挂篮施工计算-第1篇.docx

    挂篮施工计算    ①47.1KN 55.0KN 校核外模导梁②207.4KN 180.2KN 校核腹板下纵梁③117.4KN 133.8KN 校核内模导梁④203.3KN 171.6KN 校核底板下纵梁恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4作用于主桁上箱梁荷载最大按83t计算；施工机具及人群荷载：2.5kPa；倾倒混凝土产生的荷载：2KPa振捣混凝土产生的荷载：2KPa挂篮自重：71t；③、荷载组合荷载组合I：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重人群和机具荷载；荷载组合II：挂篮自重+冲击附加荷载；荷载组合I用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合II用于挂篮系统行走计算1.3.4 内力符号规定轴力：拉力为正，压力为负；应力：拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定第2章挂篮底篮及吊杆计算2.1.1 腹板下面纵梁的计算一、浇注1#块时1、载荷计算1）、混凝土荷载q单侧腹板混凝土荷载为：q1＝207.4×1.05×1.2/(3×0.65)=134KN/m22）、除侧模外，模板重量按2.5KN/m 2计，模板载荷为：q2＝2.5×1.2＝3KN/m23）、人群及机具荷载为：q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m24）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/m25）、纵梁自重为：W2=0.37KN/m6）、腹板处纵梁上的均布荷载为（腹板下布置3条纵梁，间距均布约为0.217m）：W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.217=31.7KN/m2、受力分析腹板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：Wx=490cm3,Ix=7350cm4其受力示意图如下图所示：由材料力学计算软件求得浇注1#块时腹板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：1）、剪力图为：其支座反力Ra＝54.6KN、Rb＝42.2KN2）、弯矩图为：其最大弯矩Wmax＝73.43KN.mσw＝Wmax/Wx＝73.43×106/490×103＝149.9Mpa3）、挠度图为：其最大挠度fmax＝10.198mm二、浇注4#块时1、载荷计算1）、混凝土荷载q单侧腹板混凝土荷载为：q1＝180.2×1.05×1.2/（3.5×0.575）=112.8KN/m22）、除侧模外，模板重量按2.5KN/m 2计，模板载荷为：q2＝2.5×1.2＝3KN/m23）、人群及机具荷载为：q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m24）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/m25）、纵梁自重为：W2=0.37KN/m6）、腹板处纵梁上的均布荷载为（腹板下布置3条纵梁，间距均布约为0.19m）：W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.19=23.73KN/m2、受力分析腹板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：Wx=490cm3,Ix=7350cm4其受力示意图如下图所示：由材料力学计算软件求得浇注4#块时腹板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：1）、剪力图为：其支座反力Ra＝57.62KN、Rb＝59.86KN2）、弯矩图为：其最大弯矩Wmax＝60.13KN.mσw＝Wmax/Wx＝60.13×106/490×103＝122.7Mpa3）、挠度图为：其最大挠度fmax＝8.489mm2.1.2 底模下普通纵梁的计算`一、浇注1#块时1、载荷计算1）、混凝土荷载q底板混凝土荷载为：q1＝203.3×1.05×1.2/(3.5×3)=24.4KN/m22）、模板重量按2.5KN/m2计，模板载荷为：q2＝2.5×1.2＝3KN/m23）、人群及机具荷载为：q3＝2.5×1.4＝3.5KN/m24）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/ m25）、纵梁自重为：W2=0.37KN/m6）、底板处纵梁上的均布荷载为（底板下布置4条纵梁，间距均布约为0.875m）：W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.875=31.9KN/m2、受力分析底板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：Wx=490cm3,Ix=7350cm4其受力示意图如下图所示：由材料力学计算软件求得浇注1#块时底板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：1）、剪力图为：其支座反力Ra＝54.94KN、Rb＝42.46KN2）、弯矩图为：其最大弯矩Wmax＝73.88KN.mσw＝Wmax/Wx＝73.88×106/490×103＝150.8Mpa3）、挠度图为：其最大挠度fmax＝10.271mm二、浇注4#块时1、载荷计算1）、混凝土荷载q底板混凝土荷载为：q1＝171.6×1.05×1.2/(3.65×3.5)=16.9KN/m22）、模板重量按2.5KN/m2计，模板载荷为：q2＝2.5×1.2＝3KN/m23）、人群及机具荷载为：q3＝2.5×1.4＝3.5KN/ m24）、倾倒和振捣混凝土产生的荷载为：q4=（2＋2）×1.4＝5.6KN/ m25）、纵梁自重为：W2=0.37KN/m6）、底板处纵梁上的均布荷载为（底板下布置4条纵梁，间距均布约为0.9125m）：W1＝（q1＋q2＋q3＋q4）×0.9125=26.5KN/m2、受力分析底板下H型钢采用材质为Q235的H300×150H型钢组焊件，其截面特性参数如下：Wx=490cm3,Ix=7350cm4其受力示意图如下图所示：由材料力学计算软件求得浇注4#块时底板下纵梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：1）、剪力图为：其支座反力Ra＝48.23KN、Rb＝46.22KN2）、弯矩图为：其最大弯矩Wmax＝67.03KN.mσw＝Wmax/Wx＝67.03×106/490×103＝136.8Mpa3）、挠度图为：其最大挠度fmax＝9.472mm2.1.3 底篮后横梁受力验算模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按4.0kN/m2计，由底篮纵梁计算可知，浇注1号块时底蓝后横梁受力最大，后横梁约承受箱梁60%的荷载。

其受力简图如下：其中：F1为浇注1#块时底板下普通纵梁作用在后横梁上支座反力(54.94KN);F2为浇注1#块时腹板下纵梁作用在后横梁上支座反力(54.6KN)底篮后横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:截面面积A=73.03cm2 截面惯性矩Ix=11400cm4 抗弯截面模量Wx=779cm3由理正结构工具箱计算得浇注1#块时底篮后横梁剪力图、弯矩图、挠度图如下所示1）剪力图其支座反力：RA=RD=11.8KNRB=RC=110.7+153.5=264.2KN2）弯矩图其最大弯矩Wmax＝53.9KN.mσw＝Wmax/Wx＝53.9×106/779×103＝69.2Mpa3）挠度图其最大挠度fmax＝0.581mm2.1.4 底篮前横梁受力验算模板、支架按2.5kN/m2计，人群及机具荷载按2.5kN/m2计，倾倒和振捣混凝土荷载按4.0kN/m2计由底篮纵梁计算可知，浇注4号块时底蓝前横梁受力最大，前横梁约承受箱梁40%的荷载其受力简图如下：第13 页共33 页其中：F1为浇注4#块时底板下普通纵梁作用在前横梁上支座反力(46.22KN);F2为浇注4#块时腹板下纵梁作用在前横梁上支座反力(41.48KN);底篮前横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:截面面积A=73.03cm2 截面惯性矩Ix=11400cm4 抗弯截面模量Wx=779cm3由理正结构工具箱计算得浇注4#块时底篮前横梁剪力图、弯矩图、挠度图如下所示1）剪力图其支座反力：RA=RD=8KNRB=RC=93.3+117.9=211.2KN2）弯矩图其最大弯矩Wmax＝43.9KN.mσw＝Wmax/Wx＝43.9×106/779×103＝56.4Mpa3）挠度图其最大挠度fmax＝0.579mm第14 页共33 页2.1.5 底篮前后横梁空载后退受力验算挂篮空载后退时，底篮全部重量由端部两个吊点承受，主要承受荷载为外模自重、底模自重以及纵梁自重。

后退时单侧外模自重约为26.1KN，底模自重约为15.4KN，纵梁单根自重为1.9KN底篮后横梁采用H300×200H型钢组焊桁架加工，其力学参数如下:截面面积A=73.03cm2 截面惯性矩Ix=11400cm4 抗弯截面模量Wx=779cm3底篮后横梁受力简图如下：其中：P1、P14为外模自重作用于底篮后横梁的载荷；P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13为底模自重及纵梁自重作用于底篮后横梁的载荷；W1为底篮后横梁自重P1= P14=26.1×0.8/2=10.44KNP2=P3=P4=P11=P12=P13=1.9×0.6+15.4/4.8×0.6×0.22=1.56KNP5=P6=P7=P8=P9=P10=1.9×0.6+15.4/4.8×0.6×0.66=2.41KNW1=0.57KN/m由材料力学计算软件求得导梁的弯矩图、挠度图如下：1）、弯矩图其最大弯矩Wmax＝54.2KN.mσw＝Wmax/Wx＝54.2×106/779×103＝69.6Mpa< [σw]＝215MPa 满足要求2）、挠度图为：第15 页共33 页其最大挠度fmax＝16.96mm因底篮前横梁截面、长度及吊点位置与底篮后横梁均相同，且受力较底篮后横梁要小，故底篮前横梁也满足强度及刚度要求。

由以上计算可知，挂篮在后退过程中安全，满足整体强度及刚度要求2.1.6 挂篮内导梁受力验算：内导梁在挂篮施工中承受箱梁顶部混凝土、内模自重的结构, 采用H300×150H型钢加工，其截面特性如下：Wx＝490cm3 ，Ix＝7350cm4作用于内导梁上载荷如下：1、浇注1#块时内模顶部混凝土载荷为：117.4KN2、浇注4#块时内模顶部混凝土载荷为：133.8KN3、内模载荷为：30KN;4、导梁载荷为：0.37KN/m一、浇注1号块时：1号块梁长3m，内导梁上作用的荷载主要通过内模背架传递至内导梁，其受力简图如下：其中：P6为内模自重作用于导梁的载荷；P1、P2、P3、P4、P5为箱梁顶部混凝土及内模自重作用于导梁的载荷；W1为导梁自重P6= 30/(6×2)=2.5KN第16 页共33 页P1=P2=P3=P4=P5=(117.4×1.05×1.2)/(5×2)+30/(6×2)=17.3KNW1=0.37KN/m由材料力学计算软件求得导梁的剪力图、弯矩图、挠度图如下：1）、剪力图其支座反力Ra＝51.47KN、Rb＝39.24KN2）、弯矩图为：其最大弯矩Wmax＝65.92KN.mσw＝Wmax/Wx＝65.92×106/490×103＝134.5Mpa< [σw]＝215MPa 满足要求2）、挠度图为：其最大挠度fmax＝9.262m。