挂篮施工技术详解及工程实例展示303页(附动画演示 PPT)_PPT

第一节 挂篮简介
1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
(3)挂篮设计总体构思 挂篮设计中，往往根据现有资料和实际施工要求，选取挂
篮形式、连接方式和杆件，然后进行检算，这是最常用的一 种方法。所以选择何种挂篮结构形式就成为挂篮设讣的首要 问题。
根据国内外挂篮施工现有水平，开发的轻型挂篮应满足实 际桥梁悬臂施工的需要，设计要注重整体功能，不能片面追 求轻型指标，总体构思往往体现在以下几个方面：
D、三角形组合梁式挂篮 (2)三角形组合梁式挂篮的力学分析 挂篮的受力情况与菱形挂篮基本相似，唯一不同的是尾部 一般需要压重。
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1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
E、挂篮的设计 (1)悬臂浇筑分段长度 悬臂梁沿梁长的分段取决于设备和施工条件若每个节段长， 节段的数量就少，施工速度就比较快，但每次浇筑混凝土的 数量就多，挂篮及其设备就需要相应增大。反之节段数量多 ，挂篮周转次数多，总的施工进度比较慢。
（1）挂篮的组成 挂篮通常都有以下几个组成部分：承重结构、悬吊系统、
锚固装置、走行系统和工作平台。 挂篮的主要功能；
支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作平台提供张拉、 灌浆的场地，调整高程。
因此挂篮不仅要求有足够的强度保证，还要有足够的刚度 及稳定性，自重轻，移动灵活，便于调整高程等。
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②前吊杆及后锚栓，前吊杆全部采用冷拉Ⅳ级精轧螺纹钢 筋，按设计预留上拱度，用螺栓连接于桁架前桁梁与底模前 横梁上，将挂篮一半左右的荷载传至桁架上。后锚栓采用Ⅳ 级冷拉精轧螺纹钢筋或45号钢棒，除后横梁预留调升高程的 千斤顶位置外，其余部位通过锚栓施以一定的预拉力，使模 板产生预压弹性变形，密贴于已灌箱梁底而不漏浆，后锚栓 承担挂篮一半左右的荷载并将其传至箱梁底板上。
图3-4 菱形挂篮构造图
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e、滑动斜拉式挂篮:其上部采用斜拉式体系代替梁或桁架式结 构的受力，而由此引起的水平分力通过上下限位装置承受，主 梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。其底模平台后端仍吊 挂或锚固于箱梁底板之上。其构造如图3-5所示。
图3-5 滑移斜拉式挂篮构造图
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图3-2 平弦无平衡重挂篮构造图
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c、弓弦式挂篮：除具有桁高随弯矩大小变化，受力合理的特 点，还可在安装时在结构内部预施应力以消除非弹性变形，故 也可取消平衡重，所以一般重量较轻。其构造如图3-3所示。
图3-3 弓弦桁架挂篮构造图 a）挂篮侧面；b）挂篮正面
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d、菱形挂篮：其上部结构为菱形，前部伸出两伸臂小梁，作 为挂篮底模平台和侧模前移的滑道，其菱形结构后端锚固于箱 梁顶板上，无平衡压重，而且结构简单，故大大减轻自身静荷 载。其构造如图3-4所示。
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B、滑动斜拉式挂篮 (1)挂篮的结构及构造
图3-10 上、下限位器示意图
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B、滑动斜拉式挂篮 (2)滑动斜拉式挂篮的力学分析 由于斜拉杆为拉力杆，故其轴向力分解为垂直力和水平力 ，其水平力通过底平台纵梁传至尾部，由下限位器承担。同 理，斜拉杆在上部将轴向力传至上横梁进而传至主梁，其垂 直分力由主梁传至箱梁顶板，水平分力则由主梁传至上限位 器，并由竖向预应力筋压紧限位拉杆，使与混凝土桥面间产 生的摩擦力平衡。挂篮底模及侧模前移时的重力全部由滑梁 承受。
（2）挂篮结构的主要特点 下面按主要承重结构形式分析挂篮结构的主要特点： a、平行桁架式挂篮：受力特点是底模平台及侧模支架所承荷载 均由前后吊杆垂直传给桁架节点和箱梁底板上。如图3-1所示。
图3-1 平行桁架式挂篮构造图
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b、平弦无平衡重挂篮：是在平行桁架式挂篮的基础上，取消压 重，在主桁架上部增设前后上横桁架，根据需要，其可沿主桁 纵向滑移，并在主桁横移时吊住底模平台及侧模架。如图3-2所 示。
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C、弓弦式挂篮 (1)挂篮的结构及构造
弓弦式挂篮的组成：弓弦桁架、前吊杆及后锚栓、走行系统、模 板系统等四部分。 ①桁架弧杆全为拉杆，腹杆全为压杆，两者均用万能杆件 Ⅳ，杆组拼而成，弓弦杆用槽钢组拼，并与弧杆铰接，其余 用节点板采用螺栓连接。主桁片设于箱梁腹板采用上方，两 桁片间以万能杆件平联连接，后锚梁亦为两槽钢组拼成的空 腹工字形梁。为消除桁架拼装时产生的非弹性变形，对桁架 施预应力，使弦杆上翘，同时改变了桁架的受力。
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⑤走行系统：挂篮走行系统分为桁架走行系统、底模、外模 走行系统及内模走行系统。。桁架走行系统布置为：在主桁 构架下的箱梁顶面铺设用钢板组焊的轨道，轨道用竖向预应 力筋通过短梁固定，轨道顶面放置前后支座，支座与桁架节 点栓接，前支座沿轨道滑行、后支座以反扣轮（或后勾板） 的形式沿轨道板下缘滚（滑）动，不需加设平衡重。菱形挂 篮走行反扣装置如图3-9所示。
三角形挂篮除主桁架结构形式与菱形挂篮不同外，其他杓 造与菱形挂篮完全相同，在此不作详述。
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B、滑动斜拉式挂篮 (1)挂篮的结构及构造 滑动斜拉式挂篮的主要结构是：主梁、各种横梁、斜拉带 系、模板系统、滑梁、上下限位装置（图3 -10）等。 主梁是挂篮的主要受力结构之一，承受梁段混凝土及模板 系统等重量。每根主梁由两根工字钢组合而成，其通过钢垫 板、枕木等垫在桥面上。主梁后部在两工字钢间用竖向预应 力筋通过压紧器锚固在已灌梁段的顶面，主梁尾部连接限位 压板，仍用竖向预应力压紧在桥面上，以限制主梁在重载时 的前移，如图3 -lOa）所示。
于悬挂模板系统，调整模板的高程。 ③模板系统：由外侧模、内模和底模等几部分组成
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④张拉操作平台：张拉操作平台通过钢丝绳悬吊在菱形桁架 的前端小悬臂梁上，一般用角钢和钢筋组成，平台平面铺以 木板供作业人员站立行走。可用手动葫芦调整其高度。
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D、三角形组合梁式挂篮 (1)挂篮的结构及构造 挂篮组成：底模平台、悬挂调整系统、三角形组合梁、滑 行系统、平衡及锚固系统、工作台。 每个挂篮有两片三角形组合梁。底模平台及悬挂调整系统 与菱形挂篮基本相同。前吊带一般设销孔配合螺旋千斤顶调 整底模高程，底模后吊杆可用千斤顶或砂筒卸载。 ①三角形组合梁。三角形组合梁由I型或Ⅱ型主梁和立柱 ，斜拉钢带及型钢平联等组成，三角形组合梁下为支座和滑 道。
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③保证悬灌混凝土质量。 模板设计注重混凝土外观质量，以刚度控制进行设计，可
采用新型材料制作模板，既减轻重量又坚固耐用，且满足所 有悬灌梁段使用，不需要更换和修补。制订施工实施细则， 严格按规范保持平衡施工及限制施工荷载，保证施工安全和 质量。 ④改善施工条件和环境。
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1.2 常用挂篮的结构构造和力
学分析 C、弓弦式挂篮
(2)弓弦式挂篮的力学分析 如图3-11所示，弓弦式挂篮的 受力与菱形挂篮基本相同，所 不同的曲面桁架弓弦杆除后锚 杆外，在中部有时也需提供竖 向预应力的锚固，以减少局部 杆件的受力。
图3-11 弓弦式挂篮受力示意图
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1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
①减轻挂篮自重途径。 a、选用一种受力合理、安全可靠、刚度较大的轻型结构作
为挂篮承重主桁。 b、挂篮用材立足国内生产的高强轻质钢材，并便于加工 c、挂篮浇筑混凝土时，尾部充分利用箱梁竖向预应力筋平
衡倾覆力矩以取消配重，从而减轻自重。
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D、三角形组合梁式挂篮 ③压重和后锚。为确保走行时的纵向稳定性泣三角组合梁
的尾部设钢锭或型钢压重，要求纵向抗倾覆稳定安全系数 K=1.3，在挂篮就位后组合梁的尾部用螺栓与箱梁的竖向预应 力筋相连锚固。
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挂篮利用系数=浇筑最大梁段混凝土重量／挂篮总重。
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A、菱形挂篮和三角形挂篮 （1）菱形挂篮组成：菱形桁架、悬吊系统、走行系统、模板系
统及张拉操作平台五部分。 ①菱形桁架：挂篮的主要承重结构。主桁构架竖放于箱梁腹
板位置，构架的片数可根据主梁的截面特性来确定 ②悬吊系统：由螺旋千斤顶、扁担梁、吊带或吊杆组成，用
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D、三角形组合梁式挂篮
②滑行系统。每片三角形下有前后两个钢支座，主梁与前 支座连接处设有扁钢做成的支座铰，其余梁用带弹簧的螺栓 连接，目的是保证前支座底板的压力均匀，容许主梁有少量 变形。支座下为30mm的不锈钢滑板。在箱梁上铺短木枕，前 支座下要铺满硬杂木枕或钢筋混凝土枕，以减少整个挂篮的 变形。枕木上设置平直的V形滑槽，槽内放厚3mm的聚四氟乙 烯板。枕木、滑道相聚四氟乙烯板随挂篮的前移而向前倒用 ，走行时挂篮要设止滑绳。
第一节 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ篮简介
1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
③模板系统的外模、内模及顶板底模与滑动斜拉式挂篮的 结构构造基本相同。
④走行系统：分为弓弦桁架走行系统，底模、外模走行系 统及内模走行系统三部分。弓弦桁架走行系统与菱形挂篮基 本相同。底模、外模走行系统与滑动斜拉式挂篮基本相同。 内模走行系统与菱形挂篮也基本相同。
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图3-9 菱形挂篮走行反扣装置
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（2）菱形挂篮的力学分析 从整体看，挂篮有一半左右的荷载通过前吊带（或吊杆）
传至主桁上节点，菱形桁架以铰接模式计算杆力，其前下节 点支于箱梁顶板前侧，后下节点则通过竖向预应力筋或预埋 钢筋锚于梁上。 （3）三角形挂篮
挂篮施工技术详解及工程 实例展示
目录
第一节 挂篮简介 第二节 挂篮施工工艺程序 第三节 挂篮悬臂灌注施工主要工艺特点 第四节 挂篮施工过程控制应该重视的问题 第五节 要点、难点总结 第六节 既有三角形挂篮检算工程实例 第七节 菱形挂篮施工实例
第一节 挂篮简介
1.1 挂篮的结构特点
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1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
E、挂篮的设计 (2)挂篮横断面 挂篮横断面的布置取决于桥梁的宽度和箱梁横断面形式， 一般全断面上使用一个挂篮施工即可，但当桥梁宽度很大（ 15m以上），箱梁横断面为双箱或多箱结构时，为了使挂篮在 施工中具有一定的灵活性，在一个横断面上可用两个挂篮分 别施工。我国广西柳州大桥、武汉江汉二桥均采用这种方案 。
1.2 常用挂篮的结构构造和力学分析
②缩短挂篮施工周期。 a、挂篮行走、模板升降等采用液压装置或容易操作的螺旋
千斤顶，电气集中控制，靠机械化和自动化来提高生产效率 和降低工人劳动强度。
b、在后锚受力许可的条件下，挂篮行走时，内外模可同步 就位，尽量减少工序，缩短施工周期。
c、悬吊系统和锚固系统装拆方便、简单。
f、三角形组合梁挂篮:在平行桁架式挂篮的基础之上，将受弯 桁架改为三角形组合梁结构。其构造如图3-6所示。
图3-6 三角形组合挂篮构造图·
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g、自承式挂篮:一种是模板支承在整体桁架上，桁架用销子和 预应力筋挂在已成箱梁的前端角上，灌注混凝土时主梁和走行 桁架移至一边，挂篮前行时再安上，吊着空载的模板系统前移 。另一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板。其构造如 图3-7所示。
图3-7 自承式挂篮构造图
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（3）各类挂篮的适用性
挂篮设计主要控制指标为：挂篮的总用钢量与最大块件之 比值 K1、主桁架用钢量与最大块件重量之比值 K2。K1 值愈低 ，表示整个挂篮设计愈合理，K2 值愈低，表示挂篮承重构件 的受力愈合理，使用材料愈节省。
国内对挂篮所用材料数量常用一个系数（即挂篮利用系数 ）来表示：