菱形挂篮预压方案

新建铁路客运专线CMLZQ-1标

（32+48+32）m连续梁挂篮预压专项方案

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中铁十七局集团成绵乐铁路工程指挥部

二○一○年七月

（32+48+32）m连续梁挂篮预压专项方案

1、菱形挂篮总体构造

本连续梁采用的挂篮均为菱形挂篮，结构简单，杆件受力明确，承载能力大，弹性变形小，安装与拆卸方便，移动灵活，定位准确，调整方便。在10m长的起步长度内，同时安装2只挂篮，前后作业面开阔，便于混凝土的运输和浇筑。主要技术参数如下：

适用于最大梁段重145吨（本连续梁最大梁段3#段重98.19t）；

箱梁最大梁段长度4.0m；

箱梁梁高：3.7~2.7m；

挂篮行走方式：自行式；

提升模板方式：吊车吊装；

挂篮总重48.9t【主桁系统重11.4t、前横梁 2.6t、底托系统12.3t、侧模及底模重(8.7\1.7t)、内模系统重 3.7t、端模重0.5t （估算），吊杆及吊具重8.0t（估算），整个挂篮系统重48.9t】；

挂篮顶梁最大挠度：＜20mm；

工作纵坡：≤14.9‰。

本挂篮主要由三个系统组成，即主桁承重系统、底篮和模板系统。㈠、菱形挂篮主桁承重系统

挂篮主桁承重系统包括主桁与前后横梁、行走装置、锚固装置、遮阳雨棚等。

⑴、主桁与前后横梁

由两片外型呈菱形的桁片在其横向设置前后横梁组成一空间桁架，并在前后横梁设上下两层平面联结杆件，主桁杆件采用H型钢（H250×250×9×14/16Mn）与两块钢板组焊成抗扭性能良好的箱形截面，横梁采用焊接薄壁方钢管（B160×5/16Mn）组成平面桁架。主桁节点采用销子联结，平联则采用普通螺栓联结。这种结构达到了使挂篮重量减轻的目的，且杆件布置合理、受力均匀，较好的发挥材料特性。

⑵、挂篮行走装置

依靠葫芦牵引前支点，向前移动。挂篮后支点设固定小车可在工字钢轨道上翼缘底面滚动前移，通过压在轨道上的锚梁与预埋在箱梁里的钢筋连接而锚固，从而取消了挂篮尾部配重，有效减轻了挂篮自重。

⑶、锚固装置

浇筑箱梁砼时，挂篮尾部用精轧螺纹钢筋通过顶板预留孔锚固于梁顶上，通过千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端挠度。㈡、底篮和模板系统

底篮和模板系统包括底篮、外模、内模、端模和工作平台等。模板面板厚度为δ=5㎜，模板设计均按全断面一次浇注箱梁混凝土考虑。

⑴、底篮

底篮由前横梁、后横梁、纵梁组成，横梁与纵梁连接采用栓接，模板直铺于底篮上。前后横梁通过吊杆悬吊在主桁的分配梁上，吊杆

采用分段可拆卸方式以适应梁高的变化。浇注混凝土时，后横粱设精轧螺纹钢锚固在前段已完成的箱梁底板上，减少了后横梁的挠度，并通过千斤顶施加预紧力使底模板与前段箱梁混凝土紧密贴合，确保接缝处不漏浆。

⑵、外模

外模由模板、骨架、滑梁组成，滑梁用于支承模板、前端悬吊于主桁前分配梁，后端悬吊于已浇注箱梁翼板上，挂篮前移时则悬吊于主桁后分配梁，外模所有吊杆采用32精轧螺纹钢筋，这种悬吊模板方式取消了常见的侧模支承架，进一步减轻了自重。

⑶、内模

内模由模板、骨架、滑梁组成。支承内模的滑梁前端悬吊于主桁前分配梁，后端悬吊于已浇注箱梁顶板上，箱梁腹板厚度变化引起内模顶板宽度的变化可通过横肋上设置的活动模板来实现，模板高度的变化则通过增减块板来完成，竖肋与横肋连接处设铰以利拆模。

⑷、端模

采用分块钢模板以适应箱梁腹板厚度和孔道位置的变化，端模板外包内外前端，用螺栓固定，在箱梁顶板上方端模是由伸出端面的结构钢筋来固定。

⑸、工作平台

在底篮两侧、前后端及外模翼板外侧设置固定工作平台，在内外和箱梁前端设置悬吊工作平台，用倒链葫芦自由升降，便于箱梁任何位置的操作。

5.2.3、挂篮预压试验

在施工前须对挂篮进行预压，以检测挂篮主桁承重系统的强度和稳定性，消除其非弹性压缩变形和测出弹性变形即挂篮（模板）前端点的下挠度，为以后各梁段施工的预拱度提供参数。

（一）、预压参数

○1载荷系数

根据客运专线设计和施工规范，载荷系数取值如下：

考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数：1.05；

浇筑混凝土时的动力系数：1.2；

挂篮走行时的冲击系数：1.3；

浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：1.5。

○2作用于挂篮的荷载

A．箱梁荷载：最大节段箱梁为3#段，其混凝土重量为98.19t，考虑浇筑砼时动力因素和挂篮施工安全方面的重要性，控制设计最大荷载w=1.2×98.19t=117.8t；

B．施工机具及人群荷载 2.5KPa×6.7m×3.5m/10(N／Kg)=5.8625t；

C．挂篮自重：主要包括主桁架、悬吊系统、模板系统及张拉平台的质量62t；

D．动力附加荷载：0.2×98.19＝19.638t

E.风荷载：（由当地气象资料提供）766Pa

③荷载组合

荷载组合Ⅰ: A + D + C + B；

荷载组合Ⅱ: A + C + B；

荷载组合Ⅲ: A + C + E。

荷载组合Ⅰ属挂篮结构最不利荷载组合： N＝1.2×98.19＋19.638＋62＋5.8625＝205.329t, 故挂篮预压由于挂篮前端仅承受总荷载的一半，并由2台千斤顶在左右两个主桁架处张拉，所以单个千斤顶预压荷载取：

n=（205.329-62）/2／2＝35.83t。

（二）、预压方案

根据现场施工条件和实际情况，为了减少加载的工作量，预压采用千斤顶对张拉方案。将两台拼装好的菱形挂篮两后支点对拼起来，对应的前鼻梁穿入钢绞线，通过锚具将钢绞线锚固在其中一个挂篮的鼻梁上，另一端作为张拉端通过另一挂篮的鼻梁。使用油压千斤顶对挂篮分级加载预压，对称进行。预压时按照设计荷载的40％、70％、90％、100％逐级载入至设计荷载，检查各杆件焊缝有无开裂情况，同时记录加载施力和位移数据。加载程序为：

0-> 40% -> 70% -> 90% -> 100% ->卸载持荷1h 持荷1h 持荷1h 持荷24h

张拉前根据油缸活塞面积和压力的关系，将各级荷载预先换算为油压表读数，以方便操作，节约时间。

（三）、变形测量

测点布置在挂篮的前吊带附近的上下顶横梁和底横梁上，每个挂