掛籃桁架是橋梁懸臂施工中的核心設(shè)備，主要用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋及斜拉橋的懸澆施工。以下從結(jié)構(gòu)組成、工作原理、施工流程、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及典型應(yīng)用等方面進(jìn)行全面解析。

一、掛籃桁架的核心組成

掛籃桁架系統(tǒng)通常由以下6大系統(tǒng)構(gòu)成：

承重系統(tǒng)(核心受力結(jié)構(gòu))

主桁架：通常采用貝雷桁架或型鋼焊接桁架

前上橫梁：傳遞懸澆段荷載

后錨系統(tǒng)：通過預(yù)應(yīng)力筋錨固在已澆筑梁段上

懸吊系統(tǒng)

前吊帶/桿：連接模板與主桁

后吊帶/桿：平衡系統(tǒng)關(guān)鍵部件

模板系統(tǒng)

底模平臺(tái)：支撐混凝土重量

側(cè)模系統(tǒng)：可調(diào)節(jié)式鋼模板

內(nèi)模系統(tǒng)：滑動(dòng)式或拼裝式

行走系統(tǒng)

滑軌或滾輪裝置

液壓頂推或卷揚(yáng)機(jī)牽引

錨固系統(tǒng)

后錨點(diǎn)：通常要求抗拔安全系數(shù)≥2.0

臨時(shí)支墩(特殊工況使用)

安全防護(hù)系統(tǒng)

全封閉操作平臺(tái)

防墜落裝置

二、掛籃桁架的工作原理

荷載傳遞路徑：

新澆混凝土荷載→底模平臺(tái)→前吊帶→前上橫梁→主桁架→后錨系統(tǒng)→已成型梁體

力學(xué)平衡原理：

通過后錨系統(tǒng)形成力矩平衡(抗傾覆安全系數(shù)≥2.0)

典型配重比：前支點(diǎn)荷載:后錨力≈1:1.2~1.5

行走機(jī)制：

解除后錨→頂推前移→就位后重新錨固(單次行走距離通常為4~6m)
 

拼裝階段：

主桁架安裝偏差≤L/1000(L為跨度)

后錨預(yù)應(yīng)力筋張拉力誤差≤±5%

預(yù)壓試驗(yàn)：

分級(jí)加載至1.2倍最大施工荷載

消除非彈性變形，測(cè)量彈性變形值用于預(yù)拱度設(shè)置

懸澆施工：

單節(jié)段施工周期：7~10天(標(biāo)準(zhǔn)段)

線形控制：需考慮掛籃變形+混凝土徐變+預(yù)應(yīng)力損失

行走安全控制：

同步位移偏差≤50mm

風(fēng)速超8m/s禁止移動(dòng)作業(yè)

四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性
 

五、典型工程應(yīng)用案例

連續(xù)剛構(gòu)橋：

重慶石板坡長(zhǎng)江大橋復(fù)線橋(主跨330m)

掛籃配置：菱形桁架，承載力600t

斜拉橋：

南京長(zhǎng)江二橋(主跨628m)

采用前支點(diǎn)掛籃(斜拉索參與受力)

特殊結(jié)構(gòu)：

貴州北盤江大橋(空腹式連續(xù)剛構(gòu))

研發(fā)定制化三角掛籃系統(tǒng)

六、前沿技術(shù)發(fā)展

智能監(jiān)控系統(tǒng)：

植入式傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力應(yīng)變

北斗定位系統(tǒng)控制行走軌跡(如港珠澳大橋應(yīng)用)

輕型化設(shè)計(jì)：

采用高強(qiáng)鋁鈦合金(減重30%)

模塊化快拆結(jié)構(gòu)(安裝時(shí)間縮短50%)

BIM集成應(yīng)用：

施工模擬碰撞檢測(cè)

數(shù)字孿生指導(dǎo)線形控制

七、安全控制關(guān)鍵指標(biāo)
 

結(jié)語

掛籃桁架技術(shù)是現(xiàn)代大跨徑橋梁建設(shè)的核心技術(shù)，其發(fā)展正朝著智能化、輕型化、標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。在實(shí)際工程中，需特別注意：

1.嚴(yán)格驗(yàn)算各工況受力狀態(tài)

2.實(shí)施全過程變形監(jiān)測(cè)

3.建立應(yīng)急預(yù)案(如突風(fēng)、停電等異常情況處理)

隨著新材料和新工藝的應(yīng)用，未來掛籃桁架的施工效率和經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提升，為更復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)提供可靠技術(shù)支持。