（中鐵x局集團武漢工程****）
摘要：菱形掛籃主要受力構件為二力杆，具有結構輕巧、受力明確、拆錨方便的特點。主梁採用h型鋼雙向迴轉半徑均較大，增加了桿件的穩定性。
本文主要對應用於天興洲大橋北岸引橋灄口左線引橋1號橋的菱形掛籃設計和施工進行了介紹。
關鍵詞：懸臂澆築、菱形掛籃、設計、施工
1 工程概況
灄口左線引橋1號橋全長1237.64m, 共計37墩1臺，中心里程為wdk1176+447.68。
全橋大部分在灄水河泛洪區內。主跨為32m+48m+32m（7號～10號墩）等高度預應力混凝土連續彎梁跨越灄水河。連續彎梁為單線懸臂澆注連續梁，位於r=800m的圓曲線及緩和曲線上，線路坡降為+5.
2‰。2 掛籃設計
掛籃設計依據施工圖紙按以下要求設計，設計原則：自重輕、結構簡單、受力明確、堅固穩定、變形小、前移和裝拆方便、具有較強的可重複利用性。
2.1 掛籃選型
掛籃是懸臂施工中的主要裝置，按結構形式可分為桁架式（包括平弦無平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和預應力斜拉式)、型鋼式及混合式4種
2.1.1 設計要求
⑴箱梁結構引數：等高度單箱單室箱梁，截面樑高3.3m，全橋箱梁頂板厚0.
25m，箱寬4.2m，橋面板寬7.4m，腹板厚跨中部分為0.
35m，支點附近為0.60m，底板厚從跨中部分至支點由0.25m變至0.
6m；全梁共設5道橫隔板，全梁共分35個梁段，中支點0#梁段長6.0m，一般梁段長3m，合攏段長2m，邊跨直線段長7.5m，全梁採用雙向預應力體系。
⑵掛籃最大重量不得大於33t；
⑶懸臂澆注砼最大重量57.72t；
2.1.2 型別選定
根據混凝土懸臂施工工藝要求及設計圖紙對掛籃要求，綜合比較各種形式掛籃特點、重量、採用鋼材型別、施工工藝等，經過研究決定採用菱形掛籃，菱形掛籃結構簡潔、受力明確、拆裝錨固方便，為施工提供了寬闊的作業空間。
2.2 掛籃結構材料
掛籃菱形組合梁採用300×300h型鋼，內導梁、底縱樑、橫樑均採用i36a工字鋼，吊帶採用φ32精軋螺紋鋼，滑道採用250×250h型鋼。
2.3 掛籃結構檢算
荷載傳遞路徑：見圖1。
圖1 荷載傳遞路徑
檢算內容包括：
⑴菱形組合梁。按最大重量節段荷載對組合梁各桿件進行強度、剛度及穩定性檢算；
⑵上下橫樑、吊桿、導梁、滑道、壓緊器、前支腿、後錨、底縱樑進行強度和剛度檢算；
⑶各連線螺栓、連線板、焊縫進行強度檢算；
2.4 掛籃技術引數
⑴掛籃及模板自重19t，掛籃與最大梁段重量比0.33；
⑵設計荷載100t，恆載安全係數取1.2，活載安全係數取1.4；
⑶走行方式：無平衡重走行方式。
⑷走行時抗傾覆係數大於2.0，靜止時抗傾覆係數大於3.0
⑸掛籃的彈性變形值為10mm，非彈性變形值為2mm。
3 掛籃結構形式
掛籃主要由承重系統、底模系統、模板系統（內、外）、走行系統、後錨固系統組成。見圖2掛籃側面圖，圖3掛籃正面圖
圖2 掛籃側面圖
圖3 掛籃正面圖
3.1 承重系統
每套掛籃由10片h型鋼組合梁組成，菱形組合梁由4根h型鋼主梁和1根h型鋼立柱組成，同時頂面設水平聯絡杆，提高整體剛度。底縱樑梁下設滑道，滑道固定在已澆築混凝土梁上。
前橫樑：採用2根i36a工字鋼栓接於主梁前端上翼緣，豎向配置4根承重吊桿。
後橫樑：採用2根i36a工字鋼，豎向配置2根承重吊桿，2根後錨吊桿。
立柱：上端設有橫向聯連線杆，保證主梁橫向穩定。
3.2 底模系統
底模長4.5m在砼懸臂施工中承擔鋼筋砼重量及施工機具重量，並兼做施工操作平台。底模採用大塊鋼模板，模板平鋪於底板縱樑上，縱樑在底板下採用11根i36a工字鋼。
底板縱樑與前下橫樑、後下橫樑採用栓接，前下、後下橫樑均採用2根i36a工字鋼。
3.3 模板系統（內、外）
外模用槽鋼及角鋼做骨架，其外圍為大塊鋼模，鋼模面板用6 mm熱軋板，骨架與模板連線均採用焊接，側模與底模用螺栓連線，懸臂部分用鋼管斜撐在外模槽鋼上，側面與底模同菱形掛籃一起移動，內模採用槽鋼和角鋼做骨架，鋼木組合模板，採用內導梁移動。
3.4 走行系統
分為菱形組合梁走行系統，側模走行系統及內模走行系統三部分。
菱形組合梁走行系統：在每片梁前端設滑動點2個，後部設平衡導向滑輪，箱梁頂面上設2個滑道，向前滑移。
側模走行：外模走行，在側模上安裝調節杆，當鬆開後錨栓、底模連線螺栓及支撐拆模時，在模板自重和調節杆共同作用下，側模、底模向下脫落在主梁上，主梁、側模、底模、內模滑梁同時前進。
內模走行：放鬆內模後，內模板即落在內導梁上，與主梁、側模、內模同時前進。
3.5 後錨系統
後錨栓採用φ25精軋螺紋粗鋼筋。作用是將掛籃承受的荷載傳至箱梁上，並防止掛籃傾覆。主梁移動的傾覆穩定由主梁後端壓緊器來維持。
4 掛籃載荷試驗
初次使用掛籃前對其進行荷載試驗,以檢驗掛籃的承載能力和了解掛籃的施工撓度。
4.1 試驗方法
⑴掛籃使用前在地面進行預壓試驗，選擇在諶家磯左線引橋107號墩承臺進行預壓試驗。掛籃的試驗荷載為80t，大於混凝土及施工荷載重量的1.3倍。
⑵為了確保掛籃荷載的受力情況與真實情況相同，試驗的荷載採用鋼材和砼預製板（2.5×1×0.2m，每塊重1t）。
⑶分級載入順序為：0％→10％→ 50％→100％→130％→100％→50％→0％。壓載時間自壓載結束到開始解除安裝為48小時
4.2 變形觀測
⑴在掛籃橫樑、後錨、菱形組合梁後部共設定28個觀測點。
⑵在每級載入或解除安裝的時候及時進行觀測。
⑶在載入過程中應注意檢查掛籃各個部位，如發現異常現象應立即停止載入，進行處理。
⑷根據測量資料進行統計分析，得出掛籃施工撓度。
本掛籃最終試驗結果：掛籃的彈性變形值為12mm，非彈性變形值為2mm。
5 掛籃拼裝
掛籃在工地加工製作，利用汽車運輸到施工墩位處，主墩掛籃拼裝採用25t吊車提吊拼裝，等1號梁段施工完畢並張拉預應力索后開始拼裝。
掛籃安裝順序為：將滑道放在已定位置上，並用壓緊器將其固定，以防傾覆→用吊車安裝主梁，立柱（菱形桁架底梁錨固在滑道上）及立柱平聯→安裝前上橫樑於主梁端頭，並安裝平聯與主梁連線→用吊車先後吊裝前下橫樑、後下橫樑、底板腹板下縱樑，並安裝吊桿→安裝縱樑，側模及支架。
6 掛籃施工工藝
菱形掛籃施工工藝見圖4。
6.1 模板調整
掛籃安裝到位後應做好水平中線及標高的控制。中線控制：由於是彎梁，在上一澆注梁段上利用全站儀放出上一樑段的軸線，橫橋靠近下一施工梁段處分別放出箱梁中及腹板邊放3個點，以便校核。
利用上一樑段的軸線掛線向下一樑段延長，量取兩個梁段之間軸線在未施工梁段前端的橫向偏移值即可定出下一樑段的中軸線。高程控制：掛籃後端標高即為上一樑段混凝土標高。
掛籃前端標高考慮設計標高、上一樑段標高、掛籃彈性變形、掛籃自重引起的對結構的下撓等因素，由軟體模擬計算得出。
圖4 掛籃施工工藝流程圖
6.2 鋼筋綁紮
鋼筋按要求下料、彎制，製作成型後掛牌分類堆放，需要鋼筋時吊裝至掛籃位置，人工綁紮。先綁紮底板、腹板鋼筋，並安裝豎向預應力筋及波紋管道，待內模前移到位後綁紮頂板底層鋼筋，安裝頂板預應力管道，綁紮頂板上層鋼筋、安裝頂板預埋件。安裝鋼筋、波紋管道、預埋件的尺寸偏差不得大於設計和規範要求。
6.3 預應力波紋管成孔
全橋預應力管道均按照設計要求採用塑料波紋管成孔，安裝波紋管時如果管道與構造鋼筋位置衝突時，適當移動構造鋼筋，絕對保證預應力管道按設計位置定位，並採取加密定位鋼筋網片、網片與箱梁構造筋點焊牢固等措施，保證預應力管道位置在澆築混凝土時不移動。所有縱向預應力孔道內設定pvc內襯管，防止澆築混凝土時，孔道發生變形。
6.4 混凝土澆築
t構兩節段同時進行對稱懸澆施工，不平衡重按設計不大於2m3
6.5 預應力穿束、張拉及壓漿
豎向預應力筋採用先穿法，縱向採用後穿法人工穿束。在梁體強度達到85％以後張拉縱向預應力筋，豎向預應力筋按設計滯後1個節段張拉。壓漿採用真空壓漿工藝。
6.6 掛籃移動
每一節段縱向預應力鋼絞線張拉完畢，壓漿後，進行掛籃的向下一樑段移動，準備進行下一樑段的施工，掛籃的移動必須按照以下步驟進行：
⑴首先，在梁段頂面找平並測量好滑道位置，找平、鋪設滑道。
⑵將承重的各吊桿慢慢鬆開，同一斷面的吊桿必須同步放鬆，當內導梁、底縱樑、下橫樑離開混凝土面15cm時停住。前後橫梁樑端兩側各加掛乙個10t的倒鏈連線上下橫樑，防止吊帶脆斷。
⑶此時底模板、側模板及內模系均與梁體脫離，將菱形梁後錨鬆開，人工採用倒鏈將主梁拖拉到位，主梁的前移帶動側模、底模及內導梁整體滑移到位，隨著主梁的前移，壓緊器應交替前移（不得少於2根），以保持主梁的穩定，滑到位以後將主梁後錨桿錨緊（不得少於3根），並用測力扳手張拉15t。
⑷掛籃主梁移動到位後，把底模重新固定在各吊桿上，將內導梁也和上一樑段預留吊桿及前吊桿固定好。初步調整好中線及標高。
⑸根據測量組放樣中線及抄平測量精確調整好軸線及標高。水平調整採用倒鏈人工調，到位後將各螺母旋緊；標高調整採用千斤頂調節吊桿可以精確的達到施工要求。
⑹掛籃調整好後，安裝模板、鋼筋，灌注前重複檢查中線、高程，灌注混凝土。並等砼強度85%後張拉、壓漿。
7 掛籃向下一節段移動。
7 掛籃施工中遇到的問題及解決措施
⑴掛籃前移後調整時間過長。主要原因為標高調整時，調整吊桿採用倒鏈人工調整，倒鏈間隙大很難做到精確調整。後在每個需要調整的吊桿上安裝千斤頂，採用千斤頂調整後，掛籃的調整既提高了速度又保證了精度。
⑵掛籃內導梁移動小車上未設計有擋軸固定內導梁，當鬆開吊桿向前移動掛籃時有危險性，在移動掛籃之前發現此問題後立即鑽孔安裝擋軸，使內模系統安全順利的移動倒位。
8 以後施工中擬優化的問題及設想。
⑴在設計掛籃主梁時，主梁採用h型鋼做為主梁的桿件，考慮的是h型鋼兩個方向迴轉半徑均較理想，可以提高桿件的穩定性。從鋼材的利用率角度看，採用2根槽鋼焊接成方鋼形式做為主梁桿件是最能發揮鋼材效能的方法，但此種方式在桿件的連線上又遇到了困難。
如能改善設計方法，利用上更輕便的桿件材料將進一步降低菱形掛籃的重量，提高掛籃利用係數，達到節約成本的目的。
⑵掛籃走行系統採用倒鏈人工拖拉的方式，速度不高且占用勞動力。設想在前支腿處安裝液壓千斤頂採用電動油幫浦為動力，達到既快又省的目的。
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02附件2 菱形掛籃計算書
附件2 菱形掛籃計算書 北京康港橋梁設計中心 2015年4月5日 目錄1.適用範圍 3 2 計算依據 3 3.掛藍設計 3 3.1主要技術引數 3 3.2工程概況 3 4.掛籃主桁架驗算 4 4.1計算說明 4 4.2技術引數 4 4.3受力分析及驗算 5 5.底模結構驗算 6 5.1底縱樑驗算 6...
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掛籃安裝 一 施工準備 1 必須向所有參加掛籃安裝作業人員進行技術交底 安全交底，使全體作業人員熟悉掛籃操作效能 操作規程及安裝順序 要點，嚴格執行施工工藝要求和技術要求。2 凡參加掛籃作業的人員必須身體健康，有恐高症 心臟病和酒後人員不得參加作業 嚴禁疲勞作業。3 應保證施工環境整潔，各種材料堆放...