三角形挂篮防倾覆设计的施工

三角形挂篮的设计方案及悬灌施工技术摘要:本文结合某高架桥的悬灌施工,对三角形挂篮的悬灌施工技术和设计方案进行了介绍,其中对挂篮的安装及行走过程和挂篮各构件的传力机理进行了重点介绍。

实际工程表明,此挂篮的设计合理,可以满足工程的要求,能够给类似的连续箱梁悬浇挂篮设计及施工提供参考。

关键词:公路桥；连续箱梁；三角形挂篮；设计方案；悬灌施工中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：1.引言该高架桥为43m+77m+3×75m+77m+43m混凝土预应力连续刚构。

主桥的三向变高度混凝土预应力连续箱梁使用的是单箱三室斜腹板截面。

梁高是按照抛物线进行渐变的,底板的厚度也呈渐变状,抛物线的顶点位置均在跨中合拢段处。

箱梁的跨中梁高为2.25m，中支点处的梁高为4.45m,端支点处的梁高为2.0m。

横桥向箱梁的底板宽按腹板斜率依据梁高来进行确定,其中，跨中处和边支点的底板宽为16.0m，中支点处的底板宽为14.56m,顶板宽为25.0m。

箱梁悬臂施工的梁段长度分三种：4m、3.5 m和3m。

跨铁路既有线的悬灌施工安全和宽幅挂篮的设计是此桥施工的关键。

2.挂篮的设计方案（1）挂篮的主要设计参数挂篮是自行式行走、无平衡重,自重为83.8 t。

梁底宽度的变化范围是14.5-16m；梁高的变化范围是4.5-2.0m；梁段的最大长度为4m，最大质量为200t；挂篮的工作系数即挂篮总重和最大悬浇节段重量的比值为0.42。

（2）挂篮各构件的传力机理由间隔分布的内、外纵滑梁来承受模板以上的重量，同时内、外纵滑梁将力传递给前上横梁上安装的吊杆和已浇梁段的顶板。

通过底模将待浇底板和腹板混凝土的重量传递给底篮的纵、横梁,再利用前、后下横梁上安装的吊带将力传递给前上横梁和已浇梁段的底板。

前上横梁的全部荷载则均传递给三角形主桁架,然后再由三角形主桁架的后锚点和前支点将力传递给已浇梁段的顶板。

（3）挂篮的构造挂篮由锚固系统、走行系统、侧模系统、底模系统和承重系统五个部分构成。

三角形挂篮施工工艺流程图一、前期准备1.确定挂篮安装位置，检查是否存在障碍物。

2.检查安全保障措施是否完备，如安全带、护栏、安全网等。

3.准备挂篮悬挂点材料，如螺栓、钢管等。

二、施工工艺流程2.1 检查悬挂点位置1.通过测量综合图纸确认吊篮的悬挂位置。

2.检查悬挂点线条是否清晰，如果不清楚需要重新画出悬挂点。

3.检查悬挂点是否与图纸一致，必要时需重新标记。

2.2 确定悬挂点标高1.按照设计图纸确定悬挂点标高。

2.根据悬挂点标高和建筑物高度计算出吊篮悬挂绳索长度。

3.通过计算得出吊篮悬挂点吊车到建筑物墙面的水平距离。

2.3 安装挂篮悬挂点1.使用钻机在悬挂点位置预先钻好孔洞。

2.安装支撑绳、固定架和螺栓等挂篮悬挂点材料。

3.检查挂篮悬挂点是否牢固可靠。

2.4 安装挂篮1.按照设计图纸要求安装挂篮架。

2.安装吊篮吊绳。

3.在安装挂篮过程中，加强安全措施，防止人员和工具掉落。

2.5 调整吊篮高度1.通过吊车或人力，将吊篮吊高到设计标高。

2.检查吊篮高度是否符合要求。

2.6 安装仿真人工置放物品1.在吊篮内安装仿真人形塑像，仿真尺寸需按照现实人尺寸比例选择，保证视觉效果。

2.安装仿真物品的位置和数量需按照设计图纸要求安装。

三、收工1.清理施工现场，保持整洁。

清理完毕后将材料收取妥善。

2.检查施工完工情况，确认所有工艺流程是否完成。

3.通知验收部门进行验收。

结语三角形挂篮施工工艺流程图是一项安全复杂的工作，需要施工人员充分认识到安全意识，严格执行工艺流程，遵守相关的操作规范，确保在工作过程中不发生任何意外事故。

老庄河特大桥三角形挂篮施工操作规程老庄河特大桥主桥部位为95+4×170+95m预应力混凝土连续刚构，其施工方法采用先“T”构，后连续的方法，即先按照“T”构悬臂浇筑施工，后体系转换合拢成为连续刚构梁。

1、挂篮设计的技术参数⑴适用最大悬灌梁段重：175t⑵适用最大梁段长度：4m⑶适用最大梁段高度：3m～9m⑷适用梁段宽度：12m⑸挂篮自重：68.5t(含防护及施工机具设备荷载)⑹挂篮走行方式：无平衡重自锚走行⑺挂篮抗倾覆稳定系数：5.12、挂篮构造挂篮由主构架、悬挂系统、底模平台、侧模系统、内模系统、走行系统、锚固系统组成，详见下图：2.1 主构架主构架是挂篮的主要承重部分，由两片桁架及平面联结组成。

桁架的构件均采用2[360a组焊而成，为便于安装和运输，节点处采用栓接及销接。

2.2 悬挂系统悬挂系统包含底模前吊挂系统、底模后吊挂系统、侧模吊挂系统、内模吊挂系统等几部分，以下分项说明。

2.2.1 底模前吊挂系统底模前吊挂系统由底模前吊带、底模前吊杆、挂篮前上横梁、锚固扁担、底模吊耳等部分组成。

⑴底模前吊带底模前吊带采用δ=30mm厚16Mn钢板加工而成，由全调整节、半调整节、延长节、联结板、销子等几部分组成；该吊挂系统在挂篮施工时。

⑵底模前吊杆底模前吊杆采用直径32mm的精轧螺纹钢为吊杆，本吊杆仅在挂篮悬灌施工混凝土灌注时方安装适用，其它施工阶段属于自由阶段。

⑶挂篮前上横梁、锚固扁担、底模吊耳挂篮前上横梁为前悬挂系统的主要荷载承载构件，采用2I450a组焊而成，底模、侧模内模的前吊点均设置在此梁上；锚固扁担采用2[140组焊而成，分矩形孔和圆孔两种规格，分别用于穿钢吊带及精轧螺纹钢吊杆的，一般情况下扁担梁一组为两个：一个用于锚固，另一个用于为螺旋顶提供反力；吊耳采用16Mn钢板加工，与底模下横梁通过焊接联结，吊耳上设有与相应吊带配套的销孔，用于穿销子与钢吊带联结。

2.2.2 底模后吊挂系统底模后吊系统设置4组吊带，均采用16Mn钢板加工而成；后吊挂系统将挂篮底模与即有梁段底板锚固在一起，在混凝土灌注时单根吊带承载较大。

三角形挂篮防倾覆设计和施工摘要：三角形挂篮是预应力混凝土连续梁（或刚构）悬臂灌注施工常用的设备之一，倾覆是挂篮长出现安全事故的重要问题之一，本文为以合蚌客运专线九龙岗特大桥（76+160+76）m连续梁为例，阐述了三角形挂篮防倾覆设计和施工1工程概况合蚌客运专线九龙岗特大桥位于淮南市大通区境内，在DK48+988.882～DK49+302.782段跨越既有淮南铁路，跨越桥上部结构设计为（76+160+76）m 三跨现浇连续梁拱。

梁全长313.6m。

主梁中支点截面梁高8.5m，跨中及边支点梁高5.0m，两边跨按曲线布置，中跨按直线加宽布置。

主要箱梁采用悬臂现浇法施工。

2挂篮设计2.1挂篮选型2.1.1箱梁结构参数。

梁体为单箱双室、变高度、变截面结构。

边跨及中跨吊杆区箱梁顶宽13.3m，拱脚范围加宽至16.1m，箱梁底宽10.2m，拱脚范围加宽至14.3m。

顶板厚度42cm，拱脚范围局部顶板厚102cm，边支点处局部顶板厚72cm，底板厚度35至102cm，按圆曲线变化，拱脚处底板加厚至140cm，边支点处局部底板加厚至80cm，腹板厚度40至55cm、55至70cm，按折线变化。

全联在边支点、中跨中及中支点共设5个横隔板，横隔板设检查孔。

梁段共18段，其中0#块长17m，1#-2#块长3m，3#-4#块长3.5m，5#-16#块长4m，17#-18#块长4.5m。

箱梁采用纵、横、竖三维预应力体系。

2.1.2挂篮类型的选择挂篮的设计要求根据施工图纸、悬臂灌注工艺要求，如施工状态主梁的强度及变形要求，施工荷载，吊机的吨位及安装位置等进行考虑。

此连续梁采用了三角形挂篮形式。

三角形挂篮主要有以下优点（1）三角形挂篮与菱形挂篮相比降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮的行走时的稳定性。

（2）结构简单，拆装方便，重量较轻。

设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构，单件重量较轻，主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接，易于搬运和拆除。

三角形挂篮设计计算全过程1、三角形挂篮结构形式，主要性能参数及特点1.1.挂篮总体结构挂篮由三角形主桁架、底模平台、模板系统、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。

主桁架：主桁架是挂篮的主要受力结构。

由2榀三角主桁架、横向联结系组成。

2榀主桁架中心间距为6.22米，每榀桁架前后节点间距分别为4.85m、4.1m，总长9.67m，主桁架杆件采用槽钢焊接的格构式，节点采用承压型高强螺栓联结。

横向联结系设于两榀主桁架的竖杆上，其作用是保证主桁架的横向稳定,并在走行状态悬吊底模平台后横梁。

底模平台：底模平台直接承受梁段混凝土重量，并为立模，钢筋绑扎，混凝土浇筑等工序提供操作场地。

其由底模板、纵梁和前后横梁组成。

底模板采用大块钢模板；其中纵梁采用双[32槽钢和单I32工字钢，横梁采用双[36b 槽钢，前后横梁中心距为5.1m，纵梁与横梁螺栓联接。

模板系统:外侧模的模板采用大块钢模板拼组，内模采用组合钢模板拼组。

外模板长度为 4.3m。

内模板为抽屉式结构,可采用手拉葫芦从前一梁段沿内模走行梁整体滑移就位。

悬吊系统：悬吊系统用于悬吊底模平台、外模和内模。

并将底模平台、外模、内模的自重、梁段混凝土重量及其它施工荷载传递到主构架和已成梁段上。

悬吊系统包括底模平台前后吊杆、外模走行梁前后吊杆、内模走行梁前后吊杆、垫梁、扁担梁及螺旋千斤顶。

底模前后横梁各设4个吊点，采用双Φ25精轧螺纹钢筋。

底模平台前端悬吊在挂篮前上横梁上，前上横梁上设有由垫梁、扁担梁和螺旋千斤顶组成的调节装置，可任意调整底模标高。

底模平台后端悬吊在已成梁段的底板上和翼缘板上。

外模走行梁和内模走行梁的前后吊杆均采用单根Φ25精轧螺纹钢筋。

其中外模走行梁前吊点与走行梁销接，以避免吊杆产生弯曲次应力。

锚固系统：锚固系统设在2榀主桁架的后节点上，共2组，每组锚固系统包括2根后锚扁担梁、2根后锚横梁、6根后锚杆。

其作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保挂篮施工安全。

连续梁挂篮施工方法及施工工艺1.1挂篮设计采用三角形挂篮以中墩为中心形成T构对称、平衡悬浇施工。

中墩旁设置塔吊负责钢筋及小型机具、材料垂直运输，墩旁设置封闭之字梯供人员上下。

⑴挂篮设计根据混凝土悬臂浇注工艺及对挂篮设计的技术要求，综合各种形式的挂篮施工特点、用钢量、钢材种类、操作工艺等研究比选后，决定采用三角轻型挂篮施工，走行方式为无平衡重走行方式，使桁架走行时的稳定系数大于2.0，满足规范要求。

满足挂篮下净高不小于1.5m。

挂篮由承重系统、底模系统、模板系统(内、外)、走行系统、后锚固系统组成。

①承重系统每套挂篮由三片三角形组合梁组成，三角形组合梁由2根工字钢主梁和2根槽钢立柱、φ32的精轧螺纹钢斜拉带及联系角钢组成。

三角形组合梁下设滑道，滑道下铺钢枕。

前上横梁:采用2根槽钢栓接于主梁前端上翼缘，横梁设翼缘侧模、底板、顶板竖向承重吊杆。

同时设平联与主梁连接，防止失稳。

立柱:底部接主梁中部上翼缘，采用IV级精轧螺纹粗钢筋与主梁前后端斜拉，作为斜拉杆，横向设有平联相互连接，保证主梁稳定性。

b、底模系统底模长1.0m在混凝土悬臂施工中承担钢筋混凝土重量及施工机具重量，并兼做施工操作平台。

底模采用大块钢模板，模板平铺于底板纵梁上，纵梁在底板下采用2根槽钢。

底板纵梁与前下横梁、后下横梁采用栓接，前下、后下横梁均采用2根槽钢。

c、模板系统(内、外)外模用槽钢及角钢做骨架，其外围为大块钢模，钢模面板用5 mm热轧板，骨架与模板连接均采用焊接，侧模用滑梁悬吊，滑梁后设滑轮，以便滑梁、侧模同时滑出，内模采用槽钢和角钢做骨架，钢木组合模板，采用滑梁移动。

d、走行系统分为三角形组合梁走行系统，侧模走行系统及内模走行系统三部分。

三角形组合梁走行系统:在每片梁中部设滑动点，后部设平衡导向滑轮，箱梁顶面上设滑道，向前滑移。

侧模走行:外模走行，在侧模滑梁上安装滚动轴，当松开后锚拴及支撑拆模时，在自重作用下，侧模落在滑梁上，与主梁、侧模、内模滑梁同时前进。

挂篮施工工艺细则一、挂篮总体结构韩家店Ⅰ号特大桥采用三角桁架式挂篮，由三角形主构架、底模平台、内外模板、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。

1、主构架：主构架是挂篮的主要受力结构。

为三角桁架式结构，由两片三角桁架和联结系组成。

桁架杆件采用槽钢焊接的格构式，节点采用承压型高强螺栓联结。

2、底模平台：由底模板、纵梁和前后横梁组成。

直接承受梁段砼重量。

并为立模，钢筋绑扎，混凝土灌筑等工序提供操作场地。

3、内外模板:外模板采用大块钢模板，内模由组合钢模板并辅以异形钢模板拼组而成。

内模板为抽屉式结构,可由人工从前一梁段整体推拉就位。

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。

悬吊系统包括前吊带和后吊带，均采用16Mn钢棒制作。

前吊带下端与底模平台前横梁销接，上端支撑于前上横梁，前上横梁上设扁担梁和ＬＱ60型手动螺旋千斤顶，可任意调整底模板标高。

后吊带下端与底模平台后横梁销接，上端支撑于已成梁段的底板上。

5、锚固系统：其作用是平衡灌筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保挂篮施工安全。

该挂篮采用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箱梁竖向预应力筋上。

6、走行系统: 走行系统包括轨道、前支座、反扣轮和牵引设备。

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反扣在工字钢翼缘并沿翼缘行走。

挂篮走行由2台20ｔ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箱梁竖向预应力筋上。

内模可在钢筋绑扎完成后由人工沿内模走行梁推移就位。

二、主要性能及特点1、挂篮主要性能及参数：适应最大梁段重：360吨适用施工节段长：4.0m适用梁体宽度（底/顶）：11／22.5m适用梁高：12.5—3.5m挂篮自重：120t。

走行方式：无平衡重走行工作状态倾覆稳定系数：>2.5走行状态倾覆稳定系数：>2.02、主要特点⑴三角形挂篮与菱形挂篮相比，降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮走行时的稳定性。

第 1 页/共 22 页三角形挂篮设计计算书一、概述FK0+302.101匝道桥第二联为变截面延续箱梁，箱梁根部梁高4.5m ，高跨比为1/17.78，跨中梁高2.0m ，高跨比为1/40，箱梁顶板宽11.0m 底板宽6.0m 翼缘板悬臂长为2.5m ，箱梁高度按二次抛物线变化，箱梁采用三向预应力体系。

主桥箱梁1号至9号梁段均采用挂篮悬臂现浇法施工，箱梁纵向分段长度为4×3. 5m+5×4.0m ，0号块长10.0m ，中、边跨合拢段长度为2.0m ，边跨现浇段长度为4.0m 。

挂篮浇注梁段中1#块梁长3.5m ，梁重102.3t ，8#块梁长4.0m ，梁重103.8t 。

1#~9#块段采用三角形挂篮施工。

三角形挂篮具有性能可靠、稳定性好、操作容易、分量轻、受力明确等特点。

三角形挂篮由三角桁架、提吊系统、锚固系统、底模板组成：如图：挂篮工作原理：底模随三角桁架向前移动就位后，分块吊装安装梁段底板和腹板钢筋、安装底腹板预应力筋和管道，然后安装内模，待内模安装完毕，绑扎安装顶板钢筋、预应力筋与管道，然后浇注梁段砼，新梁段预应力筋张拉和压浆作业结束后，挂篮再向前移动，举行下一梁段的施工，如此循环，直至梁段悬灌完工。

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目录一、概述 (1)1.1挂篮概况 (1)1.2挂篮构造 (2)1.2.1主桁承重系统 (3)1.2.2行走及后锚系统 (3)1.2.3底篮及悬吊系统 (3)1.2.4模板系统 (4)二、挂篮拼装 (6)2.1挂篮拼装流程 (6)2.1.1拼装流程框图 (6)2.1.2拼装施工流程示意图 (6)2.2拼装标准 (13)2.3挂篮拼装 (13)2.3.1测量放样 (13)2.3.2铺设轨道 (14)2.3.3拼装挂篮主桁 (14)2.3.4安装挂篮锚固系统 (15)2.3.5安装挂篮前后悬吊 (16)2.3.6安装挂篮底篮 (16)2.3.7安装挂篮行走小车 (19)2.3.8外模板就位 (19)2.4人员组织及施工周期 (20)2.5拼装检查 (21)三、加载试验 (22)3.1试验目的 (22)3.2试验方案 (22)3.2.1试验方法概述 (22)3.2.2试验荷载 (23)3.2.3变形观测项目 (26)3.2.4测点布置 (26)3.2.5观测方法 (27)3.3试验加载程序 (28)3.4卸载程序 (29)3.5人员组织 (29)3.6加载试验注意事项 (29)3.7试验成果 (29)四、挂篮及模板前移 (31)4.1施工流程 (31)4.2挂篮前移必备条件 (31)4.3连体挂篮解体及前移 (32)4.3.1改制的三角挂篮 (32)4.3.2改制的菱形挂篮 (33)4.4分离式挂篮前移 (35)4.4.1施工流程 (35)4.4.2操作细则 (36)4.4.3人员组织 (39)4.5模板前移 (40)4.5.1外模前移 (41)4.5.2内模前移 (41)五、挂篮检查 (42)5.1砼浇注前检查 (42)5.2砼浇注过程检查 (42)六、台风季节挂篮施工应急措施 (43)6.1施工工况 (43)6.2应急措施 (43)七、挂篮拆除 (45)挂篮施工操作规程一、概述1.1挂篮概况K6桥、K12桥和K24桥均采用挂篮悬臂现浇工艺施工，挂篮概况详见下表。