霍智宇　張建偉

【摘 要】掛籃施工技術主要應用在鐵路橋梁懸臂施工，是將梁段每2m至5m劃分為一個節(jié)段，以掛籃為施工機具進行懸臂對稱施工，該方法的優(yōu)勢在于施工機具構造簡單，施工效率高。本文對國內(nèi)某鐵路橋梁施工掛藍進行設計并對主要構造部位的受力特性進行有限元模擬分析。

【關鍵詞】掛籃施工；鐵路橋梁；有限元

0 前言

掛籃施工又稱為迪威達克施工方法，是以掛藍為施工機具進行橋梁懸臂對稱施工，掛藍主要結構有主桁架、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、張拉系統(tǒng)及模板系統(tǒng)等組成[1]。具體操作方法為將掛籃錨固在已經(jīng)施工完成的前段結構上，并在掛藍上進行下一個節(jié)段的模板、鋼筋、預應力管道的鋪設、灌漿、預應力張拉等等，循環(huán)往復，直至懸臂結構施工完成[2]。

我國掛籃的設計及制作已全部適應懸臂施工向高強、輕型、大跨發(fā)展的需要，從預應力混凝土連續(xù)梁或鋼結構構的懸臂施工，掛籃最初是平行桁架式，后來，逐漸發(fā)展為多樣化，結構越來越輕型，受力越來越合理，施工越來越方便，應用也越來越廣泛[3]。但是，我國的掛籃制作并沒有標準化，掛籃往往是針對某一座橋梁而設計的，橋梁建成以后，掛籃即廢棄，造成材料的浪費，因此，掛籃制作的標準化將是我國掛籃的發(fā)展方向[4]。

1 掛籃機具有限元計算

本文以國內(nèi)某鐵路橋梁掛籃施工為例，選擇橋梁最重節(jié)段進行分析，長度為3m，其中，中支點梁高6.4m。箱梁頂寬為13.4m，底寬為6.9m。頂板厚除梁端附近外均為34cm，頂板厚度為50cm。底板厚由跨中的50cm按半徑為327002mm的圓曲線變化至根部100cm，腹板厚為：50～100cm按折線變化，全梁設置5道橫隔板[5]。橫隔板厚度為：邊支座處1.40m，中支座處2.5m，中跨跨中1.0m。連續(xù)箱梁節(jié)段劃分為：0#塊9.0m，1#～7#塊3.0m，8#塊～16#塊均為4.0m，合攏段2.0m，形狀如圖1所示。

圖1 橋梁節(jié)段模型示意

1.1 翼緣板及腹板模板支撐計算

支撐翼緣板與腹板的主要受力構件為側桁架，采用[8槽鋼，側桁架間隔為2m。將2m節(jié)段內(nèi)翼緣板與腹板的重量等效為荷載加在側桁架主要受力點上進行計算，有限元驗算結果如圖2所示。

圖2 側桁架有限元驗算

1.1.1 剛度驗算

最大撓度為：

2.067mm<=3.85mm

式中，2.067—側桁架最大撓度（mm）；

l—側桁架導梁距最大撓度處距離（mm）。

1.1.2 強度驗算

最大應力：41MPa<182MPa；

滿足要求。

1.2 底板中部模板支撐計算

支撐底板的主要受力構件為底部桁架，底桁架支撐在底部橫梁上，采用[8槽鋼，有限元驗算結果如圖3所示。

圖3 底板桁架有限元驗算

1.2.1 剛度計算

底桁架剛度驗算如圖所示：

最大撓度在中部：

6mm<=11.25mm

式中，6—底桁架中部撓度（mm）；

4500—底桁架支撐間距；

滿足要求。

1.2.2 最大應力：62Mpa<182Mpa

滿足要求。

1.3 菱形桁架支撐計算

菱形桁架作為掛籃機具中主要受力部分，采用2×[32c槽鋼，將這一節(jié)段所有荷載包括機具及橋梁荷載，有限元驗算結果如圖4所示。

圖4 菱形桁架有限元驗算

1.3.1 最大撓度在主桁架前端為

8.890mm<20mm

式中，8.890——主桁架前端撓度（mm）；

20—為根據(jù)施工經(jīng)驗采用的主桁架前吊點允許撓度（mm）；

滿足要求。

1.3.2 強度驗算

最大應力：69.4Mpa<140Mpa

滿足要求。

2 結語

掛籃施工技術廣泛應用在大跨度橋梁懸臂施工過程中，有著比較豐富的理論基礎及實際應用經(jīng)驗，將有限元軟件計算結果與實際施工過程相結合，橋梁工程師可以對施工過程中結構的受力特性有宏觀的把握。通過對掛籃機具主要的受力構件進行分析，可以得出目前的掛籃設計還是偏于保守，各桿件在設計試用期內(nèi)都遠遠低于材料的容許應力值，而且由于各橋梁截面特性可能存在差異的原因，某些掛籃某一階段工作完成之后并不能用于別的工程，會造成不必要的浪費。

【參考文獻】

[1]孔祥雷.論掛籃施工在土建工程中的高效應用[J].江西建材，2016，03：160+166.

[2]梁文軍.連續(xù)箱梁掛籃施工監(jiān)理要點初探[J].山西建筑，2010，07：214-215.

[3]王勝文.掛籃施工技術在橋梁工程中的應用探討[J].江西建材，2014，06：154.

[4]蘇成，陳太聰，韓大建，鄧江.崖門大橋主梁牽索掛籃施工模擬計算[J].橋梁建設，2003，01：12-15.

[5]王哲一.鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工技術[J].門窗，2015，01：80+85.

[6]李建鵬.橋梁掛籃施工中常見問題及預防措施[J].交通世界（運輸車輛），2015，30：62-63.

[責任編輯：王楠]