第三章挂篮汇总

1、桥梁施工临时结构授课教案第三章 挂篮Chapter 3 Cantilever Cradle第三章 挂篮Chapter 3 Cantilever Cradle第一节 挂篮简介Section 1 Summary1. 悬臂浇筑法( Cast-in-place Cantilever Method) 概念：指的是在桥墩两侧 对称设置工作平台， 平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水 泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。主要设备是一对能行走的挂篮， 挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动， 绑扎钢筋、 立模、浇筑混 凝土、施预应力都在其上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段， 进行下一对梁段施

2、工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。发展：20世纪 60年代由前西德 首先使用以来。挂篮作为悬臂灌筑施工的主 要设备已有多种类型， 有些国家如日本、 法国等已有 定型的系列化产品 。我国从 80 年代开始使用 这种技术以来，也已取得了巨大的成就。浇筑梁段顺序 ：（1）在墩顶托架或赝架上浇筑 0 号块并实施墩梁临时固结；（2）在 0 号块段上安装悬臂挂篮，向两侧依次对称分段浇筑主梁至合龙前段；（3）在支架上浇筑边跨主梁合龙段；（4）最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。注意：在梁段混凝土浇筑前， 应对挂蓝等进行全面检查， 经签认后方准浇筑。张拉及合龙注意要点：1、预应力混凝土连续梁悬臂筑施工中，顶板

3、、腹板纵向预应力筋的张拉顺 序一般为上下、左右对称张拉，设计有要求时，按照设计要求。2、浇预应力混凝土连续梁合龙顺序一般是先边跨、后次跨、再中跨。3、连续梁（ T 构）的合龙、体系转换和支座反力调整应符合下列规定：（1）合龙段的长度宜为 2 米；（2）合龙前应观测气温变化与梁端高程及悬臂端间距的关系；（3）合龙前应按设计规定，将两悬臂端合龙口予以临时连接，并将合龙跨 一侧墩的临时锚固放松或改成活动支座；（4）合龙前，在两端悬臂预加压重，并于浇筑混凝土过程中逐步撤除，以 使悬臂端挠度稳定。4、高程控制 预应力混凝土连接梁合拢顺序一般是先边跨，后次跨，在中跨。 预应力混凝土连接梁支座反力调整，按设

4、计要求程序施工。2. 挂篮的结构特点（一）挂篮的组成组成部分： 承重结构、悬吊系统、锚固装置、走行系统和工作平台 。承重结 构是挂篮的主要受力构件， 它承受施工设备和新浇筑节段混凝土的全部重量， 并 通过支点和锚固装置将荷载传到已施工完成的梁身上。挂篮的走行系统可用轨道或四氟乙烯滑板， 牵引动力一般用电动卷扬机， 它 包括前牵引装置和尾索保护装置。 为保证浇筑混凝土时挂篮有足够的抗倾覆稳定 性，往往在挂篮的尾部设置后锚固，一般通过埋在梁肋内的竖向预应力筋实现， 当后锚能力不够时，也可采用尾部压重等措施。挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作平台提供张拉、 灌浆的场地， 调整标高。

5、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，便于调整标高 等。（二）挂篮结构的主要特点1）平行桁架式挂篮 上部结构一般为一 等高桁梁 ； 受力特点 ：底模平台及侧模支架所承荷重均由前后吊杆垂直传至桁架节点和 箱梁底板上，故又称吊篮式结构 ，桁架在其后端用压重或锚固或二者兼之来解决 倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。2）平弦无平衡重挂篮 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。 由于挂篮底部荷重作用在主桁架上的力臂减少， 大大减少了倾覆

6、 力矩，故不需平衡压重，其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋锚固主梁顶板上。3）弓弦式挂篮弓弦桁架挂篮的主桁架 外形似弓形 ，故认为是从平行桁架式挂篮演变而来， 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。4）菱形挂篮 菱形挂篮可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，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。5）滑动斜拉式挂篮 该挂篮在力学体系方面有较大突破， 其上部采用斜拉式体系代替梁或桁架式

7、 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。6）三角形组合梁挂篮 三角形组合梁挂篮是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。 又由于其斜拉杆的拉力作用， 大大降低了主梁的弯矩从而使主梁能采用单构件实体型钢，由于挂篮上部结构轻盈，除尾部锚固外，还需较大压重。 其底模平台及侧模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同。7）自承式挂篮自承式挂篮分为两种， 一种是模板支承在整体桁架上， 桁架用销子和预应力 筋挂在己成箱梁的前端角上， 灌注混凝土时主梁和走行桁架移至一边， 挂篮前

8、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。通过梁上的水平及竖直应力筋拉住模板来承担混凝土重， 走行方法与前 者相同，由临时吊车悬吊着模板系统前移到下一梁段。 这种方法对跨度不很大的 等高箱梁较为适宜。8）牵索式挂篮在斜拉桥的施工中， 利用斜拉主索牵挂挂篮， 其承重结构不再支承在已灌筑 梁段顶面， 而是悬挂于已成梁段的下面， 通过牵索系统将挂篮前端的垂直荷载直 接传到斜拉桥的主塔上，这是它的最大特点。（三）各类挂篮的适用性国内外挂篮正向 轻型方向发展 。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 K 1、主桁架 用钢量与最大块件重量之比

9、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： 挂篮利用系数 =浇筑最大梁段混凝土重量挂篮总重（1）制式杆件组拼的桁架式挂篮国内早期挂篮一般使用的是由制式杆件 （万能杆件、 军用梁等） 组拼的桁架 式挂篮。由于其自重大， 包括压重可达 3000kN（如武汉江汉大桥挂篮重 2870kN）， 所以其走行系统常用车轮对台车。又因为桁高的约束，各杆件的应力水平较高， 随之而来的就是前吊点下挠度大， 复杂的空间结构引起的非弹性变形大， 使用时 需要进行预压以便消除非弹性变形， 增

10、加了施工的难度， 延误了宝贵的工期。 并 且，此时的挂篮大多使用平衡重，所以这些挂篮利用系数一般较小。平弦无平衡重挂篮由于主桁上部的上横桁可根据需要沿纵向移动， 并在主桁 横移时吊住模板系统， 故可取消压重， 具有一定优点， 但由于其并未从根本上克 服平行桁架式挂篮机构庞大，自身静荷较大的缺点，应用不是很广泛。弓弦式挂篮桁高随弯矩大小而变化， 受力较合理， 而且自重较轻， 对不想一 次性投入过多的施工单位有一定吸引力， 但其缺点是杆件数量多、 制作安装都较 麻烦，且易丢失。（2）使用型钢制造的桁架式挂篮 随着挂篮使用经验的丰富、对其功能认识的深入及对国外经验的学习和借 鉴，发展到使用型钢及钢板

11、加工制造挂篮。 菱形挂篮和三角形挂篮结构简单、 受 力合理和一次移动到位等特点，较受欢迎。这两种挂篮形式近10 年来得到了广泛的应用，同时带动与挂篮施工相适应的桥型设计的发展， 如双向预应力、 三向 预应力技术的应用。这一时期的挂篮主要是无平衡重型的。由于取消了平衡重， 挂篮重量大大减轻，其利用系数成倍上升，达到 2.52.9。（3）斜拉式挂篮滑动斜拉式挂篮， 这是目前利用系数最大的一种挂篮。 它改变了垂直吊杆挂 篮工作时的前端荷载要通过主桁架的悬臂部分传给已浇梁段而对主桁架的强度、 刚度要求高的传力机制， 而是将挂篮工作时的前端荷载通过斜拉杆直接传给已浇 梁段，从而降低了对主梁的强度、 刚度

12、要求， 使主梁悬臂部分的功能变成主要是 悬吊空载时的模板系统， 减少了材料用量， 也就减轻了模板的重量。 由于这种挂 篮具有用料省、加工简单及对 0 号块的长度要求短等优点，所以近年应用较多。 但是，这种挂篮由于斜拉杆的斜拉力使底模纵梁和主梁中分别存在压力和拉力， 因此需要在底纵梁和主梁的尾部设置限位器和限位板， 增加了操作上的难度。 使 用这种挂篮的施工程序比使用垂直吊杆式挂篮稍显复杂， 需要在每一个循环中增 加安装拆卸斜拉杆、 安装拆卸限位器、 安装拆卸限位板的工序。 而且当跨度和梁 高都较大时，由于斜拉杆长度较大， 弹性伸长较大， 上下限位装置的水平力随之 增大，故使其应用也受到一定的限

13、制。 预应力斜拉式挂篮利用梁部结构本身的预 应力束拉紧刚性模板， 使得临时设施数量大大减少， 但因属永久结构和临时结构 相结合，需设计、施工，乃至建设单位意见统一方可采用。此外，对于预应力束 在锚固系统时的锚下控制张拉力、 锚具的可靠度、 锚具对预应力束的刻压损失等 问题都应综合予以考虑， 既能安全地完成悬灌作业， 又能保证预应力束在运营期 间的耐久性和可靠度。其它几种挂篮结构形式中，三角型组合梁式挂篮虽然较平行桁架式挂篮轻， 但仍需一定的压重， 故应用受一定限制。 自承式挂篮的两种形式本质上与预应力 斜拉式挂篮并无很大区别， 唯一不同的只是预应力筋采用特殊设计， 并配置必要 的定位销和钢销。

14、3. 常用挂篮的结构构造和力学分析（一）菱形挂篮和三角形挂篮（1）菱形挂篮的结构及构造菱形挂篮主要由 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 组成。菱形桁架菱形桁架是挂篮的 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定， 一般为两片， 也有多片的， 如吴忠黄河大桥菱形 挂篮采用三片构架； 主要杆件通常由两片槽钢组焊而成， 槽钢的截面由结构分析 确定；各杆件间的联结为栓接、 焊接或销接。 主桁构架间用槽钢或角钢组成的横 联连接，在主桁前端节点处放置一根用 2 根工字钢组焊成的横梁， 上设吊点，以 做悬吊底模平台和内外模滑梁用，该横梁同

15、时起到将主桁架连成整体的作用。悬吊系统 由螺旋千斤顶、扁担梁、吊带或吊杆组成，用于悬挂模板系统，调整模板的 标高。前后吊带（杆） ：前吊带的作用是为底模平台提供前吊点，其承受几乎一 半的挂篮荷载。当待灌段混凝土重量较大时，一般采用吊带，否则用吊杆。吊带 一般用 16Mn 或性能更好的钢板并布设销孔而成，一般为 3m 段，分段间用销轴 连接，以适应不同梁高的需要。 当采用吊杆时， 钢材一般用冷拉级精轧螺纹钢 筋。每根吊带或吊杆在横梁上放 2 台千斤顶通过扁担梁调整底模标高。 后吊带从 箱梁的底板预留孔中穿过， 一般用 16Mn 钢板上布调节孔或 45 号钢棒螺帽形成， 下端与底模平台相连，上端

16、2 台千斤顶和扁担梁或螺帽支承在箱梁底板顶面上。 后吊带的作用是承受挂篮一半的荷载并将其传至箱梁底板。模板系统由外侧模、内模和底模等几部分组成。 箱梁外侧模一般采用整体钢制大模板， 当梁高变化较大时， 可沿梁高分为 3 块左右，以随梁高变化拆装调整。 外侧模支 承在外模走行梁上， 走行梁前端通过吊杆悬吊在已浇好的箱梁顶板预留孔上， 后 吊杆与走行梁间设有后吊架， 其上装有滚动轴承， 挂篮行走时外模走行梁与外模 一起沿后吊架滑行。 内模一般通过模架放置在两根内模走行梁上， 走行梁前端吊 在桁架横梁上， 后端吊在已浇梁段顶板的预留孔上方， 内模可沿走行梁滑行， 除 角隅处外， 平面部分可用组合钢模

17、或木模钉铁皮。 底模由底模架、 底横梁及模板 组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、 已浇梁段和外模走行梁 上，随主桁一起前移， 底模架由型钢组焊成桁架， 底横梁由工字钢组焊成格构式 梁，底模一般用木模外钉铁皮形成。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。可用手动胡芦调整其高度。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

18、节点栓接， 前支 座沿轨道滑行（支座与轨道间垫四氯乙烯板） ，后支座以反扣轮（或后勾板）的 形式沿轨道预板下缘滚（滑）动，不需加设平衡重。走行时用 2个 5T手动葫芦 纵向牵引即可。 轨道分节以便向前倒用。 悬臂灌筑前， 需要级冷拉精轧钢筋将 轨道上钢轨与桁架后节点锚固， 使后支座反扣轮不受力。 底模及外模与主桁同步 行走。具体步骤为：脱模前用手动葫芦将底模架吊在外模走行梁上， 解除后吊带， 脱模后，底模随桁架一起向前走行。内模脱模后，内模架落在走行梁上，人工用 手动葫芦即可将其移至下一梁段。（2）菱形挂篮的力学分析 从整体看，挂篮荷载有一半左右通过前吊带（或吊杆）传至主桁上节点，菱 形桁架以

19、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）三角形挂篮三角形挂篮除主桁架结构形式与菱形挂篮不同外， 其它构造与菱形挂篮完全 相同，在此不作详述（二）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（纵梁） 、各 种横梁、斜拉带系、模板系统（包含底模、侧模及内模） 、滑梁、上下限位装置 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

20、，仍用竖向预应力压紧在桥面上，以限制主梁在重载时前移。上横梁及斜拉横梁由槽钢拼接（或焊接）而成，前者除把主梁连成整体外， 主要用来吊挂内外模板系统， 后者将斜拉带传来的底模及灌筑梁段混凝土重量再 传递到主梁。斜拉带是挂篮最关键的构件， 一般用 16Mn 或其它性能更优的钢板 制成，每一拉杆一般作成 45 段，各段端部设有销孔，组成时用钢销联结成整 体。并可随梁高的变化增减。 斜拉带上端通过元宝梁固定在斜拉横梁上。 元宝梁 下置放两组千斤顶，用以调节底模标高。模板系统由内模、外模及底模组成，内 模模架用型钢栓接或焊接而成， 模板可用木模外包铁皮或组合钢模和填充木模组 成，内顶模可沿悬吊在顶板预留

21、孔上的型钢滑道前移， 也可用调高支柱支撑在底 模上，以便适应梁高变化。 外侧模及支架通过滑梁吊挂在挂篮横梁上， 外模以钢 制大模板为宜。 底模固定在底模平台上， 底模平台由纵梁和前后下横梁组成， 前 下横梁与斜拉杆铰接， 后下横梁通过后下锚杆锚固在箱梁底板上。 滑梁由两个槽 钢组成，其后端通过吊杆或吊索吊挂在箱梁顶板外翼缘上， 而当挂篮移动前， 滑 梁则除掉后吊点， 落于侧模支架的滚筒上由前吊杆带动与主梁一起前移就位。 上 限位器如前所述， 下限位器设于下横梁后侧， 分为竖直和斜向两种， 其与底模平 台顶紧，以承受传来的水平力。当限位器为竖直时，在水平力作用下其受弯，受 力状况较差，但锚固杆较

22、短。 当为斜向设置时， 其以受拉力为主并兼受少量弯矩， 受力状况大大改善，但锚固杆相应加长，拆装不太方便。（2）滑动斜拉式挂篮的力学分析 灌筑梁段混凝土的重量落于底模平台上， 其前端通过铰将此力及底、 侧模重 力传至斜拉杆， 后端通过后锚杆将垂直力传至箱梁底板混凝土上。 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上主梁， 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 力筋压紧限位拉板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

23、梁承受。（三）弓弦式挂篮（1）挂篮的结构及构造 弓弦式挂篮由弓弦桁架、 前吊杆及后锚栓、 走行系统、 模板系统等四部分组 成。 桁架弧杆全为拉杆，腹杆全为压杆，两者均用万能杆件 N1 杆组拼而成， 弓弦杆用槽钢组拼， 并与弧杆铰接， 其余用节点板螺栓连接。 主桁片设于箱梁腹 板上方，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型 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。 前吊杆及后锚栓， 前吊杆全部采用冷拉级精轧螺纹钢筋， 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

24、级冷拉精轧螺纹钢筋或 45 号钢棒，除后横梁预留调升标高 的千斤顶位置外， 其余部位通过后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。 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 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。（2）弓弦式挂篮的力学分析 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

25、提供竖向预应力的锚固，以减少局部杆件的受力。（四）三角型组合梁式挂篮（1）挂篮的结构及构造 挂篮由底模平台、悬挂调整系统、三角形组合梁、滑行系统、平衡及锚固系 统、工作台等组成。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标高， 底模后吊杆可用千斤顶或 砂筒卸载。 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。立柱比理论长度一般短 25mm 左右，装上立柱和斜拉钢带后要用千斤顶顶起 立柱，其顶力的大小由已悬挂的重量经计算确定， 并应适当增大初始起顶力， 以 消

26、除非弹性变形，而后再降到计算顶力值。用钢板塞紧立柱底后松顶，主梁、立 柱、斜拉带即形成一紧密结合的结构体系。 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， 其与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，又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 U 形滑槽，槽内放厚 3mm 的聚四氟乙烯板。枕木、滑道和聚四氟乙烯板 随挂篮的前移而向前倒用，走行时挂篮要设止滑绳。 压重和后锚。 为确保走行时的纵向稳定性， 在三角组合梁的尾

27、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。（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。（五）挂篮设计1悬臂浇筑分段长度设计挂篮首先要决定箱梁悬臂浇筑的分段长度。 悬臂梁沿梁长的分段取决于 设备和施工条件。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，每个节段短，挂篮 的承重要求小，可避免过于庞大的挂篮设备，但节段数量多，挂篮周转次数多， 总的施工进度比较慢。 总之，悬臂浇筑箱梁分段长度要根据施工

28、条件权衡利弊综 合考虑。我国近年来悬臂施工的分段长度一般为 35m 左右，最大达到 8m。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。我国的广西柳州大桥、武汉江汉二桥均采用这种方案。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 成为挂篮设计的首要问题。根据国内外挂篮施工现有水

29、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， 不片面追求轻型指标， 总体构思往往体现在以下几 个方面：（1）减轻挂篮自重途径 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； 挂篮用材立足国内生产的高强轻质钢材，并便于加工； 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。（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， 内外模可同步就位， 尽量减少工 序，缩短施工周期；

30、 悬吊系统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以刚度控制设计， 可采用新型材料制模板， 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。4挂篮主桁架计算挂篮主桁架作为承重结构， 是最重要的设计计算构件， 其计算内容主要包括： 各杆件及锚杆的内力计算和截面

31、设计、 挂篮的变形和倾覆稳定计算。 计算应按两 个挂篮连成一体、灌筑梁段和空载走行等情况分别进行。（1）荷载系数 依据交通部颁发的公路桥涵设计和施工规范 ，荷载系数取值如下：考虑 箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数为 1.05；浇筑混凝土时的动力系数为 1.2；挂篮空载行走时的冲击系数为 1.3；浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定 系数为 2。（2）施工荷载 在灌筑梁段和空载走行过程中，挂篮主桁架主要承受以下几种荷载： 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、

32、 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 2.5kNm 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 倍的梁段混凝土重。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

33、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。（3）荷载组合 根据以上各施工阶段的检算内容和荷载情况，荷载组合如下： 荷载组合：混凝土重量 +动力附加荷载 +挂篮自重 +施工机具和人群重； 荷载组合 II ：混凝土重量 +挂篮自重 +混凝土偏载 +施工机具和人群重；荷载组合：混凝土重量 +挂篮自重 +风载；荷载组合：混凝土重量 +挂篮自重 +施工机具和人群重； 荷载组合 V ：挂篮自重 +冲击附加荷载 +风载。荷载组合用于主桁承重系统强度和稳

34、定性计算； 荷载组合用于变形 计算；荷载组合 V 用于挂篮行走验算。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。5其它构件检算挂篮的悬吊系统、 模板系统和走行系统等按一般钢结构计算方法设计， 在此 不再赘述， 但因挂篮是可移动的支架， 又属于高空作业， 所以在设计时必须保证 有足够的安全度，尤其要注意悬吊系统的前吊带（杆） ，其在脱模过程中，受到 的冲击振动最大， 而且承受重复作用， 有发生端部断裂的危险， 因此悬吊系统的 前吊带（杆）的安全系数不小于 2。所有计算均根据不同的计算图示与荷载组合， 求得各构件的最大应力， 经多次调整结构几何尺寸，

35、以达到在满足规范要求的前 提下，使结构材料最省、重量最轻。第二节 挂篮施工工艺程序Chapter 2 Construction Technology用挂篮逐段浇筑施工的主要工艺程序为：灌筑 0 号段；拼装挂篮；灌筑 1 号（或 2 号）段；挂篮前移、调整、锚固；灌筑下一梁段；依次类推完成悬臂灌 筑；挂篮拆除；合拢。悬臂浇筑的每一梁段，其施工工艺流程如图 3-13 示。图 中所示工艺流程按每一梁段的混凝土分两次浇筑排列 （即先浇筑底板混凝土， 后 浇肋板及顶板混凝土） 。当采用一次浇筑时，将浇筑底板混凝土的工序与浇筑肋 板及顶板混凝土的工序合并，其它工序不变。、0 号段的施工0 号段位于桥墩上方

36、，其混凝土圬工数量较大，一般采用现场就地浇筑，灌 筑 0 号段相当于给挂篮提供一个安装场地。 0 号段的长度依两个挂篮的纵向安装 长度而定，有时当 0号段设计较短时， 常将对称的 1 号段灌筑后再安装挂篮， 这 部分重量可用支架支承，它主要有扇形、门式和斜拉式三种。若墩身较低，可采 用置于桥墩基础或地基上的支架； 若墩身较高， 可在墩中设置预埋支撑支架 （图 3-15）。支架可采用万能杆件、贝雷梁、型钢等构件拼装，也可采用钢筋混凝土 构件作临时支撑。 支架总长度视拼装挂篮的需要而决定。 由于考虑到在支架上浇 筑梁段 0 号块混凝土，支架变形对梁体质量影响很大， 在作支架设计时， 除考虑 支架强

37、度要求外，还应考虑支架的刚度和整体性；当采用万能杆件、贝雷梁、板 梁型钢等做支架时，可采取预压、抛高或调整等措施。图 3-13 挂篮施工工艺流程二、梁墩临时固结措施对于预应力混凝土连续梁桥和悬臂梁桥， 在悬臂施工过程中应设置临时梁墩 锚固，使 0 号块梁段能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。 临时固结措施或 支承措施有下列几种形式。（1）将 0 号块梁段与桥墩预埋的钢筋或预应力筋临时固结，待需要解除固 结时切断。（2）当桥不高，水又不深且易于搭设临时支架时，采用支架式固结措施， 在此情况下，悬臂端所引起的不平衡力矩完全由梁段的自重来保持稳定。（3）利用临时立柱和预应力筋来锚固上下部结构。预应

38、力筋的下端埋固在 基础承台内，上端在箱梁底板上张拉并锚固， 借以使立柱在施工过程中始终受压， 以维持稳定。（4）在桥高水深的情况下，也可采用围建在墩身上部的三角形支架作为梁 段的临时支撑， 并可用沙筒、硫磺水泥沙浆块或混凝土块作为悬臂施工完毕后转 换体系时临时支承的卸落设备。 当采用硫磺水泥砂浆块时， 要采用高温熔化拆除 支承时，必须在支承块之间设置隔热措施，以免损坏支座部件 。三、拼装挂篮挂篮运至工地后， 应在岸边试拼， 以发现由于制作不精确及运输中发生变形 造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。（一）滑动斜拉式挂篮拼装（1）0 号段施工完毕后，在墩顶帽上顺桥轴线方向两侧安装三角形托架

39、。（2）在 0 号段设简易扒杆吊装挂篮主梁， 并用压紧器将主梁锚固在梁体上。 在主梁上安装横梁、三角铁、主梁风撑等。注意灌筑 l 号段时一侧主梁为正常长 度，另一侧为接长梁，并与正常主梁栓接成整体，不用后限位器。当滑至 2 号段 时，将一侧的接长梁换为正常主梁并将其尾部用节点板相连， 悬灌到 3 号梁段以 后，两挂篮分开并在尾部加后限位器，各自对称独立工作。（3）用已安装的主梁吊装底模系统 （包括前下横梁及纵梁和底模及外侧模） 。 底模平台的后下横梁支承在墩身侧面的三角托架上。（4）安装两根内侧斜拉带。（5）安装外侧摸，用活动槽钢将外侧摸固定在前后下横梁上。安装两根外 侧斜拉带。（6）绑扎 l

40、 号梁段部分钢筋后，立箱梁内模，绑箱梁顶部钢筋，再用斜拉 带调整模型位置。（二）菱形挂篮拼装菱形挂篮悬臂灌筑时一般从 l 号或 2 号段开始，并且两侧挂篮一开始就独立 作业。当桥墩不太高时， 其杆件一般用较大吨位的汽车吊直接提升， 当桥墩较高 或桥下地形不允许，或有较深的水流存在时，可用缆索或浮吊及扒杆等提升。（三）弓弦式挂篮的安装（1）先在箱梁腹板顶面铺好木枕、钢轨作为滑道，然后安装弦杆、腹杆、 弓弦杆及联系杆件；（2）两侧挂篮尾部相互连接，形成一整体桁架。具体连接方式为弦杆采用 铰接，弓弦杆采用附设拉杆铰接；（3）在 0 号段外侧模设有滚动轴的桁梁下穿入滑梁，将底模与外侧模间撑 拉联系放松

41、，在自重作用下，脱模于滑梁上，用手动葫芦牵引就位；（4）l 号梁段箱梁施工完毕后， 两挂篮解体， 各自移动到位并用手动葫芦在 尾部牵引，然后接长弦杆、弧杆，安装后锚梁，此后两挂篮对称独立作业。（四）三角形组合挂篮的安装（1）在 0号及 1号梁段上安装梁顶滑道，然后安装支座及三角形组合梁， 并将其两尾部相连并锚固，配置压重，见图 3-19。吊挂相应吊带（杆） ；（2）将底模平台及侧模支架作为整体起吊，与相应点相连接。后下横梁则 用吊杆支承在箱梁底板上；（3）将内部顶模吊挂在前后吊杆上；（4）从 3 号梁段开始，两挂篮分开作业，其主梁尾部各安装接长梁，并将 主梁后端锚固在箱梁顶面上。四、挂篮的行走

42、（一）滑动斜拉式挂篮的行走（1）用手动葫芦把前下横梁固定在箱梁梁体上，松开斜拉带顶端千斤顶， 并拆除斜拉带；（2）用压轮器更换主梁压紧器。手动葫芦把主梁系统牵引到下一梁段设计 位置，此时侧模滑梁在前上吊杆的带动下，沿侧模支架上的滚筒一起前行；（3）用手动葫芦将底模平台吊挂在滑梁上，拆除后下吊杆，将底模平台通 过侧模支架落在滑梁滚筒上，并用手动葫芦牵引就位；（4）安装斜拉带、后下吊杆、后下限位器等；（5）将内模落于内模滑梁上，用手动葫芦牵引就位。（二）菱形挂篮的行走（1）用手动葫芦将底模平台吊在外侧模走行梁上，解除后吊带，将其落于 滑梁上；（2）松开菱形桁架的上锚固，使其后支座反扣在轨道上缘，用

43、千斤顶推或手动葫芦牵引主桁并带动侧模及底模平台沿滑道前行就位；（3）将内模落于内走行梁上，用手动葫芦牵引就位。（三）弓弦式挂篮的行走（1）将底模平台及外模用手动葫芦吊挂在箱梁及滑梁上，并松开前吊杆及 后锚固。（2）用手动葫芦将弓弦桁架沿梁顶滑道牵引就位，此时滑梁同时在前吊杆 带动下同步到位；（3）将底模平台通过外模支承在滑梁的滚筒上， 用手动葫芦将其牵引到位；（4）将内模下落在内滑梁上，用手动葫芦牵引到位。五、挂篮的加工、试拼与预压（一）挂篮的加工对于型钢式挂篮，在加工过程中应注意以下环节： （1）挂篮所用的主要材料包括主桁架、吊带等受力杆件所用材料必须符合 国标要求。（2）确定合理的焊接工艺由于挂篮杆件多为组焊件， 为保证焊接质量， 减少焊接残余变形， 各杆件焊 接前，必须先制定焊接工艺。根据挂篮所用材质选定焊条种类、型号、规格，确 定焊接层数，坡口形状，电流大小，进行试焊。重要部位杆件焊接时，焊工必须 先进行首焊试验， 经试验合格后方准其焊接。 试焊后的焊件， 进行几何形状检查 并