CN109853403A - 宽幅悬臂主梁施工用挂篮及其底篮系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮及底篮系统，其中底篮系统包括依次排列的前横梁、中横梁和后横梁，相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁且分别设于所述底篮系统两侧的第一纵梁，以及设于所述底篮系统中部且分别相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁的第二纵梁。本发明挂篮的底篮系统，通过在底篮系统的中部增加了第二纵梁，能够有效防止因底篮系统宽度的增加而导致的横梁变形，满足主梁悬臂浇筑的变形要求。

Description

宽幅悬臂主梁施工用挂篮及其底篮系统

【技术领域】

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮及底篮系统。

【背景技术】

现有技术中，混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工用的前支点挂篮的主承重结构通常为前横梁、中横梁和后横梁三道横梁，以及设于底篮两侧且连接三道横梁的主纵梁构成的“平面框架”形式结构。

随着现代经济的发展，交通量迅猛增大，桥面的宽度需求越来越大，而挂篮横梁跨中变形以桥面宽度平方的倍数进行增长，为挂篮承重结构设计带来了困难。

常规的方式是通过加大加高截面面积提高挂篮结构刚度，比如增加底篮系统中三道横梁的刚度，但是这样不可避免地使挂篮承重结构变得更加笨重。换而言之，就是使底篮系统自身重量与其所能承受重量之比增加，这样将导致挂篮材料利用率降低。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种更好适应宽幅悬臂主梁施工的挂篮的底篮系统。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种挂篮的底篮系统，包括依次排列的前横梁、中横梁和后横梁，相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁且分别设于所述底篮系统两侧的第一纵梁，以及设于所述底篮系统中部且分别相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁的第二纵梁。

优选地，所述第一纵梁为钢箱结构，所述第二纵梁、前横梁、中横梁和后横梁为桁架结构。

优选地，所述桁架结构包括水平设于所述桁架结构顶部的上弦杆、水平设于所述桁架结构底部且与所述上弦杆相对的下弦杆、竖直连接所述上弦杆与所述下弦杆的竖杆、以及斜向连接所述上弦杆和下弦杆且呈W形均匀布设的斜杆。

优选地，所述前横梁的所述上弦杆和所述竖杆采用钢管制成，所述下弦杆和所述斜杆采用型钢制成。所述中横梁和后横梁的桁架结构均由型钢组成。

优选地，所述前横梁桁架结构的高度大于所述中横梁桁架结构的高度。

优选地，还包括用于将所述底篮系统及为该底篮系统提供附着点的工程界面相锚固的锚固结构，所述锚固结构布设在所述第一纵梁与所述后横梁的连接处，以及所述第二纵梁与所述中横梁的连接处、所述第二纵梁与所述后横梁的连接处。

优选地，所述中横梁的两端连接有C型梁，所述C型梁自所述中横梁的端部弯曲延伸至所述工程界面顶部，所述第一纵梁靠近所述C型梁侧边还布设有所述锚固结构，所述锚固结构同时贯穿所述第一纵梁和所述工程界面以与所述工程界面固定连接。

优选地，所述锚固结构还布设在所述中横梁的中部。

本发明还提供一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮，其采用上述的底篮系统。

优选地，所述锚固结构还布设在所述中横梁的中部。

本发明还提供一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮，其采用上述的底篮系统。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1.本发明挂篮的底篮系统，通过在底篮系统的中部增加了第二纵梁，能够有效防止因底篮系统宽度的增加而导致的横梁变形，满足宽幅悬臂主梁浇筑的变形要求。

2.本发明挂篮的底篮系统采用“桁架”式的第二纵梁具有自重低、刚度强的特点，不仅节约了用料，更重要的是有效提高了挂篮整体刚度，并且大大降低了底篮系统自身重量与其所能承受重量之比。

3.本发明挂篮的底篮系统中，前横梁、中横梁和后横梁均采用桁架结构，也能够减轻挂篮承重结构的自重。特别地，前横梁的桁架结构采用型钢和钢管结合的形式，既保证了前横梁的承受力，又能够大大降低了底篮系统的自重。

4.本发明挂篮的底篮系统中，增加第二纵梁，第二纵梁与中横梁和后横梁之间形成多处锚固，并且增加了与工程界面的锚固位置，形成多处受力支撑点，能够分担第一纵梁的部分受力，并且能够大大降低前横梁跨度作用给挂篮系统带来的不稳定性，从而有效降低挂篮最大变形，改善挂篮结构整体受力。

【附图说明】

图1为本发明一种挂篮的底篮系统的一个典型实施例的结构示意图；

图2为本发明一种挂篮的底篮系统的中横梁的断面图；

图3为本发明一种挂篮的底篮系统的前横梁的断面图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

本发明提供一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮，其中挂篮的主承重结构为底篮系统。

参见图1，挂篮的底篮系统包括依次排列的前横梁1、中横梁2和后横梁3，相交连接所述前横梁1、中横梁2和后横梁3且分别设于所述底篮系统沿顺桥向两侧的第一纵梁4，以及设于所述底篮系统中部且分别沿顺桥向相交连接所述前横梁1、中横梁2和后横梁3的第二纵梁5。本发明挂篮的底篮系统，通过在底篮系统的中部增加了第二纵梁5，能够有效防止因底篮系统宽度的增加而导致的横梁变形，满足宽幅悬臂主梁浇筑的变形要求。

所述前横梁1、中横梁2和后横梁3两端均与所述第一纵梁4固定连接以形成整体的底篮系统。优选地，所述前横梁1、中横梁2和后横梁3的端部焊接于所述第一纵梁4的侧边。所述前横梁1、中横梁2和后横梁3与所述第一纵梁4的连接方式不限于焊接，也可以采用其他的高强度连接方式进行固定连接。

结合图2，所述第一纵梁4为钢箱结构9。所述第二纵梁5为桁架结构6。优选地，所述第二纵梁5以所述底篮系统的中轴线为轴呈对称分布，所述第二纵梁5设有两道。在本发明的其他实施例中，所述第二纵梁5的数量和布设方式能够适应不同的受力要求进行适应性调整。目前挂篮结构向轻型方向发展，挂篮结构设计主要控制指标包括：挂篮的总重量与其所能承受重量比值越低，整个挂篮设计越合理；承重结构重量与其所能承受重量比值越低，承重结构越合理、经济，使用材料越节省。本发明采用“桁架”式的第二纵梁5具有自重低、刚度强的特点，不仅节约了用料，更重要的是有效提高了挂篮整体刚度，提高了底篮承重能力，从而大大降低了底篮系统自身重量与其所能承受重量之比。

参见图3，所述前横梁1为桁架结构6，所述桁架结构6包括水平设于所述桁架结构6顶部的上弦杆61、水平设于所述桁架结构6底部且与所述上弦杆61相对的下弦杆63、竖直连接所述上弦杆61与所述下弦杆63的竖杆62、以及斜向连接所述上弦杆61和下弦杆63且呈W形均匀布设的斜杆64，所述前横梁1的所述上弦杆61和所述竖杆62采用钢管制成，所述下弦杆63和所述斜杆64采用型钢制成。在本发明实施例中，所述前横梁1的桁架结构6采用型钢和钢管结合的形式，既保证了前横梁1的承受力，又能够大大降低了底篮系统的自重。

再次参见图2，所述中横梁2和后横梁3为桁架结构6，所述中横梁2和后横梁3的桁架结构6均由型钢组成。本发明的底篮系统中所采用的桁架结构6均为钢桁架。采用的型钢主要为工字钢、槽钢、角钢、扁钢等大型型钢。在本发明中，前横梁1、中横梁2和后横梁3均采用桁架结构6，也能够减轻挂篮承重结构的自重。

结合图3，为了适应底篮系统中前横梁1与中横梁2处受力情况的差异，所述前横梁1桁架结构6的高度大于所述中横梁2桁架结构6的高度。在本发明的一种实施例中，所述前横梁1桁架结构6的高度为所述中横梁2桁架结构6的高度的2倍。为了在底篮系统不同的内部结构分布的情况下保证底篮系统的受力，所述前横梁1桁架结构6的高度与所述中横梁2桁架结构6的高度之间的比例可以根据实际情况进行调整。

参见图2和图3，本发明的底篮系统采用多种形状和结构不同的钢材，包括钢箱结构9、桁架结构6、型钢和钢管。其中，钢箱结构9具有良好的抗弯性能、抗扭性能、竖向抗剪性能和局部稳定性能。相交连接所述前横梁1、中横梁2和后横梁3且作为底篮系统的框架主体之一的第一纵梁4采用钢箱结构9，为底篮系统的整体受力提供了良好的基础。桁架结构6在横向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。平面桁架整体受弯时的弯矩表现为上弦杆61、下弦杆63的轴心受压和受拉，剪力则表现为各竖杆62和斜杆64的轴心受压或受拉。作为底篮系统内部框架的所述前横梁1、中横梁2、后横梁3以及第二纵梁5为桁架结构6，不仅为底篮系统提供抗压、抗拉、抗剪力的受力体系，而且相对钢箱结构9能够大大减轻底篮系统的自重，为底篮系统自身重量与其所能承受重量比例的降低提供了结构基础。型钢由于接近零件或成品的形状和尺寸，可以大大减少机械加工，相对钢管具有较强的刚度，承受力大，作为桁架结构6的组成部分，能够保证桁架结构6的质量，同时还能节约金属。钢管用作桁架结构6的构件之一，具有自身重量较轻的优点，承受力较型钢低，在保证桁架结构6受力需求的情况下，采用钢管可以减轻桁架结构6的重量，节省金属20～40％。在本发明实施例中，所述前横梁1的桁架结构6采用型钢和钢管结合的形式，既满足了底篮系统的受力需求，还保证降低底篮系统的自重，也为底篮系统自身重量与其所能承受重量比例的降低提供了结构基础。总的来说，本发明的底篮系统通过采用上述的钢箱结构9、桁架结构6、型钢和钢管相结合的方式，提供了一种相对轻型且满足受力需求的底篮系统。

再次参见图1,所述底篮系统还包括用于将所述底篮系统及为该底篮系统提供附着点的工程界面相锚固的锚固结构7，所述锚固结构7包括贯穿所述工程界面的锚杆和用以抵靠所述工程界面的扁担梁，所述工程界面上预先设有供所述锚杆贯穿的通孔。在本发明的一个实施例中，工程界面指的是已浇筑梁段。所述锚固结构7布设在所述第一纵梁4与所述后横梁3的连接处，以及所述第二纵梁5与所述中横梁2的连接处、所述第二纵梁5与所述后横梁3的连接处。具体地，第一纵梁4的前端由待浇块段的斜拉索支撑，所述第一纵梁4后端对应于所述后横梁3处通过锚固结构7锚固于已浇筑梁段上。所述第二纵梁5横跨所述前横梁1、中横梁2和后横梁3，其中所述第二纵梁5的一端与所述后横梁3固定连接，中部对应于所述中横梁2处通过锚固结构7与已浇筑梁段固定连接。通过所述第二纵梁5与所述中横梁2和所述后横梁3之间形成多处锚固，并且增加了与工程界面的锚固位置，形成多处受力支撑点，能够分担第一纵梁4的部分受力，并且能够大大降低前横梁1跨度作用给挂篮系统带来的不稳定性，从而有效降低挂篮最大变形，改善挂篮结构整体受力。

进一步地，所述锚固结构7还布设在所述中横梁2的中部。

结合图2，所述中横梁2的两端连接有用于挂篮行走的C型梁8，所述C型梁8自所述中横梁2的端部弯曲延伸至所述工程界面顶部，所述第一纵梁4靠近所述C型梁8的侧边还布设有所述锚固结构7，所述锚固结构7同时贯穿所述第一纵梁4和所述工程界面以与所述工程界面固定连接，在本发明的一个实施例中，所述锚固结构7布设在所述C型梁8靠近所述后横梁3的一侧，以实现所述第一纵梁4与所述中横梁2的固定连接。

本发明挂篮的底篮系统上的各处锚固结构7的分布方式，使得底篮系统与挂篮、已浇筑梁段实现全方位的固定连接，保证了挂篮系统的受力稳定。

本发明挂篮的底篮系统，不仅能够有效防止因底篮系统宽度的增加而导致的横梁变形，满足主梁悬臂浇筑的变形要求，而且具有自重低、刚度强的特点，更重要的是，降低了底篮系统自身重量与其所能承受重量之比，实现了挂篮底篮系统整体受力合理的同时，大大节约了用料。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种挂篮的底篮系统，其特征在于：包括依次排列的前横梁、中横梁和后横梁，相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁且分别设于所述底篮系统两侧的第一纵梁，以及设于所述底篮系统中部且分别相交连接所述前横梁、中横梁和后横梁的第二纵梁。

2.根据权利要求1所述挂篮的底篮系统，其特征在于：所述第一纵梁为钢箱结构，所述第二纵梁、前横梁、中横梁和后横梁为桁架结构。

3.根据权利要求2所述挂篮的底篮系统，其特征在于：所述桁架结构包括水平设于所述桁架结构顶部的上弦杆、水平设于所述桁架结构底部且与所述上弦杆相对的下弦杆、竖直连接所述上弦杆与所述下弦杆的竖杆、以及斜向连接所述上弦杆和下弦杆且呈W形均匀布设的斜杆。

4.根据权利要求3所述的挂篮的底篮系统，其特征在于：所述前横梁的所述上弦杆和所述竖杆采用钢管制成，所述下弦杆和所述斜杆采用型钢制成；所述中横梁和后横梁的桁架结构均由型钢组成。

5.根据权利要求2所述挂篮的底篮系统，其特征在于：所述前横梁桁架结构的高度大于所述中横梁桁架结构的高度。

6.根据权利要求1所述挂篮的底篮系统，其特征在于：还包括用于将所述底篮系统及为该底篮系统提供附着点的工程界面相锚固的锚固结构，所述锚固结构布设在所述第一纵梁与所述后横梁的连接处，以及所述第二纵梁与所述中横梁的连接处、所述第二纵梁与所述后横梁的连接处。

7.根据权利要求6所述挂篮的底篮系统，其特征在于：所述中横梁的两端连接有C型梁，所述C型梁自所述中横梁的端部弯曲延伸至所述工程界面顶部，在所述第一纵梁靠近所述C型梁侧边还布设有所述锚固结构，所述锚固结构同时贯穿所述第一纵梁和所述工程界面以与所述工程界面固定连接。

8.根据权利要求6所述挂篮的底篮系统，其特征在于：所述锚固结构还布设在所述中横梁的中部。

9.一种宽幅悬臂主梁施工用挂篮，其特征在于，其采用如权利要求1-8任一项所述的挂篮的底篮系统。