矮塔型斜拉橋輕型寬體複合式掛籃的製作方法
2023-05-25 08:46:56
本實用新型涉及橋梁施工領域，具體涉及集前、後支點掛籃雙重優點的矮塔型斜拉橋輕型寬體複合式掛籃。
背景技術：
目前，矮塔型斜拉橋懸澆分段長度一般都不大於4.5m，往往設計成簡單方便的後支點掛籃施工工藝，而不設計成前支點掛籃施工工藝。主要是因為：（1）矮塔型斜拉橋塔柱低、拉索與水平面的夾角比高中塔型斜拉橋要小，如果採用前支點掛籃，則要求掛籃超出混凝土端面較長，使得合攏段附近2～3個塊件因沒有足夠的操作空間而無法施工；（2）前支點掛籃主要是依靠C（L）形掛鈎為支點平衡行走，導致前支點掛籃的長度、自重比較大，這除了要求箱梁本身翼板必須有足夠的承載力、橋梁矢跨比小、懸澆分塊長外，還引起掛籃主縱梁、C（L）形掛鈎構件尺寸加大，掛籃重量加大，增加工程造價；（3）隨著箱梁寬度加大，掛籃前橫梁剛度勢必加大，從而壓縮通航淨空，往往影響城市橋梁下河道通航。
然而，從我國現已建成的矮塔型斜拉橋來看，懸澆分段長度小於4.5m的主梁節段之間幾乎均有錯臺，不但影響成橋線性和外觀，還減低了防水能力，也影響了橋梁使用壽命。因此需要儘量提升懸澆分段的長度，但後支點掛籃承載力較小，受此局限施工受阻。
技術實現要素：
本實用新型掛籃要解決的技術問題是提供一種矮塔型斜拉橋輕型寬體複合式掛籃，兼有後支點掛籃的短而輕、前支點掛籃承載力大的雙重優點。弧形首上翹解決了傳統前支點掛籃前端操作空間小的問題，從而滿足合攏段附近2～3個混凝土塊件的施工操作空間；加倍減小了掛籃重量，滿足了規範及設計要求；主縱梁下方增設了反力錨梁，作為空掛籃就位時高程調整防傾覆裝置；行走掛鈎設置在掛籃底座後方，大大方便了掛籃的前移操作；雙邊箱之間橋面頂板上增加懸挑機構，不但降低了掛籃底座前橫梁截面高度，加大了通航淨空，也減小了掛籃前端向下撓度。該型掛藍運用於分段長5～6m懸澆的矮塔斜拉橋施工，成橋各項技術指標都滿足設計與規範。
本實用新型掛籃通過以下技術方案實現：
矮塔型斜拉橋輕型寬體複合式掛籃，包括掛籃底座、掛鈎、掛鈎軌道、弧形首、斜拉索和懸挑機構。所述掛籃底座包括前橫梁、後橫梁和兩側的主縱梁等縱橫梁，相互連接成矩形，其位於已澆築混凝土箱梁前端下方。後橫梁兩端分別連接側面掛鈎底端，掛鈎頂端通過滾輪安放在掛鈎軌道上，掛鈎軌道縱向安裝於已澆築混凝土箱梁兩側翼板上表面，掛鈎軌道前端向混凝土箱梁前端伸出，所述掛籃底座兩側主縱梁前端為弧形面的弧形首，弧形首向上方翹起,上翹高度超過掛籃底座上表面至少1m，弧形首通過索力轉換裝置、斜拉索與橋體塔柱連接；所述懸挑機構包括上橫梁、後錨梁及多個縱向間隔設置的懸挑架，上橫梁連接在懸挑架前端上方，與每個懸挑架連接處的上橫梁上向下連接有前吊杆，前吊杆底端連接掛籃底座的前橫梁，後錨梁連接在懸挑架後端上方，與每個懸挑架的後錨梁上，向下連接有後錨杆，後錨杆穿過箱梁隔梁並在底端錨固。
本實用新型弧形首將混凝土內部預應力張拉完成前，將掛籃前支點主要荷載通過斜拉索傳遞給橋塔柱；懸挑機構前吊杆懸挑掛籃底座，後錨杆錨固在箱梁隔梁底部，掛籃前端吊杆為前吊點，後錨杆作為後吊點；同時掛鈎從中間移至尾部，與掛籃懸挑機構的前吊點組合成簡支梁受力方式進行前移，掛鈎僅承載0.25倍掛籃重量甚至更小，掛籃長度相應縮短一半，自重減輕，實現掛籃承載力大且自重輕的要求；掛籃弧形首上翹一定高度，縮短了弧形首與待澆箱梁前端面之間的距離，滿足合攏段附近2～3塊件操作空間要求。本實用新型整體構成一種輕型寬體複合式掛籃，滿足懸澆分段達5m寬幅的矮塔型斜拉橋施工。雙邊箱之間橋面頂板上增加懸挑機構，不但降低了掛籃底座前橫梁截面高度，加大了通航淨空，也減小了掛籃前端向下撓度。
本實用新型進一步改進方案是，所述掛籃底座的後橫梁上方位置的懸挑架底部設有後支點枕梁，後支點枕梁向下連接有中錨杆，中錨杆底端連接掛籃底座的後橫梁。
本實用新型更進一步改進方案是，所述懸挑架包括中間兩個跨中懸挑架、拉索內側懸挑架、拉索外側懸挑架，跨中懸挑架在保證掛籃底座的前橫梁撓度≤2釐米的前提下，儘量向兩側位置安裝。這樣有利於將頂板混凝土重量向兩側斜拉索分配，減小已澆橋梁頂板荷載，防止索塔附近已澆橋梁頂板混凝土因受拉力過大而開裂。
本實用新型更進一步改進方案是，所述懸挑架是貝雷桁架、或三角桁架、或菱形桁架。
本實用新型更進一步改進方案是，所述掛籃底座的後橫梁的後方縱向連接尾梁，尾梁連接滑移吊具與上方的牽引系統連接。為了進一步增大底座後橫梁前移剛度，增加尾梁及滑移吊具，減輕了掛鈎對箱梁翼板荷載壓力。
本實用新型更進一步改進方案是，在距離掛籃底座的後橫梁1m±0.3m、主縱梁下方增設橫向反力錨梁，反力錨梁通過反力錨梁錨杆與上方的混凝土箱梁連接。常規前支點掛籃在就位、斜拉索初張拉（混凝土澆筑前）時，主要是以C（L）掛鈎為支點利用槓桿原理進行掛籃底座高程調節。當將掛籃底座改為簡支梁形式前移以及混凝土澆筑前斜拉索初張拉，掛籃高程調節機構必須進行改進，否則會產生傾覆，故增加一道反力錨梁。底座後橫梁、反力錨梁、掛籃底座則形成槓桿，形成有效的掛籃高程安全調節機構。
本實用新型更進一步改進方案是，所述反力錨梁錨杆前側設有水平止推鍵，水平止推鍵底部與之垂直設有水平止推牛腿。
本實用新型更進一步改進方案是，所述弧形首前端面安裝張拉油頂，張拉油頂與弧形首錨固面的一側的索力轉換裝置連接，索力轉換裝置連接斜拉索。
本實用新型與現有技術相比，具有以下明顯優點：
一、本實用新型結合前支點掛籃和後支點掛籃的優勢，整體承載力大，自重輕，運用於5m～6m懸澆分段的矮塔型斜拉橋施工，增加橋梁美感，延長橋梁的使用壽命，減低工程造價。
二、本實用新型弧形首上翹一定高度，儘管矮塔型斜拉橋塔柱較低，拉索與水平面的夾角高度也滿足操作空間高度，解決了使用傳統前支點掛籃，要求掛籃超出混凝土端面較長，使得合攏段附近2～3個塊件因操作空間小而無法施工的問題。
三、採用傳統前支點掛籃前移，即在後橫梁處將反力滾輪頂在箱梁底板上，以 C（L）形掛鈎作為中支點，這樣每隻C（L）形掛鈎將承載著0.5倍以上掛籃重量。為了減輕箱梁翼板荷載，將C（L）形掛鈎從中間移到尾部，與掛籃前吊點組合成簡支梁受力方式進行前移，每隻C（L）形掛鈎僅承載0.25倍掛籃重量，掛籃長度相應縮短一半，自重減輕程度可想而知。另外，為了進一步增大底座後橫梁前移剛度，減輕C（L）形掛鈎對翼板壓力，在底座又增加了尾梁及滑移吊具。
四、矮塔型斜拉橋的常用的前支點掛籃多為寬體式，掛籃底座前橫梁採用組合桁架梁居多，高度大，除了增加了掛籃重量外，在內河城市橋還影響通航。本實用新型掛籃前橫梁跨中增加懸挑機構，其錨固於橋面，通過吊杆將簡支的掛籃底橫梁轉換成連續梁體系，從而壓縮了底座橫梁高度，掛籃底座跨中撓度在滿足使用要求的情況下，增加了通航淨空，橋梁建造過程中不影響下方通航。
附圖說明
圖1為本實用新型立體結構示意圖。
圖2為本實用新型側視結構示意圖。
圖3為本實用新型俯視結構示意圖。
圖4為本實用新型正視結構示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖4所示，本實用新型包括掛籃底座1、掛鈎2、掛鈎軌道3、弧形首4、斜拉索5和懸挑機構6，所述掛籃底座1包括前橫梁11、後橫梁12和兩側的主縱梁13相互連接成矩形，其位於已澆築混凝土箱梁9前端下方，後橫梁12兩端分別連接在側面掛鈎2底端，掛鈎2頂端通過滾輪安放在掛鈎軌道3上，掛鈎軌道3縱向安裝於已澆築混凝土箱梁9兩側翼板上，掛鈎軌道3前端向混凝土箱梁前端伸出，所述掛籃底座1的主縱梁13前端連接具有弧形面的弧形首4，弧形首4向上方翹起,上翹高度超過掛籃底座1上表面至少1m，弧形首4前端面安裝張拉油頂7，張拉油頂7與弧形首錨固面的一側的索力轉換裝置8連接，索力轉換裝置8連接斜拉索5，斜拉索5與橋體塔柱連接；所述懸挑機構6包括上橫梁60、後錨梁61及多個縱向間隔設置的懸挑架62（採用貝雷桁架、或三角桁架、或菱形桁架），上橫梁60連接在懸挑架62前端上方，與每個懸挑架連接處的上橫梁上向下連接有前吊杆63，前吊杆63底端連接掛籃底座的前橫梁11，後錨梁61連接在懸挑架62後端上方，與每個懸挑架的後錨梁上向下連接有後錨杆64，後錨杆64穿過箱梁隔梁91並在底端錨固。所述掛籃底座的後橫梁上方位置的懸挑架上設有後支點枕梁65，後支點枕梁65中間有中錨杆66穿過，中錨杆66底端連接掛籃底座1的後橫梁12。
所述懸挑架62包括中間兩個跨中懸挑架621、拉索內側懸挑架622、拉索拉索外側懸挑架623，跨中懸挑架621在保證掛籃底座1的前橫梁11撓度≤2釐米的前提下，儘量向兩側位置安裝。這樣有利於將頂板混凝土重量向兩側斜拉索5分配，減小已澆橋梁頂板荷載，防止索塔附近已澆橋梁9頂板混凝土因受拉力過大而開裂。
所述掛籃底座的後橫梁的後方縱向連接尾梁14，尾梁14連接滑移吊具15與上方的牽引系統連接。在掛籃前移過程中，尾部增加的尾梁14、滑移吊具15將掛籃底座1後橫梁12轉換成連續梁，以減小掛籃底座後部撓度。
在距離掛籃底座的後橫梁1m處、主縱梁下方增設橫向反力錨梁16，反力錨梁16通過反力錨梁錨杆17與上方的混凝土箱梁9連接。弧形首4、反力錨梁16、穿心千斤頂7、索力轉換裝置8等部件組成了掛籃高程調節機構，保證斜拉索5在初張拉及混凝土澆築過程中調節標高，防止掛籃向上傾覆，同時大大縮短了掛藍長度，增加了掛籃後錨力，避免了混凝土節段間錯臺通病的出現。
所述反力錨梁錨杆17前側設有水平止推鍵18，水平止推鍵底部與之垂直設有水平止推牛腿19。
本實用新型運用於淮安市承德北路鹽河矮塔型斜拉橋施工，該橋懸澆分段長度率先增加到5m，全橋合龍後，成橋各項技術指標都滿足設計及規範要求 ，各相鄰懸澆分段底板表面過度平順，無錯臺現象，相整個橋型更加美觀流暢。