【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = 橋梁掛籃施工種類(lèi)與特點(diǎn) 掛籃分類(lèi)及組成目前，掛籃的型式很多，構(gòu)造上亦有差異，其常見(jiàn)分類(lèi)方法有：(1)按掛籃使用材料分類(lèi)：有萬(wàn)能桿件、軍用梁、貝雷梁等制式桿件組拼和型鋼加工制成兩種；石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3(2)按主要承重結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)：桁架式(包括平弦無(wú)平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等) 、拉式 (包括三角斜拉式和預(yù)應(yīng)力斜拉式)、鋼板梁式及牽索式四種；(3)按受力原理分類(lèi)：垂直吊桿式、斜拉式、剛性模板三種；(4)按其抗傾覆平橫方式分類(lèi)：壓重式、錨固式和半壓重半錨固式三種；(5)按其走行方法分類(lèi)：一次走行到位和兩次走行到位兩種；(6)按其移動(dòng)方式分類(lèi)：滾動(dòng)式、滑動(dòng)式和組合式三種。掛籃通常都有以下幾個(gè)組成部分：承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、錨固裝置、走行系統(tǒng)和工作平臺(tái)。承重結(jié)構(gòu)是掛籃的主要受力構(gòu)件，它承受施工設(shè)備和新澆筑節(jié)段混凝土的全部重量，并通過(guò)支點(diǎn)和錨固裝置將荷裁傳到已施工完成的梁身上。掛籃的走行系統(tǒng)可用軌道或四氟乙烯滑板，牽引動(dòng)力一般用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，它包括前牽引裝置和尾索保護(hù)裝置。為保證澆筑混凝土?xí)r掛籃有足夠傾覆穩(wěn)定性，往往在掛籃的尾部設(shè)置后錨固，一般通過(guò)埋在梁肋內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋實(shí)現(xiàn)，當(dāng)后錨能力不夠時(shí)．也可采用尾部壓重等措施。掛籃的主要功能是支撐模板，承受新澆混凝土重量，由工作平臺(tái)提供張擰、灌漿的場(chǎng)地，調(diào)整標(biāo)高。因此掛籃不僅要求有足夠的強(qiáng)度保證，還要有足夠的剛度及穩(wěn)定性，自重輕，移動(dòng)靈活，便于調(diào)整標(biāo)高等。幾種主要常用掛籃的結(jié)構(gòu)形式如圖 11 至 16 所示。 11 平行桁架式掛籃圖 11 平行靖架式掛籃石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 12 平弦無(wú)平衡重掛籃圖 13 三角型組合粱式掛籃圖 14 弓弦式掛籃石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖 15 滑動(dòng)斜拉式掛籃圖 16 菱形桁架式掛籃 掛籃結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)按主要承重結(jié)構(gòu)形式分析掛籃結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(1)平行桁架式掛籃。平行桁架式掛籃的上部結(jié)構(gòu)外形一般為一等高度桁梁，其受力特點(diǎn)是：底模平臺(tái)及側(cè)模架所承重均由前后吊桿垂直傳至桁梁節(jié)點(diǎn)和箱梁底板上，故又稱(chēng)吊籃式結(jié)構(gòu)，桁架在梁頂用壓重或錨固或二者兼之來(lái)解決傾覆穩(wěn)定問(wèn)題，桁架本身為受彎結(jié)構(gòu)。(2)平弦無(wú)平衡重掛籃。平弦無(wú)平衡重掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)上，取消壓重，在主桁上部增設(shè)前后上橫桁，根據(jù)需要，其可沿主桁縱向滑移，并在主桁橫移時(shí)吊住底模平臺(tái)及側(cè)模支架。由于掛籃底部荷重作用在主桁架上的力臂減小，大石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6大減小了傾覆力矩，故不需平衡壓重．其主桁后端則通過(guò)梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固于主梁項(xiàng)板上。(3)菱形掛籃。菱形掛籃可以認(rèn)為是在平行桁架式技籃的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化而來(lái)，其上部結(jié)構(gòu)為菱形，前部伸出兩伸臂小粱，作為掛籃底模平臺(tái)和側(cè)模前移的滑道，其菱形結(jié)構(gòu)后端錨固于箱梁底板上，無(wú)平衡壓重，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故自重大大減輕，是近年來(lái)常用的掛籃形式。(4)三角形掛籃。三角形掛籃也是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化而來(lái)，它與菱形技籃均屬于垂直吊桿式，主要區(qū)別在于主桁架的形狀，其承重結(jié)構(gòu)為三角形，其它組成類(lèi)似于菱形掛籃，屬于全錨式掛籃，自重輕。(5)弓弦式拄籃。弓弦式桁架(又稱(chēng)曲核桁架式) 掛籃主格外形似弓形，故也可認(rèn)是從平行桁架式掛籃演變而來(lái)，除具有桁高隨彎矩大小變化外，還可在安裝對(duì)施加預(yù)應(yīng)力以消除非彈性變形 故也可取消平衡重，所以—船重量較輕；(6)滑動(dòng)斜拉式掛籃?；瑒?dòng)斜拉式掛籃在力學(xué)體系方面有較大的突破，其上部采用斜拉體系代替梁式結(jié)構(gòu)的受力，而由此引起的水平分力，通過(guò)上下限位裝置(或稱(chēng)水平制動(dòng)裝置) 承受．主梁的縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持。其底模平臺(tái)后端仍吊掛或錨固于箱梁底板之上。(7)預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃。預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃的最大特點(diǎn)是利用梁體內(nèi)腹板的預(yù)應(yīng)力筋拉住模板．從而使得掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，重量變輕。(8)三角型組合梁掛籃。三角型組合梁掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)之上，將受彎桁架改為三角行組合梁結(jié)構(gòu)。由于其斜拉桿的拉力作用，大大降低了主梁的彎矩。從而使主梁能采用單構(gòu)件實(shí)體型期。由于掛籃部結(jié)構(gòu)輕盈．除尾部錨固外。還需較大配重。其底模平臺(tái)及側(cè)模支架等的承重傳力與平行桁架式掛籃基本相同。(9)自承式掛籃。自承式掛籃分為兩種，一種是模板支承在整體桁架上，桁架用銷(xiāo)子和預(yù)應(yīng)力筋掛在己成箱粱的前端角上。灌筑混凝土?xí)r主梁和走行桁架移至一邊，掛籃前行時(shí)再按上。吊著空載的模板系統(tǒng)前移。另一種是將側(cè)模制成能承受巨大壓力的剛性模板，通過(guò)梁上的水平及豎向預(yù)應(yīng)力筋拉住模板來(lái)承受混凝土重，走行方法與前者相同，由臨時(shí)吊車(chē)懸吊著模板系統(tǒng)前移到下一梁段。這種方法對(duì)跨度不很大的等高度箱梁較為適宜。(10)牽索式掛籃。在斜拉橋的施工中，利用斜拉主索牽掛掛籃，其承重結(jié)構(gòu)不再支承在己灌筑梁段頂面，而是懸掛于己成梁段的下面，通過(guò)牽索系統(tǒng)將掛籃前端的垂直荷載直接傳到斜拉橋的主塔上，這是它的最大特點(diǎn)。 掛籃施工的發(fā)展方向石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7(1)掛籃設(shè)備應(yīng)系列化、規(guī)格化掛籃作為 PC 連續(xù)梁(或則構(gòu) )懸管理筑的一種常用設(shè)備，應(yīng)用已很普遍；而日前國(guó)內(nèi)的并籃種類(lèi)雖不少，但適應(yīng)不同跨度和梁寬的系列化、規(guī)格化產(chǎn)品尚不多見(jiàn)，多數(shù)施工單位都是對(duì)不同跨度和梁貿(mào)使用一種掛籃．僅對(duì)其某些桿件的市置作些調(diào)整，往往會(huì)田大馬拉小車(chē)影響作仆效率 c 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因除產(chǎn)品開(kāi)發(fā)滯后外，還有擰籃在具體一個(gè)施工單位的利用率問(wèn)題，為此建議成立掛籃系列產(chǎn)品租賃公司，以便解決產(chǎn)品系列化、規(guī)格化和利用率的矛盾。此外，掛籃設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮 RJ 梁懸灌段灌筑的連續(xù)性，附設(shè)一些保證全天候作業(yè)的設(shè)施，供施工單位根據(jù)不同的需要選用。(2)掛籃制作的工廠(chǎng)化由于掛籃作業(yè)的安全性要求較高，一般來(lái)說(shuō)，除一些可利用的常備式桿件外，掛籃的主要受力部件．特別是一些需作特殊處理的桿件，宜由具有一定資質(zhì)的廠(chǎng)家加工制作，并需作嚴(yán)格的檢測(cè)，以絕對(duì)保證高空作業(yè)的安全。(3)掛籃施工作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化目前，我國(guó)橋梁施工規(guī)范對(duì)掛籃的作業(yè)做了一些規(guī)定，但尚不夠充分和完善；而國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的幾起掛籃施工事故大多由于操作不當(dāng)所致，建議在修訂橋梁施工規(guī)范時(shí)．對(duì)主要擰籃的操作要求予以進(jìn)一步的補(bǔ)充和明確。(4)掛籃設(shè)計(jì)形式的新動(dòng)向①針對(duì)一般掛籃梁上結(jié)構(gòu)占用懸灌作業(yè)場(chǎng)地的矛盾，國(guó)外有人設(shè)想將掛籃用箱梁的縱向預(yù)府力筋預(yù)張拉固定，承受灌筑段的重量；而在梁頂設(shè)專(zhuān)門(mén)為滑移掛籃而用的結(jié)構(gòu)，待完成滑移作業(yè)后將這部分結(jié)構(gòu)后移，騰出作業(yè)場(chǎng)地。對(duì)此有必要作進(jìn)一步的探討與研究②針對(duì)彎梁橋，國(guó)內(nèi)有關(guān)單位已研制出一種斜拉組合式掛籃，這種彎梁施工用掛籃既能縱向走形，又可橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，其組合位移便形成了沿橋梁的曲線(xiàn)走形。掛籃前移時(shí)，是用錨固于梁頂?shù)纳蠙M梁維持大梁穩(wěn)定的，掛籃轉(zhuǎn)動(dòng)是靠頂推掛籃后端實(shí)現(xiàn)的。這種掛籃的出現(xiàn)，為彎橋的懸灌開(kāi)辟了一條新的路徑。 此設(shè)計(jì)所選方案和說(shuō)明根據(jù)以上論述和具體的施工條件，此設(shè)計(jì)確定選菱形為主桁結(jié)構(gòu)的掛籃進(jìn)行實(shí)際施工和設(shè)計(jì)。其中的計(jì)算方法和分析原理橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，大部分采用手算并與用有限元軟件進(jìn)行建模分析計(jì)算的結(jié)果相比較和復(fù)合。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8有限元分析的方法是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行電算的有效和適用的方法，與之相關(guān)的軟件有許多，如 ansys 軟件，midas 軟件等。此掛籃的設(shè)計(jì)主要用 midas 軟件進(jìn)行建模與分析計(jì)算。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9第 2 章 掛籃設(shè)計(jì)資料與計(jì)算原理及內(nèi)容 菱形掛籃的設(shè)計(jì)資料臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般都要根據(jù)具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)資料和施工現(xiàn)場(chǎng)的條件來(lái)確定一種較為優(yōu)化的施工方案。此設(shè)計(jì)為公路橋梁懸臂施工的臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)施工條件優(yōu)選菱形掛籃作進(jìn)行懸臂施工。圖紙截面資料如圖 21 所示。圖 21 橋梁截面圖根據(jù)圖紙和相關(guān)資料可知此掛籃的功能需滿(mǎn)足以下要求：⑴需完成施工梁段為 3m、4m；⑵需完成施工梁段的梁高為 至 ，腹板厚為 至 ；⑶需完成施工的橋面寬為 ；⑷需要有一定的施工空間，以便施工；⑸有足夠的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定安全系數(shù)，達(dá)到相應(yīng)規(guī)范要求。 掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和檢算內(nèi)容石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)依據(jù)、主要技術(shù)指標(biāo)和其他要求。具體如下：⑴設(shè)計(jì)依據(jù)①橋梁施工圖設(shè)計(jì)文件；②現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范；③現(xiàn)行鐵路（公路）橋涵設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范；④現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范；⑤梁段細(xì)部情況。⑵掛籃的主要技術(shù)指標(biāo)①可灌梁段的最大重量:根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定；②可灌梁段最大長(zhǎng)達(dá):根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定；③梁高變化范圍:根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定；④掛籃自重：一般最大梁重的 ～；⑤主桁最大變形:≯20mm；⑥抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):走行時(shí)大于 。澆注混凝土?xí)r大于 ；⑦主桁前節(jié)點(diǎn)離梁段端面距離≮；⑧主桁桿件安全系數(shù):大于 ；⑨掛籃走行方式:分次或一次走行完成。⑶菱形掛籃設(shè)計(jì)的其他說(shuō)明菱形掛籃主桁系統(tǒng)主要由菱形主桁結(jié)構(gòu)，橫向聯(lián)接系和前橫聯(lián)組成。菱形主桁架一般由型鋼或鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，桿端采用節(jié)點(diǎn)板栓接，也可以焊接，主桁的前端點(diǎn)一般放置前橫梁。菱形主桁架立柱和后斜桿之間應(yīng)可設(shè)置一道橫向聯(lián)接系，保證整個(gè)掛籃懸灌時(shí)柱桁架受力均勻，以及掛籃走行時(shí)的穩(wěn)定性和一致性。 結(jié)構(gòu)檢算結(jié)構(gòu)檢算的內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)檢算依據(jù)、荷載組合和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算圖示等。具體說(shuō)明見(jiàn)下：⑴結(jié)構(gòu)檢算的依據(jù)①澆筑混凝土?xí)r的沖擊系數(shù):。②空載走行式的沖擊系數(shù):。③掛籃總重控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，允許最大變形（包括吊帶變形的總和）≤20mm。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11④自錨系統(tǒng)的安全系數(shù):。⑤澆注混凝土和掛籃行走時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):。⑵荷載組合①荷載組合Ⅰ ?；炷磷灾?+動(dòng)力沖擊荷載+掛籃自重+人群和施工機(jī)具荷載（計(jì)算強(qiáng)度） 。②荷載組合Ⅱ ?；炷磷灾?+掛籃自重+人群和施工機(jī)具荷載（計(jì)算剛度） 。③掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載（計(jì)算走行） 。⑶掛籃檢算的結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)化和傳力過(guò)程根據(jù)梁段的細(xì)部情況，梁截面可分為底板、腹板、頂板和翼板進(jìn)行荷載計(jì)算，底板和腹板荷載由底模系統(tǒng)承擔(dān)，頂板荷載由內(nèi)膜系統(tǒng)承擔(dān)，翼板荷載由外膜系統(tǒng)承擔(dān)，通過(guò)前后吊桿吊帶傳遞到前上橫梁和已澆梁段上。各個(gè)部分傳遞到前上橫梁的所有荷載都傳遞到主桁架上。主桁架再通過(guò)前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)把力傳遞到已澆梁段頂板。懸吊系統(tǒng)部分在整個(gè)掛籃受力中起到力系轉(zhuǎn)換的作用。掛籃傳力過(guò)程示意圖如圖 22 所示。`圖 22 掛籃傳力過(guò)程示意圖掛籃結(jié)構(gòu)計(jì)算可以整體建模計(jì)算，也可以分部建模計(jì)算，此設(shè)計(jì)采用分部建模計(jì)算和小部分采用手算與之進(jìn)行復(fù)核。本設(shè)計(jì)除面板的檢算采用《建筑施工計(jì)算手冊(cè)（第二版） 》 （江正榮編著）上的大模板設(shè)計(jì)規(guī)范外，其他設(shè)計(jì)的檢算采用《橋梁工程》 （中鐵二局股份有限公司 2021 年編著 ）的相應(yīng)規(guī)范。底模系統(tǒng)后吊桿 前吊桿待澆梁段腹板混凝土待澆梁段底板混凝土待澆梁段頂板混凝土待澆梁段翼板混凝土內(nèi)外模系統(tǒng)主桁前橫梁 后吊桿主桁系統(tǒng)已澆梁段底板前吊桿后錨點(diǎn) 前支點(diǎn)已澆梁段頂板石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12第 3 章 掛籃模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 底模系統(tǒng) 荷載分析為了方便計(jì)算，把混凝土的自重進(jìn)行分塊劃分并計(jì)算相應(yīng)部分荷載。分塊如圖31 所示。圖 31 箱梁荷載分布圖取單位長(zhǎng) 1m 計(jì)算其相應(yīng)面積均布荷載，梁段為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，所以混凝土容重取,每塊荷載計(jì)算如下： 底模設(shè)計(jì)與檢算⑴底模受力荷載計(jì)算3=26kN/m ? ????????????..?????石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13考慮增大系數(shù) ，底模承受 V2 和 V3 荷載，因此底模兩邊承受的荷載較中部大，現(xiàn)分別計(jì)算如下： ???2360q??⑵擬定模板規(guī)格和尺寸采用厚度為 5mm 的鋼組合模板，模板加勁肋采用 8槽鋼，根據(jù)施工梁段最大長(zhǎng)和橫向?qū)挾?，取底?？v向長(zhǎng)為 4200mm,橫向?qū)挒?6000mm．根據(jù)模板大小，現(xiàn)初步擬定間距為:中部縱向間距 420mm,中部橫向間距最大為 320mm。邊部縱向間距210mm 邊部橫向間距 180mm.⑶鋼模板面板檢算①底模邊部的面板的檢算底模邊部的面板的檢算以最不利情況下的三面固定，一面簡(jiǎn)支進(jìn)行檢算，面板示意圖如下圖 32 所示。圖 32 底模邊部模板面板示意圖采用大模板計(jì)算法，計(jì)算長(zhǎng)寬比，即，根據(jù)此長(zhǎng)寬比值由《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》的附錄（附表 219）查表 q=N/mm^2 2XYL? ,OXMK????石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14 強(qiáng)度檢算：取 1mm 寬面板條作為計(jì)算單元，荷載 q 為：???求支座彎矩： 02 2..???0716010oyyq??面板的載面系數(shù)： ??彎曲應(yīng)力為： ?求跨中彎矩： 2 ????.. ?鋼板的泊松比 u=，故需換算為：() .?????() 7..??其彎曲應(yīng)力為： ????故面板強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。剛度驗(yàn)算： ()1()OEhBu???????,XMK?,YMK?石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15 mmax 5fqlWKB?? ?.186095WL??故剛度滿(mǎn)足要求。②底模中部的面板的檢算以最不利情況下的三面固定，一面簡(jiǎn)支進(jìn)行檢算，面板示意圖如圖３3 所示。圖 33 底模邊部模板面板示意圖采用大模板計(jì)算法，計(jì)算長(zhǎng)寬比，即根據(jù)長(zhǎng)寬比，由《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》的附錄（附表 219）查表，得 強(qiáng)度檢算：取 1mm