1、 婁底至雙峰公路（雙峰段）建設項目經理部 山塘大橋掛籃設計計算書第一章 設計說明1.1、設計依據1、婁雙公路施工招標文件及答疑；2、婁雙公路兩階段施工圖設計：3、公路工程橋涵施工技術規范JTG/T F50-2011；4、路橋施工計算手冊1.2、結構簡介1）工程概況主橋上部為（30+50+30）m三跨預應力混凝土變截面單箱單室連續箱梁，單幅橋面寬13.75m，箱梁高度主墩中心2m范圍高為3.5m，邊跨端部6.0m范圍內高2.0m，梁高按二次拋物線變化連接。主橋箱梁在墩頂0號塊處設置厚度為2m的橫隔板，在邊跨端部設厚度為1.5m的橫隔板。箱梁采用變腹板高度成坡，頂板設置4%的橫坡，底板水平。主橋箱

2、梁采用縱向預應力體系。主橋位于半徑為700的圓曲線內，以路線中心線控制現澆箱梁縱向長度。箱梁頂板厚度為0.25m；底板厚度由跨中的0.3m按二次拋物線變化至距0號塊中心線1m處的0.5m；腹板厚度0.6m。為改善箱梁根部截面受力，在0號塊兩端附近的截面頂、底板局部加厚。 主橋連續箱梁采用雙掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除0、0b號塊采用在支架上現澆外，其余5對梁段，均采用對稱平衡懸臂逐段澆筑法施工。箱梁縱向懸澆分段長度為（33.5m24m），箱梁墩頂現澆塊件（即0、0b號塊）總長11m，中跨合攏段長度為2.0m，邊跨合攏段長度為2.0m，邊跨現澆段長度為3.92m。懸臂澆筑梁段中最大重量為

3、95.8噸，雙掛籃自重按50噸考慮，中跨合攏段施工吊架自重按30噸考慮。山塘大橋箱梁采用C55混凝土，箱梁節段參數見表2-1，其中6#梁段為邊跨現澆段，7#梁段為邊跨合龍段，8#梁段為中跨合攏段。表1 箱梁節段主要參數表節段號012345678節段長(m)113.503.503.504.04.03.922.02.0方量(m3)123.738.336.133.932.231.652.517.617.6節段重（t）411.695.890.384.880.579131.34444最大懸臂段重量為1號梁段95.8t。第二章掛籃設計及荷載描述山塘大橋（30m+50m+30m）連續梁采用三角掛籃施工，主要

4、構造有主桁架系統、軌道系統、前上橫梁、模板系統、導梁、底籃、防護系統等組成。如圖圖2.1 掛籃構造示意圖 2.1、主桁系統主桁為三角桁片，由立柱、軌道橫梁、斜拉帶組成。每個掛籃由兩片三角形組合梁。兩片組合梁由設在立柱間的連接系統形成門架結構。主桁架由2 根36a槽鋼對扣加工而成。斜拉帶與立柱、軌道橫梁的連接均采用40Cr插銷鉸接。上橫梁采用2根I50a型鋼加工而成（雙拼工字鋼）。2.2、底籃系統底籃由前橫梁、后橫梁、縱梁組成。前、后橫梁采用2根I36a型鋼加工而成（雙拼工字鋼），縱梁采用I28b焊接在前后橫梁上。2.3、模板系統內外側模板采用吊掛式，底模采用焊接在底縱梁上。均采用=6mm鋼板。

5、2.4、錨固系統掛籃尾部通過錨桿與箱梁腹板中的32豎向精軋螺紋鋼PSB930鏈接。錨固扁擔梁可根據豎向精軋螺紋鋼的位置調整，掛籃單根主梁上錨固精軋螺紋鋼為4根。2.5、懸吊系統懸吊系統由底籃懸吊和外模懸吊兩部分組成。底籃懸吊系統采用精軋螺紋鋼作為吊桿。外模懸吊通過精軋螺紋吊掛外導梁形成。2.6、行走系統掛籃的主梁下方分別設有前、后兩個支腿及相應配套的滑道，在主桁尾部設有反扣輪支撐在行走軌道上，掛籃的前移可采用穿心式千斤頂或者高強度受拉葫蘆。為保證掛籃行走安全，在軌道前端設纖維裝置，以防止掛籃滑出軌道或者箱梁前端引起掛籃傾覆。2.7、掛籃設計1、主要技術指標（1）取最重懸澆段1號段（96t）為最

6、不利工況；（2）混凝土容重取26kN/m3；（3）考慮箱梁混凝土澆注時脹模等因素的超重系數取1.05；（4）澆注混凝土時的動力系數取1.2；（5）掛籃空載行走時的沖擊系數取1.3；（6）澆注混凝土和掛籃行走時的抗傾覆穩定系數取2；（7）吊帶及精軋螺紋鋼筋吊桿的安全系數不小于2： （8）施工人員及施工機具產生的荷載標準值取2.5 kN /m2： （9）振搗荷載：4kN /m2： （10）掛籃主桁最大重量梁段1.1倍。 2、設計參數（1） 超載系數、取混凝土澆筑漲模系數1.05；（2） 掛籃允許最大變形（包括吊帶變形的總和）20mm以內；（3） 施工時、行走時的抗傾覆安全系數大于2：（4） 自錨固

7、系統的安全系數大于2：3、參數取值（1）風速取最大值10級風速V=34m/s（2）材料性能取值彈性模量E=2140GPa；泊松比=0.3；密度=7850kg/m3；剪切模量G=81GPa；Q235鋼材抗拉、抗壓、抗彎強度設計值f=205MPa；吊桿PSB930抗拉、抗壓、抗彎強度設計值f=750MPa；抗剪設計強度fv=125MPa。4、荷載組合掛籃懸澆施工中，主要有以下四種工況：澆筑即將完成滿載情況底板澆筑完成后，澆筑腹板時混凝土布料高度差形成的偏載澆筑完成滿載且風荷載存在掛籃行走各工況對應的荷載組合及變形驗算時的荷載組合如下。荷載組合I：混凝土重量（考慮動力影響）+掛籃自重+施工荷載；荷載

8、組合II：掛籃自重（考慮行走沖擊影響）+風荷載；荷載組合III：混凝土重量（考慮超載影響）+掛籃自重+施工荷載。荷載組合I用于驗算掛籃各構件的強度、穩定性、與抗傾覆性，荷載組合II用于掛籃行走驗算，荷載組合III用于變形計算。5、計算模型圖2.2 掛籃計算模型邊界條件：立柱頂端采用鉸接，斜拉帶與主縱梁連接時釋放梁端約束形成鉸接。結構自重荷載由程序自動加載計算。第三章 結構計算分析3.1、荷載取值計算：單側翼緣板混凝土自重G1：面積A1=1.245，長度L=3.5mG1=1.245x3.5x26=113.3kN頂板混凝土自重G2：面積A2=2.278，長度L=3.5mG2=2.278x3.5x2

9、6=207.25 kN底板混凝土自重G3：面積A3=3.269，長度L=3.5mG3=3.269 x3.5x26=297.48 kN單側腹板混凝土自重G4：面積A4=1.98,長度L=3.5mG4=1.98 x3.5x26=180.18 kN側模自重G5=46.7kN內模自重G6=56 kN底模自重G7=27 kN3.2.結構強度驗算荷載組合I：混凝土重量（考慮動力系數1.2影響）+掛籃自重+施工荷載（振搗荷載+機具荷載）；結構的拉、壓應力如圖：圖3.1掛籃結構最大拉、壓應力圖桁架立柱所受的壓應力最大值為110MPa，彎曲應力為78MPa，均小于容許應力205MPa。滿足要求。吊桿所受最大拉應

10、力為273.2MPa，小于容許應力750MPa，且吊桿安全系數K= 750/273.2=2.742。均滿足要求。各構件所受剪應力最大值為62.1MPa，小于容許應力125MPa，安全系數K=125/62.1=2.012；彎曲應力最大值為78.79MPa，小于容許應力205MPa，安全系數K=205/78.79=2.62，均滿足要求。圖3.2 掛籃結構剪應力圖3.3結構剛度驗算荷載組合I掛籃結構的變形如下圖圖3.3 掛籃變形圖由上圖可知結構結構在荷載組合I作用下的豎向變形最大為20mm，在下橫梁中點處，滿足要求。3.4結構穩定性驗算荷載組合I：混凝土重量（考慮動力影響）+掛籃自重+施工荷載；立柱采用2 根36a槽鋼對扣加工而成， 立柱高為3.5m，截面面積A= 1.361800e-002m2。立柱所受壓力為1497kN。屬于壓桿穩定驗算。Ix=0.4h=14.4Iy=0.5b=9.6x=L/ Ix=350/14.4=24.3y=L/ Iy=350 /9.6=36.5穩定系數x=0.957 y=0.912fx=N/xA=1497/(0.957*0.013618)=115.15MPa205MPa。fy=N/yA=1497/(0.912*0.013618)=119.09