挂篮设计与施工

1、挂篮设计与施工挂篮设计与施工1. 挂篮分类挂篮分类l按材料分：制式构件组拼和型钢加工l按承重结构形式分 ：桁架式(包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等)、 斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、 钢板梁式 牵索式1. 挂篮分类挂篮分类l按受力原理分 ：垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板 l按其抗倾覆平衡方式分 ：压重式、锚固式和半压重半锚固式 l按其移动方式分：滚动式、滑动式和组合式 2.挂篮构造挂篮构造l主桁架（门架和横联）l锚固系统和走行系统 l模板系统（外模、内模和底模）l吊带系统 l工作平台A主桁架主桁架l由杆件、结点板、前、后横梁(桁片)(横梁、门架和横联）、上下平联等组成。l主桁

2、杆件采用钢板组合梁制作，各杆件通过前挂点结点板、前支点结点板、立柱上结点板、后锚结点板连接组合成两个菱形结构，再通过前、后横梁(桁片)、上下平联将两个菱形结构连成一体，形成挂篮主桁架。 B走行和锚固走行和锚固l由滑船分配梁、滑船、行走钢轨、顶推千斤顶及底座、夹具、后锚行走小车及拉杆、后锚主锚杆及连接器、蹬筋锚固分配梁等组成 l主桁前支点结点板与滑船分配梁连成一体并通过滑船将力传给行走钢轨，行走钢轨与滑船之间摩擦系数尽可能减小，以减小顶推力量。 l在挂篮行走时，倾覆力通过后锚结点板上的后锚拉杆及行走小车传至后锚行走钢轨承受，挂篮由顶推千斤顶推滑船并通过后锚小车在钢轨上滚动实现行走。 l挂篮锚固时

3、，将挂篮后锚主锚杆通过连接器、蹬筋锚固分配梁锚固在已浇箱梁的竖向预应力钢筋（精轧螺纹钢）上，同时解除后锚小车受力。 C模板系统模板系统l由内模、外模和底模组成l底模通常采用桁架，横向采用56片。也可采用型钢，如槽钢，但桁架经济，型钢拼装方便。l外模通常采用外模桁架l内模多采用组合模板和木模板。D悬吊系统悬吊系统l由前底模（内顶底模）吊带分配梁（F12）、外模吊带分配梁（F11）、后底模吊带分配梁（F13）及分配梁吊带、底模吊带（杆），内、外模吊杆等组成 l挂篮底模吊带通过前、后横梁桁片上悬挂的F12、F13分配梁锚固，与底模销接，前吊带6根，行走用后吊带2根，锚固用吊杆7根（锚固在箱梁底板上）

4、，内、外模吊带前、后端均由精轧螺纹钢作为吊杆，前端锚固在F12、F11分配梁上，后端锚固在已浇箱梁上。 E工作平台工作平台3挂篮设计挂篮设计l设计思路：(1) 减轻挂篮自重途径选用受力合理、安全可靠、刚度较大的轻型结构作为挂篮承重主桁；用材立足国内生产的高强轻质钢材，并便于加工；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。(2) 缩短挂篮施工周期挂篮行走、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；在后锚受力许可的条件下，挂篮行走时，低篮、内外模可同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期；悬吊系统

5、和锚固系统装拆方便、调整简单。(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，严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措施，保证施工安全和质量。(4) 改善施工条件和环境设计挂篮时应考虑有宽敞的作业空间，便于放置各种机具和操作人员往返；在挂篮主桁架上方设置遮阳雨棚，改善作业环境。(5) 考虑通用性对挂篮结构作适当处理可适应各种跨径、不同宽度的各类箱箱梁施工。l挂篮主桁架计算 计算内容：各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的变形和倾覆稳定计算。计算工况：计算应按两个挂篮连

6、成一体、灌筑梁段和空载走行等情况分别进行 (1)荷载系数 依据公路桥涵设计和施工规范，荷载系数取值如下： 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； 挂篮空载行走时的冲击系数：1.3； 浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：1.5；(2)施工荷载 最大节段混凝土重量：此项为设计挂篮时的控制重量。 挂篮自重：主要包括主桁架、悬吊系统、模板系统及张拉操作平台的重量； 施工机具及人群荷载：根据施工中所用的附着式震捣器、张拉千斤顶及油泵的数量和施工人数计算。在没有实测资料的情况下可按2.5KN/计算。 动力附加荷载：考虑浇筑混凝土时的动力因素和挂篮施工安全方面

7、的重要性，该处动力附加荷载主要考虑两项：a.振动系统产生的振捣力；b.梁段本身在振动中的动力影响，参照浇筑混凝土时的动力系数1.2，则梁段的动力影响为0.2梁段混凝土重。冲击附加荷载：主要考虑挂篮空载行走时的冲击影响，依据挂篮空载行走时的冲击系数1.3；则冲击附加荷载 = 0.3挂篮自重。 风荷载：在6级以上大风条件下，很难保证施工质量，一般在大风情况下就停止挂篮施工。但由于悬臂施工为高空作业，安全性要求高，所以应对挂篮在可能的大风条件下的锚固、行走及整体的稳定性进行检算，以策安全。其数值可由当地气象资料提供或查全国风压图得到。 混凝土偏载：可按灌筑梁段时两侧腹板浇筑混凝土最大偏差计算，或取一

8、挂篮偏载系数，一般为1.2。 (3) 荷载组合组合I：混凝土重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重；组合II：混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具和人群重；组合III：混凝土重量+挂篮自重+风载；组合IV：混凝土重量+挂篮自重+施工机具和人群重；组合V：挂篮自重+冲击附加荷载+风载。荷载组合IIII用于主桁承重系统强度和稳定性计算；荷载组合IV用于变形计算；荷载组合V用于挂篮行走验算。(4) 结构计算 主桁结构内力与变形计算： 简化的计算常假定主桁架每一桁片承担的荷载相同，按平面结构计算。l图（a）为两挂篮连成一体时的计算图式，图中P为拟灌筑梁段重量，P1、P2、P3为挂篮自重及

9、施工设备等重量，由此可求得N、R1、R上、R下及各杆件的内力。l图（b）为挂篮空载行走时，绕B点倾覆稳定计算图式，要求抗倾覆稳定系数不小于1.5，并由此而确定所需要的平衡重量N。l图5-12为灌筑混凝土时，后锚及纵梁后端已锚固在已成梁段上，挂篮的计算荷载应包括梁段重、机具设备、施工人员等全部重量，依次确定锚杆及挂篮各杆件的内力。l挂篮的变形主要计算挂篮在最大荷载作用下挂篮前端的挠度值（包括弹性与非弹性变形），为悬臂施工时挂篮前端的预留下沉量提供依据。l平面结构计算简便，但考虑的荷载工况较少，且无法考虑混凝土偏载和横向风荷载作用对挂篮的整体影响，所以对于横截面较宽或受横向荷载影响较大的挂篮，最好采用空间结构计算。挂篮主桁为空间桁架结构，杆件连接可分为刚性、铰接和半铰接节点，对于主桁架桁片采用焊接、栓接连接的可分别处理为刚性节点和铰接节点，对于仅在一个平面转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。计算主桁内力和变形可采用杆系结构通用计算程序在微机上计算，如吴忠黄河大桥挂篮设计中采用SAP90程序计算，计算非常迅速，且与实际吻合较好。l主桁杆件稳定分析：根据空间杆系计算出的内力，对压杆采用相应的屈曲长度，分别计算出平面内和平面外的压杆整体稳定和局部稳定，若各压杆能满足稳定性要求，则桁架整体稳定也能满足。 l5.其它构件检