橋梁掛籃主要應用在跨路、跨河等橋梁的施工中,采用懸臂澆筑的方式施工,按結構形式可分為桁架式、斜拉式、型鋼式及混合式4種,目前比較常用的是桁架式菱形掛籃,主要組成部分:主桁架、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、底模板;其結構簡單、拆裝錨固方便、受力明確,下部有較大的空間,有較大的施工作業(yè)面,無需中斷主路交通,不占用地面,靠掛籃自身的行走系統(tǒng)實現(xiàn)前移,施工時每次澆筑2-4米,待混凝土達到硬化要求后,依靠掛籃的行走系統(tǒng)、液壓裝置,移動到新一段的施工澆筑位置;橋梁掛籃可以循環(huán)利用,主跨在一定范圍內的橋梁能實現(xiàn)通用。
掛籃是懸臂施工中的主要設備,按結構形式可分為桁架式、斜拉式、型鋼式及混合式4種。根據(jù)混凝土懸臂施工工藝要求及設計圖紙對掛籃的要求,綜合比較各種形式掛籃特點、重量、采用鋼材類型、施工工藝等;掛籃設計原則:自重輕、結構簡單、堅固穩(wěn)定、前移和裝拆方便、具有較強的可重復利用性,受力后變形小等特點,并且掛籃下空間充足,可提供較大施工作業(yè)面,利于鋼筋模板施工操作。
所謂掛籃施工,是指澆筑較大跨徑的懸臂梁橋時,采用吊籃方法,就地分段懸臂作業(yè)。它不需要架設支架和不使用大型吊機。掛籃施工較其他方法,具有結構輕、拼制簡單方便、無壓重等優(yōu)點。
市場中常見的掛籃及掛籃構件(目前以菱形掛籃和三角掛籃為主):
1)平行桁架式掛籃
上部結構一般為一等高桁梁;
受力特點:底模平臺及側模支架所承荷重均由前后吊桿垂直傳至桁架節(jié)點和箱梁底板上,故又稱吊籃式結構,桁架在其后端用壓重或錨固或二者兼之來解決傾覆穩(wěn)定問題,桁架本身為受彎結構。
2)平弦無平衡重掛籃
平弦無平衡重掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎上,取消壓重,在主桁架上部增設前后上橫桁架,根據(jù)需要,其可沿主桁縱向滑移,并在主桁橫移時吊住底模平臺及側模架。由于掛籃底部荷重作用在主桁架上的力臂減少,大大減少了傾覆力矩,故不需平衡壓重,其主桁后端則通過梁體豎向預應力筋錨固主梁頂板上。
3)弓弦式掛籃
弓弦桁架掛籃的主桁架外形似弓形,故認為是從平行桁架式掛籃演變而來,除具有桁高隨彎矩大小變化,受力合理的特點,還可在安裝時在結構內部預施應力以消除非彈性變形,故也可取消平衡重,所以一般重量較輕。
4)菱形掛籃
菱形掛籃可認為是在平行桁架式掛籃的基礎上簡化而來,其上部結構為菱形,前部伸出兩伸臂小梁,作為掛籃底模平臺和側模前移的滑道,其菱形結構后端錨固于箱梁頂板上,無平衡壓重,而且結構簡單,故大大減輕自身靜荷。
5)滑動斜拉式掛籃
該掛籃在力學體系方面有較大突破,其上部采用斜拉式體系代替梁或桁架式結構的受力,而由此引起的水平分力,通過上下限位裝置承受,主梁的縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持。其底模平臺后端仍吊掛或錨固于箱梁底板之上。
6)三角形組合梁掛籃
三角形組合梁掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎之上,將受彎桁架改為三角形組合梁結構。又由于其斜拉桿的拉力作用,大大降低了主梁的彎矩從而使主梁能采用單構件實體型鋼,由于掛籃上部結構輕盈,除尾部錨固外,還需較大壓重。其底模平臺及側模支架等的承重傳力與平行桁架式掛籃基本相同。
7)自承式掛籃
自承式掛籃分為兩種,一種是模板支承在整體桁架上,桁架用銷子和預應力筋掛在己成箱梁的前端角上,灌注混凝土時主梁和走行桁架移至一邊,掛籃前行時再安上,吊著空載的模板系統(tǒng)前移。另一種是將側模制成能承受巨大壓力的剛性模板。通過梁上的水平及豎直應力筋拉住模板來承擔混凝土重,走行方法與前者相同,由臨時吊車懸吊著模板系統(tǒng)前移到下一梁段。這種方法對跨度不很大的等高箱梁較為適宜。
8)牽索式掛籃
在斜拉橋的施工中,利用斜拉主索牽掛掛籃,其承重結構不再支承在已灌筑梁段頂面,而是懸掛于已成梁段的下面,通過牽索系統(tǒng)將掛籃前端的垂直荷載直接傳到斜拉橋的主塔上,這是它的主要特點。