CN105951611A - 倒挂式三角斜拉斜爬挂篮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统，其特征在于：主桁系统上方装有止退系统、支反力系统和走行系统，主桁系统由中横梁（10）两侧对称设置的纵梁（1）、与纵梁（1）连接的前拉杆（3）和后拉杆（11）组成，两侧的纵梁（1）之间通过前横梁（9）、中横梁（10）和前稳定桁架（8）连接形成空间结构；止退系统包括抗剪臂（14）和支挡装置（15），在支挡装置（15）和抗剪臂（14）之间设有抗剪臂千斤顶（16）。本发明结构简单、拆装方便、轻型便捷、安全稳定，适合地形复杂、宽箱拱、大坡度及变弧线拱桥施工的推广使用。

Description

倒挂式三角斜拉斜爬挂篮

技术领域

本发明属于桥梁施工装置技术领域，具体来说涉及一种倒挂式三角斜拉斜爬挂篮。

背景技术

在山区或高地，大跨径钢筋混凝土箱形拱桥是适宜、合理、经济的桥型之一，特别是西部山区，地基岩石多且承载力高，修建大跨径钢筋混凝土箱形拱桥是经济合理的。但是，对于山区复杂的地形地质条件和恶劣的交通运输环境，就大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的施工提出了更高的要求：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安全性能高；f.结构用材省，自重重量轻。现有施工技术中，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.组合法，这些现有方案已不能满足山区特别是地形复杂地区大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的需要。

对于采用单箱多室截面的拱圈，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、贝雷梁或装配式公路钢桁梁组合式挂篮、型钢组合桁架式等。按桁架构成形状的不同，又可分为平行桁架式、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的一种结构简单、拆装方便、轻型便捷、安全稳定的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮。

本发明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拉斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统，其中：主桁系统上方装有止退系统、支反力系统和走行系统，主桁系统由中横梁两侧对称设置的纵梁、与纵梁连接的前拉杆和后拉杆组成，两侧的纵梁之间通过前横梁、中横梁和前稳定桁架连接形成空间结构；止退系统包括抗剪臂和支挡装置，在支挡装置和抗剪臂之间设有抗剪臂千斤顶；支反力系统由穿过纵梁的拉杆、纵梁的尾部设置的后支点千斤顶和反力轮组成；走行系统为设置在行走轨道内的滑船，滑船一侧设有顶推盒、行走千斤顶，滑船下方设有行走轨道。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：纵梁上方设置有模板系统，模板系统包括底模、侧模、侧模移动装置及侧模调节装置，分配梁通过连接板与纵梁固定连接，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。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：模板系统连接有工作平台及安全防护系统，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、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。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：前拉杆一端通过连接器与纵梁相连接，另一端连接有锚箱。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：锚箱的锚固端设有半球铰，锚箱内设置有前拉杆的转动空间。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：前拉杆与纵梁的连接器设有转动销子，连接器的锚固端钢板上设置了滑槽，锚垫板B设置有锚垫板B挂钩，锚垫板B挂钩置于滑槽内。

上述倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其中：后支点千斤顶为自锁式同步千斤顶，抗剪臂千斤顶为扁平千斤顶，支挡装置为挡块。

本发明同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，本发明的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮中，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，纵梁的中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（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。模板系统的底篮分配梁与前纵梁之间采用螺栓连接，在分配梁底部与前纵梁顶部设置连接板，通过螺栓连接实现分配梁与纵梁之间连接，底篮将两主梁连接成整体，起到了支撑底模的作用。挂篮的主桁系统依靠结构自身的刚度来抵抗挂篮前移时的变形，大大减轻了挂篮的自重。

采用前拉杆将纵梁通过锚箱锚固在已浇筑的混凝土上，充分发挥了前拉杆的抗拉强度，减轻了底蓝结构的自重；在前纵梁的上端用型钢作分配梁，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，将侧模板焊接固定于其上。悬臂浇筑时，先将纵梁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，主要受力体系为纵梁、前拉杆。行走时，松开拉杆、前拉杆、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而成，在保证其刚度和强度的前提下，减轻了自重。

总之，本发明的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮具有以下优点：

1、各构件之间通过销轴连接（或螺栓），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，改善和提高了结构的受力状态，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、挂篮行走和混凝土浇筑时，支承系统分离，可适应不同受力需要；前拉杆位于待浇筑混凝土内，前拉杆仅在浇筑混凝土时参与受力；挂篮前移时，拆除前拉杆，挂篮依靠纵梁结构自身刚度抵抗变形，。

3、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。

4、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，满足了宽箱体、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。

5、采用前拉杆将纵梁锚固在已浇筑混凝土上，纵梁结构简单，自重较轻；

6、受力结构为纵梁、前拉杆，构造简单，受力明确制造和安装施工方便快捷；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。

7、前拉杆与纵梁的连接器设有转动销子，连接器的锚固端钢板上设置了滑槽，锚垫板B设置有锚垫板B挂钩，锚垫板B挂钩置于滑槽内，拆除前拉杆时可直接将锚垫板B与锚固螺母整体水平推出连接器结构外，再松动锚固螺母，减小了连接器的空间尺寸，拆装方便；

8、锚箱的锚固端设有半球铰，锚箱内预留前拉杆的转动空间，适应梁体各节段的角度变化；

总之，本发明结构简单、拆装方便、轻型便捷、安全稳定，适合地形复宽箱拱、大坡度及变弧线拱桥施工的推广使用。

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为本发明行走系统结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明的使用状态图；

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9为本发明挂篮锚箱使用状态图；

图10为本发明纵梁与前拉杆连接器构造图；

图中标记：

1.纵梁；2.拉杆；3.前拉杆 ；4.锚箱；5.连接器；6.挂钩；7.分配梁；8.前稳定桁架；9.前横梁10.中横梁；11.后拉杆；12.后支点千斤顶；13.反力轮；14.抗剪臂；15.抗剪臂挡块；16.抗剪臂调节千斤顶；17.底模；18.前工作平台；19.侧向工作平台；20.工作吊架；21.行走轨道；22.地脚螺栓；23.滑船；24.顶推盒；25.行走千斤顶；26.侧模；27.侧模移动装置；28.侧模调节装置；29.分配梁与纵梁连接板；30.已浇箱梁；31.待浇箱梁；32.半球铰；33.锚垫板A；34.锚固螺母；35.锚锚杆；36.销子；37.锚垫板B；38.保险销；39.滑槽；40.锚垫板B挂钩。

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拉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4，本发明的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统，其中：主桁系统上方装有止退系统、支反力系统和走行系统，主桁系统由中横梁10两侧对称设置的纵梁1、与纵梁1连接的前拉杆3和后拉杆11组成，两侧的纵梁1之间通过前横梁9、中横梁10和前稳定桁架8连接形成空间结构；止退系统包括抗剪臂14和支挡装置15，在支挡装置15和抗剪臂14之间设有抗剪臂千斤顶16；支反力系统由穿过纵梁1的拉杆2、纵梁1的尾部设置的后支点千斤顶12和反力轮13组成；走行系统为设置在行走轨道21内的滑船23，滑船23一侧设有顶推盒24、行走千斤顶25，滑船23下方设有行走轨道21。纵梁1上方设置有模板系统，模板系统包括底模17、侧模26、侧模移动装置27及侧模调节装置28，分配梁7通过连接板29与纵梁1固定连接，底模17位于分配梁7上方，侧模26的底面固定在侧模调节装置28上，侧模调节装置28的下方设有侧模移动装置27。模板系统连接有工作平台及安全防护系统，工作平台及安全防护系统包括前端工作平台18、侧向工作平台19、工作吊架20，前端工作平台18位于模板系统的前端，侧向工作平台19位于模板系统的侧面、与侧模调节装置28固定连接。前拉杆3一端通过连接器5与纵梁1相连接，另一端连接有锚箱4。锚箱4的锚固端设有半球铰，锚箱4内设置有前拉杆3的转动空间。前拉杆3与纵梁1的连接器5设有转动销子36，连接器5的锚固端钢板上设置了滑槽39，锚垫板B37设置有锚垫板B挂钩40，锚垫板B挂钩40置于滑槽39内。所述后支点千斤顶12为自锁式同步千斤顶，抗剪臂千斤顶16为扁平千斤顶，支挡装置15为挡块。

使用时，参见图5至图10，使用时，主桁系统的两侧纵梁1以挂篮纵向轴线左右对称设置，纵梁1采用型钢组拼焊接而成，前横梁9、中横梁10与纵梁1通过销子连接，纵梁1与前、中、后横梁之间设置了稳定桁架8，采用前拉杆3将纵梁1锚固在已浇箱梁30节段上，前拉杆3穿过待浇箱梁31节段混凝土，采用波纹管进行防漏浆保护；纵梁1与前拉杆3通过连接器5连接，锚箱4放置在箱梁顶面，设置了半球铰32并采用锚杆35进行锚固。走行系统的滑船23焊接固定在挂钩6上端，行走轨道21通过预埋在拱顶的地脚螺栓22锚固于已浇箱梁30的拱肋上，达到行走轨道21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30节段前端，左右各两根拉杆2穿过纵梁1外侧及预埋在箱拱中的管道，锚固在箱拱顶；后支座是由固定在纵梁上的自锁式同步千斤顶12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12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用拉杆2提起紧贴箱梁的底部，在后支点上设置自锁式同步千斤顶12调整底模前端标高，并于纵梁顶面设置抗剪臂14，抵抗待浇箱梁31浇筑时产生的下滑力，此时滑船23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14及前拉杆3，松开拉杆2及后支点的千斤顶12，挂篮下降，通过将滑船23置于行走轨道21内，将整个挂篮倒挂在已浇箱梁30的顶面，后支点受力转换为反力轮13，通过顶推滑船23使挂篮前移就位。

抽出前拉杆3时，首先需对前拉杆3进行放张，然后拆除锚箱4、连接器5的锚固螺母34，将前拉杆从已浇筑混凝土中抽出。由于连接器5的内部空间小，拆除连接器5的锚固螺母34前，首先将前拉杆3、锚垫板B、锚固螺母34整体沿滑槽39推出至连接器5结构外侧，然后再松动锚固螺母。

抗剪臂14是由钢板焊接成的箱型盒。浇注混凝土时，抗剪臂14由已浇筑箱梁30节段底板预留孔内放下，再在支挡装置15与抗剪臂14之间放置一扁平千斤顶16，调整挂篮纵向位移后，在主桁系统上将支挡装置15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14移至已浇筑好箱梁30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23一侧的顶推盒24、行走千斤顶25传递给行走轨道21上的地脚螺栓22，由地脚螺栓22来抵抗挂篮的向下推力。

模板系统中的侧模移动装置27，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28安装在侧模移动装置27上，最后根据主拱圈弧线将侧向模板26焊接在侧模调节装置28上。行走时，只需先调节侧模调节装置28，然后将整个装置通过侧模移动装置27外移固定在侧向工作平台19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27及侧向模板26内移微调侧模调节装置28即可就位，操作简单、快捷。

模板系统中的底篮，底篮分配梁7与前纵梁之间采用螺栓连接，在分配梁7底部与前纵梁1顶部设置连接板29，通过螺栓连接实现分配梁7与前纵梁1之间的连接，纵梁1及前横梁9、中横梁10、前稳定桁架8连接形成整体，起到了支撑底模的作用。

本发明结构简单、拆装方便、轻型便捷、安全稳定，适合地形复宽箱拱、大坡度及变弧线拱桥施工的推广使用。

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拉斜爬挂篮，包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统，其特征在于：主桁系统上方装有止退系统、支反力系统和走行系统，主桁系统由中横梁（10）两侧对称设置的纵梁（1）、与纵梁（1）连接的前拉杆（3）和后拉杆（11）组成，两侧的纵梁（1）之间通过前横梁（9）、中横梁（10）和前稳定桁架（8）连接形成空间结构；止退系统包括抗剪臂（14）和支挡装置（15），在支挡装置（15）和抗剪臂（14）之间设有抗剪臂千斤顶（16）；支反力系统由穿过纵梁（1）的拉杆（2）、纵梁（1）的尾部设置的后支点千斤顶（12）和反力轮（13）组成；走行系统为设置在行走轨道（21）内的滑船（23），滑船（23）一侧设有顶推盒（24）、行走千斤顶（25），滑船（23）下方设有行走轨道（21）。

2.如权利要求1所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：纵梁（1）上方设置有模板系统，模板系统包括底模（17）、侧模（26）、侧模移动装置（27）及侧模调节装置（28），分配梁（7）通过连接板（29）与纵梁（1）固定连接，底模（17）位于分配梁（7）上方，侧模（26）的底面固定在侧模调节装置（28）上，侧模调节装置（28）的下方设有侧模移动装置（27）。

3.如权利要求2所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：模板系统连接有工作平台及安全防护系统，工作平台及安全防护系统包括前端工作平台（18）、侧向工作平台（19）、工作吊架（20），前端工作平台（18）位于模板系统的前端，侧向工作平台（19）位于模板系统的侧面、与侧模调节装置（28）固定连接。

4.如权利要求1所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：前拉杆（3）一端通过连接器（5）与纵梁（1）相连接，另一端连接有锚箱（4）。

5.如权利要求4所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：锚箱（4）的锚固端设有半球铰，锚箱（4）内设置有前拉杆（3）的转动空间。

6.如权利要求1所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：前拉杆（3）与纵梁（1）的连接器（5）设有转动销子（36），连接器（5）的锚固端钢板上设置了滑槽（39），锚垫板B（37）设置有锚垫板B挂钩（40），锚垫板B挂钩（40）置于滑槽（39）内。

7.如权利要求1所述的倒挂式三角斜拉斜爬挂篮，其特征在于：后支点千斤顶（12）为自锁式同步千斤顶，抗剪臂千斤顶（16）为扁平千斤顶，支挡装置（15）为挡块。