專利名稱：短平臺復合型牽索式掛籃的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種橋梁施工設備，特別是涉及一種預應力混凝土斜拉橋主梁施工的牽索式掛籃。
在現(xiàn)有技術中，與本實用新型相近的一種預應力混凝土斜拉橋施工的牽索式掛籃，主要由主桁承重機構(即平臺)、模板機構、牽索機構、錨固機構、調高機構及走行機構六部分組成。這種掛籃的主桁承重機構縱向由四榀萬能桿件桁梁組成，橫向由三榀萬能桿件桁梁聯(lián)接，并在外側桁梁前端一定范圍內設置了與牽索機構聯(lián)接的錨固滑槽，在中間桁梁處設置了走行牛腿，使得整個掛籃通過牽索機構和錨固機構，將全部施工時的荷載傳于主塔及已成梁段上，主梁節(jié)段施工完成后，掛籃通過走行牛腿及尾端橫梁上的走行輪，完成轉移。例如，陳克濟等人撰寫的“臨江門斜拉橋牽索式掛籃施工新技術”，《橋梁建設》1995年第2期，第68頁至70頁。這種牽索式掛籃的牽索機構主要作用是將掛籃前端(亦即平臺前端)的垂直荷載直接傳至斜拉橋主塔，以減少掛籃作用在斜拉橋主梁上的垂直荷載，而這種方式僅用牽索對掛籃前端提供一個斜向支點，并不能完全有效地起到垂直荷載的傳遞作用，同時由于牽索的相對柔性，使得掛籃支承仍為懸臂梁支承方式，因此，使掛籃的平臺只能是具有較長錨固長度的長平臺，使該掛籃的平臺自重大，平臺掛鉤的反力更大，導致斜拉橋主梁因施工需要而加大截面，增加了永久性的結構材料。
本實用新型的目的在于克服上述掛籃的缺陷，提供一種增加了三角架，以每個三角架的前吊桿對掛籃平臺前端提供一垂直的剛性支點，且前吊桿與牽索共同作用，使掛籃在施工中以簡支支承方式承載，從而減小平臺長度和自重，以及大幅度減小平臺掛鉤反力的短平臺復合型牽索式掛籃。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的采用兩個由梁加加勁桁構成的有下弦剛性梁的三角架，三角架的下弦剛性梁上支承著前吊桿、后吊桿、后錨桿及走行吊桿，考慮到其承受桿力，三角架的下弦剛性梁采用箱形截面形式，其懸臂部分的下蓋板上設置了模板平臺走行小車的走行軌道，考慮到三角架單獨走行傾復力矩平衡問題，在三角架尾部加有壓重，模板平臺通過前吊桿及后吊桿懸掛在三角架上，后錨桿將三角架通過預埋在橋梁主梁已澆注節(jié)段中的拉板錨固于橋梁主梁，在模板平臺走行時，走行吊桿兩端被分別固定于模板平臺的前橫梁底面和三角架下弦剛性梁底板的走行軌道上。模板平臺由前橫梁、后橫梁、牽索梁、吊桿縱梁、普通縱梁、水平桁梁和安全尾梁組成，前橫梁和后橫梁采用梁加加勁桁的組合結構，以利于減小平臺撓度和混凝土澆注；牽索梁直接固定牽索和承受牽索索力，牽索固定于牽索梁的弧形首；吊桿縱梁用于三角架前吊桿和后吊桿的聯(lián)接，并將吊桿縱梁向后延長形成安全尾梁，以防模板平臺因意外事故下降過快過大；水平桁梁設置于普通縱梁底面以下接近前橫梁、后橫梁的中立軸處，將牽索梁傳來的牽索水平力傳遞給橋梁主梁已澆注節(jié)段和待澆注節(jié)段銜接處的抗剪銷。牽索為斜拉橋永久性斜拉索并列索中之一根外索，在施工中通過其延長部分而固定于模板平臺牽索梁的弧形首上，使其與三角架的前吊桿共同受力，以使掛籃在施工作用中以簡支支承方式承載，從而減小模板平臺長度和掛籃自重。
上述技術方案與現(xiàn)有技術相比，由于增加了兩個由梁加加勁桁構成的有下弦剛性梁的三角架，并以每個三角架的前吊桿對掛籃模板平臺前端提供一垂直的剛性支點，且與牽索共同受力，使得掛籃在施工中以簡支支承方式承載，故減小了模板平臺長度和掛籃自重，從而大幅度減小了平臺掛鉤的反力，并且無須使斜拉橋主梁因施工需要而加大截面和增加永久性的結構材料。


圖1是短平臺復合型牽索掛籃立面圖；圖2是短平臺復合型牽索掛籃三角架計算圖式；圖3是短平臺復合型牽索掛籃橫截面圖；圖4是短平臺復合型牽索掛籃模板平臺結構示意圖；圖5是短平臺復合型牽索掛籃三角架下弦剛性梁結構示意圖；圖6是短平臺復合型牽索掛籃三角架走行吊桿布置示意圖；圖7是短平臺復合型牽索掛籃模板平臺牽索梁弧形首和牽索聯(lián)結示意圖；圖8是本實用新型實施例中斜拉橋主梁截面形式。
下面結合實施例及附圖對本實用新型做進一步詳述。
武漢市某長江公路橋，主跨為雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，跨度為180+400+180m，斜拉索為由內、外索組合的并列索，索距為8m，主梁為分離式箱形梁，梁面寬29.4m，其截面形式如圖8所示，澆注階段長為8m，重500t，本實用新型即以該橋主梁施工用短平臺復合型牽索掛籃為實施例而設計。
圖1是短平臺復合型牽索掛籃立面圖。本實用新型的設計主要由三角架1和1′、模板平臺2及牽索3和3′三大承載結構部分組成。三角架1和1′通過后錨桿7和7′與主梁已澆注節(jié)段錨固，并伸出懸臂以承托待澆注節(jié)段，考慮到三角架1和1′單獨走行傾復力矩平衡問題，在三角架1和1′尾部加有壓重8和8′，在三角架1和1′上，支承著前吊桿4和4′、后吊桿5和5′、走行吊桿6和6′、后錨桿7和7′。三角架1和1′的前伸臂長度須滿足主梁待澆注節(jié)段施工長度的需要，本實施例中大于9.6m；承載能力，須滿足由前吊桿4和4′傳來的模板平臺2的反力。三角架1和1′在混凝土澆注的施工作業(yè)中，前吊桿4和4′以給定的最大桿力和最小桿力與錨固在模板平臺2前端弧形首上的牽索3和3′共同作用。前吊桿4和4′的最大桿力是根據(jù)主梁、斜拉索和三角架1和1′的容許承載力而定，本實施例中為60t/根，而最小桿力是根據(jù)牽索3和3′的容許索力而定，但前吊桿4和4′的最小桿力不得為負值(即壓力)和零，應有一定的正值(即拉力)，在本實施例中為15t/根。牽索3和3′為斜拉橋永久性斜拉索并列索中之一根外索。
圖2是短平臺復合型牽索掛籃三角架計算圖式(以單個三角架為計算對象)。三角架1由剛性的下弦剛性梁19和加勁桁桿件立柱20，后拉桿21，前拉桿22組成，為一次超靜定結構體系。在求解三角架1之各構件內力時，取立柱20為贅余力，在立柱20底部予以切開。實際上，立柱20的具體做法是將其理論高度縮短20mm，以便于三角架1在懸臂狀態(tài)中拼裝桿件，在各構件合攏后，即在立柱20底部起頂，對三角架1各構件預施應力，爾后，用墊板將立柱20底部塞緊并固定。
圖3是短平臺復合型牽索掛籃橫截面圖。模板平臺2由三角架1和1′的前吊桿4和4′、后吊桿5和5′吊掛；在澆注混凝土施工中，其前端還由牽索3和3′牽掛；而在走行移動中，除牽索3和3′已先期撤去外，還撤去前吊桿4和4′、后吊桿5和5′，改由走行吊桿6和6′、掛鉤16種16′吊掛，并分別沿三角架1和1′上的走行滑道23和23′，以及主梁兩側滑道24和24′移動。
圖4是短平臺復合型牽索掛籃模板平臺結構示意圖。模板平臺2是由前橫梁9，后橫梁10，牽索梁11和11′，吊桿縱梁12和12′，相互平行排列的普通縱梁13和與普通縱梁斜向交叉的水平桁梁14所組成的格構式施工平臺。在澆注混凝土的施工中，牽索梁11和11′前端弧形首上張拉著牽索3和3′。牽索3和3′的垂直分力與前吊桿4和4′共同作用，其水平分力則由水平桁梁14從牽索梁11和11′傳遞至設于安全尾梁18和18′頂部的擋塊15和15′(如
圖1)和抗剪銷17和17′，然后頂壓在主梁箱板上，由已澆注節(jié)段的主梁承受。安全尾梁18和18′，尚有防止在施工中因操作失誤致使模板平臺2下降過快過大的作用。后橫梁10后側設置的縱橫向調位裝置25和25′，是為模板平臺2走行移動至新的施工位置后進行調位之用。
圖5是短平臺復合型牽索掛籃三角架下弦剛性梁結構示意圖。三角架1和1′的下弦剛性梁19和19′是一個箱形截面的剛性梁，在其上支承著前吊桿4和4′、后吊桿5和5′、走行吊桿6和6′及懸臂部分的走行滑道23和23′，承受著軸向桿力和彎矩。
圖6是短平臺復合型牽索掛籃三角架走行吊桿布置示意圖(以單個三角架為對象)。在澆注混凝土施工完畢后，模板平臺2由前吊桿4和后吊桿5吊掛著下降一個主梁高度(即3m)，此時，掛鉤16和走行吊桿6分別落在主梁滑道24和臨時設置在新澆筑主梁前端的挑梁26上。然后，撤去前吊桿4和后吊桿5。三角架1此時可以單獨移動至前方新的施工位置。爾后，將走行吊桿6從挑梁26上移至三角架下弦剛性梁19的走行滑道23上。模板平臺2此時由掛鉤16和走行吊桿6吊掛，分別在主梁滑道24和三角架下弦剛性梁19的走行滑道23上進行滑移，移動至前方新的施工位置，與先期到達的三角架1再次結合，進行下一輪的施工循環(huán)。
圖7是短平臺復合型牽索掛籃模板平臺牽索梁弧形首和牽索聯(lián)結示意圖(以單根牽索為對象)。牽索3通過接長桿28和接長鋼索29聯(lián)結在牽索梁11的弧形首27上，弧形首27既是牽索3的弧形支座，又是牽索梁11的整體受力結構。因此，弧形首27的截面應力須按園環(huán)結構分析?；⌒问?7的底板受力很大，本實施例中采用16Mn鋼，板厚達48mm，彎曲成半徑3700mm圓弧(半徑誤差不超過5mm)。在開始澆注混凝土施工時，先將螺母30松開，對牽索3進行張拉后擰緊螺母31，牽索3的索力即作用于弧形首27上了。施工完畢主梁掛上永久斜拉索后，張拉與牽索3并列的斜拉索，擰緊螺母30，即可松開螺母31，解開接長鋼索29和接長桿28，并轉移至新的施工位置。
權利要求1.一種預應力混凝土斜拉橋施工用的短平臺復合型牽索式掛籃，主要由模板平臺及牽索構成，其特征是采用兩個由梁加加勁桁構成的有下弦剛性梁[19]和[19′]的三角架[1]和[1′]，三角架[1]和[1′]的下弦剛性梁[19]和[19′]上支承著前吊桿[4]和[4′]、后吊桿[5]和[5′]、后錨桿[7]和[7′]以及走行吊桿[6]和[6′]，三角架[1]和[1′]的下弦剛性梁[19]和[19′]之懸臂部分的下蓋板上設置了模板平臺走行小車的走行軌道[23]和[23′]，在模板平臺上設有前端帶有弧形首的牽索梁[11]和[11′]、水平桁梁[14]、吊桿縱梁[12]和[12′]且向后延伸形成安全尾梁[18]和[18′]。
2.根據(jù)權利要求1所述的短平臺復合型牽索式掛籃，其特征在于設置在三角架[1]和[1′]上的前吊桿[4]和[4′]及后吊桿[5]和[5′]與模板平臺的吊桿縱梁[12]和[12′]固定連接，牽索與模板平臺的牽索梁[11]和[11′]的弧形首固定連接。
專利摘要一種預應力混凝土斜拉橋施工用短平臺復合型牽索掛籃，在現(xiàn)有長平臺牽索式掛籃的基礎上，增加了兩個由梁加加勁桁構成的有下弦剛性梁的三角架，并以每個三角架的前吊桿對掛籃模板平臺前端提供一垂直的剛性支點，且與牽索共同受力，使得掛籃在施工中以簡支支承方式承載，故減小了模板平臺長度和掛籃自重，從而大幅度減小了平臺掛鉤的反力，并且無須使斜拉橋主梁因施工需要而加大截面和增加永久性的結構材料。
文檔編號E01D21/00GK2263134SQ9523739
公開日1997年9月24日 申請日期1995年8月9日 優(yōu)先權日1995年8月9日
發(fā)明者王仲康, 華有恒, 周璞, 胡棟材, 劉長元, 顧鴻祺, 巫書郁, 劉鈞巖, 沈澤向 申請人:鐵道部大橋工程局