挂篮的组成及应用

李涌

摘要： 连续梁悬臂法浇筑施工，是目前我国公路、铁路桥梁经常用到的一种施工方法，而采用该方法施工，必须对挂篮的组成、拼装及应用有比较充分的认识，本文以56m跨连续梁三角形挂篮悬臂法施工为例从挂篮的构成、特点及应用等方面对挂篮进行系统介绍。

Abstract： The continuous beam cantilever casting construction is a construction method often used in the highway and railway bridge in China. This construction method needs the adequate understanding of the composition， assembly and application of the basket. This paper takes the triangle hanging basket cantilever construction of 56m span continuous beam as the example to analyze the structure features and application of the hanging basket.

关键词： 挂篮；组成；应用

Key words： hanging basket；form；application

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0113-03

0 引言

随着我国铁路、公路建设的不断进步，大跨度连续梁的运用逐渐增多，连续梁施工中通常用到挂篮法，而采用该方法施工，必须对挂篮有充分的认识，本文以56m跨连续梁用三角挂篮为例从挂篮的组成、特点及应用等方面逐一进行介绍。

1 挂篮结构形式、主要性能及特点

1.1 挂篮总体介绍及分类

1.1.1 简介

挂篮是悬臂灌注法的主要施工设备，该活动作业平台能够沿轨道行走，它支承在已完成的悬臂梁段上用以进行下一梁段的施工。待新灌梁段施加纵向预应力后，挂篮即前移进行下一梁段施工，竖向、横向预应力张拉及压浆在挂篮移动就位后进行。如此逐段循环直至完成全部梁段。本文以三角形桁架式挂篮为例进行说明。

1.1.2 分类

按构造形式，挂篮可分为四种，分别是混合式、型钢式、斜拉式、桁架式（包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式）；

按抗倾覆平衡式，挂篮可分为三种，分别是半压重锚固式、锚固式、压重式；

按挂篮走行方法，可将其分为两种，即一次走行到位和两次走行到位；

按其移动方式可分为三种，分别是组合式、滑动式、滚动式。

1.2 挂篮组成及性能

挂篮由悬吊系统、内外模板、底模平台、三角形主构架、锚固系统及走行系统六大部分组成。具体见图1、图2示意。

1.2.1 主构架

主构架由两片三角形桁架及联结系和门架组成，为三角形桁架式结构，是挂篮的主要受力结构，桁架杆件采用2[32c和2[28，节点采用承压型高强螺栓联结。

1.2.2 底模平台

底模平台主要三部分组成，即底模板、底模纵梁和底前后横梁，直接承受梁段混凝土重，并为多项工序提供操作场地，比如混凝土灌筑、钢筋绑扎、立模、养生，钢束张拉及压浆等。

1.2.3 内外模板

外模板采用大块钢模板，在长度方向分成两块，长度分别为1.5m、3.0m。内模板为抽屉式结构，可由人工从前一梁段整体推拉就位。采用组合钢模板并辅以部分木板拼组而成，并设有调宽装置，以适应连续梁腹板宽度的变化。

1.2.4 悬吊系统

其作用是将底模平台自重及梁段重量及其上的其它施工荷载传递到主构架和已成梁段的底板上。悬吊系统又分为前悬吊杆、后吊杆。前悬吊杆采用4根Φ32精轧螺纹钢筋，由YGM锚分别锚于底模平台前横梁和挂篮前上横梁上，在上横梁上设扁担梁和LQ30型手动螺旋千斤顶，可任意调整底模板标高。后吊杆采用两组Φ32精轧螺纹钢筋，每组两根，下端锚于底模平台后横梁，上端锚于已成梁段的底板上。在梁段灌筑过程中调整标高时，只需由千斤顶顶起扁担梁，然后旋紧YGM锚即可。

1.2.5 锚固系统

该系统能够通过平衡灌注混凝土时产生的倾覆力矩，保证挂篮施工安全。挂篮可采用Φ32精轧螺纹钢筋和后锚扁担梁将主构架后节点连同挂篮走行轨道直接锚于已浇筑梁段梁体竖向预应力钢筋上。

1.2.6 走行系统

走行系统包括四部分，即轨道、前支座、后支座和牵引设备。轨道采用2[32工字钢，挂篮走行时前支座在轨道顶面滑行，联结于后节点的反扣轮扣在工字钢翼缘并沿翼缘行走。挂篮走行由2台10t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。挂篮移动过程中的抗倾覆力由反扣轮传至轨道再传至连续梁竖向预应力筋上。

2 施工应用顺序

2.1 拼装

0#段浇筑完成后，完成纵向预应力筋张拉后，挂篮运至现场。

2.1.1 梁面以上组件拼装

在施工完成的0#段上进行挂篮拼装，施工程序如下：安装垫枕和轨道；在墩底拼装挂篮主构桁架（并在墩底进行挂篮预压试验）；用塔吊将桁片竖起吊至轨道上调整就位，并临时支撑；安装桁架联结系；安装上横梁和前吊杆。

2.1.2 梁面下部组件的拼装

用卷扬机将在桥下拼装的底模平台吊装就位，并与前吊杆联结，安装后吊杆；安装外模走行梁和内模走行梁；安装内模；挂篮拼装完成。此外挂篮拼装完成后，应严格按照相关规范标准进行检查和调整（图3）。

2.2 挂篮荷载试验

加载试验在施工中是十分必要的，它能够检验挂篮在悬灌及走行过程中的安全性，进而保证整个工程的安全开展。加载按挂篮及最大梁段重之和的1/4进行，安全系数1.2。卸除后锚，在前上横梁上模拟走行状态加载，试验走行过程的安全性。通过加载试验测出挂篮的非弹性变形和弹形变形，用于挂篮悬浇时调整标高及线型控制。以56m跨度连续梁为例说明。

在具体的荷载试验中，为了最大限度地提高悬灌梁立模的精度，加载按施工中挂篮受力最不利的梁段荷载进行等效加载，获取挂篮自身弹性变形和非弹性变形值，然后验证获取结果是否满足要求。

具体加载点及加载量如表1所示。

挂篮预压示意图，以三角形挂篮为例，如图4所示。

三角形挂篮用此方法预压，当测点间距H过下无法预压时，可在三角形挂篮主桁架之间加设轨道以增大测点间距H。试验可消除挂篮自身的非弹性变形，使以后的施工挂篮的变形量有可靠的依据，以便更好地控制梁段的标高。

2.3 移动

当上述操作完成后，开始下一步的操作，即脱模和前移挂篮，具体操作如下：

①在原有轨道前增铺轨道，且要求轨距和水平度符合标准，同时予以锚固。

②将内、外模对拉螺杆拆除，将内模侧板收折或拆除。

③将所有后锚扁担梁的锚固装置拆除，挂篮就会自由前倾，致使反扣轮组的滚轮安全地反扣在轨道上。

④放松挂在前横梁上的吊杆，拆除悬吊架吊带及螺母，并使得内、外滑梁落在悬吊轮上，此时悬吊架均自由落在滑梁上。

⑤用2只5t葫芦分别钩住后下横梁两端正对外滑梁的地方，上部挂在外滑梁上，然后再拆除后下横梁上所有之吊杆。

⑥用绳索将内模系统固定在已浇砼的箱梁上，用两只5t葫芦同时牵引两片承重架前端，同步移动挂篮和模板系统至下一梁段。

⑦安装前、后下横梁之吊杆，拆除5t葫芦。⑧安装悬吊架，将悬吊轮拆除，同时将悬吊轮移到悬吊架附近再重新安装。

2.4 挂篮拆除

拆除挂篮结构操作需在箱梁悬灌梁段施工完毕后进行，具体的拆除步骤是：箱内拱顶支架→侧模系统→底模系统→主桁架，在拆除过程中交叉操作吊带系统及行走锚固系统。采取拆零取出箱内拱顶支架，采用卷扬机整体吊放侧模、底模系统，采取先退至墩位附近再利用吊机进行拆零主桁架。

2.5 挂篮拼、拆装注意事项

①由于挂篮的拼装、拆除属于高空作业，存在一定的安全风险，因此每完成一道工序必须严格检查其安全性，只有符合要求才能开始下一项操作。

②挂篮拼装作业前应认真对可能涉及到的所有设备进行安全检查，然后严格依照相关规范标准进行挂篮拼装操作，要求操作过程中安排专人负责指挥和指导。

③应保持两端基本对称同时进行挂篮拼装、拆除。

3 挂篮的改装

因挂篮造价较高，往往不是一次性使用，故挂篮改装在现实施工中尤为重要。

3.1 挂篮改装的条件

①挂篮自重。根据施工实际情况，一般来说挂篮自重与最大梁段重量比在0.3～0.5之间为最佳，如不符合比值最大不得超过0.7。如果挂篮过重，而实际连续梁跨度较小，就没有改装的意义。

②挂篮情况。挂篮的形式是否能在实际施工中应用，如牵索式挂篮分长平台和短平台之分，是否能相互转换使用。还要考虑挂篮新旧情况，如果挂篮使用次数过多，各个部件已经经过多次改装后，是否还能继续使用需进行一定的受力检算。

3.2 挂篮改装关键

3.2.1 不足部件的补齐

挂篮使用后，六大系统可能由于各种原因已经不完整，需要清理数量和种类后进行补齐。如内模系统一般在模板拆除时已经损坏而无法使用。一般来说内模系统、外侧模板、底模板、竖门架一般来说需要根据自身的连续梁尺寸进行重新加工，另外小型部件需要重新加工或购买如高强螺栓、销子等。

3.2.2 尺寸修改

①梁体的底部宽度与底模前后横梁的长度比较，如梁长度过短，需重新加工。

②底模纵梁在底前后横梁上的位置是否与悬吊系统相冲突，如有冲突应先满足整体的悬吊系统，然后再进行底模纵梁的分配。

③悬吊系统中底模的前后横梁、前上横梁悬吊点是否与梁体施工相冲突，如有冲突，需改装前后横梁的吊点。

④走形梁长度是否能满足最大梁段的施工要求，如不满足，需要重新加工。

⑤竖门架、吊带等一般来说需要根据自身的连续梁尺寸进行重新改装。

3.2.3 注意事项

改装挂篮前最好能取得该套挂篮的设计图或者改装图，以便确认挂篮的各种性能及特点，改装时需进行同等强度或局部加强改装。如16M钢不能普通钢铁进行替代，高强螺栓不能用普通螺栓替代。

4 总结

挂篮在应用中尽量做到以下几点：

①在保证使用功能情况下，受力的主桁架形式越简单越好；

②模板刚度较好，减少挂篮的自身变形，调整挂篮要方便；

③锚固系统及悬吊系统要以防止挂篮倾覆为首要条件，下雨大风天气时不宜走形挂篮；

④行走系统用采用前滑后滚的形式较为方便，但在后滚轮处要设置反扣防止倾覆；

⑤挂篮走形可整体移动或与模板系统分开走形，如整体走形需对挂篮支点反力和底模前后横梁刚度进行检算。

参考文献：

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