高铁大跨度连续梁轻型三角挂篮及无拉杆模板设计与应用

摘 要：三角挂篮是高速铁路大跨度连续梁施工中常用的挂篮形式，无拉杆模板的设计、制作和拼装工艺,对提高混凝土施工外观质量起到较好的作用。本文结合跨大广高速特大桥(60+100+60)m连续梁工程实例，分析了优化后的轻型三角挂篮及无拉杆模板系统设计和施工要点。该工程采用的三角挂篮自重轻、走行快、效率高，配套使用无拉杆模板系统浇筑出来的砼外观质量较好，值得借鉴和推广。

关键词：连续梁 挂篮 无拉杆模板 设计应用

1.前言

高速铁路大跨度连续梁施工普遍采用悬臂浇筑法，主要分四步，第一步：施工0#块并与墩身形成临时固结;第二步：利用挂篮进行对称悬浇各节段形成T构至合龙段;第三步：边跨现浇梁段与T构合龙，形成单悬臂梁;第四步：中跨合龙形成连续梁结构。因此，挂篮和模板设计的好坏直接影响到悬浇施工的安全、质量和进度。

2.工程概况

沪昆铁路客运专线跨大广高速特大桥采用(60+100+60)m连续梁上跨大广高速公路。连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12m，底宽6.7m，全桥箱梁除梁端附近外顶板厚均为40cm。腹板厚分别为0.6m～0.8m、0.8m～1.0m,按折线变化。底板厚由跨中的0.40m变化至中支点梁根部的1.2m，按直线变化，梁底线型按二次抛物线变化。一个\"T\"构共有26个悬灌梁段，边跨现浇段长9.75m。本连续梁采用三角挂篮悬浇筑施工，采用可调式无拉杆高精度钢模板。

3.轻型三角挂篮和无拉杆模板的设计及构造

3.1挂篮和无拉杆模板设计

挂篮设计不仅要考虑其自身强度、刚度和稳定性，还要考虑经济合理，而反映挂篮在满足使用要求的同时是否经济合理的两个主要控制指标为：挂篮的重量与最大节段重量比值K1、主桁架与最大节段重量比值K2。K1值越小，表示整个挂篮设计越合理;K2值越小，表示挂篮承重构件的受力越合理，使用钢材越节省，越经济。

根据本桥基本参数和设计要求，考虑混凝土外观质量和耐久性要求，并分析以往三角挂篮设计的优缺点，将本桥需使用的挂篮优化设计为自锚式三角挂篮配合无拉杆模板系统，其K1值为0.33，与以往挂篮相比，除具备三角挂篮结构简单，受力明确，无需配重等优点外，还有以下五大优点：①取消了后上挂梁，减轻重量的同时为人员、机具、设备提供顺畅的进场通道;②挂篮设计时加装前支座行走滚轮，较传统前支座下用摩擦板时行走更快速;③采用液压千斤顶代替倒链提供走行牵引力，可成倍提高工效(倒链走行6人0.5天，千斤顶走行只需4人50分钟);④无拉杆模板系统与挂篮内模滑梁同步行走，较传统满堂支架木模系统缩短模板安装(内模满堂支架10人最快要1.5天，可调正反丝无拉杆内模5人6小时)和拆除时间;⑤采用可调正反丝对撑杆无拉杆模板系统，改善了混凝土外观质量，提高其耐久性。

3.2轻型三角挂篮及无拉杆模板构造

本桥挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、外侧模板、内侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成。

3.2.1主构架

主构架是挂篮的主要承重部分，由两片三角桁架及平面联结组成。桁架的构件均采用2[]40b组焊而成，为便于安装和运输，节点处采用栓接及销接。

3.2.2吊挂系统

吊挂系统包含底模前吊挂系统、底模后吊挂系统、侧模吊挂系统、内模吊挂系统等几部分。

⑴底模前吊挂系统

底模前吊挂系统由底模前吊杆、挂篮前上横梁、锚固扁担、底模吊耳等部分组成。

①底模前吊杆

底模前吊杆采用5根Φ32的精轧螺纹钢为吊杆，底模混凝土自重、前下横梁荷载靠此吊杆传递给前上横梁。

②挂篮前上横梁、锚固扁担、底模吊耳

挂篮前上横梁为前悬挂系统的主要荷载承载构件，采用2[40b组焊而成，底模、侧模内模的前吊点均设置在此梁上;

锚固扁担采用2][14组焊而成，扁担梁一组为两个：一个用于锚固，另一个用于为螺旋顶提供反力;

吊耳采用16Mn钢板加工，与底模下横梁通过焊接联结，吊耳上设有与相应吊带配套的销孔，销孔直径为50mm，销子用于横梁与吊杆联结。

⑵底模后吊挂系统

底模后吊系统设置5根Φ32mm的精轧螺纹钢吊杆，后吊挂系统将挂篮底模与既有梁段底板锚固在一起，在混凝土灌注时单根吊杆承载较大。

⑶内模吊挂系统

内模吊挂系统均由内模前后吊杆、滑道梁后辊轴挂架组成。

①前后吊杆

内模前后吊杆均采用Φ32mm精轧螺纹钢，上下各垫一扁担梁承托。

②滑道梁

内模滑道梁采用2[28加工而成，主要承受内模移动时传递的荷载。

3.2.3底模平台

本挂篮设计中底模平台由前后下挂横梁、底模纵梁、底模等组成，各构件之间联结采用栓接，个别部件采用焊接联结。

⑴前后下挂横梁

挂篮底模前后下挂横梁长度均为12m，由2根][40b槽钢组焊而成，上设5组吊耳。

⑵底模纵梁、限位角钢

底模纵梁由钢板、I36b工字钢组焊而成，前后支点间距5000mm，全长5800mm;腹板下集中布置4根，底板下按1000mm和1100mm间距布置4根，底纵梁与下横梁之间采用M20螺栓联结。

⑶底模横梁、限位角钢

底模横梁由 [10槽钢组焊而成，总共15根。支点间距314mm，全长4400mm;在横梁上根据面板布设要求，分别焊接限位角钢，以确保面板定位准确、固定牢固。

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