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摘 要 湘江大桥连续混凝土箱梁采用悬浇挂篮施工，文章结合实际工程介绍了三角斜拉式挂篮的设计，分析了挂篮在浇筑状态和走行过程中各构件的受力情况，最后结合箱梁施工节段介绍了挂篮施工工艺，可为同类结构设计与施工提供参考和借鉴。
关键词 连续梁；悬臂施工；挂篮设计
中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0146-02
1 概述
1.1 工程概况
湘江大桥主梁为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，跨径布置为40+60+40=140 m。箱梁采用单箱单室截面，其中箱梁顶板款12.0 m，底板宽6.7 m；箱梁根部梁高6.05 m，跨中及边跨端部梁高3.05 m。顶板厚度除梁端附近外均为0.4 m，底板厚度由跨中0.4 m按直线线性变化到根部的0.8 m，腹板厚由0.48 m按折线变化至0.80 m。
悬浇节段长度由3.25 m、3.5 m、4 m、4.25 m四种组成。3.25 m长号块最重号块为2#块，梁重为139.8 t，3.5 m长号块最重号块为3#块，梁重为140.3 t，4.25 m长号块最重号块为4#块，梁重为153.9 t。
1.2 设计方案
根据主桥箱梁结构及悬臂节段的要求，施工中采用三角斜拉式挂篮，挂篮总重为54.6 t，可以适用于3.25 m、3.5 m、4 m及4.25 m四种节段长度及最大重量节段箱梁施工。该设计的总体思路为：
1）三角斜拉索挂篮结构简单，重量较轻，受力明确。
2）与菱形挂篮相比，三角斜拉式挂篮降低了前横梁高度，挂篮重心位置降低，提高了挂篮走行时的稳定性。
3）挂篮平衡重系统利用已浇筑梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。
4）挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮及走行油缸组成，该系统具有就挂篮就位准确、走行速度快、施工安全可靠。
5）三角斜拉式挂篮通用性强，可通过改装用于其他高度或宽度的桥梁施工。
2 三角斜拉式挂篮的设计
2.1 挂篮结构和构造
三角式斜拉式挂篮结构简单，受力明确，施工安全性和稳定性较好。三角斜拉式挂篮由主桁架系统、工作系统、悬吊系统、行走系统、模板系统及操作系统等组成。挂篮结构图如图1所示。
2.2 主桁架系统
主桁架系统是三角斜拉式挂篮的承重结构。其由两片三角形桁架组成，两片桁架中心间距为6.22 m。每片桁架由一根纵梁、一根立柱和两根斜拉杆组成。纵梁锚固与已浇梁段上，形成稳定结构。纵梁长11m，前端悬臂5.5 m，后端锚固长5.5 m。纵梁采用2HN500×200的型钢，型钢间采用焊缝长度L=200 mm、焊缝净距e=400 mm的断续角焊缝连接。立柱采用两根32b槽钢，斜拉杆采用两根28a槽钢，与立柱和纵梁销接。
2.3 工作系统
工作系统包括底篮、滑梁，将模板布置在其上面，进行混凝土浇注。底篮由前、后下横梁和底平台组成。前、后横梁采用采用2HN400×200的型钢，前、后横梁上设置连接点，通过钢销与吊带连接。底平台采用HN400×200和HN300×150两种型钢，分别用于承受箱梁腹板荷载和箱梁底板混凝土重量。内、外滑梁用于支撑翼板、顶板的混凝土重量。
2.4 悬吊系统
悬吊系统主要用来支撑底篮和滑梁。悬吊分为钢板吊带和φ32Ⅳ级精轧螺纹钢筋两种。滑梁的支撑采用精轧螺纹钢筋，前端锚固于前上横梁上，后端锚固与已浇注梁段的顶板上。前吊带下端与前下横梁连接，上端通过转换装置，与千斤顶连接。后吊带的下端与后下横梁连接，上端穿过主梁底板的混凝土预留孔，锚固与箱梁底板混凝土上。前、后吊带均采用千斤顶对挂篮及节段施工标高进行调整。
2.5 行走系统
行走系统主要由走行滑道组成，在混凝土箱梁腹板上设两条走行滑道，通过2台张拉长行程千斤顶顶进前支点使挂篮在滑道上滑行，后支点用钢筋与前支点连接。挂篮走行前，走道应采用腹板竖向预应力钢筋锚固，锚固间距≤1.5m，以抵抗后支点上拔力和确保走行状态下挂篮具有2倍的抗倾覆安全系数。千斤顶顶进挂篮前行两侧应同步进行，防止支点与滑道卡住导致走行困难，影响结构安全。
2.6 模板系统
模板系统由内、外模板组成。外模采用0#块现浇钢模，通过外模内、外吊点支承混凝土荷载。走行时外模悬挂于外滑梁及已浇筑混凝土翼缘上，使外模与挂篮能同时移动。内模通过内滑梁悬挂于前上横梁及已浇筑混凝土顶板上，内、外模间设拉杆相连，为防止新老混凝土交界处漏浆，接缝处均应填塞一定厚度泡沫并通过吊带及拉杆施加一定的预紧力。
2.7 操作系统
操作系统主要为操作人员的操作平台。大部分工作可在已浇梁段和挂篮底篮内进行，但前、后吊带的安装和拆除需要专门设操作平台。
3 三角斜拉式挂篮的受力计算
3.1 荷载系数
根据相关设计规范及施工安全要求，主要荷载的荷载系数为：
考虑混凝土浇注时的胀模系数：1.05；
混凝土浇注时的动力系数：1.2；
挂篮空载走行时冲击系数：1.3；
浇注混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：2。
3.2 主要荷载
箱梁荷载：箱梁悬臂节段由3.25 m、3.5 m、4 m和4.25 m四种，各种节段长度最大节段重量如表1所示：
3.3 工况及荷载组合
工况一：挂篮走行，荷载组合为挂篮自重；
工况二：浇注2#块混凝土，荷载组合为2#节段箱梁荷载+挂篮自重+施工荷载；
关键词 连续梁；悬臂施工；挂篮设计
中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0146-02
1 概述
1.1 工程概况
湘江大桥主梁为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，跨径布置为40+60+40=140 m。箱梁采用单箱单室截面，其中箱梁顶板款12.0 m，底板宽6.7 m；箱梁根部梁高6.05 m，跨中及边跨端部梁高3.05 m。顶板厚度除梁端附近外均为0.4 m，底板厚度由跨中0.4 m按直线线性变化到根部的0.8 m，腹板厚由0.48 m按折线变化至0.80 m。
悬浇节段长度由3.25 m、3.5 m、4 m、4.25 m四种组成。3.25 m长号块最重号块为2#块，梁重为139.8 t，3.5 m长号块最重号块为3#块，梁重为140.3 t，4.25 m长号块最重号块为4#块，梁重为153.9 t。
1.2 设计方案
根据主桥箱梁结构及悬臂节段的要求，施工中采用三角斜拉式挂篮，挂篮总重为54.6 t，可以适用于3.25 m、3.5 m、4 m及4.25 m四种节段长度及最大重量节段箱梁施工。该设计的总体思路为：
1）三角斜拉索挂篮结构简单，重量较轻，受力明确。
2）与菱形挂篮相比，三角斜拉式挂篮降低了前横梁高度，挂篮重心位置降低，提高了挂篮走行时的稳定性。
3）挂篮平衡重系统利用已浇筑梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。
4）挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮及走行油缸组成，该系统具有就挂篮就位准确、走行速度快、施工安全可靠。
5）三角斜拉式挂篮通用性强，可通过改装用于其他高度或宽度的桥梁施工。
2 三角斜拉式挂篮的设计
2.1 挂篮结构和构造
三角式斜拉式挂篮结构简单，受力明确，施工安全性和稳定性较好。三角斜拉式挂篮由主桁架系统、工作系统、悬吊系统、行走系统、模板系统及操作系统等组成。挂篮结构图如图1所示。
2.2 主桁架系统
主桁架系统是三角斜拉式挂篮的承重结构。其由两片三角形桁架组成，两片桁架中心间距为6.22 m。每片桁架由一根纵梁、一根立柱和两根斜拉杆组成。纵梁锚固与已浇梁段上，形成稳定结构。纵梁长11m，前端悬臂5.5 m，后端锚固长5.5 m。纵梁采用2HN500×200的型钢，型钢间采用焊缝长度L=200 mm、焊缝净距e=400 mm的断续角焊缝连接。立柱采用两根32b槽钢，斜拉杆采用两根28a槽钢，与立柱和纵梁销接。
2.3 工作系统
工作系统包括底篮、滑梁，将模板布置在其上面，进行混凝土浇注。底篮由前、后下横梁和底平台组成。前、后横梁采用采用2HN400×200的型钢，前、后横梁上设置连接点，通过钢销与吊带连接。底平台采用HN400×200和HN300×150两种型钢，分别用于承受箱梁腹板荷载和箱梁底板混凝土重量。内、外滑梁用于支撑翼板、顶板的混凝土重量。
2.4 悬吊系统
悬吊系统主要用来支撑底篮和滑梁。悬吊分为钢板吊带和φ32Ⅳ级精轧螺纹钢筋两种。滑梁的支撑采用精轧螺纹钢筋，前端锚固于前上横梁上，后端锚固与已浇注梁段的顶板上。前吊带下端与前下横梁连接，上端通过转换装置，与千斤顶连接。后吊带的下端与后下横梁连接，上端穿过主梁底板的混凝土预留孔，锚固与箱梁底板混凝土上。前、后吊带均采用千斤顶对挂篮及节段施工标高进行调整。
2.5 行走系统
行走系统主要由走行滑道组成，在混凝土箱梁腹板上设两条走行滑道，通过2台张拉长行程千斤顶顶进前支点使挂篮在滑道上滑行，后支点用钢筋与前支点连接。挂篮走行前，走道应采用腹板竖向预应力钢筋锚固，锚固间距≤1.5m，以抵抗后支点上拔力和确保走行状态下挂篮具有2倍的抗倾覆安全系数。千斤顶顶进挂篮前行两侧应同步进行，防止支点与滑道卡住导致走行困难，影响结构安全。
2.6 模板系统
模板系统由内、外模板组成。外模采用0#块现浇钢模，通过外模内、外吊点支承混凝土荷载。走行时外模悬挂于外滑梁及已浇筑混凝土翼缘上，使外模与挂篮能同时移动。内模通过内滑梁悬挂于前上横梁及已浇筑混凝土顶板上，内、外模间设拉杆相连，为防止新老混凝土交界处漏浆，接缝处均应填塞一定厚度泡沫并通过吊带及拉杆施加一定的预紧力。
2.7 操作系统
操作系统主要为操作人员的操作平台。大部分工作可在已浇梁段和挂篮底篮内进行，但前、后吊带的安装和拆除需要专门设操作平台。
3 三角斜拉式挂篮的受力计算
3.1 荷载系数
根据相关设计规范及施工安全要求，主要荷载的荷载系数为：
考虑混凝土浇注时的胀模系数：1.05；
混凝土浇注时的动力系数：1.2；
挂篮空载走行时冲击系数：1.3；
浇注混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：2。
3.2 主要荷载
箱梁荷载：箱梁悬臂节段由3.25 m、3.5 m、4 m和4.25 m四种，各种节段长度最大节段重量如表1所示：
3.3 工况及荷载组合
工况一：挂篮走行，荷载组合为挂篮自重；
工况二：浇注2#块混凝土，荷载组合为2#节段箱梁荷载+挂篮自重+施工荷载；