挂篮设计

石家庄铁道大学毕业设计连续梁悬臂浇筑挂篮设计与计算ContinuousbeamcantileverpouringCradledesignandcalculation2016届土木工程学院专业土木工程学号20120219学生姓名邓海孟指导教师葛俊颖完成日期2016年6月14日毕业设计任务书题目连续梁悬臂浇筑挂篮设计与计算学生姓名邓海孟学号20120219班级土1201-6专业土木工程承担指导任务单位土木工程学院导师姓名葛俊颖导师职称副教授一、基本资料箭杆河大桥是新建长沙至昆明客运专线铁路玉屏至昆明段上的一座大桥。设计荷载为ZK活载。主桥桥跨布置(36+2×64+36)m，为预应力混凝土连续梁桥，主梁采用单箱单室箱形截面，三向预应力体系，采用挂篮悬臂浇筑施工，箱梁顶板宽12.0m，底板宽6.7m，悬浇1～7#段，为节段长度有四种：3.0m、3.25m、3.5m和4.25m，边跨及中跨合拢段长度均为2m。采用挂篮悬臂浇筑施工。二、设计技术指标1、主梁混凝土容重：26kN/m3；2、刚弹性模量Es＝2.06×105MPa；2、混凝土超载(胀模)系数：1.05；3、人群及机具荷载：2.5kPa；4、振捣混凝土产生的荷载：对水平面模板2.0kPa，对侧模4.0kPa；5、倾倒混凝土对侧模冲击产生的水平荷载取6.0kPa，对水平面模板3.0kPa；6、模板的允许挠度为1.5mm；7、临时结构简化为简支梁后的允许挠度为L/400；8、浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0。三、设计内容1.计算书主要须设计验算：(1)挂篮内模设计计算(2)挂篮底模设计计算(3)底横梁及吊杆设计计算(4)侧模桁架设计计算(5)导梁的设计计算(6)主桁架设计计算(7)后锚设计计算(8)螺栓及节点板设计计算2.绘图、文字整理。3.答辩。四、设计要求1.学习使用teklaXsteel软件；2.学习使用有限元分析软件midascivil；3.利用钢结构设计原理及理论设计挂篮；4.计算部分包括手工理论计算和有限元分析；5.出图利用Xsteel和AutoCAD；6.论文不少于1.5万字；7.图纸不少于6张，其中至少1张手工图.8.完成毕业设计说明书的编写；9.完成规定的英文翻译；五、进度计划第1周-第2周：查阅文献、外文翻译；第3周-第5周：毕业实习、学习Xsteel软件、学习midascivil软件使用；第6周-第8周：拟定结构主要型式及尺寸，并建立计算模型进行计算；第9周-第13周：根据计算结果，调整构件尺寸，并绘制施工图纸；第14周-第15周：绘图、整理、打印计算书，准备答辩。六、主要参考文献1、钢结构设计规范(GB50017-2003)2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)3、公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)4、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土结构桥涵设计规范》(JTGD62-2004)6、《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)7、张志国，张庆芳主编：《钢结构》，中国铁道出版社8、葛俊颖主编：《桥梁工程》，中国铁道出版社9、李廉锟主编：《结构力学》.北京:人民交通出版社,199610、陈伟主编：《桥梁施工临时结构设计》，中国铁道出版社。2016年3月8日毕业设计开题报告题目连续梁桥悬臂浇筑施工临时结构挂篮设计学生姓名邓海孟学号20120219班级土1201-6专业土木工程1.研究背景及现状桥梁施工建设的发展是土木行业发展的一个重要表现，但其施工的技术和质量关乎到了桥梁建设的经济性和安全性，因此桥梁中施工临时结构的设计在施工中得到了很大重视，并且其设计方法和手段得到了很大的提高。桥梁上部结构的施工方法总体分为现场浇筑法和预制安装法两种，具体又分为：固定支架就地浇筑法，悬臂施工法，转体施工法，顶推施工法，各种施工方法都有其各自的优缺点。在其他方法不能满足或耗费太大时，首选悬臂浇筑施工方法。悬臂浇筑法施工从60年代由西德首先使用以来，发展至今，已成为修建大中跨径桥梁的一种有效的施工手段，在国内外许多的大桥中都有成功范例。悬臂施工中最常见的临时结构一般为挂篮施工，如黄河大桥的挂篮施工，济南跨长江大桥的挂篮施工等。挂篮常用的的结构类型为三角形、菱形、弓线形等。目前挂篮正向轻型方向发展。2.设计主要内容这次设计的主要内容是挂篮设计。挂篮是悬臂浇筑施工的主要临时结构。挂篮设计时要分别设计和检算主桁系统、横梁系统、底模桁架系统、吊挂系统和锚固装置。3.设计方法首先根据安全、经济、适用、美观等综合因素选择截面形式，其次通过估算各个构件的大约承重来初拟截面尺寸，再次用容许应力法并用Midas等辅助计算软件来检算截面内力和变形，最后对界面进行合理的修改。4.预期达到的结果(1)、熟悉挂篮的构造施工过程和方法，巩固和深化所学的基础课程，专业基础课和专业课知识。掌握综合运用这些知识的方法。提高独立分析和解决实际问题的能力以及锻炼自己的识图能力，从而提高自己的专业素质。(2)、熟练掌握AutoCAD、Midas等工程软件，培养工程意识，能熟练应用相关的专业知识和软件辅助解决工程中的实际问题。(3)、提高读取资料的能力，同时锻炼搜集有效资料的能力，掌握本专业的相关技术规范。(4)、通过毕业设计这一较长时间的教学环节，提高解决问题的能力和实践动手能力，以达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下基础。5.设计的重点和难点挂篮作为一种施工机械设备，其结构设计必须满足均衡性要求，即挂篮各构件受力、变形情况要分布均衡，这就要求我们充分了解挂篮的受力，并在设计时考虑杆件的刚度分布情况。挂篮施工过程中危险性最大的操作程序就是挂篮前移，这就要求在设计时必须保证底篮后横梁和上中横梁强度和刚度。同时为了保证挂篮整体抗倾覆稳定性必须有充足的后锚力。据分析挂篮总体变形大都由于主桁系统变形造成的，因此主桁系统设计在挂篮中占据着主导地位。6.主要研究内容及要求(1).学习使用teklaXsteel软件；(2).学习使用有限元分析软件midascivil；(3).利用钢结构设计原理及理论设计挂篮；(4).计算部分包括手工理论计算和有限元分析；(5).出图利用Xsteel和AutoCAD；(6).论文不少于1.5万字；(7).图纸不少于6张，其中至少1张手工图.7.进度计划第1周-第2周：查阅文献、外文翻译，完成任务书和开题报告；第3周-第5周：毕业实习、学习Xsteel软件、学习midascivil软件使用；第6周-第8周：拟定结构主要型式及尺寸，并建立计算模型进行计算；第9周-第13周：根据计算结果，调整构件尺寸，并绘制施工图纸；第14周-第15周：绘图、整理、打印计算书，准备答辩。2016年3月8日摘要悬臂浇筑施工方法是连续梁桥施工过程中常用的一种方法，而挂篮是悬臂施工中的主要设备，由承重系统、锚固系统、走形系统、模板系统、悬吊系统、张拉操作工作平台系统等组成。本题以跨度36m+2×64m+36m的预应力混凝土连续梁桥为背景，研究设计了施工时所用的挂篮。此处设计的挂篮结构是一个菱形挂篮，采用容许应力法进行设计。用Midas软件建立整体模型对主桁杆件、侧模外导梁、内导梁、顶横梁、底模纵梁以及前后底横梁的应力和挠度进行了计算，同时结合手算根据钢结构设计原理对挂篮细部进行计算包括压杆稳定、抗倾覆系数、螺栓连接、节点板连接等的计算，还有用Midas建立外导梁和内导梁走形时的受力模型，对其刚度和强度进行计算。经过反复的设计检算，使挂篮结构的强度、刚度、稳定性均达到规范的要求。设计方案完成后，用Teklastructure(Xsteel)软件将设计方案的模型建立出来，并用其生成结构各构件和零件的图纸，对于细部的构件可以采用AutoCAD辅助绘图，最终得到详细的施工图。关键词：悬臂浇筑法；挂篮；Midas；TeklastructuresAbstractThecantileverconstructionmethodisacommonmethodofconstructionprocessofcontinuousgirderbridge,andthehangingbasketisthemainequipmentincantileverconstruction,composedofbearingsystem,anchoragesystem,runningsystem,templatesystem,suspensionsystem,zhanglaoperationplatformsystem.Subjecttothe36m+264m+36mspanprestressedconcretecontinuousbeambridgeasthebackground,researchanddesignofthehangingbasketforconstruction.Thehangingbasketstructuredesignedhereisadiamondshapedhangingbasket,whichisdesignedbytheallowablestressmethod.Midassoftwareisusedtobuildamodelofmaintrussbar,sidediehangingbeam,theinnerguidebeam,atopbeam,abottomdiestringers,andbeforeandafterthebottombeamshouldforceanddeflectionarecalculated.Atthesametime,thecombinationofhandcalculationaccordingtothedesignprinciplesofsteelstructureofhangingbasketdetailcalculationincludepressurebarstabilityandantioverturningcalculationofthecoefficient,boltconnection,gussetplateconnections.Afterrepeateddesign,thestrength,rigidityandstabilityofthehangingbasketstructuremeettherequirementsofthespecification.Afterthecompletionofdesignscheme,usingTeklastructure(Xsteel)softwaredesignmodel,andgeneratethecomponentsofstructureandcomponentdrawings,detailsofthecomponentcanbeusedforAutoCADmapping,finallydrawdetailedconstructiondrawings.Keywords:cantilevercastingmethod;hangingbasket;Midas;Teklatructures目录第1章绪论.........................................................................................................................11.1研究背景和意义......................................................................................................11.2国内外研究现状......................................................................................................11.3悬臂施工法的施工工艺