各类结构形式的挂蓝介绍
挂篮设计施工的基本知识

挂篮设计施工的基本知识悬臂浇筑法目前成为了预应力混凝土连续梁(钢构)桥的主要施工方法。
目前有许多的超过一定跨度的预应力连续桥梁采用挂篮悬臂施工。
为适应不同跨径/不同截面的桥梁,挂篮设计也在不断的创新,挂篮越来越趋向轻型化,受力越来越合理,行走也越来越方便。
为保证挂篮施工安全和桥梁的质量,挂篮的选择,设计/加工/安装以及验收的每一环节都非常重要。
1.挂篮的种类/特点及适用范围为适应各种预应力混凝土连续梁(钢构)桥的施工需要,挂篮的形式多种多样,目前在我们施工中经常用到的主要有以下三种桁架式的挂篮,根据其不同结构/不同受力特点而分。
1.1,平行桁架式挂篮平行桁架式挂篮的上部结构一般为等高桁架,采用万能杆件或贝雷梁组拼作为承重主桁如图1有专门的厂家生产或出租万能杆件或贝雷梁,现场可以根据需要拼接,其主桁成形较快,但是该种挂篮由于其自身荷载大,受力不合理,承重能力低,适合小跨度,节段重量较轻的连续梁或连续钢构桥。
有采用越来越少的趋势。
图11.2三角式挂篮三角式挂篮结构简单,受力明确,承重能力大,重心较低,悬灌时挂篮稳定性和挂篮行走时的稳定性较好。
(如图2)挂篮杆件一般采用型钢组焊成箱形结构,主桁纵梁也可以采用钢板组焊,斜杆可以采用钢带、园钢或精轧螺纹钢筋。
三角式挂篮适用范围很广,常用于单节梁段比较重的大跨度连续刚构梁和斜拉桥。
(本桥采用三角式挂篮)图21.3菱形挂篮菱形挂篮结构简单,受力明确,构件一般采用型钢组焊成箱形结构(如图3)。
菱形结构由于其结构的特点,前面部分空间较大,对工人施工操作影响较小。
但挂篮重心比较高,主桁前横梁离桥面较高,存在一定安全隐患。
图32. 挂篮设计的原则挂篮设计的原则是挂篮结构应具有足够的强度、刚度和稳定性。
自重轻,结构简单,受力明确。
易于加工拼装,走行方便。
考虑到挂篮的重复利用,挂篮还需要具有通用性强,便于改造的特点,主要材料宜选标准通用材料,便于计算和重复利用。
3. 挂篮的结构设计3.1 设计依据3.1.1 桥梁施工图文件.3.1.2 现行钢结构设计/施工技术规范.3.1.3 现行公路桥涵设计施工技术规范.3.1.4 现行钢结构施工及验收规范.3.1.5 梁段细部情况.3.2 挂篮的主要技术指标3.2.1 可灌梁段的最大重量:根据桥梁设计施工图纸中的内容计算确定.3.2.2可灌梁段的最大长度: 根据桥梁设计施工图纸中的内容计算确定.3.2.3 高度变化范围: 根据桥梁设计施工图纸中的内容计算确定. 3.2.4 挂篮自重:一般为最大梁重的0.35至0.45倍并满足设计图纸中对挂篮重量的要求.3.2.5 主桁最大变形:不大于20毫米.3.2.6 抗倾覆稳定系数:走行时大于2.0;浇筑混凝土时大于2.0.3.2.7 主桁杆件安全系数:大于1.2.3.2.8 主桁前支点离梁段端面距离: 不小于0.5米.3.2.9 挂篮走行方式:分次或一次性走行.3.3挂篮的型式选择应根据梁段细部情况和挂篮设计原则,选取不同型式的挂篮进行悬浇施工.各种类型的挂篮的区别在于主桁部分,其余部分如底模/内外模都大致相同.根据不同挂篮的特点及其适用性综合考虑,选取主桁的型式.另外,考虑挂篮的利用系数和节约,应尽量减轻挂篮的自重.挂篮走行取消了配重,采用反扣轨道走行.主桁架/底模/外模一次走行到位,缩短施工周期.如一次走行有困难,也可分步走行,挂篮施工属于高空作业,为确保安全,需专门设置施工平台.安装防护栏杆,并挂设防护网. 3.4 结构设计(以三角形挂篮为例)如图4图4挂篮一般主要由主桁系统,底模系统,外模系统,内模系统和悬吊及走行系统五大部分组成:各部结构设计简要步骤如下3.4.1主桁系统挂篮主桁系统是整个挂篮的承重构件.三角挂篮主桁系统主要由三角主桁架,横向连接系和前后横梁组成, 前后横梁可以采用型钢组合而成,所采用型钢大小,可以根据计算确定.三角主桁架的纵梁可以用型钢组焊,也可以用钢板焊接成箱形结构,从材料节约和加工难易程度出发,采用型钢组焊更为合适,斜杆一般采用钢带,用钢销和纵梁连接,立柱采用型钢组焊,三角主桁同样设有横向联结系.3.4.2 底模系统底模系统包括底模前后横梁,底模纵梁,模板系统和辅助施工平台.底模前后横梁由型钢组焊箱形结构.前后横梁上设置吊耳.底模纵梁按照荷载分布进行布置,腹板位置布置稍密.底模纵梁也可以用桁架代替,采用小型钢组拼.底模纵梁上横向铺设160毫米*160毫米方木,用钢丝或螺钉与底模纵梁固定,方木上可以采用5厘米厚的木板,上面钉4毫米厚铁皮.也可在底模上直接铺设钢模板.(此方法采用较多)底模后吊可以采用吊带或吊杆.悬灌时贯穿梁底板锚固,走行时解开和横梁的连接.为保证施工安全,在后横梁位置设置施工平台,前后横梁之间设置走行平台.3.4.3 外模系统挂篮外模系统由外模模板,外模桁架,外模滑梁及吊架组成,外模模板宜用5厘米厚的钢面板和5#槽钢组成框架结构,为保证梁段外观质量,模板面板焊后的平整度应小于1/1000米,加工质量应符合规范要求.面板拐角处焊后应磨光打平.为节约成本也可利用墩身模板改制.使用前应检查钢模板的平整度和完整性.保证梁段浇注完成后的表面质量.外模桁架由型钢组焊而成.两侧外模模板和外模桁架可支承在外滑梁上,外滑梁通过前后吊杆分别锚固在前上横梁和已浇注梁段上,也可支承在底模平台的纵梁上.3.4.4 内模系统内模模板采用定制钢模,内侧模根据高度采用小块模板拼装,内模骨架采用小槽钢,腹板厚度的变化由骨架调整,骨架上设置铰,便于拆模.内模骨架和模板支承在内滑梁上,内滑梁通过前后吊杆分别锚固在前上横梁和已浇注梁段上,内外模支架用对拉杆和背杆固定,防止爆模.3.4.5悬吊及行走系统挂篮底模前后吊杆一般可采用精轧螺纹钢筋,园钢和钢带,前吊杆比较长,现场可以根据需要分段连接.精轧螺纹钢筋需要专用连接器接长,但必须注意精轧螺纹钢筋的有效连接长度. 精轧螺纹钢筋应涂上红色标记,悬浇前应仔细检查此项目.使用精轧螺纹钢筋做吊杆时,最好采用通长.底模后吊锚固在已浇注梁段底板上,通过千斤顶调整标高.前后吊杆,吊带都通过钢铰和底模前后横梁用钢销连接.4 结构验算4.1结构验算的依据4.1.1 浇注混凝土的动力冲击系数:1.24.1.2 空载走行时的冲击系数:1.24.1.3 挂篮总重控制在设计范围内,允许最大变形(包括吊带变形的总和)不大于20毫米.4.1.4 自锚系统的安全系数:2.04.1.5 浇注混凝土和挂篮走行时的抗倾覆系数:2.04.2 荷载组合4.2.1 荷载组合一:混凝土自重+动力冲击荷载+挂篮自重+人群和施工机具荷载(计算强度)4.2.2荷载组合二: 混凝土自重+挂篮自重+人群和施工机具荷载.(计算刚度)4.2.3荷载组合三: 挂篮自重+冲击附加荷载+风载(计算走行)4.3 挂篮结构的验算根据梁段的细部情况,梁截面可以分为底板,腹板,顶板和翼板进行荷载计算,底板和腹板由底模系统承担,顶板荷载由内模系统承担,翼板荷载由外模系统承担,通过前后吊杆.吊带传递到前上横梁和已浇筑梁段上.各个部分传递到前上横梁的所有荷载都传递到主桁架上.主桁架再通过前支点和后锚点把力传递到已浇注梁段上.悬吊系统部分在整个挂篮受力过程中起到力系转换作用,挂篮传力过程示意图如下:挂篮传力过程示意图4.4挂篮结构计算可以整体建模计算,需用计算机,也可分布建模计算,这里简单介绍分布建模计算的基本规则4.4.1 底模系统a.荷载分析按照本标段为单箱双室为例,箱梁荷载分布如图5。
连续梁施工-挂篮的组成与类型

平衡方式
压重式、 锚固式和半压重、 半锚固式
行走方式 滚动式、 滑动式和组合式
锚固方式 后支点、 前支点(牵索式)
平弦有平衡重挂篮
平行桁架式挂篮 平弦无平衡重挂篮
弓弦式挂篮
施工挂篮结构形式主要采用菱形式,三角式
哈大公司连续梁施工培训教材 12
菱形挂篮
哈大公司连续梁施工培训教材 14
三角挂篮
五系统一平台六个部分
挂篮由承重结构、悬吊系统、模板系统、行走系统、锚固限位系统、作业平台六部分组成。
❖
(图十一)三角形挂篮实体图
前支点挂篮组成图
承重系统
悬吊系统
行走系统
模板系统
7
悬吊系统
挂篮组成
承重 系统
锚固限位 系统
挂篮的分类
类型
结构形式 型钢式、桁架式 、斜拉式 、弓弦
式 、滑动斜拉式 、菱形
(5)用挂篮浇筑墩侧最初几对梁段时,由于墩顶位置受限,往往需要将两侧挂篮 的承重结构连在一起,待浇筑到一定长度再将两侧承重结构分开而成为两个独立 的挂篮。如图9-46所示。 (6)挂蓝应设有纵向走行设备和抗倾覆稳定设施,挂蓝按照、走行及浇筑梁段混 凝土等各种工况的抗倾覆安全系数不得小于2,挂蓝锚固系统、限位系统等结构安 全系数均不得小于2。
总结
❖挂篮组成; ❖挂篮类型; ❖挂篮设计要点。
关键:根据桥梁施工
作业卡片情 员境 、和 材施料工、单设位备的条人件
来选择经济合理的施 工方法。
桥墩施工情境:30+45+30m连续梁桥, 矩形桥墩,柱高16-30m,桥下无水。 要求编制正确选择挂篮设备。
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挂篮设计要点资讯满堂架支架形式满堂架支架形式钢管支架形式钢管支架形式复习上节内容挂篮构造前支点后支点梁桥用后支点承重系统主桁架前后横梁悬吊系统前后吊锚杆缀板缀条行走系统滑轮牵引后锚点转换锚固系统前后锚吊点模板系统内外模板施工作业平台前端两侧五系统一平台六个部分前支点挂篮组成图承重系统悬吊系统模板系统行走系统悬吊系统承重系统锚固限位系统类型结构形式型钢式桁架式斜拉式弓弦式滑动斜拉式菱形平衡方式半锚固式行走方式滚动式滑动式和组合式锚固方式后支点前支点牵索式平行桁架式挂篮平弦有平衡重挂篮平弦无平衡重挂篮弓弦式挂篮施工挂篮结构形式主要采用菱形式三角式哈大公司连续梁施工培训教材12哈大公司连续梁施工培训教材14前支点牵索式挂篮用于斜拉桥任务3
挂蓝施工

挂蓝施工概述挂蓝施工也叫施工挂蓝,是预应力混凝土连续梁、T形钢构和悬臂梁分段施工的一项主要设备,它能够沿轨道整体向前。
挂蓝施工可用:桁架式挂蓝、三角式挂蓝、棱形挂蓝和斜拉式挂蓝等工艺。
在桥梁施工中应用最为广泛。
悬臂浇筑法是指在桥梁上部结构施工中,在桥墩两侧设置工作平台,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。
挂篮是指用悬臂浇筑法浇筑斜拉、T构、连续梁等水泥混凝土梁时,用于承受施工荷载及梁体自重,能逐段向前移动经特殊设计的主要工艺设备。
主要组成部分有承重系统、提升系统、锚固系统、行走系统、模板与支架系统。
它具有占用施工场较小,可以多个工作面同时施工,工期相对较短,桥梁线形易于在施工程中进行动态控制等特点。
设计原理根据施工顺序,确定各种工况下可能发生的荷载最不利组合进行各构件的强度、刚度、稳定性计算。
参与挂蓝演算的荷载有下列几种:1 挂篮自重,模板及支架自重;2 钢筋混凝土自重;3 施工人员、机具、材料等荷载;4 振捣混凝土时产生的荷载5 其他可能产生的荷载,如保暖设施等。
设计挂蓝简要计算步骤计算假设(1)在计算过程中,按照材料力学和结构力学的假设进行计算;(2)主桁按照桁梁组合结构进行计算。
底篮计算先将荷载分配至底篮纵梁上,计算其强度及刚度,然后计算出纵梁支座反力作为底篮前、后横梁的荷载,计算底篮前、后横梁的强度和刚度。
主桁计算计算出底篮前横梁的支点反力,作为上前横梁的荷载,计算前横梁的强度和刚度,然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上,计算主桁各杆件的强度及刚度。
抗倾覆稳定性计算通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度,以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。
挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算计算底篮后横梁的强度和刚度,然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上,计算上中横梁的强度及刚度等。
就目前情况看:挂篮由专业的模板加工企业进行设计,加工。
各类结构形式的挂蓝介绍

各类结构形式的挂蓝介绍第1节、各类结构型式的挂蓝介绍(包括:结构形式、各类型⾃特点、制造、设计的基本内容及优缺点要点)⼀、挂蓝的承载⼒学原理挂蓝承受荷载的⼒学原理是——最基本的杠杆原理。
上桁架是杠杆,底模平台是⼯作平台和承重平台,挂在杠杆之上。
挂蓝,国外称为吊架,也有的称为移动⼯作车。
底模平台和杠杆整体称呼为挑篮更为贴切。
⾸先:回顾⼀下杠杆原理。
三⾓桁架的杠杆效应图:⼆、挂篮的结构组成以三⾓形桁架(以下简称三⾓形挂篮)挂篮为例。
按使⽤功能区分为:上桁架、底模平台、前后悬吊系统、后锚系统、外侧模板、芯模板等六个主要部分组成。
外加安全防护结构。
其中芯模板质量标准要求不⾼,⼀般应现场⾃⾏制作。
具体细分为:1、上桁架包括:三⾓桁架、前横(桁)挑梁、后锚梁、中门桁架、中横梁、中⽀腿、外斜吊架等组成;2、底模平台:前后托梁、纵向分部梁及⾯板;3、外侧模板:两块钢模板、包括模板桁架及⾛⾏滑梁、吊杆等;4、悬吊系统:底模平台的前后钢吊带、吊杆,与箱梁底板吊杆(锚杆)、倒链等;5、后锚系统:⾛⾏反吊架、安全锁、导轨及锚固杆,⼯作(悬浇)锚固装置等;6、芯模板:端模,芯模板及⽀撑架等;7、安全防护结构:上下爬梯、围栏、防护⽹、防落棚、防电罩等。
图⽰说明:画图解释1三、挂篮的结构形式1、挂篮结构形式的变化不管什么样的挂蓝结构,其底模平台均⼀样,作⽤⼀样,结构也没有变化;主要是上桁架——杠杆有变化。
各个施⼯单位考虑⾃⾝材料来源、材料型号、桥梁要求、桁架刚度、施⼯⽅便等因素的差异,在上桁架上做了花样,作出了各式各样的变化,由此衍⽣出各种形式的挂蓝结构。
常见的挂篮形式有菱形挂篮、三⾓挂篮、桁架挂篮、牵索挂篮等,由万能杆件组拼的挂篮和贝雷桁架组拼的挂篮均属于桁架挂篮。
2、各类挂篮结构形式图⽚简介(1)、梁板式吊蓝钢板梁挂篮特点:杠杆体系明确,结构简单,杆件少,制作、安装、⾛⾏、拆卸⽅便;缺点:悬挑变形⼤、结构⾃重⼤!(2)、下承式桁架梁挑篮——反挑杠杆(反作⽤杠杆)特点:桥⾯作业⾯⼤、开阔,腹板处反⽀点受⼒集中、需加固,⾛⾏反吊结构复杂,C型反扣吊杆制作⿇烦,安装、⾛⾏、拆卸不⽅便,;缺点:变形⼤、结构⾃重偏⼤,腹板下桁梁⾼度受限制!(3)、菱形吊蓝特点:杆件结构简单,制作简单,安装、⾛⾏、拆卸⽅便,;缺点:变形⼤、结构⾃重偏⼤,前挑梁操作空间⾼、作业安全性差,提升杆超⾼-侵线界、防雷电差!(4)、连体挂篮——菱形挂篮连体挂篮桥上负重解体-安装施⼯安全风险⼤,两次倒换施⼯⿇烦。
挂篮施工简介

滚动式、滑动式和组合式
3.挂篮构造
►主桁架(门架和横联) ►锚固系统和走行系统 ►模板系统(外模、内模和底模) ►吊带系统 ►工作平台
A 主桁架
►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。
►主桁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。
D 悬吊系统
► 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
► 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), 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。
计算工况: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;
(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。
►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。
1、挂篮设计相关说明

L挂篮设计及使用说明1、挂篮设计相关说明1.1设计原则(1)悬浇箱梁分段长度按最大长度4.5m来考虑,以满足梁体分段变化要求。
(2)箱梁高度变化范围3~16m,设计中考虑外模、内模在高度方向可分段解体。
(3)挂篮安全锚式设计,主桁后锚筋为精轧螺纹钢。
(4)模板系统有调节肋板厚度及底板两端高差变化的功能。
挂篮前移采用一次走行工艺。
1.2设计依据(1)《施工图设计文件》(2)《公路桥涵施工规范》(3)《钢结构设计规范》(4)《混凝土结构设计规范》2、挂篮结构及技术要求。
挂篮是悬臂灌筑混凝土施工的主要施工设备,它是一个能沿轨道走行的活动脚手架。
挂篮的结构形式很多,变化发展也很快。
按结构形式分挂篮有:型钢式、桁架式、斜拉式等按抗倾覆平衡方式的不同挂篮有:压重式、锚固式和半压重半锚固式等按其走行方式的不同则又可分为滚动式、滑动式和组合式等。
不同的桥跨、桥型可选用不同形式的挂篮。
2.1挂篮的基本组成部分:挂篮主桁系统、吊挂系统、底托系统及走行锚固系统。
2.2各部件主要功能及要求。
(1)挂篮主桁主桁由菱形桁架组成。
主桁架采用组合截面,各节点采用节点箱加强的销结形式,为主要承重结构。
(2)吊杆及锚固系统。
A底平台采用吊带,内外模滑梁吊杆均采用精轧螺纹钢。
b内外模滑梁后锚点均采用精轧螺纹钢,需施加预应力5t,底模后锚点需预施加5吨力,只可采用手动千斤顶施加,以保证分段处混凝土接口平顺。
不得采用高压顶施加,以免将挂篮结构破坏。
(3)行走系统1a主桁架与外模板的行走。
在箱梁顶面铺设II形轨道,主桁架下弦杆设计前支座与轨道之间设置滑动装置,用液压单顶或手动葫芦牵引行走。
b内模板前移:在内滑梁上设置滚动承重吊架,在承重吊架处设置葫芦牵引沿滑走动。
c外模及底平台移动:利用外吊杆将底平台降到自由高度,通常降到离底板50厘米即可,然后将底平台后下横梁两侧通过15吨葫芦反扣在后上横梁上。
拆掉底平台后内外吊杆,利用外滑梁移动同时将底平底吊住同步移动;走行时需用直径为20以上的钢丝绳将后下横梁反扣在外滑梁上作为走行安全保证。
挂篮设计说明

半浦余姚江特大桥主桥三角挂篮设计说明半浦余姚江特大桥主桥全长230米(65+100+65米),梁部为三孔变截面预应力混凝土箱梁连续梁。
根据主桥连续梁设计分段长度、梁段重量、外形尺寸、断面形状等要求,同时考虑施工荷载和其远期使用性,我们采用了三角型组合梁式挂篮。
该挂篮构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高,使用安全、方便,具有较好的技术经济效益。
三角型组合梁式挂篮由模板系统、悬挂调整系统、三角形组合梁、滑行系统、锚固系统、工作台等组成。
每个挂篮总重70t,有三片三角形组合梁组成。
一、挂篮特点1、主桁为三角形,总体结构简单、轻盈,受力明确。
2、挂篮中部工作面开阔。
空载走行时,后下横梁两端悬吊于侧模滑梁之上。
3、主桁立柱平联结构构造考虑了斜拉索施工因素,对挂篮走行无影响。
4、移动方便,主桁带动侧模、底模整体一次走行到位。
5、挂篮无平衡重,利用预埋锚杆锚固轨道和主桁,走行靠走行轮反扣于轨道上带动主桁一起滑行。
二、挂篮设计Ⅰ、设计参数及主要技术性能(一)设计参数1、取最重段10#重量(167.554t)为最不利工况;2、砼超重系数取:1.053、冲击系数取:1.24、钢筋混凝土容重取:25kN/m35、施工荷载取:2.5kPa6、钢材弹性模量取2.1×105MPa7、杆件承担砼重的弹性挠度取构件跨度的1/4008、杆件承担挂篮自重的弹性挠度取构件跨度的1/250(二)、技术性能1、适应最大梁段重:170 t。
2、适应最大梁段长:4m。
3、梁高:变截面连续箱梁桥墩中支点梁高5.80米,跨中梁高2.6米,梁高变化段梁底曲线采用二次抛物线。
4、梁宽:顶板20m,底板12m。
5、走行方式:无平衡重走行(走行轮)。
6、挂篮自重:70 t。
Ⅱ、主要检算项目1、底模纵梁检算2、前下横梁检算3、后下横梁检算4、前上横梁检算5、侧模滑梁检算6、三角主桁检算7、滑道检算8、后锚固筋检算9、销轴检算三、挂篮组成1、承重系统:三角桁架(主梁、立柱、斜拉杆)、主梁平联及立柱竖联、前上横梁。
吊篮的类别基本构造及使用

吊篮采用悬吊方式设置的脚手架称为“吊脚手架”,其形式有吊架(悬吊梁式或满堂式工作台)和吊篮(悬吊篮式工作台),主要用于装修和维修工程施工。
吊架由于移动式工作台的兴起,已较少应用,而吊篮则已成为高层建筑外装修作业脚手架的常用形式,其技术也已发展得较为完善。
吊篮的类别和基本构造1.吊篮的分类(1)按用途划分:可分为维修吊篮和装修吊篮。
前者为篮长≤4m、载重量≤5kN的小型吊篮,一般为单层;后者的篮长可达8m左右,载重量5~10kN,并有单层、双层、三层等多种形式,可满足装修施工的需要。
(2)按驱动型式划分:可分为手动、气动和电动三种。
(3)按提升方式划分:可分为卷扬式(又有提升机设于吊箱或悬挂机构之分)和爬升式(又有α式卷绳和S式卷绳之分)两种。
2.吊篮的型号和性能吊篮的型号按图5-125所示规定顺序编排。
表5-96和表5-97则分别列出了LGZ-300-3.6A型高层维修吊篮(图5-126)和其他几种常用吊篮的性能参数。
图5-125 吊篮的型号LGZ-300-3.6A型吊篮的主要技术参数表5-96机构名称项目名称单位规格性能吊篮额定荷载kN 3.0自重kg 450升降速度m/min 5吊篮面积m×m 3.6×0.7 操作方式电动或手动吊架自重kg 690 占地面积m×m 4.8×3.9油缸工作压力kN/cm20.16 油缸流量L/min 2.94 油缸行程mm 600升降机构钢丝绳绕法“Z”形回绕载荷kN 4.0电机:功率kW 0.8 电压(三相交流)V 380额定转速r/min 1400频率Hz 50温度℃40其他配重kg 470钢丝绳规格mm YB261-73φ8.25航空钢丝绳钢丝绳拉断力kN 44.60图5-126 LGZ300-3.6A型高层维修吊篮3.吊篮的设置和升降方法几种常见吊篮的性能参数表5-97型号ZLP800 ZLP500 ZLS300 额定负载质量(kg)800 500 300 升降速度(m/min)8 6 3作业平台尺寸(长度,m) 2.5~7.5 2~6 2钢丝绳直径(mm)φ8.3 φ8.3 φ7电机功率(kW) 2.2 1.1 (手动)安全锁锁绳速度(离心式)(m/min)18~22 18~22 12 锁绳角度(摆臂式)(°)3~8 3~8 -整机自重(kg)2010 1360 950 吊篮吊挂设置于屋面上的悬挂机构上,图5-127示出了吊篮的常见设置情况。
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第1节、各类结构型式的挂蓝介绍(包括:结构形式、各类型自特点、制造、设计的基本内容及优缺点要点)一、挂蓝的承载力学原理挂蓝承受荷载的力学原理是——最基本的杠杆原理。
上桁架是杠杆,底模平台是工作平台和承重平台,挂在杠杆之上。
挂蓝,国外称为吊架,也有的称为移动工作车。
底模平台和杠杆整体称呼为挑篮更为贴切。
首先:回顾一下杠杆原理。
三角桁架的杠杆效应图:二、挂篮的结构组成以三角形桁架(以下简称三角形挂篮)挂篮为例。
按使用功能区分为:上桁架、底模平台、前后悬吊系统、后锚系统、外侧模板、芯模板等六个主要部分组成。
外加安全防护结构。
其中芯模板质量标准要求不高,一般应现场自行制作。
具体细分为:1、上桁架包括:三角桁架、前横(桁)挑梁、后锚梁、中门桁架、中横梁、中支腿、外斜吊架等组成;2、底模平台:前后托梁、纵向分部梁及面板;3、外侧模板:两块钢模板、包括模板桁架及走行滑梁、吊杆等;4、悬吊系统:底模平台的前后钢吊带、吊杆,与箱梁底板吊杆(锚杆)、倒链等;5、后锚系统:走行反吊架、安全锁、导轨及锚固杆,工作(悬浇)锚固装置等;6、芯模板:端模,芯模板及支撑架等;7、安全防护结构:上下爬梯、围栏、防护网、防落棚、防电罩等。
图示说明:画图解释1三、挂篮的结构形式1、挂篮结构形式的变化不管什么样的挂蓝结构,其底模平台均一样,作用一样,结构也没有变化;主要是上桁架——杠杆有变化。
各个施工单位考虑自身材料来源、材料型号、桥梁要求、桁架刚度、施工方便等因素的差异,在上桁架上做了花样,作出了各式各样的变化,由此衍生出各种形式的挂蓝结构。
常见的挂篮形式有菱形挂篮、三角挂篮、桁架挂篮、牵索挂篮等,由万能杆件组拼的挂篮和贝雷桁架组拼的挂篮均属于桁架挂篮。
2、各类挂篮结构形式图片简介(1)、梁板式吊蓝钢板梁挂篮特点:杠杆体系明确,结构简单,杆件少,制作、安装、走行、拆卸方便;缺点:悬挑变形大、结构自重大!(2)、下承式桁架梁挑篮——反挑杠杆(反作用杠杆)特点:桥面作业面大、开阔,腹板处反支点受力集中、需加固,走行反吊结构复杂,C型反扣吊杆制作麻烦,安装、走行、拆卸不方便,;缺点:变形大、结构自重偏大,腹板下桁梁高度受限制!(3)、菱形吊蓝特点:杆件结构简单,制作简单,安装、走行、拆卸方便,;缺点:变形大、结构自重偏大,前挑梁操作空间高、作业安全性差,提升杆超高-侵线界、防雷电差!(4)、连体挂篮——菱形挂篮连体挂篮桥上负重解体-安装施工安全风险大,两次倒换施工麻烦。
遇到了类似工程,建议变更为1号梁段支架浇筑!有很多这样做的。
(5)贝雷桁架挂蓝1贝雷桁梁挂篮2特点:利用贝雷桁架做挑梁,杆件就地取材-节省制造费用,杆件结构简单,安装、拆卸方便;缺点:悬挑变形大、结构自重偏大,挑梁不能和底模平台、外侧模同步前行,走行步骤繁琐,施工周期长!(6)、牵索吊蓝特点:利用斜拉索做悬浇临时拉索,减轻结构重量,C型反扣吊杆制作麻烦,结构复杂,安装、拆卸不方便;缺点:只适用于斜拉桥悬浇,结构自重偏大!(7)、三角形桁架吊蓝北黄桥三角形挂篮后锚采用通长锚梁,锚固杆安全能力大,T构垮塌也没甩掉挂篮!可以见倒塌后图片为证。
特点:杆件结构简单,制作简单,安装、走行、拆卸方便,;缺点:变形小、结构自重轻便,前挑梁操作空间矮(相对桥面)、作业安全性好!(8)、挂蓝防护:防坠物软防护围和跨越结构支架满防护挂蓝安装四、挂篮设计原理1、挂篮结构特点①、受力的基本力学原理:杠杆原理;②、结构特征:悬挑梁结构;③、控制要点:悬挑端下挠度总量控制。
2、结构设计原理挂蓝设计过程:先选型——算荷载——求内力——确定杆件截面型号(EI或EA)——算变形———最后修订!设计理念:以减轻结构重量为目标,以控制下挠度的变形总量为出发点,通过提高结构刚度EI或EA为手段。
各种结构形式的挂蓝,都是在提高刚度EI或EA的基础上衍生出来的!3、应用的力学基础知识:理论力学、材料力学和结构力学。
五、相关施工技术规范对挂篮的设计要求(一)、《公路桥涵施工技术规范》对悬浇挂篮的要求A、“《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011”关于悬臂浇筑挂篮设计要求:16.5 悬臂浇筑16.5.1、用于悬臂浇筑施工的挂篮,其结构除应满足强度、刚度和稳定性要求外,尚应符合下列规定:1 挂篮与悬浇梁段混凝土的质量比不宜大于0.5,且挂篮的总重应控制在设计规定的限重之内。
2 挂篮的最大变形(包括吊带变形的总和)应不大于20mm。
3 挂篮在浇筑混凝土状态和行走时的抗倾覆安全系数、自锚固系统的安全系数、斜拉水平限位系统的安全系数及上水平限位的安全系数均不应小于2.4 挂篮的支承平台应有足够的平面尺寸,应能满足梁段现场施工作业的需要。
5 挂篮模板的制作与安装应准确、牢固、安装误差应符合本规范第5章的规定。
后吊杆和下限位拉杆孔道应严格按设计尺寸准确预留。
6 挂篮制作加工完成后应进行试拼装。
挂篮在现场组拼后,应全面检查其安装质量,并应进行模拟荷载试验,符合挂篮设计要求后方可正式投入使用。
B、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000对悬浇梁的要求15.3 悬臂浇筑15.3.1 挂篮、模板、钢筋及预应力筋1、挂篮的设计要求:挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在0.3~0.5之间,特殊情况下也不应超过0.7.主要设计参数:挂篮总重控制在设计限重之内;允许最大变形(包括吊带变形的总和):20mm;施工时、行走时的抗倾覆安全系数:2;自锚系统的安全系数:2;斜拉水平限位系统安全系数:2;上水平限位安全系数:2。
2、挂篮加工试拼及加载试验:挂篮所使用的材料必须可靠的,有疑问时应进行材料力学性质试验。
挂篮试拼后,必须进行荷载试验。
3、挂篮支承平台除要有足够的强度外,还应有足够的平面尺寸,以满足梁段的现场作业需要。
4、现浇梁模板的制作与安装必须正确、牢靠、安装误差应符合本规范第9.6.2条的规定。
后吊杆和下限位拉杆孔道应严格按设计尺寸准确预留。
(二)、铁路施工技术规范、技术指南对挂篮的要求A、铁路桥涵施工规范TB10203-20029.5 压应力混凝土连续梁(刚构)9.5.1 施工挂篮除应满足强度、刚度和稳定性外,尚应符合下列规定:1、结构形式和几何尺寸应适应梁段变化,挂篮走行能力及新旧梁段混凝土搭接的需要;2、外侧模板设计应满足翼板底坡度变化的调节,外侧翼板底模宜一端设铰接,另一端设丝杆调节升降;底模板宜设计为整体模板,并应适应梁线变化及加宽的需要。
曲线梁模板面宜做成与梁体曲度一致的曲面模板。
3、内模板宜设计为插板式或抽屉式;4、端头模板制作和安装必须牢固、可靠;5、挂篮安装,梁体混凝土浇筑,模板拆除及挂篮走行每一种工况的整体稳定系数不得小于2.0。
挂篮总重量的变化不应超过设计质量的10%。
6、混凝土当采用蒸汽养护时,蒸汽养护罩和挂篮应同时设计。
9.5.2 挂篮组装后,应全面检查安装质量,按设计荷载作载重试验,测定挂篮各部件的变形量,并消除非弹性变形。
B、客运专线铁路桥梁工程施工技术指南TZ213-20055.2.2 挂篮的设计除应符合强度、刚度及稳定性要求外,尚应满足下列要求:1 悬臂吊架应有向前走行(滑移)设备。
2 施工挂篮行走时其抗倾覆稳定系数不小于2。
3 挂篮总重量的变化,不应超过设计重量的10%。
4 浇筑悬臂梁段时,可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上。
5 支承平台后端横梁,可锚固于已浇筑梁段底板上。
6 挂篮吊架在浇筑梁段中所产生变形的调整,可采用调整前吊杆高度办法,也可采用预压配重调整办法。
C、TZ324——2010施工技术指南对挂篮的重点要求3.3.1 悬臂浇筑挂篮设计应符合下列规定:1、挂篮结构必须经过设计计算,具有足够的强度、刚度和稳定性。
2、挂篮模板的结构形式、几何尺寸,应能适应梁段长度及高度、腹(隔)板厚度变化和与已浇筑梁段紧密搭接要求。
3、挂篮应设有纵向走行设备和抗倾覆设施。
挂篮安装、走行及浇筑梁段混凝土等各种工况的抗倾覆稳定安全系数不得小于2.。
挂篮锚固系统、限位系统等结构安全系数均不得小于2.。
4、挂篮重量必须符合设计要求。
当设计无要求时,挂篮重量与梁段混凝土重之比值宜为0.3~0.5。
5、挂篮应设有调控吊杆高低设备和调整模板前端高程设备。
6、梁体混凝土采用蒸汽养护时,蒸汽养护设备应与挂篮同时设计,并计入挂篮重量。
3.3.2 挂篮应根据实际可能发生的荷载及其最不利组合进行设计,应考虑的主要荷载如下:1、最大浇筑节段梁段重量;2、挂篮自重;3、最大节段模板重量;4、施工机具重量及振捣器振动力;5、施工人群荷载;6、平衡重重量;7、冬期施工防寒设施重量。
六、挂篮结构的优劣比较现行桥梁施工挂篮结构形式很多,有型钢桁架挂篮、菱形挂篮、三角形挂篮、上导梁挂篮、下导梁挂篮、牵索挂篮(用于斜拉桥)等结构形式。
总体比较而言,我认为三角形桁架挂篮较为优秀。
理由如下:(一)、三角桁架挂篮的优点1、上桁架可以充分发挥拉杆能力,结构可以最轻巧、自重最轻;2、安装、拆卸、走行等操作方法、步骤简单方便;3、前悬吊挑梁操作平台较低,安全性好;4、降低了前吊杆长度,挂篮的沉降量可以最小;5、悬吊杆(带)上方不超限,遇高压线障碍少。
(二)、从安全父母考虑,对设计的改进意见1、后锚和走行反吊装置应分开设置;2、吊杆、吊带、锚杆根数从均衡受力角度出发,宜少不宜多;3、上桁斜拉杆采用钢带会减少结构用钢量;4、前悬吊杆应以钢带为主承力杆,辅助精轧螺纹或者其它粗螺旋;5、内模板及滑梁可现场自行制作;(三)、现行施工技术规范不足条款,应补充:1、桥面上施工通道净空高度不应小于1.6m;2、在工作状态下,底模板的前后托梁和主桁架前悬吊横梁的最大下弯挠度、底模板的纵向分布梁最大下弯挠度不应大于15mm。
3、群锚杆或者群锚带应考虑不均衡降载系数,提议按70%折减。
4、前悬吊系统为群吊带(杆)时,应考虑不均衡降载系数,提议按70%折减。