苏州绕城8标京杭运河大桥挂兰施工总结3.doc

局桥梁上部结构施工技术现场会交流材料之三

京杭运河特大桥
主桥悬浇挂篮施工总结

路桥集团第二公路工程局
江苏省苏州绕城高速公路HA-8标项目经理部
二〇〇四年四月
京杭运河特大桥主桥悬浇挂篮施工总结
第一章 挂篮的基本构造
一、工程概况
京杭运河特大桥主桥上部构造为75+110+75m变截面单箱单室连续梁，垂直腹板。单箱顶宽13.5m，底宽6.5m，单侧翼缘板宽3.5m，支点处梁高6.5m，跨中梁高2.6m，梁高及底板厚按二次抛物线变化。腹板厚65cm（支点）~40cm(跨中)，底板变厚度70cm（支点）~28cm（跨中），顶板厚度保持25cm不变，设支点横隔板及中跨跨中横隔板。箱梁顶面设2％单向横坡，腹板上方设通气孔。22、23号主墩0号块中跨一侧箱梁底板上各设一检修预留孔。
箱梁0#块梁段长度为8m，1#块梁段在墩柱两侧长度各为3.5m，箱梁0#～1#块梁段总长度为15m；边、中跨合拢段长度为2m；边跨现浇段长度为19m；挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为2#，其重量为138.034t。京杭运河特大桥箱梁悬浇段拟采用轻型三角挂篮进行施工。
二、挂篮的构造形式
2．1挂篮构造形式
主桥挂篮为三角形挂篮，主要由6大部分组成，分别为：三角形组合主桁梁、行走系统、底篮及模板系统、悬吊系统、锚固系统及工作平台。挂篮重量控制在67T以内（包括模板系统）。每个挂篮有二片三角形组合梁。挂篮构造如附图所示（系东胜黄河桥挂篮改造和工地上现有的材料加工而成）。
2．1．1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I45aⅹ150型钢加工而成，长度11.7 m，是挂篮主要的承重结构。挂篮两根主梁之间设有平联，以减少负荷后侧向变形，增加整体稳定性。
主梁与立柱、斜拉带的连接均为销轴连接，为了保证三角桁架拼装后受力良好，防止拼装后处于应力过大或无应力状态，加工主梁销孔时应严格按照设计图纸尺寸加工，一个主桁主梁的相邻两销孔只能出现正误差，误差范围为+0～+3.0 m m。
（2）立柱由2根[45aⅹ100型钢加工而成，共长452.5cm，销孔间距为396.5 cm。加工时立柱销孔间距只能出现负误差，误差范围为0～-1.0 m m。
立柱横联采用由槽钢[20a及∠75焊接而成的刚性桁架。立柱、斜拉带及主梁构成三角桁架，共同承受主桁前、后横梁传给的外荷载。
立柱与主梁之间采用底座连接。
（3）斜拉带分别由1根24ⅹ4 cm和2根24ⅹ2 cm的16Mn钢板加工而成，端部扩大为33cmⅹ39cm，且在两面各加焊1 cm厚的16Mn钢板，加工时斜拉带孔距只允许出现正误差，误差范围为0～+2.0 m m。
斜拉带为16Mn钢，斜拉带加工时线形必须平滑，防止局部应力集中。
2．1．2底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。
(1)前横梁、后横梁：采用2根I45a用钢板联接焊成一根主梁桁架，横梁上设加劲板及连接板。前横梁长1310cm，后横梁长1486 cm。
（2）纵梁：底篮纵梁有普通纵梁和加强纵梁两种。普通纵梁为2[30（或2 I25）的槽钢背靠背焊接在一起；加强纵梁为4[30的槽钢叠合并反扣焊接在一起；
2．1．3悬吊系统：
（1） 前横梁、中横梁：前、中横梁均为桁架梁。前横梁由2根I45a水平用钢板焊接成一根主梁桁架组成；前杆梁长1310 cm。中横梁由2根I56a水平用钢板焊接成一根主梁桁架组成；中横梁长1486 cm。
（2） 前后吊带及箱梁内后锚带：前吊带采用φ32mm精轧螺纹钢筋（或16Mn钢板吊带），调整长度采用螺旋千斤顶、提升扁担梁、锚固扁担梁、限位钢楔、楔形钢板相结合的方法进行精确定位；腹板两侧后吊带及箱内后锚带均为16Mn钢板吊带，调整长度同前吊带；箱梁内模板和箱梁翼缘板吊带采用精轧螺纹钢，其长度通过螺旋千斤顶调整。
吊带为组合形式：前吊带为一根长9m的φ32mm精轧螺纹钢筋；箱梁底板内后锚吊带长为320 cm，截面尺寸为2 0 cmⅹ3 cm的16Mn钢板吊带；腹板侧后吊带长为850cm，截面尺寸为2 0 cmⅹ2 cm的16Mn钢板吊带；行走吊带长为12m的φ32mm精轧螺纹钢筋。后锚点及后吊带之所以采用16Mn钢板吊带是因为在箱梁荷载作用下其变形较小，仅为同等荷载下精轧螺纹钢筋变形量的1/6。
2．1．4后锚及行走系统：
（1）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。经计算一个挂篮主桁的后锚共需4根精轧螺纹钢筋，一个挂篮后锚总共需要8根精轧螺纹钢筋锚固。
（2）后横梁：由2根2 I25组成，每组长为900 cm，双悬于两主梁上。挂篮行走施工时，必须将后锚的精轧螺纹钢筋临时的锚固，以保证挂篮空载行走时减小行走轮的受力。
（3）行走系统：整个桁架结构支承在由工字钢加工而成的前、后支腿上。每组主梁的支腿下设一套行走系统，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。
①为了调整挂篮水平，远离桥轴线侧的行走轨道下铺设100 cm长、16cm高的硬枕木；在前支腿处设置用钢板焊接的钢箱支撑，以减少支点处的变形。靠近桥轴线侧的行走轨道下用薄钢板或砂垫层找平。
②为了保证挂篮行走时的安全，必须在箱梁前端及轨道前端设置限位装置，以防止挂篮滑出轨道或箱梁前端引起挂篮倾覆。
③由于前支腿反力很大，因此，挂篮前移时必须按照设计要求在前支腿下设置加强钢箱支撑。
④前后支腿行走轨道上的锚固扁担梁，其锚固间距不允许超过4.0m。
⑤前支腿行走轨道长度为3.5m，后支腿行走轨道长度为6.5m ；在0#、1#号块上安装后支腿行走轨道时，当2# 箱梁的砼浇注完成后，可接长前支腿行走轨道（轨道的长度为10m），轨道锚固后，放松挂篮的前、后吊带，前移挂篮；当3#块箱梁砼浇注完成后，放松挂篮的前、后吊带，顶起挂篮的横梁及主梁，先将轨道往前拖运就位锚固后，再移运挂篮；重复挂篮施工的上述步骤程序，直至箱梁悬臂浇注段完成。
2．1．5模板系统:模板由内、外模板组成。
（1）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，内顶模板为通过钩头螺栓连接成整体；侧板由也由大块钢模组拼，槽钢加劲，内横模与顶模之间采用螺栓连接。
（2）外模：由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板，并设有模板移动滑梁，翼缘悬臂模板和腹板之间采用螺栓连接。
三、挂篮拼装
3．1准备工作：
（1）严格按照设计图纸要求进行加工，螺栓孔眼内销孔相对位置应按图纸要求控制（由于本桥的挂篮由现有的型钢和旧的挂篮改造而成，挂篮的连接基本上采取焊接的连接方式）。
（2）销孔处的加劲板必须保证等强度焊接。
（3）对于多方连接的杆件（如主梁、立柱、斜拉带等），必须制作样板精确加工，确保尺寸满足要求。
（4）加劲板采用双面焊，焊缝厚度不小于10mm。
（5）除斜拉带及其加劲部位、吊带及标明的钢板为Mn钢，销子为45号钢外，其余材料均为A3钢。另外，主桁及底篮的部分材料采用H型钢，加工制作时应注意。
（6）挂篮所有销子均为45号钢，且均作热处理，并作100％探伤检查。
3．2拼装要求：
（1）三角桁片完成后，用千斤顶给立柱施加向上垂直力，使主梁、立柱和斜拉带应处于40～50T的安装受力状态。
（2）三角桁片主梁顶、底面必须与前横梁栓结牢固，可在主梁底面垫8～10mm厚的钢板。
（3）底篮纵梁与底篮前、后横梁必须按照设计要求焊接牢固。
3．3拼装程序
1、准备工作：待0#、1#号块在托架上浇注施工完毕，张拉锚固其预应力束并将临时锚固钢束也张拉锚固后，用砂垫层找平铺设枕木位置，按设计要求铺设枕木。
2、拼装主桁：先在枕木和砂垫层顶上拼装轨道并锚固，安装挂篮的主梁，安装主梁后锚，安装主梁平联。安装立柱（施加一定的预加力）、立柱平联及斜拉带。
3、安装主桁前横梁及中横梁，安装主梁水平斜撑。
4、安装挂篮底篮。
四、箱梁悬臂施工工艺流程压 浆
测量高程
测量高程
穿 束
移 挂 篮
张 拉
养 生
定 高 程
测量高程
浇筑混凝土
安装模板
绑扎钢筋、安放预应力管道
静载试压
组拼挂篮
如下

进入下段施工

五、挂篮安装的施工要点
5．1主桁架
①、由于挂篮主桁架使用的型钢都是国产大型工字钢和槽钢，桥面板有坡度，因此所有在型钢与桥面顶板接触处均采用小钢板垫平；
②、主桁架共2片，均为主要承重桁架，横向型钢为结构稳定构造联系。施工时应注意此结构的特点，安装轨道时，应加强主桁支承点的铺设轨道精度要求，顺桥向轨距偏差≤±10mm，横桥向支承点偏差≤±10mm。
③、主桁架采用的2I45工字钢是压弯构件，施工中考虑到由于前、中、后横梁支承点与主桁架结点位置的偏离所引起的弯矩影响，安装横梁时要严格控制精度，其高程偏差≤±5mm。
④、主桁架的主要受力部位根据加载试验后的变形情况采取局部加强的处理方法对主桁架加强。
⑤、挂篮在前移过程中，必须设置防倾覆手动葫芦，防倾覆手动葫芦的一端联结在挂篮的后横梁上；同时挂篮的行走也采用手动葫芦（或卷扬机）牵引缓进。
5．2吊带及锚固系统
①挂篮前吊带为采用φ32mm精轧螺纹钢筋（或16Mn钢板吊带），后吊带及底篮后锚（吊）点采用16Mn钢带，内、外模滑道吊杆采用Ⅳ级Φ32精轧螺纹钢筋，施工应注意预埋吊带孔。
②各锚固吊点位置偏差，内、外模滑道预留孔位置允许误差：纵向≤20mm，横向≤20mm，底模主桁架及底模后锚点预留锚孔及预埋钢筋位置允许误差：纵向≤10mm。
5．3行走系统
①、主桁架行走
a、必须用枕木和钢垫块垫平因箱梁横坡引起的高差，使主桁梁处于一个水平面上。
b、移动挂篮时，去除后锚点约束，底板挂篮约束，顶起中、后横梁，使所有的横梁暂时离开主梁，先移轨道就位后，再移挂篮主梁行走。清除两边轨道障碍，开始牵引，牵引移动时应两边同时缓进，移动时需设置防倾覆手动链条葫芦。
②、主梁行走
由于主梁的移动是靠反压轮扣在H型钢上滑动，所以滑道下应垫平，以保证滑行平顺，利于挂篮移动。
5．4模板系统
①、由于箱梁高度变化较大，应沿高度方向分段拼装模板，便于高度调整。
②、由于内模有上、下倒角模，应在模板中部设置活动段，这样在高度调整时工作量较少。
③、外模高度变化时，由于底篮前后横梁的障碍，割去骨架后，焊缝必须牢固可靠。
④、内、外模骨架，必须搭设可靠的工作平台和上、下楼梯，底篮纵梁前端要挑出几根型钢，上面铺设木板搭设可靠的工作平台

第二章 挂篮设计计算
一、设计依据
1、江苏省宿迁至淮安高速公路宿迁段《两阶段施工图设计》
2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
3、《结构力学》、《材料力学》
4、《桥梁工程》
5、《钢结构设计规范》（GBJ17-88）
6、《路桥施工计算手册》
7、《SAP2000 NonLinear》
8、其他有关规范手册
二、荷载情况
京杭运河特大桥箱梁悬浇段采用轻型三角挂篮施工其各块段基本情况如下：
各 梁 段 基 本 情 况
名称
砼(m3)
重量(t)
长度(m)
高度(m)
底板厚(m)
腹板(m)
顶板(m)
2#块
53.09
138.03
3.5
5.842
0.629
0.65
0.25
3#块
50.16
130.41
3.5
5.372
0.579
0.65
0.25
4#块
48.55
126.23
3.5
4.939
0.532
0.65
0.25
5#块
51.99
135.17
4.0
4.543
0.489
0.65
0.25
6#块
47.19
122.69
4.0
4.135
0.446
0.483
0.25
7#块
43.10
112.06
4.0
3.776
0.407
0.483
0.25
8#块
40.62
105.61
4.0
3.464
0.373
0.40
0.25
9#块
39.26
102.08
4.0
3.20
0.345
0.4
0.25
10#块
38.35
99.71
4.0
2.984
0.321
0.40
0.25
11#块
34.66
90.12
4.0
2.816
0.303
0.40
0.25
12#块
35.61
92.58
4.0
2.696
0.290
0.40
0.25
13#块
35.54
92.41
4.0
2.624
0.283
0.40
0.25
三、挂篮设计
3．1主要技术参数
1、砼自重G砼=26KN/M3；
2、弹性模量E钢=2.1x105Mpa
3、材料容许应力
Q235钢[σw]=140 Mpa，[τ]=85 Mpa
16Mn钢[σw]=200 Mpa，[τ]=120 Mpa
45#钢[σw]=220 Mpa，[τ]=125 Mpa
3．2挂篮构造
挂篮为三角斜拉带式挂篮，主梁为I45a工字钢，主梁用[20a联系。立柱置于主梁中部，由槽钢组成，斜拉带与前后吊带均用16锰钢板制作，斜拉带与主梁、立柱顶端均用销接，立柱下设支腿，尾端设后支腿。挂篮行走时将中横梁、主梁顶起，先移轨道(移运轨道时轨道下放置滚筒)，后移底篮。挂篮共重67t，其中主桁系统17t，底篮及提升系统26t，外模10.5t，内模9.5t，端模2.5t，张拉操作平台1.5t。箱梁最重块段为2#块，混凝土方量53.09m3，重量为53.09×2.6=138t。挂篮质量与箱梁块段重之比（挂篮工作系数）：67/138=0.486。
3．3挂篮计算设计荷载及组合
1、 荷载系数
考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.05；
浇筑混凝土时的动力系数：1.2；
挂篮空载行走时冲击系数：1.3；
浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0；
挂篮正常使用时采用的安全系数为1.2。
2、 作用于挂篮主桁的荷载
箱梁荷载：取2#、5#块分别计算。2#块段长度为3.5m，重量为138t，用于计算挂篮的底篮的后横梁和后吊带、底篮的纵梁等；5#块混凝土方量51.99m3，重量为51.99×2.6=135.2t，用于计算挂篮的底篮的前横梁和前吊带、底篮的纵梁等；
施工机具及人群荷载：2.5KPa；
挂篮自重：67t;
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。
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：混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载
荷载组合Ⅲ：混凝土荷载+超载+挂篮自重+人群和机具荷载；
荷载组合Ⅳ：挂篮自重+冲击附加荷载
荷载组合Ⅰ、Ⅱ用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合Ⅲ用于刚度计算；荷载组合Ⅳ用于挂篮行走计算。
3．4挂篮设计计算成果简介
名称
材料（mm）
允许最大应力（MPa）
杆件最大应力（MPa）
屈用应力（MPa）
安全储备系数
主梁(桁)
主梁
I45a×150
140
85．7
235
2.47
立柱
[40a×10
140
40.1
235
2.25
斜拉带
16Mn(240×40)
200
113.6
345
2.66
前横梁
弦杆
[32a
140
96.1
235
2.44
腹杆
[20a
140
57
235
4.12
中横梁
弦杆
[20a
140
31.8
235
7.39
腹杆
[10
140
55.3
235
4.25
底篮前横梁
横梁
I45a×150
140
46.7
235
4.53
底篮后横梁
横梁
I45a×150
140
64
235
3.31
底篮纵梁
加强纵梁
[30×100
140
94.94
235
2.24
底篮纵梁
纵梁
[30×100
140
128.4
235
1.648
底篮前吊带
16Mn(200×20)
200
72.1
345
4.19
底监后吊带
两侧
16Mn(200×20)
200
86.25
345
3.51
中间
16Mn(200×30)
200
95.69
345
3.16
内模吊带(暂不计算)
φ32精轨螺纹钢筋
700

750

外模吊带(暂不计算)
16Mn(200×20)
200

345

行走吊带
16Mn(200×20)
200
45.0
345
4.44
连接销
45Cr(φ160)
290
115.38
490
3.81
挂篮总变形计算如下：
项目
主桁
前上横梁
前吊带
后吊带
底篮前横梁
底篮后横梁
底篮纵梁
后锚
前支点
5＃块
挠度（mm）
14.4
0.4
2.85
3.94
0
0
1.4
1.0
1.0
总变形（mm）
主桁+前吊带+底篮前横梁+后锚变形+前支点沉降=19.65mm＜20mm符合要求
四、 挂篮主桁计算
4．1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）
(1)混凝土重量+超载+动力附加荷载
G=51.99×2.6×1.05×1.2=170.32t
前后吊点各承担1/2，
G/2=170.32/2=85.16t
(2)挂篮荷载：
主桁荷载作用于挂篮前支点
P1=17t
前后吊点各承担底篮及提升系统、外模、内模、端模重量的1/2
P2=(26+10.5+9.5+2.5)/2=24.25t
张拉操作平台作用在挂篮前支点
P3=1.5t
(3)前后吊点各承担人群和机具荷载的一半
P4=2.5×4×13.5/2=6.75t

单位：cm
(5)求支点反力

负号表示反力方向向下。

（6）后锚及倾覆安全系数
后锚安全系数取2，则所需的φ25精轧螺纹钢根数：

取N=8。
倾覆安全系数：

(7)按平面桁架计算计算杆件内力
按节点法可计算出主梁承受压力N1=1444KN,前斜拉带承受拉力N2=1862.7KN,后斜拉带承受拉力2042.1KN。立柱承受压力2620.6KN。
（8）主梁计算
有4根I45a工字钢主梁承受拉力-1444.01KN.

（9）前后斜拉带计算
斜拉带材料为16锰钢，前斜拉带2根，截面积192cm2，后斜拉带4根，面积192cm2。
前斜拉带：

后斜拉带 ：

（10）立柱计算
四根[40a承受压力2620.61KN,立柱长度4.4m.
强度验算：

稳定验算：
ix=15.30cm3,iy=2.81cm3,ix>iy,以iy计算柔度值，立柱两端铰接，μ=1.0

受压杆件的稳定系数φ=0.869

（11）用SAP2000检验及计算杆件内力
杆件及节点编号入下图：

从计算结果可知：支座反力与手工计算相同。主梁承受的最大拉力为-1444.01KN,后斜拉带承受拉力2042.14KN;前斜拉带承受拉力1862.67;立柱承受压力2620.61KN。
4．2荷载组合Ⅱ（混凝土重量+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载）
(1)混凝土重量+超载
G=51.99×2.6×1.05=141.9t
前后吊点各承担1/2，
G/2=141.9/2=71t
（2）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。一侧前后吊点各Q=12.5t.
(3)挂篮荷载同荷载组合Ⅰ
(4)计算
节点编号如下图：

杆件编号及荷载如下图（作用于主桁前支点的荷载未示出）：

T1=G/4+(P2+P3+P4)=141.9/4+(24.25+1.5+6.75)/2=51.725t
T2=G/4+(P2+P3+P4)+Q=141.9/4+(24.25+1.15+6.75)/2+12.5=64.225t
从计算结果：2根主梁N=-769.95KN，M=-137.93KN·M

斜拉带材料为16锰钢，前斜拉带1根承受拉力994.9KN，截面积96cm2，后斜拉带2根承受拉力1090.5KN，面积96cm2。
后斜拉带：

主桁间联系受力都较小，不进行验算。
（10）立柱计算
2根[40a承受压力1407.9KN,立柱长度4.4m.
强度验算：

稳定验算：
ix=15.30cm3,iy=2.81cm3,ix>iy,以iy计算柔度值，立柱两端铰接，μ=1.0

受压杆件的稳定系数φ=0.869

4．3荷载组合Ⅲ（混凝土荷载+超载+挂篮自重+人群和机具荷载）
在荷载组合Ⅱ中将T2改为T1，就是荷载组合Ⅲ。
挂篮前吊点为点6，13，竖向变形14.4mm。
前吊带承受拉力T1=676.25KN.前吊带长8.5m，E=2.1×105Mpa面积A=4×16+2×16=96cm2.

挂篮变形=14.4+2.85=17.25mm<20mm
4．4荷载组合Ⅳ：挂篮自重+冲击附加荷载
挂篮前移时，主桁靠反压轮扣在轨道上行走，挂篮的底篮加模板的自重为32t，前横梁自重为3t；则挂篮的前支点的荷载为P自重=19t，P计算=16×1.3=24.7t。计算结果如下：

从计算结果：反压轮所受力为：N=-303.13KN，单个行走轮受力为：N/8=37.89KN，为了确保挂篮行走的安全，挂篮前移时，在主桁上的锚固梁不能完全松开，以减少反压轮的压力。
五、 挂篮底篮及吊带计算
挂篮底篮计算：箱梁荷载：取2#、5#块分别计算。2#块段长度为3.5m，重量为138t，用于计算挂篮的底篮的后横梁和后吊带、底篮的纵梁等；5#块混凝土方量51.99m3，重量为51.99×2.6=135.2t，用于计算挂篮的底篮的前横梁和前吊带、底篮的纵梁等；
施工机具及人群荷载：2.5KPa；
5．1 2#块段的重量对底篮各项指标进行计算
长度为3.5m，重量为138t，用于计算挂篮的底篮的后横梁和后吊带、底篮的纵梁等。K1=1.2(冲击系数)；K2=1.2(安全系数) ；K3=1.2(超载系数)。
1、腹板下加强纵梁的计算：
V=4.09×3.5=14.315(m3)
P=(V×2.6×104)/(3.5×0.65)=16.34×104(N/m2)
Ρ=0.65×P=0.65×16.34×104=10.62×104(N/m)
P1=K1K2K3Ρ=1.2×1.2×1.05×Ρ=1.512×10.62×104=16.067×104 (N/m)
杆件及节点编号如下：

从以上的计算结果可知：加强纵梁的最大变形为：f=2.32cm；最大弯矩为：M=5.16×105(N.m)；最大剪力为：Q=3.37×105(N)。加强纵梁为2×6根[30的型钢。查《手工计算》P742页，[30的WX=387.2cm3；SX=224cm3；Ix=5808.3cm4；tw=6.5mm。
σ=M/WX=5.16×105/（2×6×387.2×10-6）=111.06Mpa≤[σ]
τ=(Q×SX)/( Ix×tw)=( 3.37×105×224×10-6)/( 5808.3×10-8×6×6.5×10-3)=33.32 Mpa≤[τ]
均符合要求。
5．2底板下普通纵梁的计算：
h=1.13(m)
F=ρgH=2.6×104×1.13=2.938×104(N/m2)
普通纵梁的间距为0.7m；
Ρ=0.7×F=0.7×2.938×104=2.056×104(N/m)
P2=K1K2K3Ρ=1.2×1.2×1.05×Ρ=1.512×2.056×104=3.1×104 (N/m)
杆件及节点编号如下：

从以上的计算结果可知：普通纵梁的最大变形为：f=0.47cm；最大弯矩为：M=1.052×105(N.m)；最大剪力为：Q=0.692×105(N)。加强纵梁为2根[30的型钢。查《手工计算》P742页，[30的WX=387.2cm3；SX=224cm3；Ix=5808.3cm4；tw=6.5mm。
σ=M/WX=1.052×105/（2×387.2×10-6）=125Mpa≤[σ]
τ=(Q×SX)/( Ix×tw)=( 0.692×105×224×10-6)/( 5808.3×10-8×2×6.5×10-3)=20.52 Mpa≤[τ]
均符合要求。
5．3翼板下普通纵梁的计算：
P=1.81×104(N/m2)
翼板下普通纵梁的间距为1.2m。
P3=K1K2K3Ρ=1.2×1.2×1.05×Ρ×1.2=1.512×1.81×104×1.2=3.28×104 (N/m)
P3的荷载与底板下普通纵梁的P2荷载基本相同,不对其进行验算。
5．4底篮后横梁受力验算（ 2#梁段时）
计算模式如下图所示：
杆件及节点编号如下：

从以上的计算结果可知：底篮的后横梁的最大变形为：f=0.64cm；最大弯矩为：M=1.834×105(N.m)；最大剪力为：Q=2.14×105(N)。底篮的后横梁为2根I45a的型钢。I45a的WX=1432.9cm3；SX=836.4cm3；Ix=32241cm4；tw=11.5mm。
σ=M/WX=1.834×105/（2×1432.9×10-6）=64Mpa≤[σ]
τ=(Q×SX)/( Ix×tw)=(2.14×105×836.4×10-6)/( 32241×10-8×2×11.5×10-3)=24.14 Mpa≤[τ]
均符合要求。
底篮前横梁受力验算对2#梁段来说受的荷载较小，此处暂不验算，用5#对挂篮的前横梁受力进行验算。
5．5底篮前横梁受力验算（ 5#梁段时）
5#块混凝土方量51.99m3，梁段的长度为4m，重量为51.99×2.6=135.2t，用于计算挂篮的底篮的前横梁和前吊带、底篮的纵梁等；计算中考虑K1=1.2(冲击系数)；K2=1.2(安全系数) ；K3=1.2(超载系数)。
荷载的计算过程同2#梁段的，这里不进行详细叙述。
底篮的前横梁计算模式如下图所示：
杆件及节点编号如下：

从以上的计算结果可知：底篮的前横梁的最大变形为：f=0.603mm；最大弯矩为：M=1.3×105(N.m)；最大剪力为：Q=1.75×105(N)。底篮的前横梁为2根I45a的型钢。I45a的WX=1432.9cm3；SX=836.4cm3；Ix=32241cm4；tw=11.5mm。
σ=M/WX=1.3×105/（2×1432.9×10-6）=46.7Mpa≤[σ]
τ=(Q×SX)/( Ix×tw)=(1.75×105×836.4×10-6)/( 32241×10-8×2×11.5×10-3)=19.73 Mpa≤[τ]
符合要求
三、 吊带计算：
吊带所承受的最大支点反力为：R=38.227(t)(在后横梁的支点2上受力最大)
吊带设计为20×2cm的16Mn钢带，其容许承载力为：F=200×0.2×0.02=80(t)；
储备的安全系数：K=80/38.22×1.512=3.16(符合要求)

第三章、京杭运河特大桥挂篮静载试验及变形观测方案
一、加载的重量
第一对挂篮的加载试验是在挂篮拼装完成并经验收合格后(按第一章挂篮安装的施工要点检查验收合格后)，采用5#梁段砼自重超载120%进行仿真模拟实验(因5#梁段作用于挂篮的前吊点力较2#梁段的力大，而5#梁段进行120%的超载加载后，作用于挂篮的后吊点的作用力与2#梁段作用于后吊点的作用力大小基本相等)。第一对挂篮进行仿真模拟实验取得挂篮的底篮及吊带实验数据后，其余的挂篮静载加载试验采用简易加载的试验方法对挂篮的主桁架进行加载，其具体方案附后。
5#梁段砼方量的计算过程为：
底板方量：v1=3.19×4=12.76(m3)
顶板方量：v2=1.98×4=7.92(m3)
腹板方量：v3=5.36×4=21.44(m3)
翼板方量：v2=2.68×4=10.7(m3)v5#= v1+ v2 +v3 +v4
=52.82(m3)与设计图中所给5#梁段砼数量吻合
5#梁段超载20%的砼方量为：1.2×v5#=63.384(m3)
沿5#梁段梁长方向减去0.5m后的砼方量为：V=63.384-(3.19+1.98+5.36+2.68) ×0.5=56.78(m3)＞v2#=53.09 (m3)
说明挂篮的加载重量满足最大梁段施工荷载的需要。
二、挂篮静载试验目的
挂篮拼装完毕后（包括挂篮的底篮系统及模板系统），按照挂篮安装的施工要点检查验收合格后，必须进行静载试验，以测定结构弹性和非弹性变形值，验证挂篮各部分结构安全性的同时并为逐段立模标高提供可靠数值。
2．1测试目的
a、检验挂篮的实际承载能力、横向稳定性及安全可靠性。
b、对设计计算图式及技术参数进行验证。
c、对挂篮的加工、拼装质量进行检验。
2．2测试内容
a、在设计荷载作用下，测试主桁架各杆件、前吊杆及后吊杆的安全性，测试主桁架前端挠度、后锚端及前吊点的竖向位移。
b、在超载作用下，测试主桁架各杆件、前吊杆及后吊杆的安全性，测试主桁架前端挠度及后锚端竖向位移。
c、在偏载作用下，测试主桁架各杆件、前吊杆及后吊杆安全性，测试主桁架前端挠度及后锚端竖向位移。
2．3挠度测试
挠度测试：前端挠度在主梁上固定一个水准塔尺的限位槽，立柱处挠度在立杆处贴标尺用水准仪测量，后锚端竖向位移测量同前端。两边二片三角桁架的挠度测点均应对称布置，以便比较；中间桁架起横向稳定作用，一般受力较小，但考虑到偏载作用影响，为便于分析结构的性能，在各横向联结桁架或型钢的中点上布设测点，以观察挠度。
三、挂篮静载试验方案
挂篮后锚点通过后分配梁锚固于桥面竖向预应力筋上（自锚固系统的安全系数不小于2时至少需要锚固4根φ32mm精轧螺纹钢筋），前后吊带（或精轧螺纹钢筋）通过上分配梁（反力梁）与底篮的前后横向主梁相联。底篮安装完成后，安装底模板、侧模板并临时固定，然后在底模板上开始堆码沙袋， 采用沙袋和加型钢方式进行超载预压（超载范围为5#梁段自重荷载的120%）。在靠进1#梁段端部垂直于中心线的断面上划出6.5×4m的加载范围，加载重量采用数砂袋和秤量重量双控。挂篮预压加载按5#块梁段荷载的分布再分割成以下几个单元进行加载。
挂篮超载预压加载步骤如下：
步骤一、按图拼装挂篮、安装挂篮的底板及侧模板并经检查验收合格后，测量其标高，同时根据挂篮的挠度测试要求，对预压加载前的各项指标进行观测，通知东南大学的监控小组对预埋在0#、1#箱梁上的砼计及钢筋计再进行一次数据的收集，以校核空载挂篮对箱梁内部应力的影响；
步骤二、按5#箱梁底板、顶板的实际重量再超载20%在一个T上的二个挂篮上对称加载（挂篮的前端先加载），按5#箱梁梁段范围内满布砂袋，其堆码高度按实际重量控制；
步骤三、箱梁底板、顶板的超载重量加载预压完成后，放置分配型钢（使用挂篮的底纵梁）作为对腹板超载重量加载的分配梁，按照5#箱梁腹板超载重量的50% 、100%分别加载；
步骤四、按照翼板砼超载重量在翼板的模板上均布加载；
步骤五、二侧挂篮超载预压12h后，再按偏载预压实验进行卸载，卸掉二侧挂篮一侧腹板5m3重量即为13t的砂袋，进行偏载挠度观测；
步骤六：两侧挂篮同时卸载至设计荷载的1/2；
步骤七：两侧挂篮同时卸载至0；
步骤八：为检验行走系统及底篮悬吊系统的安全性，挂篮卸载完成后，将空载挂篮向前行走一米，观测行走轮及轨道的变形情况；
从加载0%～120%每2h用水准仪进行标高及挠度观测一次（测量观测方案见附件），至加载120%～0%后按间隔4h用水准仪进行标高观测。当最终的变形挠度数据与挂篮设计计算变形数据一致时，即可认为挂篮的强度和稳定性满足浇注悬臂梁段的需要。
四、挂篮预压重量
一侧挂篮预压加载重量如下：
项目

步骤
砼方量（m3）
实际重量（t）
设计加载重量（t）
加载范围:长×宽（m）
加载重量允许误差（%）
说明事项
步骤一
0
66
66

0
挂篮自重
步骤二
20.68
53.768
64.52
6.5×4
0，+5
沿着桥轴线左右对称的堆码，并形成一个宽65cm的支点
步骤三

10.72
27.872
33.45
6.5×4
0，+5
一侧总共2个腹板
10.72
27.872
33.45
6.5×4
0，+5
步骤四
10.7
27.82
33.38
6.5×4
0，+5
注意堆码范围
小计
52.82
137.33
164.80

步骤五
-5
-13
-13
6.5×4

卸载挂篮一侧的一个腹板的砼方量5m3
步骤六
-31.69
-82.40
-82.40
6.5×4

先卸载翼板再卸载腹板重量
步骤七
-63.384
-164.80
-164.80
6.5×4

注意两侧对称卸载
小计
0
0
0

步骤八
0
66
66

挂篮自重注意中横梁的变形
五、挂篮简易加载试验方案
5.1挂篮简易加载的基本原理
挂篮简易加载试验方案就是利用0#、1#箱梁内设计上的竖向φ32mm精轧螺纹钢筋对挂篮的前吊点进行加载。挂篮主要受力构件就是挂篮的主桁系统，第一对挂篮进行仿真模拟加载试验后，其底篮系统、前后吊带系统的变形等影响挂篮立模标高的数据参数已经掌握，而且本桥挂篮的设计基本上相同，后吊杆作用在已浇注的箱梁节段上，前吊杆作用在挂篮的上前横梁上，所以仅将挂篮前吊杆传递的作用力加载在挂篮的主桁的前横梁上对主桁系统的强度及刚度进行检验是可行的，同时对主桁的前横梁的变形进行观测，并进一步的做偏载加载实验，以检查挂篮的整体稳定性。
5.2挂篮简易加载方案
按照设计图纸在箱梁的0#、1#上拼装一个挂篮的主桁系统、行走系统，挂篮拼装完成后，然后将主桁架向后倒退5.4m（使整个主桁系统作用在已浇注箱梁的顶面上），并将挂篮的后锚锚固，然后在挂篮的上前横梁位置加载，加载荷载如下：

T1=G/4+(P2+P3+P4)=141.9/4+(24.25+1.5+6.75)/2=51.725t（比超载120%稍大）
T2=G/4+(P2+P3+P4)+Q=141.9/4+(24.25+1.15+6.75)/2+12.5=64.225t（挂篮一侧的偏载）
先在挂篮的主桁架的前端（二侧）加载至T1，做超载变形观测后，然后再在挂篮的主桁架的前端（一侧）加载至T2，做偏载变形观测。挂篮的主桁架的前端的加载方式利用YG-70千斤顶张拉箱梁内预设的竖向φ32mm精轧螺纹钢筋进行加载，施加的荷载按照设计荷载（T1）的10%、20%、50%、100%及偏载荷载进行，同时要观测挂篮立柱的横、纵向变形情况，与理论计算的变形进行比较，从而来检查挂篮的强度及刚度是否满足设计要求，也可对挂篮的整体稳定性作出结论。
六、挂篮加载预压变形观测方案
6.1加载预压目的