1、挂篮设计与计算,黎 雷,挂篮的结构形式,挂篮的结构型式主要有以下三种：一、三角挂篮二、平行挂篮三、贝雷挂篮底篮也有三种型式：一、大型钢与桁架结合二、大型钢三、桁架,三角挂篮,平行挂篮,贝雷挂篮,挂篮的选型,挂篮的设计原则,挂篮的设计有以下几点要求：一、挂篮的重量必须控制在设计所要求的重量范围之内。二、挂篮的主桁位置必须作用在箱梁的腹板位置处。三、对挂篮的主要受力点处要进行局部加强四、挂篮的计算结果，如前后支点反力等要与设计院进行交流，看箱梁能否受力通过。五、挂篮在0号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的长度能拼装两个挂篮，如0号块的长度不够，需将两个挂篮做成连体挂篮。,钱江5桥
2、挂篮的设计与计算,一、工程概况 钱江五桥主桥为68+120+120+120+68米预应力混凝土连续箱梁,桥梁全宽26米,分上下行两幅,每幅桥箱梁为单箱单室断面,箱梁顶宽12.40米,底板宽6.5米,翼缘板悬臂长度为2.95米,块段长为3.5米、4.1米、5.2米,箱梁高度由根部6.5米向跨中2.5米按二次抛物线变化。,各梁段基本情况,图一 连体挂篮结构图,图二 挂篮结构图,挂篮结构简介,挂篮由主桁、底篮、悬吊系统后锚及行走系统、模板系统等部分组成。1、主桁：主桁为三角桁片，由立柱、斜拉带、主梁组成。2、底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。3、悬吊系统：由桁架式上前横梁、上中横梁及前后吊带及
3、箱内后锚带组成。4、后锚及行走系统 5、模板系统：模板由内、外模板组成。,挂篮由主桁、底篮、悬吊系统、后锚及行走系统、模板系统等部分组成。1、主桁：主桁为三角桁片，由立柱、斜拉带、主梁组成(1)主梁由2根H600200型钢加工而成；(2)立柱由2根H600200型钢加工而成；立柱横联为桁架。立柱、斜拉带及主梁构成三角桁架，共同受力。(3)斜拉带由2根203cm钢板加工而成。2、底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成(1)前横梁、后横梁：底篮前后横梁均由20a和10型钢焊接而成(2)纵梁：底篮纵梁有普通纵梁和桁架纵梁两种。普通纵梁为H450200，桁架纵梁由上弦杆220a、下弦杆220a、竖杆1
4、0及斜杆16a组焊而成。3、悬吊系统：(1)桁架式上前横梁、上中横梁：前、中横梁均为桁架梁。(2)前后吊带及箱内后锚带：前后吊带及箱内后锚带均为16Mn钢。4、模板系统：模板由内、外模板组成。,5、后锚及行走系统：(1)后锚由锚固梁、锚杆组成，一个挂篮共设四个后锚。(2)平衡重：由4根32a组成平衡重梁，即后横梁。单个挂篮平衡重为10t。(3)行走系统：行走系统主要包括：行走系扁担梁、行走支腿及上框架、行走轮、前后支腿行走轨道等,挂篮计算,1、荷载(1)箱梁最大块段荷载：3.5m块段为1#块，重量为124t；4.1m块段为4#块，重量为125.3t；5.2m块段为8#块，重量为131t。(2)
5、模板自重：一侧侧模自重按5t计，两侧模板共计10t；一套内模自重为5t，底模为0.06t/m2，端模为0.7t；(3)挂篮结构自重(不计模板)：48t；(4)施工荷载：人群荷载o.o17t/m2，输送泵管0.3t，振捣器0.2t；(5)混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取10m3混凝土，重量为25t。(6)风荷载：780Pa。,2、荷载系数(1)考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；(2)浇筑混凝土时的动力系数：1.2；(3)挂篮空载行走时冲击系数：1.3；(4)浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；(5)挂篮正常使用时采用的安全系数：1.2。,3、荷载组合(1)荷载
6、组合：混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；(2)荷载组合：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载；(3)荷载组合：混凝土荷载+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；(4)荷载组合：挂篮自重+冲击附加荷载+风荷载 荷载组合、用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合用于刚度计算；荷载组合用于挂篮行走计算。,钱江5桥挂篮控制计算主要分以下4个工况进行：(1)1块(3.5m长块段)施工时，计算上中横梁、底篮纵梁及后横梁、后吊带、后锚带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(2)4块段(4.1m长块段)施工时，计算主桁、上前横梁、底篮纵梁及前横梁、
7、前吊带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(3)8块段(5.2m长块段)施工时，计算主桁、上前横梁、底篮纵梁及前横梁、前吊带、后锚等的强度及刚度；验算挂篮整体抗倾覆稳定性及横向稳定性；(4)挂篮行走(前移)时，验算底篮后横梁、上中横梁、后锚小车、锚轨等结构的强度和刚度，以及抗倾覆验算。,4、工况分析,5、计算原理,(1)计算假设 在计算过程中，按照材料力学和结构力学的假设进行计算；主桁按照桁梁组合结构进行计算(2)底篮计算 先将荷载分配至底篮纵梁上，计算其强度及刚度，然后计算出纵梁支座反力作为底篮前、后横梁的荷载，计算底篮前、后横梁的强度和刚度(3)主桁计算 计算出底篮
8、前横梁的支点反力，作为上前横梁的荷载，计算前横梁的强度和刚度，然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上，计算主桁各杆件的强度及刚度。(4)抗倾覆稳定性计算 通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度，以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。(5)挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算 计算底篮后横梁的强度和刚度，然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上，计算上中横梁的强度及刚度等。,计算模型,荷载图,变形图,轴力图,弯矩图,计算结果,分项计算,计算内容：一、主桁计算二、前后横梁计算三、底篮计算四、吊带计算五、行走系统计算六、后锚系统计算七、抗倾覆计算,计算方法：一、根据SAP2000计算程序计算出各部分的轴力、弯矩和剪力，按照结构力学和钢结构设计规范的要求，进行细部计算。二、每个单项计算都按最不利情况控制，可结合挂篮的施工工况进行分析。,挂篮设计与计算的体会,挂篮的设计与计算相对并不困难，主要需注意以下几点：一、挂篮结构型式的选择 根据设计要求和箱梁的结构型式，选择合适的挂篮二、荷载、荷载系数及荷载组合的确定三、总体计算模型的建立（难点），如建立整体模型比较困难，可分底篮和主桁分别进行计算。四、对计算结果的验算，分析计算结果的可靠性五、分项及细部计算，按照结构力学和钢结构设计规范的要求进行计算,
