挂篮设计施工的基本知识

挂篮设计施工的基本知识

悬臂浇筑法目前成为了预应力混凝土连续梁（钢构）桥的主要施工方法.目前有许多的超过一定跨度的预应力连续桥梁采用挂篮悬臂施工。为适应不同跨径/不同截面的桥梁，挂篮设计也在不断的创新，挂篮越来越趋向轻型化，受力越来越合理,行走也越来越方便。为保证挂篮施工安全和桥梁的质量，挂篮的选择，设计/加工/安装以及验收的每一环节都非常重要。

1.挂篮的种类/特点及适用范围

为适应各种预应力混凝土连续梁(钢构）桥的施工需要，挂篮的形式多种多样,目前在我们施工中经常用到的主要有以下三种桁架式的挂篮，根据其不同结构/不同受力特点而分。

1.1，平行桁架式挂篮

平行桁架式挂篮的上部结构一般为等高桁架，采用万能杆件或贝雷梁组拼作为承重主桁如图1有专门的厂家生产或出租万能杆件或贝雷梁,现场可以根据需要拼接，其主桁成形较快,但是该种挂篮由于其自身荷载大,受力不合理,承重能力低，适合小跨度，节段重量较轻的连续梁或连续钢构桥.有采用越来越少的趋势.

图1

1.2三角式挂篮

三角式挂篮结构简单，受力明确，承重能力大,重心较低,悬灌时挂篮稳定性和挂篮行走时的稳定性较好。(如图2）挂篮杆件一般采用型钢组焊成箱形结构，主桁纵梁也可以采用钢板组焊，斜杆可以采用钢带、园钢或精轧螺纹钢筋.三角式挂篮适用范围很广，常用于单节梁段比较重的大跨度连续刚构梁和斜拉桥。（本桥采用三角式挂篮）

图2

1.3菱形挂篮

菱形挂篮结构简单，受力明确，构件一般采用型钢组焊成箱形结构(如图3）。菱形结构由于其结构的特点，前面部分空间较大,对工人施工操作影响较小。但挂篮重心比较高,主桁前横梁离桥面较高,存在一定安全隐患。

图3

2。挂篮设计的原则

挂篮设计的原则是挂篮结构应具有足够的强度、刚度和稳定性.自重轻，结构简单，受力明确。易于加工拼装，走行方便。考虑到挂篮的重复利用，挂篮还需要具有通用性强,便于改造的特点，主要材料宜选标准通用材料,便于计算和重复利用.

3。挂篮的结构设计

3.1 设计依据

3。1。1 桥梁施工图文件.

3.1。2 现行钢结构设计/施工技术规范。

3。1.3 现行公路桥涵设计施工技术规范。

3。1.4 现行钢结构施工及验收规范。

3.1。5 梁段细部情况。

3。2 挂篮的主要技术指标

3。2.1 可灌梁段的最大重量：根据桥梁设计施工图纸中的内容计算

确定。

3。2。2可灌梁段的最大长度：根据桥梁设计施工图纸中的内容计算确定。

3。2。3 高度变化范围：根据桥梁设计施工图纸中的内容计算确定.

3.2。4 挂篮自重：一般为最大梁重的0.35至0。45倍并满足设计图纸中对挂篮重量的要求.

3。2.5 主桁最大变形：不大于20毫米。

3。2。6 抗倾覆稳定系数：走行时大于2.0；浇筑混凝土时大于2.0. 3。2。7 主桁杆件安全系数：大于1.2。

3。2.8 主桁前支点离梁段端面距离：不小于0。5米.

3。2。9 挂篮走行方式:分次或一次性走行。

3.3挂篮的型式选择

应根据梁段细部情况和挂篮设计原则，选取不同型式的挂篮进行悬浇施工。各种类型的挂篮的区别在于主桁部分,其余部分如底模/内外模都大致相同。根据不同挂篮的特点及其适用性综合考虑,选取主桁的型式。另外,考虑挂篮的利用系数和节约，应尽量减轻挂篮的自重。挂篮走行取消了配重，采用反扣轨道走行.主桁架/底模/外模一次走行到位，缩短施工周期。如一次走行有困难，也可分步走行，挂篮施工属于高空作业,为确保安全，需专门设置施工平台。安装防护栏杆，并挂设防护网.

3.4 结构设计(以三角形挂篮为例)如图4

图4

挂篮一般主要由主桁系统,底模系统,外模系统，内模系统和悬吊及走行系统五大部分组成：各部结构设计简要步骤如下

3.4。1主桁系统

挂篮主桁系统是整个挂篮的承重构件。

三角挂篮主桁系统主要由三角主桁架，横向连接系和前后横梁组成, 前后横梁可以采用型钢组合而成，所采用型钢大小，可以根据计算确定.三角主桁架的纵梁可以用型钢组焊,也可以用钢板焊接成箱形结构,从材料节约和加工难易程度出发,采用型钢组焊更为合适，斜杆一般采用钢带,用钢销和纵梁连接，立柱采用型钢组焊,三角主桁同样设有横向联结系.

3。4。2 底模系统

底模系统包括底模前后横梁，底模纵梁，模板系统和辅助施工平台。底模前后横梁由型钢组焊箱形结构。前后横梁上设置吊耳。底模纵梁按照荷载分布进行布置,腹板位置布置稍密.底模纵梁也可以用桁架代替,采用小型钢组拼。底模纵梁上横向铺设160毫米＊160毫米方木，用钢丝或螺钉与底模纵梁固定，方木上可以采用5厘米厚的木板,上面钉4毫米厚铁皮。也可在底模上直接铺设钢模板。（此方法采用较多）底模后吊可以采用吊带或吊杆。悬灌时贯穿梁底板锚固，走行时解开和横梁的连接。为保证施工安全，在后横梁位置设置施工平台,前后横梁之间设置走行平台。

3.4。3 外模系统

挂篮外模系统由外模模板，外模桁架，外模滑梁及吊架组成,外模模板宜用5厘米厚的钢面板和5＃槽钢组成框架结构，为保证梁段外观质量，模板面板焊后的平整度应小于1/1000米,加工质量应符合规范要求。面板拐角处焊后应磨光打平。为节约成本也可利用墩身模板改制.使用前应检查钢模板的平整度和完整性。保证梁段浇注完成后的表面质量.外模桁架由型钢组焊而成。两侧外模模板和外模桁架可支承在外滑梁上，外滑梁通过前后吊杆分别锚固在前上横梁和已浇注梁段上,也可支承在底模平台的纵梁上。

3。4。4 内模系统

内模模板采用定制钢模,内侧模根据高度采用小块模板拼装，内模骨架采用小槽钢，腹板厚度的变化由骨架调整,骨架上设置铰,便于拆模。

内模骨架和模板支承在内滑梁上，内滑梁通过前后吊杆分别锚固在前上横梁和已浇注梁段上,内外模支架用对拉杆和背杆固定，防止爆模。

3.4.5悬吊及行走系统

挂篮底模前后吊杆一般可采用精轧螺纹钢筋,园钢和钢带,前吊杆比较长，现场可以根据需要分段连接。精轧螺纹钢筋需要专用连接器接长,但必须注意精轧螺纹钢筋的有效连接长度。精轧螺纹钢筋应涂上红色标记,悬浇前应仔细检查此项目.使用精轧螺纹钢筋做吊杆时，最好采用通长。底模后吊锚固在已浇注梁段底板上，通过千斤顶调整标高。前后吊杆，吊带都通过钢铰和底模前后横梁用钢销连接.

4 结构验算

4。1结构验算的依据

4。1.1 浇注混凝土的动力冲击系数:1.2

4.1.2 空载走行时的冲击系数：1。2

4。1.3 挂篮总重控制在设计范围内,允许最大变形(包括吊带变形的总和)不大于20毫米。

4.1.4 自锚系统的安全系数：2.0

4.1。5 浇注混凝土和挂篮走行时的抗倾覆系数：2.0

4。2 荷载组合

4。2.1 荷载组合一:混凝土自重+动力冲击荷载+挂篮自重+人群和施工机具荷载（计算强度)

4。2。2荷载组合二：混凝土自重+挂篮自重+人群和施工机具荷载。(计算刚度）