桥梁工程建设中挂篮整体结构设计与计算

桥梁工程建设中挂篮整体结构设计与计
算
摘要：在桥梁工程的建设中，挂篮施工是主要的施工方式，其主要的作用是
确保在整个桥梁的建设中提升混凝土浇筑施工质量。

桥梁工程建设开始前，应从
设计出发总结出挂篮施工的细节和要求，并做好现场施工稳定性与强度控制，设
计人员详细计算与分析各项参数，保证符合要求，从而提高桥梁施工效果，提升
桥梁工程建设水平。

关键词：桥梁工程；挂篮整体；计算
1 工程概况
某桥梁工程在其桥梁工程建设施工中，由于该桥梁工程的施工环境十分复杂，因此需要设计人员在结合其施工环境的基础上，对其工程施工挂篮结构进行设计
与计算。

某桥梁工程建设中的挂篮结构设计是基于对该桥梁工程施工现场的实际
情况进行分析和研究的基础上进行的，该桥梁工程在实际建设施工中采用悬臂浇
筑法对该桥梁工程进行施工。

在挂篮结构设计与计算中，其主要包括主梁、挂篮
及模板等部分。

首先是主梁结构，其主要包括底板、顶板、翼板和腹板等部分；
其次是挂篮结构，其主要包括前横梁、底纵梁、后横梁以及底纵梁和腹板梁等部分；最后是模板，其主要包括前后横梁以及模板支承架等部分。

在对挂篮结构进
行设计与计算中，由于该桥梁工程是一座独塔双索面预应力混凝土连续刚构桥，
因此挂篮整体结构的受力状况十分复杂。

在对该挂篮整体结构进行设计与计算时，主要按照主梁长度、挂篮长度和悬臂长度这三种因素进行挂篮整体结构设计。

同
时对于挂篮整体结构的计算要点进行分析和总结：在对挂篮结构进行设计时，其
计算要点为：(1)挂篮整体结构的受力分析；(2)对挂篮各桁条受力情况进行分析；
(3)对各桁条杆件应力和变形情况进行分析；(4)对挂篮杆件内力进行计算。

2 挂篮结构分析
2.1 挂篮重量
挂篮结构重量是影响挂篮结构设计合理性的重要因素，其中，重量与挂篮结
构受力大小之间具有直接的关系，当挂篮结构的重量越小时，其所承受的荷载就
会越小。

由于在进行挂篮结构设计时，并不是所有因素都会对挂篮结构的受力产
生影响，如：挂篮重量、材料性能、施工方式以及施工工艺等都会对挂篮结构的
受力产生直接影响。

因此在挂篮结构设计时，必须要结合挂篮结构受力大小对其
进行合理设计，只有这样才能保证挂篮结构设计能够满足桥梁工程施工需求。

另外，在对挂篮结构进行计算时必须要全面考虑到各种因素所带来的影响，其中主
要包括：温度变化、混凝土浇筑以及荷载作用等，从而确保挂篮结构设计能够满
足施工需求。

2.2 荷载类型
通过对桥梁工程建设中挂篮结构分析可知，桥梁工程建设中挂篮结构设计与
计算所考虑的荷载主要有三种，即：施工人员重量、施工材料重量以及模板重量。

在实际操作中，施工人员的重量可以通过承重的方式直接施加到挂篮结构上，而
材料重量可以通过移动、拖拉等方式间接施加到挂篮结构上，因此在对挂篮结构
进行分析时必须要全面考虑到三种不同形式的荷载。

通过对桥梁工程建设中挂篮
结构设计与计算的研究可知，对于三种不同类型的荷载而言，其受力方式存在着
一定区别。

3 挂篮的设计和计算
3.1 悬吊系统
悬吊系统是挂篮结构中的关键组成部分，对于悬吊系统而言，主要分为主吊
杆和横梁两个部分。

主吊杆和横梁由销轴连接，而主吊杆与横梁之间则采用高强
螺栓连接。

在设计过程中，为了增强挂篮的刚度，提高挂篮的稳定性和安全性，
通常会采用高强螺栓来对其进行连接，同时对于挂篮上的锚具也进行了相应的改进，使其更加适合于锚固在混凝土中。

根据本例工程的实际情况来看，由于该桥
梁工程在施工过程中采用的是挂篮施工法进行桥梁施工，因此，在进行悬吊系统
设计时要充分考虑到挂篮施工过程中悬臂段横向移动时可能产生的拉力对挂篮梁
上的锚具的影响。

因此在进行悬吊系统设计时要对锚具进行相应的优化设计。

在
本次研究中采用了一种新型锚固结构形式来替代传统锚固结构形式，该锚固结构
主要由两部分组成：上锚头和下锚头。

上锚头主要采用优质螺栓与下锚头连接形
成整体；下锚头主要采用高强螺栓与下锚头连接形成整体。

由于上、下锚头之间
不需要接触摩擦，因此其受力更加合理可靠。

3.2 模板系统
(1）模板系统是挂篮的重要组成部分，在其设计过程中要根据实际情况对底
模和内模进行设计。

其中底模的设计是在底模内肋的基础上进行，为了方便施工，在内肋中设置了几道纵梁；而模板的设计则是在模板内肋外肋上进行，为了保证
模板具有足够的强度和刚度，在模板外侧肋板上设置了纵梁，通过对纵梁的使用，保证模板具有足够的刚度。

（2）内模主要是指在主桁架的腹板下设置的模板。

内模与底模内肋之间通过一定方式进行连接，保证连接方式的合理设计。

（3）
本例中所采用的模板系统采用可拆式薄壁型钢加工而成，模板内侧腹板设置了若
干纵梁，的间距为450mm。

为了保证在混凝土浇筑过程中可以有效进行施工作业，在浇筑前将该部分腹板浇筑完成。

（4）在本例中所使用的模板系统为一套组合
式模板系统，该系统由底模、内模以及外模三部分组成。

其中内模是指在底模之
上设置内肋。

通过对内肋进行合理的设计可以有效提高混凝土浇筑作业效率。

（5）模板系统中设置有一道纵梁和两道横梁，其作用在于为箱梁提供横向支撑。

为了保障施工安全和施工效率，在混凝土浇筑过程中要保证内肋与外肋板之间保
持一定的间隙。

3.3 底模系统
(1）对于底模系统而言，其主要作用是对锚固于箱梁内的挂篮进行支撑，根
据挂篮结构所采用的模板系统和悬吊系统计算结果可知，悬吊系统所承受的最大
荷载为128.74k N，锚固于箱梁内的底模系统承受的最大荷载为181.21k N，在
底模系统中最大压力值为129.76k N。

（2）在本例中采用MIDAS软件进行建模分析，根据计算结果可知，本例中主要计算点的应力和位移变化情况：底模系统底
部锚固点的最大应力为136.95MPa，其位移量为9.83mm。

在进行分析时要考虑到
锚固点的剪力和弯矩。

（3）对于本例而言，通过分析发现在挂篮结构中锚固系
统所承受的最大压力值为174.03k N，最大压力值出现在内模与底模之间，锚固系统所承受的最大压力值为153.84k N，因此在进行设计时要将锚固系统作为一个重点进行设计。

4 挂篮拼装
(1）挂篮拼装应在模板、主梁及模板等全部安装完成后进行。

首先将底模板支承在基础上，然后再将底模用螺栓连接在底模上，再将上、下横梁及主梁与底模焊接。

当焊接完成后，应对挂篮进行检查，如果发现存在问题，应立即进行处理。

（2）拼装完成后，必须对挂篮进行预压，预压时将主梁前、后横梁、底模等全部预压荷载施加到挂篮上，检查挂篮的各部件是否有异常情况。

如发现问题必须立即处理。

（3）在主梁安装时，应根据图纸要求选择合适的节段长度，在安装过程中应先安装顶板和底板，然后再安装侧板。

5 结束语
综上所述，本文通过对某桥梁工程挂篮整体结构设计与计算进行研究，对挂篮整体结构设计与计算进行了详细分析。

首先，从挂篮设计的基本要求入手，明确了挂篮整体结构的设计原则和注意事项，为挂篮整体结构的计算提供了依据。

其次，本文结合实际工程案例，对挂篮整体结构的设计要点进行详细分析，通过对该工程的挂篮结构进行有限元计算分析可知，该工程挂篮整体结构满足设计要求。

最后本文根据工程实际情况，提出了相应的挂篮设计质量控制措施，确保了该工程挂篮施工的安全性与稳定性。

通过本文的研究，有助于进一步提高桥梁工程挂篮整体结构设计水平，提升其计算的准确性和可靠性。

参考文献
[1] 张良.桥梁工程中挂篮整体结构设计分析[J].运输经理世
界,2022,32:92-94.
[2] 王远策.桥梁工程建设中的挂篮整体结构设计及计算方法[J].北方建筑,2022,7(01):41-45.
[3] 李春入.桥梁挂篮整体结构设计、计算与施工技术[J].交通世界(建养.机械),2011,9:178-179.。