《桥梁施工临时结构-挂篮》

《桥梁施工临时结构-挂篮》

1.悬臂浇筑法

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，进行下一对梁段施工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。

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，应对挂篮等进行全面检查，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浇筑施工中，顶板、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。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：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2.5～2.9。

（3）斜拉式挂篮