悬浇箱梁挂篮的结构设计与计算

季小军

（昆山市中昆路桥建设有限公司，江苏 昆山 215300）

悬浇箱梁挂篮的结构设计与计算

季小军

（昆山市中昆路桥建设有限公司，江苏 昆山 215300）

昆山市城北大道金鸡河大桥主桥箱梁采用悬臂施工法设计，施工简便，结构整体性好，文章着重介绍大桥挂篮的主要构造设计及其计算流程，对同类工程具有指导意义。

挂篮；结构设计；设计计算；悬浇箱梁

1 概况

昆山市城北大道金鸡河大桥工程是昆山外环线快速干道中的B3标，大桥全长961.8m，主桥为54m+88m+54m三跨预应力混凝土单箱双室直腹板连续箱梁，采用挂篮施工，引桥、匝道桥均采用逐跨现浇预应力混凝土连续箱梁结构。

主桥箱梁按悬臂施工法设计，墩身与箱梁临时固结，用挂篮分段对称悬臂浇筑，中跨合拢段为2m，边跨合拢段为2m。

2 挂篮的主要结构形式

挂篮是悬浇箱梁的主要设备，根据梁分段情况、挂篮承受荷载及施工经验进行详细设计，除满足强度、刚度、稳定性要求外，行走、锚固要方便可靠，便于拆装。挂篮由主桁架、前后横梁、纵梁、锚固系统、平衡系统、行走系统及吊杆等部分组成。

2.1主桁架系

主桁架为主要的受力构件，每道主桁架用三排单层上下加强的贝雷片拼装而成，设计纵桥向采用4节贝雷片，长12米。为加强两桁架之间的横向联系，在挂篮首尾均设置厂家定制的剪刀式风撑。

2.2横梁系

横梁系由前上横梁、前下横梁及后下横梁组成，挂篮前上横梁固定在主桁架上，底横梁悬吊在侧模托架上，前下横梁通过悬吊系吊于前上横梁上。前下横梁和后下横梁共同承托底模及梁段的大部分钢筋混凝土的重量。本挂篮前上横梁设计采用2根I45b工字钢组合而成，前下横梁设计采用2根I36b工字钢组合而成，后下横梁采用2根I40b工字钢组合而成。

2.3悬吊系

悬吊系是挂篮的升降系统，位于挂篮的前部，其作用是悬吊和升降底模、侧模及工作平台，以适应悬臂梁段高度的变化。本挂篮的悬吊采用螺杆式。本挂篮吊杆采用 ΦL32精轧螺纹钢筋，每根吊杆之受力以<54T为准，其刚度及强度均满足要求。

2.4挂篮的模板系

模板系由底模、侧模、内模等组成。本挂篮设计底模采用底纵梁上横向布置8#槽钢作为分配梁，上设4mm厚的钢板作为底模。

表1 挂篮各构件受力及变形情况

外模采用型钢骨架加4mm厚的钢板组成。外侧模滑梁设置考虑外侧模重心位置及翼缘板重心位置，使悬吊体系处于易调整外侧模位置。外侧模在移动过程中搁在底平台上，随挂篮同步移动。

2.5后锚系统

本挂篮后锚固利用竖向预应力筋锚固。在实际施工时，后锚固点不得少于8根预应力粗钢筋，挂篮前移后，对竖向预应力筋补拉并进行封锚。

2.6行走系

挂篮的行走靠2个10T的手拉葫芦牵引挂篮前移，并带动底模平台和外侧模一同前移就位。在两侧倒链拖拉过程中，必须做好桁架的走向和速度，并保持两侧挂篮同步。

3 挂篮结构计算分析

3.1荷载情况

（1）1＃块（支架现浇）混凝土重量161.2吨；

（2）挂篮重量（包括模板及外荷载）60吨。

3.2 挂篮受力分析

挂篮验算时，主要考虑两种受力状态：1、混凝土浇注状态—即该节段混凝土刚浇注完毕，还不能考虑混凝土初凝对结构的影响，相当于该节段完全作用于挂篮上。在此荷载组合下分别验算横梁、纵梁、主桁架、吊杆及后锚的强度及刚度。2、拼装和行走状态—主要验算底篮拼装成整体后在自重作用下挂篮采用四点吊装时的强度及刚度。

下面以底板纵梁计算为例。

底板纵梁采用21根32b工字钢，Ix=11620cm4，Ix=11626cm4，Wx=726.7cm3， 截 面 面 积 A=73.52cm2。根据实际受力情况，建立相应的计算模型，对构件进行受力分析，其最大剪力为23481N；纵梁弯矩最大弯矩为36952N·m。

通过验算可知，底板纵梁采用32b工字钢可以满足受力的要求。

底板纵梁位移其在荷载作用下的最大挠度为3.4mm

通过模拟计算可得知挂篮其余各部件在混凝土浇注状态下的受力及变形情况（如表1）。由此可得出结论，该挂篮满足规范要求及施工需要，可投入使用。

结语

金鸡河大桥悬浇箱梁挂篮采用贝雷片拼装而成，结构设计简单，变形小，行走和拆装方便，整体结构安全可靠，综合性能优越；挂篮结构计算采用非线性有限元杆系程序进行模拟计算，其结果精确，满足规范及施工需要，该挂篮可投入使用。

[1]JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2]GB50017-2003，钢结构设计规范[S].

[3]路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.

[4]装配式公路钢桥多用途使用手册[M].人民交通出版社.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.062