三角形挂篮防倾覆设计和施工

三角形挂篮防倾覆设计和施工

摘要：三角形挂篮是预应力混凝土连续梁（或刚构）悬臂灌注施工常用的设备之一，倾覆是挂篮长出现安全事故的重要问题之一，本文为以合蚌客运专线九龙岗特大桥（76+160+76）m连续梁为例，阐述了三角形挂篮防倾覆设计和施工

1工程概况

合蚌客运专线九龙岗特大桥位于淮南市大通区境内，在DK48+988.882～DK49+302.782段跨越既有淮南铁路，跨越桥上部结构设计为（76+160+76）m 三跨现浇连续梁拱。梁全长313.6m。主梁中支点截面梁高8.5m，跨中及边支点梁高5.0m，两边跨按曲线布置，中跨按直线加宽布置。

主要箱梁采用悬臂现浇法施工。

2挂篮设计

2.1挂篮选型

2.1.1箱梁结构参数。梁体为单箱双室、变高度、变截面结构。边跨及中跨吊杆区箱梁顶宽1

3.3m，拱脚范围加宽至16.1m，箱梁底宽10.2m，拱脚范围加宽至1

4.3m。顶板厚度42cm，拱脚范围局部顶板厚102cm，边支点处局部顶板厚72cm，底板厚度35至102cm，按圆曲线变化，拱脚处底板加厚至140cm，边支点处局部底板加厚至80cm，腹板厚度40至55cm、55至70cm，按折线变化。全联在边支点、中跨中及中支点共设5个横隔板，横隔板设检查孔。梁段共18段，其中0#块长17m，1#-2#块长3m，3#-4#块长3.5m，5#-16#块长4m，17#-18#块长4.5m。

箱梁采用纵、横、竖三维预应力体系。

2.1.2挂篮类型的选择

挂篮的设计要求根据施工图纸、悬臂灌注工艺要求，如施工状态主梁的强度及变形要求，施工荷载，吊机的吨位及安装位置等进行考虑。此连续梁采用了三角形挂篮形式。三角形挂篮主要有以下优点（1）三角形挂篮与菱形挂篮相比降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮的行走时的稳定性。（2）结构简单，拆装方便，重量较轻。设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构，单件重量较轻，主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接，易于搬运和拆除。（3）该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重压重结构

图2正立面图

2.1.3挂篮的行走系统

轨道用两根工字钢组拼而成，挂篮行走时，在后锚点上，用特制的小轮反挂于行走轨道的上翼缘板，用液压千斤顶驱动挂篮前移。行走轨道的固定，是通过箱梁竖向预应力钢筋（或预埋精扎螺纹钢筋）安装反压梁进行固定。埋置竖向预应力筋（或预埋精扎螺纹钢筋）时，特别注意位置准确、竖直、端头要留8cm以上，以便与连接器连接。

2.1.4挂篮的防倾覆设计

由于连续梁位于既有线上方，在挂篮前移时防倾覆措施只有特制的小轮反挂于行走轨道的上翼缘板。挂篮行走小轮要行走并抵消挂篮不平衡力。在此基础上在主桁杆后锚点在两根长4.0m30b槽钢上面及下面各贴16cm*2cm钢板加强。用制作好的防倾覆勾板取代挂篮混凝土施工的后锚横梁（与梁体用精扎螺纹加固主桁横梁）。挂篮行走最长块段4.5米。即增加防倾覆勾板后，与主桁杆连接的增加段始终在勾板的压力下。配合小轮反挂系统形成双重保险。

3挂篮防倾覆勾板计算

挂篮悬出部分自重60吨

挂篮主桁杆后锚点在两根30b槽钢上面及下面各贴16cm*2cm钢板加强，截面系数：

Ix=162×2×16×2+6500×2=29384 （cm4 ）Wx=29384/17=1728（cm3）

锚杆拉力：N=60t×245/900=16.333 (t)

M=PL=16.33×480=7840 (tcm)

σ=M/Wx =7840/1728/3=1.512(t/cm2)＜[σ]=1.7 t/cm2-----安全

fmax=pL3/(3EI)=16333×4803/(3×2.1×1000000×29384×3)

=3.25 (cm)

图3 勾板图

4挂篮防倾覆勾板的施工

4.1勾板安装

在0#块施工完毕后进行挂篮拼装，并进行1号2号块施工。进入既有线安全区内前，及在2号块张拉完毕后勾板需加工完毕。并进行勾板安装和主桁的接长。

4.2挂篮前移勾板施工过程

安装好勾板并注意埋置竖向预应力筋（或预埋精扎螺纹钢筋）时，特别注意位置准确、竖直、端头要留8cm以上，以便与连接器连接。

当底模板、侧模板及内模系均与梁体脱离后，将挂篮底梁后锚松开，采用千斤顶驱动使挂篮前移，并带动侧模、底模及内导梁整体滑移。，用特制的小轮反挂于行走轨道的上翼缘板，便于行走，且反扣在行走轨道上防止挂篮行走倾覆。勾板系统与主桁杆连接的增加段始终在勾板的压力。轨道用槽钢组成短横梁，用箱梁腹板的竖向精扎螺纹钢筋连接固定压稳轨道。

挂篮前移过程中小轮反挂系统与勾板系统对挂篮形成双保险。从而为消除挂篮倾覆增加一大砝码。

5结束语

挂篮在悬臂灌注连续梁上已得到普及，但挂蓝的安全型仍有其不定因素，所以不仅仅在既有线施工，或者跨公路，河流施工都应考虑其安全性能。保证连续梁保质保量的安全完成施工。

注：文章内的图表及公式请到PDF格式下查看