挂篮设计施工全过程图解

 

     

【导读】       挂篮施工又叫悬臂浇注施工，是连续梁施工工艺的一大进步，克服了受地形、江河等不利自然条件施工桥梁的限制。适合于大跨径，跨越深水、山谷、立体交通等处。 挂篮施工特点：箱梁断面大截面小、跨度大、施工体系转化多次，线形控制较难。      

     

     

 

挂篮定义  

 

挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架。

挂篮锚固悬挂在已施工梁段上，为下一节段施工作业提供空中平台。完成一个节段施工后，挂篮即可前移并固定，进行下一节段的施工，如此循环直至悬臂灌注完成。        

挂篮主要由承重结构、吊挂系统、走行系统与模板系统等组成 ，各部自成体系，相互独立且又相互联系。

多用于斜拉桥施工，因为节段长度较大，一般挂篮难以达到悬臂刚度。有现成的斜拉索可以利用，作为挂篮的前支点。

 

挂篮分类    

 

三角形挂篮

菱形挂篮

 

挂篮组成  

 

?行走系统

挂篮行走时的走道（滑道、轨道）；

挂篮行走的动力装置，有液压、机械两种；

滑道与主梁之间的支腿、滑板、滚轮等。

?锚固系统

挂篮平衡稳定的关键之处；

后锚固：保证行走、混凝土浇筑各工况下挂篮的倾覆稳定。

后下锚固：混凝土浇筑时，后下横梁传给已浇梁段底板的承力锚固。

包括锚杆、压轮、连接件、升降千斤顶等。 

?主结构系统 

为挂篮悬浇的主要承重结构

承担由底篮、后锚固传来的所有荷载；结构形式多种多样。

包括前、后上横梁、横向联结等。

?悬吊系统

挂篮行走时悬挂底篮的承重构件；

混凝土浇筑时传递底篮的荷载；

通常有吊杆、吊带两种形式，以销接或连接器调整高度以适应不同的梁底标高。

?底篮系统

直接承受悬浇梁段的重力荷载；

承受模板等其他附加荷载；

由前后横梁、底模纵梁、前后下工作平台组成。

前后横梁、底模纵梁可根据具体情况为型钢式或桁架式。

?模板系统

悬浇梁段的底模板、内外模板及端模。

? 挂篮系统图示注释

 

挂篮设计原理  

 

★挂篮设计原则

自重轻、结构简单、受力明确、坚固稳定、变形小、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性。 

★ 设计参数要求

• 挂篮与梁段混凝土质量比值应控制在0.3-0.7之间，或设计限重内；

• 允许最大变形（包括吊带变形）：≤20mm；

• 施工行走时的抗倾覆安全系数：≥ 2；

• 自锚安全系数：≥ 2 ；

★设计其他要求

• 挂篮重量应控制在设计要求的重量范围之内。

• 主桁片的数量应与箱梁的腹板对应。主桁位置应作用在箱梁的腹板位置或附近。

• 吊带与下前横梁联结宜设双向铰设计。

• 挂篮主要受力点处要进行局部加强，尤其在承重系统位置。

 

挂篮设计要点  

 

?挂篮选型

挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式、斜拉式挂篮、型钢式及混合式挂篮四种。根据混凝土悬臂施工工艺要求综合比较各种形式挂篮特点、重量等，推荐采用菱形挂篮。

?设计荷载组合

主要荷载：箱梁重量、挂篮自重、施工荷载、风荷载 。

工况一荷载组合（最重块段混凝土灌筑）：混凝土重量（最大块体重量）+动力附加荷载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载 。

注：所有构件均检。

工况二荷载组合（挂篮行走）：挂篮自重+冲击附加荷载。 

注：内、外滑梁及轨道部分必检。

?检算步骤

确定挂篮结构形式

确定荷载

拟定挂篮结构（包括构件长度及断面形式）

建模计算

修正挂篮结构断面形式，并重新检算

联接及局部检算

?检算内容

强度： 所有构件及其联结、与既有节段的锚固

刚度：所有构件

稳定性： 横、纵、竖向整体稳定性

?分部计算时变形的叠加

?挂篮结构材料

主要材料采用Q235型钢及钢板，吊带采用16Mn，吊带用销轴采用40Cr，吊杆采用Φ32精轧螺纹钢。