弹性变形，并应记录挂篮的弹性变形。 3）合拢段合拢 中跨合拢前先检查合拢标高，合龙承重结构不大于1000KN。箱梁合龙段临时连接劲性骨架形式可由施工单位根据具体条件确定后经设计单位确认。在正式施工前，需先对一天中的气温变化进行观测，选择合适时间，焊接合拢段间的劲性骨架后，一次浇注混凝土。整个过程在尽量短的时间内完成。混凝土浇注完并达到设计要求的强度后张拉合拢束。 2 计算说明： 1、通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。 2、检算内外导梁受力是否满足要求，并求其前后吊点反力。 3、通过各前吊点的反力，设计前上横梁，然后计算菱形挂篮主桁各部件内力并求出挂篮前支点反力和后锚固力。
悬臂梁运用挂篮施工直线段技术 1、概述 连续箱梁直线段施工多种多样，但是对于不同情况、不同条件，选择支架施工还是托架施工，从质量、安全、和经济方面是截然不同的。对于支架一般施工安全性能高，操作方面，但是搭设高度不太大，地基基础一般需要处理；对于托架一般用于高墩或水中墩，支架施工比较困难的，但是施工危险性大，施工难度高，本文基于这两之间考虑，从安全和经济角度出发，对于特殊情况运用挂篮施工直线段。 2、工程概况 广深港客运专线鹅颈特大桥在DK87+634.60～DK88+284.83之间跨过龙大高速公路，该处以1-(40+72+40)m预应力连续梁跨越， 0-3#墩，其中3#墩位于深沟中，墩高31m,悬挂梁边墩直线段3.75m，合拢段2.m,按设计院要求是先中跨后边跨的合拢的顺序，悬挂梁各节段参数如下：
表3.1 40+72+40连续梁各节段统计表 3、直线段挂篮施工设计 由于3#墩位于深沟中，对于直线段支架施工不管是碗扣支架，还是无缝螺旋管支架基底硬化处理难度相当大，而且3#墩高31米，支架施工扰度非常大，不安全，所以施工3#墩时，考虑使用托架施工，但是由于3#墩四周深沟，墩身又31m高，托架安装的安全和施工受到严峻的考验。综合现场实际的情况和40+72+40m预应力连续梁自身的结构特点考虑使用挂篮施工。挂篮设计结构图如下：
4、挂篮自身结构强度和不平衡力距验算 直线段节段按设计图纸为42.1m3, 砼自重=42.1*2.6=109.46t 底架I32的共字钢重=(9*12+17*3.75)*57.7/1000=9.876t 模板+施工何载共考虑5t 总重=109.46+9.876+5=124.336t.其中作用在挂篮上重=2/3.75*124.336=66.3125t(其中直线段墩顶宽4米)； 总重=66.3125t<155.714t(1#块的节段重量)，所以挂篮强度可靠。 9#块最大不平衡力距=(108.29+48)*32.75=5118.5(考虑挂篮自重48t) 直线段不平衡力距=(66.3125+48)*37.6=4298.15<5118.5(9#块)，由于设计先中跨合拢后边跨，中合拢后1#墩和2#墩之间有悬臂变成简支梁，所以只需考虑2#和3#之间不平衡力距，所以不平衡力距也可行。 5、底模板抛高计算 菱形挂篮预压试验记录及处理 2#墩深圳端记录时间(2008.6.15)
设定基本环境 打开新文件，以‘外侧模架分析.mgb’为名存档。单位体系设定为‘m’ 和‘KN’。 文件/ 新文件 文件/ 存档(外侧模架分析) 工具 / 单位体系 长度> m ; 力 > KN? 图1 设定单位体系 设定结构类型为 X-Z 平面。 模型 / 结构类型 结构类型> X-Z 平面? 图2 设定结构类型
设定材料以及截面 材料选择钢材GB03（S）（中国标准规格），定义截面。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 名称(Q235) 设计类型 > 钢材 规范> GB03(S) ; 数据库> Q235 ? 模型 / 材料和截面特性 / 截面 截面数据 / 数据库/用户 截面号( 1 ) ; 截面形状 > 槽钢; 数据库>GB-YB; 名称>C 80×43×5/8 ? 截面号(2 ) ; 截面形状 > 槽钢; 数据库>GB-YB; 名称>C 50×37×4.5/7 ? 图3 定义材料
图4 定义截面 建立节点和单元 为了生成单元，首先输入节点。 正面, 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐 模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 ) ? 用扩展单元功能来建立桁架单元。 模型 / 单元/ 扩展单元 全选 扩展类型 > 节点 线单元 单元属性> 单元类型 > 梁单元 材料 > 1:Q235 ; 截面> 1: 50*37*4.5/7 ; Beta 角 ( 0 ) 生成形式> 复制和移动 ; 复制和移动 > 等间距 dx ，dy ，dz ：（0.8,0,0）m ；复制次数：1 选取节点1 ?
调整间距，逐步建立如图5所示几个单元组成的桁架单元 图5 桁架单元的建立1 图6 桁架单元的建立2 窗口选择选取如图6所示弧形区域各单元 模型 / 单元/移动/复制单元 形式>复制 等间距> dx，dy，dz：（0,0,1.2）m；复制次数：4， 复制得到如图7所示桁架单元 窗口选择选取如图8所示椭圆形区域各单元 模型 / 单元/移动/复制单元 形式>复制 等间距> dx，dy，dz：（0,0,1.2）m；复制次数：1， 复制得到如图9所示桁架单元 用扩展单元功能来建立桁架单元。 模型 / 单元/ 扩展单元 扩展类型 > 节点 线单元 单元属性> 单元类型 > 梁单元 材料 > 1:Q235 ; 截面> 1: 80*43*5/8 ; Beta 角( 0 ) 生成形式> 复制和移动 ; 复制和移动 > 等间距得到如图10所示的桁架单元。 模型 / 单元/ 交叉分割单元 容许误差：0.001m，得到如图11所示的桁架单元 模型 / 单元/ 删除单元 窗口选择如图11所示桁架单元 得到如图12所示的桁架单元
目录 1.计算说明................................................ 错误!未定义书签。 概况............................................... 错误!未定义书签。 计算内容........................................... 错误!未定义书签。 2.计算依据................................................ 错误!未定义书签。 3.参数选取及荷载计算...................................... 错误!未定义书签。 荷载系数及部分荷载取值.............................. 错误!未定义书签。 荷载组合............................................ 错误!未定义书签。 参数选取........................................... 错误!未定义书签。4．主要结构计算及结果..................................... 错误!未定义书签。 挂篮工作系数........................................ 错误!未定义书签。 ` 计算模型............................................ 错误!未定义书签。 底模纵梁计算........................................ 错误!未定义书签。 底模后下横梁计算.................................... 错误!未定义书签。 底模前下横梁计算.................................... 错误!未定义书签。 滑梁计算............................................ 错误!未定义书签。 侧模桁架计算........................................ 错误!未定义书签。 吊杆/吊带计算....................................... 错误!未定义书签。 前上横梁计算........................................ 错误!未定义书签。 挂篮主桁计算........................................ 错误!未定义书签。 后锚分配梁计算...................................... 错误!未定义书签。 挂篮走行稳定性检算.................................. 错误!未定义书签。; 5结论及建议.............................................. 错误!未定义书签。
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 Q345B 45# (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
天津百兴钢结构有限公司
挂蓝结构形式的选用
三角形挂蓝和菱形挂蓝结构比较分析
樊士磊 2010-1-15
摘要：在悬臂浇注施工法中，最常见也最流行的就是挂蓝浇注施工。挂蓝设备的结构形 式有很多种，在现实中施工方采用的结构形式也不尽相同，后来因为对施工容易，重量轻便， 结构简单等需求，在日新月异的今天，我们经常用的不外乎就这两种形式：三角挂蓝结构和 菱形挂蓝结构。本计算书主要阐述了在力学理论计算中，作用在同一种梁型构件上，选用同 样的料型，分别对它们进行受力分析比较，从而达到结构形式选用的目的。
1 进行比较的依据
1、《钢结构设计规范》GB50017-2003； 2、《路桥施工计算手册》； 3、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》； 4、《机械设计手册》；
2 假设工程概况
假设某工程主桥桥跨组成为 X+Y+Xm 的单箱单室三跨连续梁。梁型宽度为 12m，箱梁 0#块梁段长度也为 12m，挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为 A#块，其重 量为 150 吨，长度为 4m。
3 挂篮设计分类
A 情况一：该特大桥箱梁悬臂浇注段采用三角形挂篮结构施工。 ◇ B 情况二：该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮结构施工。 ◇
一般梁型的墩顶尺寸，墩顶长度 9m 或 12m 多见，而挂蓝构件前后(竖杆划分 前后的尺寸)比例因受墩顶空间的限制，也多为前长后短。故设其尺寸结构形 式如下：
2
4 主要技术参数
①、钢弹性模量 Es＝2.1×10 MPa； ②、查钢结构设计手册第三版(上册)，材料强度设计值： Q235 钢或型钢 ： 厚度或直径≤16mm，f=205N/mm ，fV=120 N/mm Q345 钢或型钢 ： 厚度或直径≤16mm，f=300N/mm ，fV=175 N/mm Q345 钢 ：
2 2 2 2 5
2
厚度或直径>16～40mm，f=295N/mm ，fV=170 N/mm
2
3
州河特大桥72+128+72m连续刚构 挂篮设计计算书 设计：中铁二局 计算： 复核： 中铁建工集团州河特大桥项目经理部 二○一二年八月
一、设计依据 1、《州河特大桥72+128+72m 连续刚构图纸》； 2、《铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）》 3、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 4、《钢结构设计规范(GBB50017-2003)》 5、《铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB 10005-2010）》 6、《铁路工程土工试验规程（TB 10102-2010）》 二、工程概况 州河特大桥为72+128+72m 连续刚构，梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，分为3米、3.5米、4米。箱梁顶板宽8.5m ，箱底宽6.1m 。梁部预应力体系按纵、横、竖三向预应力体系设计，其中梁体腹板竖向预应力钢筋采用25mm 精轧螺纹钢筋（PSB830），其抗拉强度标准值830pk f M Pa ，钢筋锚下张拉控制力为664M P a 。 三、挂篮设计方案 挂篮主要由三角主桁架、底模平台、走行系统、内模、外模和操作平台等组成，挂篮总重约为 70t 。 三角主桁架纵梁采用2[40a 槽钢组成，立柱采用2[36a 槽钢组成，斜杆采用2根250×20mm 钢带组拼而成。各杆件之间采用Φ100mm 的钢销和Φ28mm 螺栓联结；两片主桁架之间设置横向联结系进行连接。底模平台由前后横梁、纵梁、模板等组成。前后横梁采用2I56a 工字钢，底模纵梁采用I36a 工字钢；吊杆采用Φ32精轧螺纹钢筋，其抗拉标准值为830MPa 。 走行系统通过轨道支撑（轨道利用竖向预应力钢筋锚固），利用10t 链条葫芦拉动挂篮向前走行，走行轮反扣在轨道上翼缘位置。锚固系统通过主桁后锚梁和锚杆锚固在翼板和顶板。 外模模板由面板（5毫米钢板）和[8槽钢组焊而成，内模模板采用P3015小块钢模板。 四、荷载取值 1、主梁容重按26.5kN/m 3 计算； 2、计算时以连续梁1#段：1534.9kN ；梁段长度3m ； 3、浇注砼时的动力附加系数：1.2； 4、挂篮空载走行时的冲击系数：1.3。 五、荷载分析 计算工况： 1、荷载组合Ⅰ 挂篮自重+砼自重+动力附加荷载+施工机具自重（计算强度）
第一章计算书 一、计算依据 《钢结构设计规》(GB50017-2003) 《公路桥涵通用设计规》（JTGD60-2004） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规》 《公路桥涵施工技术规》（JTJ041-2004） 二、计算参数
挂篮主要结构材料表 3、荷载组合： 荷载组合Ⅰ：砼重量+动力附加荷载+挂篮自重+人群和施工机具重+超载；
荷载组合Ⅱ：砼重量+挂篮自重+风载+超载； 荷载组合Ⅲ：砼重量+挂篮自重+人群和施工机具重； 荷载组合Ⅳ：挂篮自重+冲击附加荷载+风载； 荷载组合I～Ⅱ用于挂篮主桁承重系统强度和稳定性计算； 荷载组合Ⅲ用于刚度计算，荷载组合Ⅳ用于挂篮行走验算。 三、荷载计算 根据设计图纸，各梁段控制砼重综合考虑，取最大梁段荷载节段重量，即1050KN，挂篮自重按50吨计，施工荷载取2.5KN/m2吨。 T1=1050×1.05+500+12.5×5×2.5=1665（KN） 3 T2:风荷载 根据《公路桥涵通用设计规》（JTG D60-2004）)，结合工程实际地形有：
四、挂篮计算 1、外导梁
1）、左侧 翼板重：0.877*25*4.5=98.66KN 侧板重5.446*10=54.46KN 外模导梁受力 =98.66*1.05+54.46+4.5*2.681*2.5=188.2KN/4.5=41.83KN/m 6 计算模型 x 1 23 456( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 )( 5 )88.2188.21 -100.02 -100.02 剪力图 x 1 23456 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 )( 5 )84.59 58.01 177.1958.01 弯矩图 力计算 杆端力值 ( 乘子 = 1) ---------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 ----------------------------------------------------------------------------------------------
菱形挂篮设计与计算 摘要：当前国内外的挂篮正向轻型化发展，菱形挂篮由于其主要受力构件均为二力杆，能够充分地利用材料的特性，具有结构轻巧，受力明确的特点，已广泛应用于中等跨径的悬浇施工。本文对应用于某桥的菱形挂篮的优化设计和计算作了介绍。 关键词：菱形挂篮设计计算 1 引言 挂篮按构造形式可分为桁架式（包括平弦无平衡重式、菱形、弓弦式等）、斜拉式（包括三角斜拉式和预应力斜拉式）、型钢及混合式四种。当前国内外的挂篮正向轻型化发展，挂篮的轻型化有助于节约钢材、便于运输和施工、同时挂篮的轻型化也有利于优化设计，减小跟部弯矩，进而节约纵向预应力的配束。挂篮设计的主要控制指标为：挂篮的总用钢量与最大块件重量之比值K 1 ，主桁 架用钢量与最大块件重量之比值K 2。K 1 值愈低，表示整个挂篮的设计愈合理，K 2 值愈低，表示挂篮承重构件的受力愈合理，使用材料愈节省。减轻挂篮自重所采用的手段有：优化结构形式、不设平衡重并改善滑移系统、改进力的传递系统。下面就结合某桥的实际情况，介绍选用的菱形主桁、滑移行走机构、整体模板、标高调整系统的挂篮设计实例。 2.设计概况及总体构思 2.1箱梁结构物参数 （1）悬臂浇筑砼箱梁分段长度为4.0m，悬臂浇筑砼结构最大重量1540 KN （2）箱梁底板宽8m，顶板宽16.25m。 （3）箱梁高度变化范围：左幅4.8m~2.4m，中间按半立方抛物线变化。 （4）挂篮的最大承载力不小于1850 KN, 挂篮自重及全部的施工荷载不大于600 KN 2.2挂篮的轻型化优化设计总体构思 （1）选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构（菱形）作为挂篮承重主桁； （2）挂篮用材利用国内普通的16Mn和A3钢. （3）挂篮前移时尾部利用箱梁竖向预应力平衡倾覆力矩以取消平衡重，使用反扣式走行小车。 （4）吊升系统采用精轧螺纹粗钢筋，粗钢筋现场取材方便，可利用现场的竖向预应力筋。同时这种精轧螺纹钢可以通过大螺母进行精确的调整。使得锚固、装拆方便、调整简单。 （5）模板采用整体大模板，通过内外纵梁与挂篮主桁同时移动就位。 （6）采用桁架式横向连接。 （7）主桁采用销接的方式，以利于拆装。 2.3挂篮的结构形式 挂篮的结构形式如图1、图2所示:
施工工艺 ㈠、挂蓝安装 1．准备工作 （1）根据挂篮设计图纸，对各个杆件以及连接部位进行核对，将挂篮主桁架在地面拼装完成，并按照施工荷载预压。 (2)准备好拼装工具及各种连接螺栓。 2．铺设走行轨道 在梁顶面标出滑道中线及挂篮前支座位置，，用水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位，放置钢垫梁，确保同一里程位置轨道标高相同；前支座位置压力较大，钢垫梁按照设计要求铺设。 3．安装轨道 将轨道吊放在指定位置组装，抄平轨道顶面，量测轨道中心距无误后，用精轧螺纹钢筋锚于箱梁腹板预埋锚筋上。 4.吊装主桁架 主桁架在地面拼装完毕，采用大吨位吊车直接吊装到桥面上，为防止倾倒，采用倒链固定在梁面上，安装两个住桁架之间的连结系。 5.用φ32精轧螺纹钢和扁担梁将主构架后端锚固在已成梁段上。 6.吊装前上横梁 前上横梁吊装前，在主构梁前端先安放作业平台，以便站人作业，作业平台应设防护栏杆。
7.安装后吊带 在0#梁段底板预留孔内（预留孔位置见有关图纸）安装后吊带，先安放垫块，千斤顶和上垫梁，后吊带从底板穿出，以便与底模架连接。 8.吊装底模架及底模板 底模架吊装前，应拆除0#梁段底部部分支架，以便底模架后部能吊在0#段底部，前端与前吊带用销子连接，如起重能力不足，可先吊装底模架，然后再铺装底模纵梁和模板。 9.安装外侧模板 挂篮所用外侧模首先用于0#梁段施工，在上述拼装程序之前，应将外模走行梁先放至外模竖框架上，后端插入后吊架上（0#段顶板上预留孔，先把后吊架安放好）。两走行梁前端用φ32精轧钢吊在前上横梁上。 用倒链将外侧模拖至1#梁段位置，在0#段中部两侧安装外侧模走行梁后吊架。每个后吊点应预留两个孔，间距约15cm。 10.对挂蓝各个后锚点以及吊点进行检查，按照施工荷载的1.2倍对挂蓝进行预压。 11.吊装内模架走行梁，并安装好后吊杆。 12.调整立模标高 根据挂篮预压测出的挂篮弹性及非弹性变形值，再加上设计立模标高值，作为1#段的立模标高。 ㈡、挂篮悬臂灌注施工
三角形挂篮设计计算书 一、概述 FK0+302.101匝道桥第二联为变截面连续箱梁，箱梁根部梁高4.5m ，高跨比为1/17.78，跨中梁高2.0m ，高跨比为1/40，箱梁顶板宽11.0m 底板宽6.0m 翼缘板悬臂长为2.5m ，箱梁高度按二次抛物线变化，箱梁采用三向预应力体系。 主桥箱梁1号至9号梁段均采用挂篮悬臂现浇法施工，箱梁纵向分段长度为4×3. 5m+5×4.0m ，0号块长10.0m ，中、边跨合拢段长度为2.0m ，边跨现 浇段长度为4.0m 。挂篮浇注梁段中1#块梁长3.5m ，梁重102.3t ，8#块梁长4.0m ，梁重103.8t 。1#~9#块段采用三角形挂篮施工。三角形挂篮具有性能可靠、稳定性好、操作简单、重量轻、受力明确等特点。 三角形挂篮由三角桁架、提吊系统、锚固系统、底模板组成：如图： 55407860 1026 9847006344516 4516689335 4516 4516 5567 5205 335 5150700 1000 1010 390 3650 920 62 3270 380 470450立柱 （双根槽36） 主梁 （双根工45） 中横梁 （双根槽36） 上前横梁（双根槽36） 前吊带 （20*200mm 钢板） 后吊带 （20*200mm 钢板） 后锚系统
挂篮工作原理：底模随三角桁架向前移动就位后，分块吊装安装梁段底板和腹板钢筋、安装底腹板预应力筋和管道，然后安装内模，待内模安装完毕，绑扎安装顶板钢筋、预应力筋与管道，然后浇注梁段砼，新梁段预应力筋张拉和压浆作业结束后，挂篮再向前移动，进行下一梁段的施工，如此循环，直至梁段悬灌完工。 挂篮设计取1#块为设计依据，1#块顶板宽11.0m，底板宽6.0m，腹板宽65cm，梁高3.99m,底板厚为52.9cm-47.4cm，翼板根部厚60cm。梁段重102.3吨。 二、设计依据及主要参数 1、控制设计计算所采用的主要依据 a、F匝道桥施工图设计 b、公路桥涵钢木结构设计规范
（40+56+40）m连续梁 三角形挂篮计算书 兰州华丰建筑器材有限公司 2016年05月
1.三角形挂篮结构形式，主要性能参数及特点 1.1.挂篮总体结构 挂篮由三角形主桁架、底模平台、模板系统、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。 图1挂篮总体结构 主桁架：主桁架是挂篮的主要受力结构。由2榀三角主桁架、横向联结系组成。2榀主桁架中
心间距为6.22米，每榀桁架前后节点间距分别为4.85m、4.1m，总长9.67m，主桁架杆件采用槽钢焊接的格构式，节点采用承压型高强螺栓联结。横向联结系设于两榀主桁架的竖杆上，其作用是保证主桁架的横向稳定,并在走行状态悬吊底模平台后横梁。 图2 主桁架 底模平台：底模平台直接承受梁段混凝土重量，并为立模，钢筋绑扎，混凝土浇筑等工序提供操作场地。其由底模板、纵梁和前后横梁组成。底模板采用大块钢模板；其中纵梁采用双[32槽钢和单I32工字钢，横梁采用双[36b槽钢，前后横梁中心距为5.1m，纵梁与横梁螺栓联接。
图3 底模平台 模板系统:外侧模的模板采用大块钢模板拼组，内模采用组合钢模板拼组。外模板长度为4.3m。内模板为抽屉式结构,可采用手拉葫芦从前一梁段沿内模走行梁整体滑移就位。 图4 外侧模
图5 内模 悬吊系统：悬吊系统用于悬吊底模平台、外模和内模。并将底模平台、外模、内模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷载传递到主构架和已成梁段上。悬吊系统包括底模平台前后吊杆、外模走行梁前后吊杆、内模走行梁前后吊杆、垫梁、扁担梁及螺旋千斤顶。底模前后横梁各设4个吊点，采用双Φ25精轧螺纹钢筋。底模平台前端悬吊在挂篮前上横梁上，前上横梁上设有由垫梁、扁担梁和螺旋千斤顶组成的调节装置，可任意调整底模标高。底模平台后端悬吊在已成梁段的底板上和翼缘板上。外模走行梁和内模走行梁的前后吊杆均采用单根Φ25精轧螺纹钢筋。其中外模走行梁前吊点与走行梁销接，以避免吊杆产生弯曲次应力。 锚固系统：锚固系统设在2榀主桁架的后节点上，共2组，每组锚固系统包括2根后锚扁担梁、2根后锚横梁、6根后锚杆。其作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保挂篮施工安全。锚固系统的传力途径为主桁架后节点→后锚横梁→后锚上扁担梁→后锚杆→箱梁顶板、翼板。 图6 主桁架后锚 走行系统: 走行系统包括垫枕、轨道、前支座、后支座、内外走行梁、滚轮架、牵引设备。挂篮走行时前支座在轨道顶面滑行，联结于主构架后节点的后支座反扣在轨道翼缘下并沿翼缘行走。挂篮走行由2台YCL60型千斤顶牵引主桁架并带动底模平台和外侧模一同前移就位。走行过程中的抗倾覆力传力途径为主桁架后节点→后支座→轨道→垫枕→竖向预应力钢筋。 内模在钢筋绑扎完成后采用手拉葫芦沿内模走行梁滑移就位。
三角挂篮计算书 1 计算依据 ⑴《大渡河特大桥（40+2×64+40）m 预应力混凝土连续梁梁部设计图》； ⑵《钢结构设计规范》（GB50017-2003）； ⑶《路桥施工计算手册》人民交通出版社； ⑷《MIDAS/civil》计算软件。 2 工程概况 成贵铁路大渡河特大桥（40+2×64+40）m 预应力混凝土连续梁（D2K10+820.6），上部结构采用四跨预应力混凝土变截面连续箱梁，为三向预应力结构，全长203m。桥梁采用单箱单室直腹板截面，中支点梁高6.5m，边支点和中跨跨中梁高3.5m，箱梁底板呈抛物线变化，箱梁标准段顶宽12.2m，底宽6.7m，外侧挑臂长2.75m，腹板厚0.48m～0.80m，顶板厚0.40m～0.5m，底板厚0.40～0.90m。墩顶设置横梁，中横梁厚为2.4m、端横梁厚为1.25m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处外侧均采用圆弧倒角过渡。全桥共设置两个主跨合龙段和两个边跨合龙段。0#块段长10.0m，合龙段长2.0m，1#～5#段长3.0m，6#～9#段长3.5m，11#（边跨直线段）节段长9.75m，最重悬臂浇注段为1#段，其重量约为150.43t。 3 施工方案综述 在0#段顶面对称拼装好挂篮后，即进行1#段的悬臂浇筑施工。挂篮施工时，底模、外侧模随主桁向前移动就位后，按照以下程序施工： ⑴绑扎底板、腹板钢筋网和波纹管。 ⑵将内模架就位并调整好标高。 ⑶绑扎顶板钢筋和预应力管道。 ⑷浇筑混凝土。 ⑸养护、穿束。 ⑹张拉，压浆。 ⑺脱模。 当所浇梁段张拉后，挂篮再往前移动进行下一节段施工，如此循环推移，直至完成最后一节悬臂梁段施工。
图3-1 悬臂浇筑段施工工艺框图 4 挂篮计算 4.1挂篮设计 挂篮结构形式为三角挂挂篮，主桁采用2[40b工字钢，上横梁采用2I45b，下横梁采用2[36b，外膜导梁采用2[32b，内膜导梁采用2[36b，底纵梁采用I32b，侧模骨架采用型钢桁片结构，底模采用加工的定型钢模，横肋采用[10，面板采用6mm厚钢板。挂篮吊杆采用φ32精轧螺纹钢，主桁片利用箱梁竖向预应力束进行锚固。
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[σ s s]/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：
深茂铁路32 48 32m连续梁三角形挂篮设计计算书(手算版)方案
深茂铁路32+48+32m连续梁挂篮计算书 一、计算依据 1、桥梁施工图设计 2、《结构力学》、《材料力学》 3、《钢结构设计手册》、《钢结构及木结构设计规范》 4、《高速铁路施工技术指南》、《路桥施工计算手册》（交通出版社） 5、砼容重取2.65t/m3，模板外侧模、底模板自重100kg/m^2，内模及端头模80kg/m2，涨模系数取1.05，冲击系数取1.1，底模平台两侧操作平台人员及施工荷载取5KN/m2，其他操作平台人员及施工荷载取2KN/m2。 6、材料力学性能
精轧螺纹钢强度设计值 二、挂篮底模平台及吊杆 底篮承受重量为箱梁腹板、底板砼重量及底篮自重。 1、纵梁验算 纵梁布置示意图 ⑴1#块为最重梁段，以1#段重量施加荷载计算纵梁的刚度强度 砼荷载：36.1m3×2.65t/m^3×1.05×1.1=145.348t=1104.9KN。 底模及端头模自重荷载：76.7KN+10.8m2×80kg/m2=85.34KN。 砼荷载按0#断面面积进行荷载分配，腹板及底板断面面积总和为11.2m2；模板荷
载按底板线性分配在纵梁上。 a 、①号纵梁上的荷载 腹板的断面面积为0.78m 2，其砼及模板荷载为： 0.78*3*26.5+100kg/m^2*0.93=62.1KN 。 ①号纵梁(I32b 工字钢)的荷载为：62.1KN 。通过静力平衡法可计算得前、后下横梁上的集中力分别为30.1KN 、32.0KN 。 b 、②号纵梁上的荷载 ②纵梁与③号纵梁间的断面面积为0.74m 2，其砼及模板荷载为： 0.74*3*26.5+100*1.04=58.97KN 。 ②号纵梁(I32b 工字钢)的荷载为：58.97KN 。通过静力平衡法可计算得前、后下横梁上的集中力分别为28.58KN 、30.39KN 。 c 、③号纵梁上的荷载 底板的断面面积为0.47m 2，其砼及模板荷载为： 0.47*3*26.5+100*2.44=39.81KN 。 ③号纵梁上的荷载为：39.81KN 。通过静力平衡法可计算得前、后下横梁上的集中力分别为19.29KN 、20.52KN 。 d 、④号纵梁上的荷载 底板的断面面积为0.51m 2，其砼及模板荷载为： 0.51*3*26.5+100*3.7=44.25KN 。 ④号纵梁上的荷载为：44.25KN 。通过静力平衡法可计算得前、后下横梁上的集中力分别为21.44KN 、22.81KN 。 e 、⑤号纵梁上的荷载 底板的断面面积为0.42m 2，其砼及模板荷载为： 0.42*3*26.5+100*3.1=36.49KN 。 ⑤号纵梁上的荷载为：44.25KN 。通过静力平衡法可计算得前、后下横梁上的集中力分别为17.68KN 、18.81KN 。 f 、以荷载较大的①号进行纵梁内力计算，荷载集度 q=62.1KN/3m=20.7KN/m 。 20.7KN/m 30 300 130 标注单位：cm 荷载布置图
一、挂篮验算复核 1．验算依据 （1）《钢结构设计规范》（GBJ17-88） （2）《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） （3）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000） （4）禹城南互通立交桥主桥设计图纸 2．结构参数 （1）悬臂浇筑砼箱梁分段长度为：1#-4#段3.5m，4#-8#段4.0m，合拢段2.0m。（2）箱梁底板宽6.9m，顶板宽13.5m。 （3）箱梁高度变化范围：4.2m~2.0m，中间按二次抛物线变化。 3．设计荷载： （1）悬臂浇筑砼结构最大重量111t(1#块) （2）挂篮总重46t(包括箱梁模板) （3）人群及机具荷载取2.5KPa。 （4）风荷载取800Pa。 （5）荷载组合： ①砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数(强度、稳定) ②砼重+挂篮自重+人群机具 (刚度) ③砼重+挂篮自重+风荷载 (稳定) （6）荷载参数： ①钢筋砼比重取值为2.6t/m3； ②超载系数取1.05； ③新浇砼动力系数取1.2； ④挂篮行走时的冲击系数取1.1； ⑤抗倾覆稳定系数不小于1.5； ⑥前后托架刚度取L*0.3%； ⑦16Mn钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×210=273MPa。 A3钢容许弯曲应力取1.3[бw]=1.3×145=188.5MPa。 4．挂篮结构材料
挂篮主桁架和前后横梁材料为16Mn钢，销子材料为45号钢，纵梁、托梁、分配梁等材料为组合型钢（A3）。 二、纵梁计算 1、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）受力分析 2、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）强度计算（图1示） R A =qcb/L R B =qca/L M max =qcb[d+cb/(2L)]/L =1249.89×10-3×3500×2500×[750+3500×2500/(2×5000)]/5000 =2.4×107N.mm 纵梁选用[ 22a 槽钢,其截面特性为: W x =2.176×105mm3 I x =2.3939×107mm4 图1