矮塔型斜拉桥轻型宽体复合式挂篮的制作方法

本实用新型涉及桥梁施工领域，具体涉及集前、后支点挂篮双重优点的矮塔型斜拉桥轻型宽体复合式挂篮。

背景技术：

目前，矮塔型斜拉桥悬浇分段长度一般都不大于4.5m，往往设计成简单方便的后支点挂篮施工工艺，而不设计成前支点挂篮施工工艺。主要是因为：（1）矮塔型斜拉桥塔柱低、拉索与水平面的夹角比高中塔型斜拉桥要小，如果采用前支点挂篮，则要求挂篮超出混凝土端面较长，使得合拢段附近2～3个块件因没有足够的操作空间而无法施工；（2）前支点挂篮主要是依靠C（L）形挂钩为支点平衡行走，导致前支点挂篮的长度、自重比较大，这除了要求箱梁本身翼板必须有足够的承载力、桥梁矢跨比小、悬浇分块长外，还引起挂篮主纵梁、C（L）形挂钩构件尺寸加大，挂篮重量加大，增加工程造价；（3）随着箱梁宽度加大，挂篮前横梁刚度势必加大，从而压缩通航净空，往往影响城市桥梁下河道通航。

然而，从我国现已建成的矮塔型斜拉桥来看，悬浇分段长度小于4.5m的主梁节段之间几乎均有错台，不但影响成桥线性和外观，还减低了防水能力，也影响了桥梁使用寿命。因此需要尽量提升悬浇分段的长度，但后支点挂篮承载力较小，受此局限施工受阻。

技术实现要素：

本实用新型挂篮要解决的技术问题是提供一种矮塔型斜拉桥轻型宽体复合式挂篮，兼有后支点挂篮的短而轻、前支点挂篮承载力大的双重优点。弧形首上翘解决了传统前支点挂篮前端操作空间小的问题，从而满足合拢段附近2～3个混凝土块件的施工操作空间；加倍减小了挂篮重量，满足了规范及设计要求；主纵梁下方增设了反力锚梁，作为空挂篮就位时高程调整防倾覆装置；行走挂钩设置在挂篮底座后方，大大方便了挂篮的前移操作；双边箱之间桥面顶板上增加悬挑机构，不但降低了挂篮底座前横梁截面高度，加大了通航净空，也减小了挂篮前端向下挠度。该型挂蓝运用于分段长5～6m悬浇的矮塔斜拉桥施工，成桥各项技术指标都满足设计与规范。

本实用新型挂篮通过以下技术方案实现：

矮塔型斜拉桥轻型宽体复合式挂篮，包括挂篮底座、挂钩、挂钩轨道、弧形首、斜拉索和悬挑机构。所述挂篮底座包括前横梁、后横梁和两侧的主纵梁等纵横梁，相互连接成矩形，其位于已浇筑混凝土箱梁前端下方。后横梁两端分别连接侧面挂钩底端，挂钩顶端通过滚轮安放在挂钩轨道上，挂钩轨道纵向安装于已浇筑混凝土箱梁两侧翼板上表面，挂钩轨道前端向混凝土箱梁前端伸出，所述挂篮底座两侧主纵梁前端为弧形面的弧形首，弧形首向上方翘起,上翘高度超过挂篮底座上表面至少1m，弧形首通过索力转换装置、斜拉索与桥体塔柱连接；所述悬挑机构包括上横梁、后锚梁及多个纵向间隔设置的悬挑架，上横梁连接在悬挑架前端上方，与每个悬挑架连接处的上横梁上向下连接有前吊杆，前吊杆底端连接挂篮底座的前横梁，后锚梁连接在悬挑架后端上方，与每个悬挑架的后锚梁上，向下连接有后锚杆，后锚杆穿过箱梁隔梁并在底端锚固。

本实用新型弧形首将混凝土内部预应力张拉完成前，将挂篮前支点主要荷载通过斜拉索传递给桥塔柱；悬挑机构前吊杆悬挑挂篮底座，后锚杆锚固在箱梁隔梁底部，挂篮前端吊杆为前吊点，后锚杆作为后吊点；同时挂钩从中间移至尾部，与挂篮悬挑机构的前吊点组合成简支梁受力方式进行前移，挂钩仅承载0.25倍挂篮重量甚至更小，挂篮长度相应缩短一半，自重减轻，实现挂篮承载力大且自重轻的要求；挂篮弧形首上翘一定高度，缩短了弧形首与待浇箱梁前端面之间的距离，满足合拢段附近2～3块件操作空间要求。本实用新型整体构成一种轻型宽体复合式挂篮，满足悬浇分段达5m宽幅的矮塔型斜拉桥施工。双边箱之间桥面顶板上增加悬挑机构，不但降低了挂篮底座前横梁截面高度，加大了通航净空，也减小了挂篮前端向下挠度。

本实用新型进一步改进方案是，所述挂篮底座的后横梁上方位置的悬挑架底部设有后支点枕梁，后支点枕梁向下连接有中锚杆，中锚杆底端连接挂篮底座的后横梁。

本实用新型更进一步改进方案是，所述悬挑架包括中间两个跨中悬挑架、拉索内侧悬挑架、拉索外侧悬挑架，跨中悬挑架在保证挂篮底座的前横梁挠度≤2厘米的前提下，尽量向两侧位置安装。这样有利于将顶板混凝土重量向两侧斜拉索分配，减小已浇桥梁顶板荷载，防止索塔附近已浇桥梁顶板混凝土因受拉力过大而开裂。

本实用新型更进一步改进方案是，所述悬挑架是贝雷桁架、或三角桁架、或菱形桁架。

本实用新型更进一步改进方案是，所述挂篮底座的后横梁的后方纵向连接尾梁，尾梁连接滑移吊具与上方的牵引系统连接。为了进一步增大底座后横梁前移刚度，增加尾梁及滑移吊具，减轻了挂钩对箱梁翼板荷载压力。

本实用新型更进一步改进方案是，在距离挂篮底座的后横梁1m±0.3m、主纵梁下方增设横向反力锚梁，反力锚梁通过反力锚梁锚杆与上方的混凝土箱梁连接。常规前支点挂篮在就位、斜拉索初张拉（混凝土浇筑前）时，主要是以C（L）挂钩为支点利用杠杆原理进行挂篮底座高程调节。当将挂篮底座改为简支梁形式前移以及混凝土浇筑前斜拉索初张拉，挂篮高程调节机构必须进行改进，否则会产生倾覆，故增加一道反力锚梁。底座后横梁、反力锚梁、挂篮底座则形成杠杆，形成有效的挂篮高程安全调节机构。

本实用新型更进一步改进方案是，所述反力锚梁锚杆前侧设有水平止推键，水平止推键底部与之垂直设有水平止推牛腿。

本实用新型更进一步改进方案是，所述弧形首前端面安装张拉油顶，张拉油顶与弧形首锚固面的一侧的索力转换装置连接，索力转换装置连接斜拉索。

本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本实用新型结合前支点挂篮和后支点挂篮的优势，整体承载力大，自重轻，运用于5m～6m悬浇分段的矮塔型斜拉桥施工，增加桥梁美感，延长桥梁的使用寿命，减低工程造价。

二、本实用新型弧形首上翘一定高度，尽管矮塔型斜拉桥塔柱较低，拉索与水平面的夹角高度也满足操作空间高度，解决了使用传统前支点挂篮，要求挂篮超出混凝土端面较长，使得合拢段附近2～3个块件因操作空间小而无法施工的问题。

三、采用传统前支点挂篮前移，即在后横梁处将反力滚轮顶在箱梁底板上，以 C（L）形挂钩作为中支点，这样每只C（L）形挂钩将承载着0.5倍以上挂篮重量。为了减轻箱梁翼板荷载，将C（L）形挂钩从中间移到尾部，与挂篮前吊点组合成简支梁受力方式进行前移，每只C（L）形挂钩仅承载0.25倍挂篮重量，挂篮长度相应缩短一半，自重减轻程度可想而知。另外，为了进一步增大底座后横梁前移刚度，减轻C（L）形挂钩对翼板压力，在底座又增加了尾梁及滑移吊具。

四、矮塔型斜拉桥的常用的前支点挂篮多为宽体式，挂篮底座前横梁采用组合桁架梁居多，高度大，除了增加了挂篮重量外，在内河城市桥还影响通航。本实用新型挂篮前横梁跨中增加悬挑机构，其锚固于桥面，通过吊杆将简支的挂篮底横梁转换成连续梁体系，从而压缩了底座横梁高度，挂篮底座跨中挠度在满足使用要求的情况下，增加了通航净空，桥梁建造过程中不影响下方通航。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图。

图2为本实用新型侧视结构示意图。

图3为本实用新型俯视结构示意图。

图4为本实用新型正视结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括挂篮底座1、挂钩2、挂钩轨道3、弧形首4、斜拉索5和悬挑机构6，所述挂篮底座1包括前横梁11、后横梁12和两侧的主纵梁13相互连接成矩形，其位于已浇筑混凝土箱梁9前端下方，后横梁12两端分别连接在侧面挂钩2底端，挂钩2顶端通过滚轮安放在挂钩轨道3上，挂钩轨道3纵向安装于已浇筑混凝土箱梁9两侧翼板上，挂钩轨道3前端向混凝土箱梁前端伸出，所述挂篮底座1的主纵梁13前端连接具有弧形面的弧形首4，弧形首4向上方翘起,上翘高度超过挂篮底座1上表面至少1m，弧形首4前端面安装张拉油顶7，张拉油顶7与弧形首锚固面的一侧的索力转换装置8连接，索力转换装置8连接斜拉索5，斜拉索5与桥体塔柱连接；所述悬挑机构6包括上横梁60、后锚梁61及多个纵向间隔设置的悬挑架62（采用贝雷桁架、或三角桁架、或菱形桁架），上横梁60连接在悬挑架62前端上方，与每个悬挑架连接处的上横梁上向下连接有前吊杆63，前吊杆63底端连接挂篮底座的前横梁11，后锚梁61连接在悬挑架62后端上方，与每个悬挑架的后锚梁上向下连接有后锚杆64，后锚杆64穿过箱梁隔梁91并在底端锚固。所述挂篮底座的后横梁上方位置的悬挑架上设有后支点枕梁65，后支点枕梁65中间有中锚杆66穿过，中锚杆66底端连接挂篮底座1的后横梁12。

所述悬挑架62包括中间两个跨中悬挑架621、拉索内侧悬挑架622、拉索拉索外侧悬挑架623，跨中悬挑架621在保证挂篮底座1的前横梁11挠度≤2厘米的前提下，尽量向两侧位置安装。这样有利于将顶板混凝土重量向两侧斜拉索5分配，减小已浇桥梁顶板荷载，防止索塔附近已浇桥梁9顶板混凝土因受拉力过大而开裂。

所述挂篮底座的后横梁的后方纵向连接尾梁14，尾梁14连接滑移吊具15与上方的牵引系统连接。在挂篮前移过程中，尾部增加的尾梁14、滑移吊具15将挂篮底座1后横梁12转换成连续梁，以减小挂篮底座后部挠度。

在距离挂篮底座的后横梁1m处、主纵梁下方增设横向反力锚梁16，反力锚梁16通过反力锚梁锚杆17与上方的混凝土箱梁9连接。弧形首4、反力锚梁16、穿心千斤顶7、索力转换装置8等部件组成了挂篮高程调节机构，保证斜拉索5在初张拉及混凝土浇筑过程中调节标高，防止挂篮向上倾覆，同时大大缩短了挂蓝长度，增加了挂篮后锚力，避免了混凝土节段间错台通病的出现。

所述反力锚梁锚杆17前侧设有水平止推键18，水平止推键底部与之垂直设有水平止推牛腿19。

本实用新型运用于淮安市承德北路盐河矮塔型斜拉桥施工，该桥悬浇分段长度率先增加到5m，全桥合龙后，成桥各项技术指标都满足设计及规范要求 ，各相邻悬浇分段底板表面过度平顺，无错台现象，相整个桥型更加美观流畅。