三角挂篮计算书

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三角挂篮工程 1、工程概况 采用三角挂篮进行悬臂浇筑,由主桁系统、悬吊行走系统和模板系统(含底模平台)三部分组成。其中,主桁系包括主桁架、横联、前横梁、后横梁和大梁锚固系统等部分;桩和横联采用型钢和钢板的组合结构,前横梁、后横梁采用型钢组拼。悬吊行走系统包括外模纵梁、内模滑梁、吊带、前下横梁和后下横梁等部分;外模纵梁、内模滑梁、前下横梁和后下横梁等采用型钢组拼,所有吊带均采用PSB830Φ32钢吊带。模板系统包括外模、内模和底模(含底模平台)三个部分;外模、底模均采用大块组合钢板,内模为组合钢模;内外模桁架采用型钢组拼;底模平台纵横梁均采用型钢组拼。 综合各节段的长度与截面形式,最终选取1#块与5#块作为计算截面。 具体的结构图如下图所示。

图1 挂篮总体布置图(单位:mm) 图2 挂篮侧面图(单位:mm) 1.1 主桁 主桁为三角桁片,由立柱、轨道横梁、斜拉带组成,每个挂篮有二片三角组合梁,两片组合梁支架由桁架连接形成整体,立柱与主梁之间采用绞接。主桁与立柱由2根[32a槽钢加工而成。前后斜杆为2根[32a槽钢加工而成。立柱横联采用由桁片连接的形式。 1.2 底篮 底篮由前下横梁、后下横梁、纵梁等组成。 (1)前下横梁:底篮前横梁采用双拼I36b工字钢,前横梁长13.4m; (2)后下横梁:底篮后横梁采用双拼I36b工字钢,后横梁长13.4m; (3)纵梁:底篮箱梁底部纵梁由I36b工字钢加工而成,长4.4m; 1.3 悬吊系统 悬吊系统包括上前横梁、内、外模板滑梁和吊杆,上前横梁为型钢结构,通过吊杆及铰座与底栏连接。内、外模板滑梁也为型钢结构,通过吊杆与上前横梁及已浇筑混凝土箱梁连接。 (1)前上横梁:前上横梁为双拼I36b工字钢,长13.6m。 (2)滑梁:内滑梁采用双拼[36b槽钢,长10m;外滑梁采用双拼[36b槽钢,长10m;外导梁采用双拼[28b槽钢,长5.1m; (3)吊杆均采用直径为PSB830φ32精轧螺纹钢。 1.4 锚固系统 挂篮后锚由锚固梁、锚杆组成,上端通过锚固梁锚于主梁尾部,下端通过精轧螺纹钢筋和连接器锚于箱梁上。初步拟定单片挂篮主桁的后锚共设4根Φ32精轧螺纹钢。 1.5 行走系统 行走系统由滑轮、牵引千斤顶、导链葫芦等构成。整个挂篮移动时主桁、侧模、内模和底模共同行走。主桁架行走采用2组滑轮安放在前后支点上,后锚扁担梁随主桁的移动交替锚固到预埋的精轧螺纹钢上,主桁的前进依靠导链葫芦牵引前进。每片主桁架安装4根后锚扁担梁。挂篮走行时反扣轮锚固。 1.6 模板系统 模板采用吊挂式,由内、外模板组成。 内模:由加工的大块钢板模与桁架组成。顶板由钢模、槽钢和木条、木楔形成桁架,内顶模板通过钩头螺栓连接成整体;侧板也由大块钢模组拼,槽钢加劲,内侧模与顶模之间采用螺栓连接。 外模:由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板,翼缘悬臂模板和腹板焊接为一体,并采用斜撑加强。 2、计算目标 本计算的计算目标为: (1)确定浇筑时挂篮各部分的强度刚度能否满足要求;; (2)验算浇筑时挂篮的压杆稳定性和抗倾覆稳定性; (3)验证挂篮行走时的稳定性; (4)验证后锚反压梁强度和梁体混凝土的抗压性能; 3、计算参数取值 3.1 计算荷载 3.1.1 荷载类型及荷载分项系数 表3-1 计算挂篮时的荷载大小及分项系数

荷载名称 代号 作用位置 大小 分项系数 新浇混凝土荷载(各位置不同) P1 全部 \ 1.2 外侧模板、支架自重(单侧) P2 外滑梁 14.3kN/m 1.2 顶模板自重 P3 内滑梁 4.8kN/m 1.2 内模自重 P4 底纵梁 0.75kPa 1.2 底模自重 P5 底纵梁 0.75kPa 1.2 施工荷载 P6 全部 2kPa 1.4 人员荷载 P7 全部 1kPa 1.4

挂篮各部分自重 \ 全部 软件自行生成 1.2

注:1、新浇混凝土容重根据上述规范表8-1,取配筋率>2%时容重,为26kN/m3; 2、式中,根据厂家提供单外侧模及支架重量60kN,由外滑梁承担,即模板长4.2m 得到作用于外滑梁上荷载为14.3kN,除以节段长度可得到均布荷载。同理,已知内 模、底模及顶模重量,可计算出P3、P4 与P5.; 3、表1中所有荷载代号在本章节中均属唯一。 3.1.2 荷载效应组合 计算挂篮时的荷载效应组合如表3-2所示: 表3-2 计算挂篮时的荷载效应组合

类别 参与组合的荷载项 验算强度 验算刚度 外(导)滑梁 P1 、P2 、P6 、P7 P1 、P2 内滑梁 P3 、P6 、P7 P3 底纵梁 P4 、P5 、P6 、P7 P4 、P5 3.1.3 挂篮荷载 由于每节段两端截面不一致,所以须分别计算两端截面荷载,中间按线性分布。以1#块为例,将其前后截面分别定义为I与II截面。考虑1.2倍预压系数。

图3 截面定义 (1)内滑梁荷载 内滑梁承受荷载如下图所示: 图4 内滑梁承受梁体荷载区域 则单根内滑梁承受该区域一半荷载。荷载如下图所示:

图5 内滑梁荷载分布(单位:mm) 则各节段内滑梁荷载计算如下: 表3 内滑梁荷载计算

节块 截面 砼面积/m2 砼自重q/kN/m 施工荷载P6/kPa 振捣荷载P7/kPa 计算宽度b/m 强度荷载kN/m 刚度荷载

kN/m

1# I 1.02 26.52 1 2 2.5 50.79 40.82 II 1.02 26.52 1 2 2.5 50.79 40.82

5# I 1.02 26.52 1 2 2.5 50.79 40.82 II 1.02 26.52 1 2 2.5 50.79 40.82

注:1、强度荷载=[1.2×q+1.4×(P6+P7)×b]×1.2;

2、刚度荷载=[q+(P6+P7)×b]×1.2。 由于模板长度固定,其以线性荷载作用于其上(图6),荷载大小为P4。 IⅡ

4200模板 图6 内滑梁模板荷载分布(单位:mm) (2)外滑梁荷载 外滑梁承受荷载如下图所示:

、 图7 外滑梁承受梁体荷载区域 则单根外滑梁承受一边的荷载。荷载分布与内滑梁一致。 则各节段外滑梁荷载计算如下: 表4 外滑梁荷载计算

节块 截面 砼面积/m2 砼自重q/kN/m 施工荷载P6/kPa 振捣荷载P7/kPa 计算宽度b/m 强度荷载kN/m 刚度荷载

kN/m

1# I 0.832 21.632 1 2 1.7 39.72 32.08 II 0.832 21.632 1 2 1.7 39.72 32.08

5# I 0.832 21.632 1 2 1.7 39.72 32.08 II 0.832 21.632 1 2 1.7 39.72 32.08

注:1、强度荷载=[1.2×q+1.4×(P6+P7)×b]×1.2;

2、刚度荷载=[q+(P6+P7)×b]×1.2。 外滑梁上模板荷载分布与内滑梁一致,荷载大小为P2。 (3)外导梁荷载 外导梁承受荷载如下图所示:

图8 外导梁承受梁体荷载区域 则单根外导梁承受一边的荷载。荷载分布与内滑梁一致。 则各节段外导梁荷载计算如下: 表5 外导梁荷载计算

节块 截面 砼面积/m2 砼自重q/kN/m 施工荷载P6/kPa 振捣荷载P7/kPa 计算宽度b/m 强度荷载kN/m 刚度荷载

kN/m

1# I 0.338 8.788 1 2 1.2 18.7 14.87 II 0.338 8.788 1 2 1.2 18.7 14.87

5# I 0.338 8.788 1 2 1.2 18.7 14.87 II 0.338 8.788 1 2 1.2 18.7 14.87

注:1、强度荷载=[1.2×q+1.4×(P6+P7)×b]×1.2;

2、刚度荷载=[q+(P6+P7)×b]×1.2。 外导梁不承受模板荷载。 (4)底纵梁荷载 外滑梁承受荷载如下图所示: 图9 底纵梁承受梁体荷载区域 底纵梁荷载分为腹板与底板位置两种,分布形式与内外滑梁一致。荷载计算如下: 表6 底纵梁荷载计算

节块 截面 位置 砼高/m 砼自重P1/kPa 模板自重P4~5/kPa 施工荷载P6/kPa 振捣荷载P7/kPa 计算宽度b/m 强度荷载/kN/m 刚度荷载/kN/m

1# I 腹板 4.078 106.028 0.75 1 2 0.3 47.64 39.52 底板 0.669 17.394 0.75 1 2 0.75 23.38 19.03

II 腹板 3.766 97.916 0.75 1 2 0.3 44.14 36.6 底板 0.639 16.614 0.75 1 2 0.75 22.53 18.33

5# I 腹板 3.102 80.652 0.75 1 2 0.3 36.68 30.38 底板 0.547 14.222 0.75 1 2 0.75 19.95 16.17

II 腹板 2.952 76.752 0.75 1 2 0.3 34.99 28.98 底板 0.511 13.286 0.75 1 2 0.75 18.94 15.33 注:1、强度荷载=(1.2×(P1+P4~5)+1.4×(P6+P7)]×b×1.2; 2、刚度荷载=(P1+P4~5+P6+P7)×b×1.2。 为计算方便,底模荷载已直接代入计算中。