CN102409618A - 倒挂式三角斜爬挂篮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒挂式三角斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台及安全防护系统，其特征在于：主桁系统为中横梁（11）两端对称设置的两榀三角形桁架结构，两榀三角桁架与前横梁（10）和中横梁（11）连接；止退系统为抗剪臂（16）和支挡装置（17），在支挡装置（17）和抗剪臂（16）之间设有抗剪臂千斤顶（27）；支反力系统由穿过主桁片（1）的拉杆（8）、桁片B（3）的后端部设置的后支点千斤顶（14）和反力轮（15）组成。本发明具有能使主桁架倒挂在梁箱底面行走，并能满足宽箱拱、大坡度及变弧线需求，具有结构简单，装卸方便等特点。

Description

倒挂式三角斜爬挂篮

技术领域

本发明属于桥梁施工领域， 具体来说涉及一种倒挂式三角斜爬挂篮。

背景技术

大跨径钢筋混凝土箱形拱桥是山区适宜、合理、经济的桥型之一，特别是西部山区岩石地基多且承载力高，修建大跨径钢筋混凝土箱形拱桥是经济合理的。针对目前山区公路桥梁面对更复杂的地形地质条件和更恶劣的交通运输环境，修建山区大跨径钢筋混凝土箱形拱桥从结构设计和施工工艺提出了新的要求：a.施工材料和设备运输尽可能方便；b.不需要预制场地；c.施工工艺简单；d.结构整体性强；e.施工中结构稳定性和抗风性能高；f.结构用材省，自重重量轻。具备以上条件的山区钢筋混凝土拱桥设计与施工方案，方能很好的适应目前山区桥梁建设技术需要。现有技术中，其施工方法因自然环境和施工条件的不同而多种多样，通常山区大跨径钢筋混凝土箱形拱桥无支架施工方法主要有：a.缆索吊装法；b.转体施工法；c.劲性骨架法；d.悬臂桁架法；e.上述四种中任意两种或多种相结合的组合法。从工程实际需要出发，现有山区大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工方法都不能满足需要。

采用整体截面的单箱多室拱箱截面、挂篮悬臂浇筑的施工是切实可行且有效的施工方法。而悬浇拱桥顺利与否的关键在于挂篮。常规悬臂浇筑施工挂篮仅用于顶面处于基本水平的箱梁，挂篮只需满足竖向受力要求，对于宽箱梁、大坡度及变弧线的拱桥施工，需要解决挂篮的大结构尺寸、轻型化以及斜爬与止退等诸多问题，以抵抗在浇筑拱圈混凝土时产生的下滑力、满足拱段倾斜角度变化以及同时满足受力、变形以及稳定性的施工需求。对于挂篮结构，主要有桁架式、斜拉式两类。桁架式挂篮按其构成部件的不同，可分为万能杆件挂篮、贝雷梁或装配式公路钢桁梁组合式和挂篮、型钢组合桁架组合式等。按桁架构成形状的不同，又可分为平行桁架式、平弦无平衡重式、弓弦式、菱形式等多种。上述各种挂篮，在施工箱型拱桥时存在如下缺陷：（1）采用贝雷片或万能杆件等常备式钢构件加工的挂篮，由于这些钢构件是定型产品，导致结构灵活性差，杆件之间连接处理困难且挂篮重量很重。（2）设置于已浇筑梁段顶面挂篮，其承重桁架置于箱顶，由于拱桥梁段具有倾斜、呈弧度的特点，挂篮前臂杆件势必需要加长，而后锚角度每段都在变化，使挂篮结构变得较复杂。（3）支、承系统合一，虽能满足挂篮行走或混凝土浇筑时的最大受力需要，但不能同时适应两种工况下不同受力的需要。（4）主桁采用侧桁式，虽能满足一般箱拱悬浇施工，但无法适应宽箱拱的施工。（5）侧桁式挂篮的支点在桁架外，导致面外受力较大，难同时满足受力、变形以及稳定性要求。（6）侧桁式挂篮行走系统设计不尽合理，如倒设置的π形轨道，导致挂篮行走不平顺；且此类挂篮调整标高过程较繁琐。（7）侧向模板立模、拆模速度慢，影响施工进度。

 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能使主桁架倒挂在梁箱底面行走，并能满足宽箱拱、大坡度及变弧线需求，结构简单，装卸方便的倒挂式三角斜爬挂篮。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明的倒挂式三角斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台及安全防护系统，其中：主桁系统为中横梁两端对称设置的两榀三角形桁架结构，每榀三角形桁架结构包括与中横梁相连的主桁片、与主桁片一端活动连接的桁片A、桁片B、桁片F，与主桁片另一端活动连接的桁片C、桁片D、桁片E，桁片C和桁片D另一端与桁片A活动连接，桁片E另一端与桁片B活动连接，两榀三角桁架与前横梁和中横梁连接；止退系统为抗剪臂和支挡装置，支挡装置固定于桁片B的端部，抗剪臂位于支挡装置一侧，在支挡装置和抗剪臂之间设有抗剪臂千斤顶；支反力系统由穿过主桁片的拉杆、桁片B的后端部设置的后支点千斤顶和反力轮组成；走行系统为桁片F上端设置的滑船，滑船一侧设有顶推盒、行走千斤顶A，滑船下方设有行走轨道；模板系统包括底模、侧模、侧模移动装置及行走装置，分配梁通过连接板与桁片A固定连接，底模位于分配梁上方，侧模的底面固定在侧模调节装置上，侧模调节装置的下方设有侧模移动装置；工作平台及安全防护系统包括前端工作平台、侧向工作平台、后工作吊架，前端工作平台位于模板系统的前端，侧向工作平台位于模板系统的侧面、与侧模调节装置固定连接。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述桁片B和桁片F分别与桁片G两端连接。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述两榀三角形桁架之间设有稳定桁架结构。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述支挡装置为挡块。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述后支点千斤顶为自锁式同步千斤顶。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述抗剪臂千斤顶为扁平千斤顶。

上述倒挂式三角斜爬挂篮，其中：所述各桁片之间均采用销接方式活动连接。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，各构件均为拉压杆系结构，采用拼装式，受力清晰明确，使用安全可靠，且拆装方便快捷。止退系统包括抗剪臂、支挡装置、抗剪臂千斤顶，支挡装置一侧设有抗剪臂，在支挡装置和抗剪臂之间设有抗剪臂千斤顶，桁片B的端部上表面设置抗剪臂，抵抗待浇箱梁浇筑时产生的下滑力，此时滑船脱空，不参与受力，达到了支承系统的分离，支承系统分离可使挂篮适应在行走和混凝土浇筑时的不同受力需要。将侧模通过侧模移动装置固定在侧向工作平台上，可随挂篮整体前移；立模、拆模只需移动侧模移动装置即可完成，操作简单快捷。解决了具有大坡度、变弧线的箱拱施工，并通过滑船在箱拱顶上固定的行走轨道上行走（三角形主桁结构部分倒挂在箱拱底行走），满足曲线、宽箱拱桥主拱圈悬臂浇筑时各节段倾斜角度变化的施工需求。模板系统的底篮横梁与桁片（纵梁）之间采用螺栓形式连接，在横梁底部与桁片顶部设置连接板，通过螺栓连接实现横梁与桁片之间连接，底篮将主桁系统两侧三角桁架连接，起到了支撑底模的作用。挂篮的主桁系统和底篮系统结合，增加结构的整体刚度，很好的满足了抗倾、抗风稳定性要求。

将承重桁架系统与底篮支承系统结合，主桁三角形桁架倒挂于箱梁的底部，在主桁的上用型钢作分配梁，在分配梁上放置底模；并在侧向工作平台上安装侧模移动装置，将侧模板焊固定于其上。悬臂浇筑时，先将主桁架及底模用拉杆提起紧贴箱梁的底部，在后支点上设置自锁式同步千斤顶调整底模前端标高，并于中横梁的后部设置抗剪臂，抵抗箱梁浇筑时产生的下滑力，此时挂钩脱空，不参与受力。行走时，松开拉杆、抗剪臂及后支点的千斤顶，将整个挂篮通过滑船悬挂在拱背上，后支点受力转换为反力轮受力，通过顶推滑船使挂篮前移就位后，进行下一节段混凝土浇筑。挂篮主要由型钢和钢板组焊构件组成，在保证其刚度和强度的前提下，减轻了自重。

总之，本使用新型的挂式三角斜爬挂篮具有以下优点：

1、各构件之间通过活动连接（或螺栓）形式连接，最大限度的发挥了杆系结构轴向受力的特点，让结构受力更趋于合理，减少了不必要的附加弯矩给结构杆件带来的附加应力，提高了结构的受力安全，且有效的减小截面尺寸，降低成本，同时减小了挂篮自重，施工方便。

2、挂篮构件均为杆系结构，构造简单，制造和安装施工方便快捷。

3、挂篮行走和混凝土浇筑时，支承系统分离，可适应不同受力需要。

4、将侧模焊接在可移动外架上并固定于侧向工作平台上，随挂篮整体前移；立模、拆模只需移动外架即可完成，操作简单快捷。

5、设置可伸缩的抗剪装置，并通过挂钩上滑船在箱拱顶轨道上的行走，满足了宽箱、大坡度及变弧线拱桥主拱圈悬臂浇筑时各节段倾斜角度不断变化的施工需求。

6、主桁系统和底篮系统结合，增加结构的整体刚度，能很好的满足了抗倾、抗风稳定性要求。

7、承载平台（底篮系统）为平面刚架结构，构造简单，受力明确；挂篮结构主要采用普通型材制作，构件自重较轻。根据各构件受力特点，采用了不同的结构形式，在保证其刚度和强度的前提下，减轻了自重。

 

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明底篮系统俯视结构示意图；

图3为本发明的使用状态图；

图4为本发明行走系统结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为本发明行走系统使用状态图；

图7为本发明挂篮侧模移动装置侧视使用状态图；

图8为本发明挂篮抗剪装置使用状态图；

图中标记：

1、主桁片；2、桁片A；3、桁片B；4、桁片C；5、桁片D；6、桁片E；7、桁片F；8、拉杆；9、分配梁；10、前横梁；11、中横梁；12、稳定桁架结构；13、桁片G；14、后支点千斤顶；15、反力轮；16、抗剪臂；17、支挡装置；18、底模；19、前工作平台；20、侧向工作平台；21、后工作吊架；22、地脚螺栓；23、行走轨道；24、滑船；25、顶推盒；26、行走千斤顶；27、扁平千斤顶；28、侧向模板；29、侧模移动装置；30、侧模调节装置；31、连接板；32、已浇箱梁；33、待浇箱梁。

 

具体实施方式：

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的倒挂式三角斜爬挂篮具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参见图1至图8，本发明的倒挂式三角斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台及安全防护系统，其中：主桁系统为中横梁11两端对称设置的两榀三角形桁架结构，每榀三角形桁架结构包括与中横梁11相连的主桁片1、与主桁片1一端活动连接的桁片A2、桁片B3、桁片F7，与主桁片1另一端活动连接的桁片C4、桁片D5、桁片E6，桁片C4和桁片D5另一端与桁片A2活动连接，桁片E6另一端与桁片B3活动连接，两榀三角桁架与前横梁10和中横梁11连接；止退系统为抗剪臂16和支挡装置17，支挡装置17固定于桁片B3的端部，抗剪臂16位于支挡装置17一侧，在支挡装置17和抗剪臂16之间设有抗剪臂千斤顶27；支反力系统由穿过主桁片1的拉杆8、桁片B3的后端部设置的后支点千斤顶14和反力轮15组成；走行系统为桁片F7上端设置的滑船24，滑船24一侧设有顶推盒25、行走千斤顶A26，滑船24下方设有行走轨道23；模板系统包括底模18、侧模28、侧模移动装置29及行走装置30，分配梁9通过连接板31与桁片A2固定连接，底模18位于分配梁9上方，侧模28的底面固定在侧模调节装置30上，侧模调节装置30的下方设有侧模移动装置29；工作平台及安全防护系统包括前端工作平台19、侧向工作平台20、后工作吊架21，前端工作平台19位于模板系统的前端，侧向工作平台20位于模板系统的侧面、与侧模调节装置30固定连接。

所述桁片B3和桁片F7分别与桁片G13两端连接。

所述两榀三角形桁架之间设有稳定桁架结构12。

所述支挡装置17为挡块。

所述后支点千斤顶14为自锁式同步千斤顶。

所述抗剪臂千斤顶27为扁平千斤顶。

所述各桁片之间均采用销接方式活动连接。

使用时，主桁系统的两榀三角桁架以挂篮纵向轴线左右对称设置，每榀三角桁架各桁片之间均采用单铰形式连接，铰采用高强材质的钢销制作而成。走行系统的滑船24焊接固定在桁片F7上端，形成挂钩，行走轨道23通过预埋在拱顶的地脚螺栓22锚固于已浇箱梁31的拱肋上，达到行走轨道23紧贴箱拱，而纵向接长采用螺栓连接，保证了轨道紧贴拱背且纵向顺直，满足了挂篮行走时的平顺性。支承系统前支点设置在已浇箱梁32拱节段前端，左右各二根拉杆8穿过主桁片1及预埋在箱拱中的管道，锚固在箱拱顶；后支座是由固定在桁片B3上的自锁式同步千斤顶14及钢垫板组成，以作为浇筑混凝土时挂篮的反力支点，同时此后支点千斤顶14起到调整挂篮标高的作用。悬臂浇筑时，先将主桁系统及底模18用拉杆8提起紧贴箱梁的底部，在后支点上设置自锁式同步千斤顶14调整底模前端标高，并于桁片B3的端部上表面设置抗剪臂16，抵抗待浇箱梁33浇筑时产生的下滑力，此时滑船24脱空，不参与受力，达到了支承系统的分离。

施工完一个节段后，进行挂篮行走。行走时，抽出抗剪臂16，松开拉杆8及后支点的千斤顶14，挂篮下降，通过将滑船24置于行走轨道23内，将整个挂篮倒挂在已浇箱梁31的顶面，后支点受力转换为反力轮15，通过顶推滑船24使挂篮前移就位。

抗剪臂16是由钢板焊接成的箱型盒。浇注混凝土时，抗剪臂16由已浇筑箱梁32节段底板预留孔内放下，再在支挡装置17与抗剪臂16之间放置一扁平千斤顶27，调整挂篮纵向位移后，在主桁系统上将支挡装置17抵紧，起到防止挂篮下滑的作用。挂篮准备行走前，直接将抗剪臂16移至已浇筑好箱梁32节段内，准备就位。在挂篮移动过程中，挂篮的止退是通过滑船24一侧的顶推盒25、行走千斤顶26传递给行走轨道23上的地脚螺栓22，由地脚螺栓22来抵抗挂篮的向下推力。通过设置可伸缩的挂篮抗剪装置，解决了具有大坡度、变弧线的箱拱施工问题。

模板系统中的侧模移动装置29，需先固定轨道，然后将行走装置安放在轨道上，再将侧模调节装置30安装在侧模移动装置29上，最后根据主拱圈弧线将侧向模板28焊接在侧模调节装置30上。行走时，只需先调节侧模调节装置30，然后将整个装置通过侧模移动装置29外移固定在侧向工作平台20上，最后随挂篮整体移动即可。悬浇时，待钢筋安装完后，只需将整个侧模移动装置29及侧向模板28内移微调侧模调节装置30即可就位，操作简单、快捷。

模板系统中的底篮，底篮横梁9与桁片2（纵梁）之间采用螺栓形式连接，在横梁9底部与桁片2顶部设置连接板31，通过螺栓连接实现横梁9与桁片2之间连接，底篮将主桁系统两侧三角桁架连接，起到了支撑底模的作用。这样就实现了主桁系统和底篮系统完美结合，不仅增加了结构的整体刚度、减轻了结构自重，而且很好的满足了抗倾、抗风、稳定性要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (7)

1.一种倒挂式三角斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台及安全防护系统，其特征在于：主桁系统为中横梁（11）两端对称设置的两榀三角形桁架结构，每榀三角形桁架结构包括与中横梁（11）相连的主桁片（1）、与主桁片（1）一端活动连接的桁片A（2）、桁片B（3）、桁片F（7），与主桁片（1）另一端活动连接的桁片C（4）、桁片D（5）、桁片E（6），桁片C（4）和桁片D（5）另一端与桁片A（2）活动连接，桁片E（6）另一端与桁片B（3）活动连接，两榀三角桁架与前横梁（10）和中横梁（11）连接；止退系统为抗剪臂（16）和支挡装置（17），支挡装置（17）固定于桁片B（3）的端部，抗剪臂（16）位于支挡装置（17）一侧，在支挡装置（17）和抗剪臂（16）之间设有抗剪臂千斤顶（27）；支反力系统由穿过主桁片（1）的拉杆（8）、桁片B（3）的后端部设置的后支点千斤顶（14）和反力轮（15）组成；走行系统为桁片F（7）上端设置的滑船（24），滑船（24）一侧设有顶推盒（25）、行走千斤顶A（26），滑船（24）下方设有行走轨道（23）；模板系统包括底模（18）、侧模（28）、侧模移动装置（29）及行走装置（30），分配梁（9）通过连接板（31）与桁片A（2）固定连接，底模（18）位于分配梁（9）上方，侧模（28）的底面固定在侧模调节装置（30）上，侧模调节装置（30）的下方设有侧模移动装置（29）；工作平台及安全防护系统包括前端工作平台（19）、侧向工作平台（20）、后工作吊架（21），前端工作平台（19）位于模板系统的前端，侧向工作平台（20）位于模板系统的侧面、与侧模调节装置（30）固定连接。

2.如权利要求1所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述桁片B（3）和桁片F（7）分别与桁片G（13）两端连接。

3.如权利要求1所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述两榀三角形桁架之间设有稳定桁架结构（12）。

4.如权利要求1所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述支挡装置（17）为挡块。

5.如权利要求1所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述后支点千斤顶（14）为自锁式同步千斤顶。

6.如权利要求1所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述抗剪臂千斤顶（27）为扁平千斤顶。

7.如权利要求1至6中任一项所述的倒挂式三角斜爬挂篮，其特征在于：所述各桁片之间均采用销接方式活动连接。

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