关键词：挂篮悬臂浇注法是大跨度连续梁（钢构）桥的主要施工方法之一，尤其在大跨度乃至特大跨度连续箱形梁桥建设中有着不可替代的位置，也是施工中的一个难点。因此，对该项技术的深入研究，对掌握特大跨度桥梁施工技术具有重要意义。
关键词：挂篮；悬臂浇筑；设计；施工应用
引言
在桥梁工程建设中，悬臂浇注挂篮施工技术已经比较成熟，它不需要架设支架，不适用大型吊机。与其他方法相比，具有结构轻，拼制简单方便和无压重等优点。但是挂篮一般应用在比较高的空中，对施工的技术要求较高。为保证挂篮施工安全和桥梁质量，挂篮的选择，设计、加工、安装以及验收的每一个环节都非常重要。
一、挂篮施工的基本原理
挂篮悬臂浇注施工方法是是利用已经完成的墩顶节段（一般为0#块）为施工平台兼起点，通过挂篮的对称悬臂施工来逐段完成混凝土梁浇注及预应力张拉等工序并成桥的一种施工方法。
二、挂篮设计的原则与依据
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，主要材料宜选用标准通用材料，便于计算和重复利用。
挂篮设计的依据有：桥梁施工图文件，《钢结构设计规范》（GB 50017－2003），《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000），《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）等。
三、挂篮设计步骤
挂篮设计应遵循以下步骤：
（1）搜集原始参数，进行荷载分解
（2）选定计算程序和复核程序
（3）根据需要选定挂篮结构形式
（4）应用计算软件对挂篮主要受力结构进行计算分析
（5）对挂篮节点、吊挂系统、走行系统等进行局部设计及计算
（6）绘制挂篮设计图纸
（7）组织挂篮加工，进行静载试验，并提交各阶段建议预拱度值
四、菱形挂篮的主要组成结构
1、承重主桁架：横向由2组桁架及桁架连接系组成，为挂篮主要受力结构。两片桁架均使用两根槽钢和钢板栓接成菱形。
2、前上横梁：由型钢和钢板构成，在主桁架前端，与主桁架螺栓连接。
3、内、外模系统：两外侧模各支承在一根外导梁上，外导梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。内模由钢模板及导梁垫座组成，支承于两根内导梁上。内导梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁顶板上。
4、底平台及其吊挂系统：由前下横梁、后下横梁、纵梁和底模组成的下平台和其前、后吊挂锚固系统组成；前吊挂系统锚于前上横梁上，后锚固锚于已浇筑梁段底板。
5、平衡及锚固系统：由锚固构件、钩板等组成，以便挂篮在灌注砼和空载行走时，具有必要的稳定性。
6、走行系统：由型钢焊接轨道、锚固构件及预埋件组成。
五、设计实例
崇靖高速古龙山大桥为（65+3x120+65）m连续钢构桥。主桥连续钢构采用单箱单室截面，单个箱梁顶板宽12.75m，厚30cm，主墩顶变厚到80cm，过渡墩顶变厚到75cm；翼缘悬臂长2.875m，根部厚90cm；底板宽7.0m，厚度由支点处80cm按1.5次抛物线渐变至跨中30cm，横桥向底板保持水平；箱梁跨中梁高为3.0m，支点梁高7.0m，梁高按1.5次抛物线变化；腹板厚度0-7#段及1，-7，#段为70cm，9-16#段、9，-15，#段及中跨合拢段、次跨中合拢段为55cm，8#段及8，#段为渐变段；中跨合拢段、次跨中合拢段厚度为2m，主墩墩顶设置4道80cm厚度的中横梁，边墩墩顶设置1.5m厚度的端横梁，通过L型盖梁与引桥相接。
采用改制菱形挂篮浇注，每个挂篮悬臂浇筑15个梁段，悬臂浇筑节段为3m×6+3.5m×4+4m×5。最重节段为1号节段，混凝土方量为57.7方，149.9t。
1、荷载说明
1）混凝土自重：取26.5KN/m3，并考虑1.05的增大系数；
2）浇筑砼时的冲击系数1.1；
3）施工荷载：1.5KN/m2；
4）模板及支架荷载：底模1.5KN/m2，内模及排架3.0KN/m2，外模及排架4.0KN/m2；
5）挂篮主纵梁、上下横梁及下纵梁自重按均布力加在各自构件上计算；
6）挂篮走行时的动力系数取1.2。
2、计算简化
为简化挂篮计算，计算过程中将混凝土重量主要分为三部分分别传给挂篮各个部件。第一部分荷载是底板及腹板混凝土，此部分荷载首先传给底模平台下纵梁，下纵梁再传给前后下横梁，前后下横梁通过吊挂系统分别传给已浇混凝土主梁和前上横梁，通过前上横梁传给主桁，主桁最后将荷载传给后锚系统。第二部分是翼缘测混凝土，此部分荷载通过侧模排架传给外导梁，外导梁再将荷载传给已浇混凝土主梁和前上横梁，通过前上横梁传给主桁，最后传给后锚系统。第三部分是顶板混凝土，此部分荷载通过内模排架传给内导梁，内导梁再将荷载传给已浇混凝土主梁和前上横梁，通过前上横梁传给主桁，最后传给后锚系统。
加载图 轴力图
剪力图 弯矩图
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3、计算工况
节段施工一般分为以下步骤：①挂篮空载走行就位。②立模。③绑扎钢筋并浇注混凝土。④混凝土养生达到设计强度后，按设计顺序张拉预应力钢筋或钢束，拆模。步骤①和步骤③为施工最不利，故根据设计图的要求及挂篮的施工工序，挂篮计算共分以下4个计算工况：
工况1，施工1#节段时，梁长L=3m，方量为57.7立方，砼重1499KN；
工况2，施工7#节段时，梁长L=3.5m，方量为52.4立方，砼重1363KN；
工况3，施工11#节段时，梁长L=4m，方量为47.2立方，砼重1228KN；
工况4，挂篮走行，挂篮只承受模板及施工荷载。
4、挂篮计算
把各个工况下各杆件受力情况计算出，利用SAP2000建模计算各杆件受力情况，再复核各杆件强度、刚度、稳定性是否满足设计要求。同时，挂篮在任何情况下的抗倾覆稳定系数要求≥2。
六、结语
通过本例设计优化过程可以看出，挂篮设计需要结合现场施工的实际需要辅以专业计算软件的支持，有选择的进行设计，达到以最小的成本最大限度的满足现场施工需要为目标。经过工程实践证明，本例挂篮满足各项使用要求。设计新颖，操作简便，用钢量少，较好地完成了施工任务，具有一定的推广价值，希望能够为今后的挂篮设计提供一定的参考。
论文作者:熊威
论文发表刊物:《基层建设》2015年33期
论文发表时间:2016/11/24
标签：挂篮论文; 横梁论文; 荷载论文; 悬臂论文; 混凝土论文; 工况论文; 桁架论文; 《基层建设》2015年33期论文;