全封闭式挂篮及采用该挂篮进行混凝土悬浇的施工方法 【技术领域】
本发明涉及桥梁施工领域，尤其是一种全封闭式挂篮及采用该挂篮进行混凝土悬浇的施工方法。
背景技术
桥梁施工挂篮是用于混凝土桥悬臂现浇的一种设备。在我国预应力砼连续梁(刚构梁)的悬浇施工中使用的施工挂篮多采用功能型设计，只要满足结构的强度、刚度、稳定性、自重限制要求即可。它是一种敞口式挂篮，安全防护也仅限常规护栏，防护网，挂篮的拆除要求就地整体拆除。考虑安全、环保、规范化施工的要求，半封闭式挂篮就应运而生。中国专利200720032252.8公开了一种半封闭式挂篮，这种挂篮在其四周设有密目钢丝网，以防止物品从挂篮内坠落；这种挂篮还带有防雷装置，能够防止触电给挂篮及施工人员带来的伤害；同时，这种挂篮在底部还设有排水装置，避免挂篮内发生积水现象。采用这种半封闭式挂篮进行悬臂施工，有多方面优势：(1)不易从挂篮上掉落工具、材料而导致安全事故；(2)改善操作人员的工作环境，提高工效；(3)外观显露的是整洁的棚架结构，有利环保。但这种挂篮仍有以下的缺陷：(1)其结构为半封闭式结构，挂篮顶部没有封闭，空气可通过挂篮顶部及四周的钢丝网进入挂篮，不利于混凝土的养生。(2)挂篮的拆除仍需要就地整体拆除，不能后退走行至更合适的位置拆除。当施工下方为铁路网等要求挂篮不能在上方拆除的场合时，现有的挂篮不能适应拆除要求。(3)防雷装置单独设有直通桩底的铜铰接地导线，成本较高。
【发明内容】
本发明目的是提供一种全封闭式挂篮，这种挂篮内部封闭，为混凝土的养生提供良好的环境。
本发明的目的还在于提供一种利用上述全封闭式挂篮进行混凝土悬浇的施工方法。
为实现上述第一种发明目的，本发明的全封闭式挂篮全封闭式挂篮，包括走行系统、底模平台和锚固系统，走行系统牵引连接有承重装置，底模平台通过吊挂系统连接在承重装置和已浇箱梁上，沿底模平台周边设有封闭防护系统，锚固系统将承重装置锚固在已浇箱梁上，所述的封闭防护系统包括挂篮顶盖和挂篮周边防护结构，封闭防护系统和底模平台一起围成全封闭的施工空间。
作为本发明的一种改进，该挂篮包括有防电装置，防电装置用导线连接桥梁梁体内的钢筋接地。
作为本发明的另一种改进，该全封闭式挂篮还包括有设置在底模平台上的排水系统。
作为本发明的进一步改进，所述的承重装置包括主桁片和主桁片的联接系；所述挂篮走行系统包括接地挂篮走道梁、与挂篮牵引连接的动力装置、设在底模平台中间的滑梁和滑梁走行后滑锚，滑梁走行后滑锚包括走行滑锚吊杆、滑锚构架以及后滑锚撑脚，滑锚构架上还固连有一拉杆，挂篮走行时，后滑锚刚性连接于箱梁上，挂篮走行到位后，后滑锚由拉杆拖拉归位；吊挂系统将底模平台吊装于承重装置之上，包括前上横梁、前吊带以及后吊带，以上各吊带的下端皆固连在底模平台上且前吊带上端固连前上横梁上，后吊带上端固连在已浇注梁体上，前上横梁固设在主桁片上，前吊带通过前上横梁固连在主桁片上；底模平台包括有前下横梁和后下横梁。
作为本发明的进一步改进，所述动力装置包括与主桁片牵引连接的梁面以上结构动力装置和与底模平台牵引连接的梁面以下结构动力装置。
为实现上述第二种发明目的，采用上述全封闭式挂篮进行混凝土悬浇的施工方法主要包括以下步骤：在施工0#块上完成挂篮拼装、进行混凝土灌注、挂篮向前行走并锚固、重复进行混凝土灌注，混凝土灌注完成后拆除挂篮，其特征在于：混凝土灌注是在0#块上挂篮拼装后以及施工过程中挂篮向前行走到位后，混凝土在全封闭的挂篮中灌注和养生；拆除挂篮时先使挂篮退行至合适位置再行拆除，挂篮后退行走方法是将挂篮梁面以上部分和挂篮梁面以下部分分开进行；挂篮梁面以下部分的退行方法包括三个步骤，第一是在底模平台前下横梁、后下横梁两侧各加设一个挂钩，该挂钩上装设带有驱动装置的走行轮；第二是将底模平台通过这四个挂钩吊挂于梁面，然后解除承重系统与底模平台的吊挂连接；第三是启动走行轮的驱动装置，使挂篮底模平台向后纵移；挂篮梁面以上部分的退行方法是在解除承重系统与底模平台的吊挂连接后，将挂篮承重系统就地拆除。
作为本发明的进一步改进，所述挂篮拼装的方法包括五个步骤，第一步是在已施工的箱梁上拼装梁面上的挂篮各部分，包括走行系统的挂篮走道梁、与主桁片牵引连接的挂篮动力装置，主桁片及其联结系、吊挂系统、锚固系统和挂篮顶盖；在地面或支架上拼装桥梁梁面以下的挂篮各部分，包括底模平台、周向防护结构、与底模平台牵引连接的动力装置以及排水系统；第二步是使用提升工具将第一步中拼装好的梁面以下的挂篮部分整体提升，并将该部分挂篮与已浇箱梁连接；第三步是将底模平台与吊挂系统连接，使主桁片通过吊挂系统承担挂篮梁面以下部分的重量；第四步是解除梁面以下的挂篮部分与已浇箱梁的连接，完成体系转换；第五步是绑扎钢筋，安装预应力束及其管道，安装内模及支架；导线一端与箱梁钢筋连接，另一端与挂篮连接，完成挂篮接地装置，至此挂篮拼装完成；所述挂篮向前行走的方法包括四个步骤，第一步是穿过箱梁预留孔将走行滑锚吊杆拧紧于滑锚构架，使后滑锚撑脚嵌入预留孔并压紧于梁体；第二步是放松吊挂系统，使底模平台产生向下的位移从而脱模；第三步是解除后吊带，解除锚固系统；第四步是启动梁面以上结构动力装置和梁面以下结构动力装置，使整只挂篮向前纵移；所述挂篮锚固的方法分两个步骤，第一步是加设挂篮锚固系统，旋出走行走行滑锚吊杆，第二步是利用后滑锚拉杆将滑锚拉回后下横梁附近，在预留孔处重新拧紧走行滑锚吊杆。
本发明具有如下的优点：
封闭防护系统和底模平台一起围成全封闭的施工空间，将施工中的现浇混凝土封闭于内，养生时可避免空气流通，从而达到混凝土室内养生的效果。同时作业人员看不到挂篮外的环境，从而消除高空作业带来的恐惧感。
该挂篮还包括有防电装置，防电装置用桥梁梁体内的钢筋接地。利用桥梁梁体内的钢筋引出铜导线连于挂篮作为防电装置，方便可靠地实现了挂篮防电功能，成本较低。
排水系统的设置使施工中可以方便地将水排出挂篮。
该挂篮走行系统的结构使得挂篮走行时，可以通过拧紧后滑锚螺杆，借助预拉力将后滑锚刚性连接于箱梁上，而非常规的铰连接，这将使得挂篮走行时更平稳、减少晃动从而减少走行动载对挂篮结构的不利影响；挂篮走行到位后，后滑锚由人工牵引的拉杆拖拉归位，操作安全方便。
利用全封闭式挂篮进行混凝土悬浇的施工方法所包括的各工序简单方便地实现了挂篮的拼装、挂篮向前行走和锚固，当施工完毕需要拆除挂篮时，可按挂篮后退行走方法先使挂篮连续后退走行至合适位置再行拆除，能够适应施工下方为铁路网等要求挂篮不能在上方拆除的场合。
【附图说明】
图1是本发明的全封闭式挂篮的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的左视图；
图4是挂篮后退行走时的右视图；
图5是挂篮走行后滑锚的结构示意图；
图6是图5的右视图。
【具体实施方式】
如图1至图6所示，本发明的全封闭式挂篮包括承重装置、吊挂系统、后锚固系统4、走行系统、封闭防护系统、底模平台、以及排水系统、防电装置、内模及支架6。
如图1至4所示，承重装置包括主桁片1和主桁片1的联接系2，联接系2将主桁片1的组成桁片连接成一个整体。
吊挂系统用于将梁面以下部分吊装于承重装置之上，包括前上横梁301、前吊带302、前吊带303以及后吊带304、后吊带305，以上各吊带下端皆固连在底模平台上且前吊带302、303上端固连在前上横梁301上，前上横梁301固设在主桁片1上，前吊带302、303通过前上横梁301固连在主桁片1上。后吊带304、305的上端固连在已浇注梁体上。
走行系统包括设在底模平台中间的滑梁706、挂篮走道梁701、梁面以上结构动力装置702、梁面以下结构动力装置707和滑梁走行后滑锚709。如图5和图6所示，滑梁走行后滑锚709包括走行滑锚吊杆7092、滑锚构架7091以及后滑锚撑脚7093。滑锚构架7091上还固连有一后滑锚拉杆7094，拉杆的另一端为自由端，挂篮走行时，后滑锚刚性连接于箱梁上，挂篮走行到位后，后滑锚由拉杆拖拉归位。
封闭防护系统可分成三部分：一是挂篮底面封闭结构8012和周向防护结构8011，二是走行后滑锚封闭结构802，三是挂篮顶盖803，各部分皆由支架、面板组成。底模平台包括前下横梁501、后下横梁502以及上下两层，下层为底面封闭结构8012，上层为挂篮底模504。底面封闭结构8012连接在前下横梁501和后下横梁502上。封闭防护系统和底模平台一起构成全封闭的施工空间。挂篮底模504兼作混凝土施工的模板，底面封闭结构8012作为操作的防护层，与封闭防护系统一起防止杂物掉出挂篮。
排水系统包括设在底模平台外侧的汇水沟901以及设在底模平台上的汇水箱902。汇水沟901通过钢管与汇水箱902相连通，用于将水收集至汇水箱902中。汇水箱902底部顺桥向设有多个排水管903，排水管903可根据需要设成不同的数目。
利用桥梁梁体内的钢筋1001作防电装置，桥梁的梁体内有主体结构钢筋1001，从1001引出铜导线1002，连于挂篮，整个装置起到挂篮防电的作用。
拼装挂篮时，第一步是在已施工的箱梁上拼装梁面上的挂篮各部分，包括走行系统的挂篮走道梁701、挂篮梁面以上结构动力装置702，主桁片1、联结系2、吊挂系统3、后锚固系统4和挂篮顶盖803；在地面或支架上拼装桥梁梁面以下的挂篮各部分，包括底模平台、周向防护结构8011、梁面以下结构动力装置707以及排水系统；第二步是使用倒链等提升工具将第一步中拼装好的梁面以下的挂篮部分整体提升，并将该部分挂篮与已浇箱梁11连接；第三步是将底模平台与吊挂系统连接，使主桁片1通过吊挂系统承担挂篮重量；第四步是解除梁面以下的挂篮部分与已浇箱梁11的连接，完成体系转换。第五步是绑扎钢筋，安装预应力束及其管道，安装内模及支架6；铜导线1002一端与箱梁钢筋1001连接，另一端与挂篮连接，完成接地装置，至此挂篮拼装完成。
挂篮拼装完成后即可进行浇筑，与普通挂篮一样，每浇筑完成一个节段，挂篮依靠其走行系统向前走行，以便浇筑下一个节段。
本发明的挂篮走行可以这样实现：所述挂篮向前行走的方法包括四个步骤，第一步是穿过箱梁预留孔1101将走行滑锚吊杆7092拧紧于滑锚构架7091，使后滑锚撑脚7093嵌入预留孔1101并压紧于梁体。第二步是在挂篮顶盖803后端板8031下方设置活动节8032以适应走行、材料运输等的需要。使活动节8032向上滑移，同时放松吊挂系统前吊带302、303，后吊带304、305，使走行后滑锚封闭结构802与挂篮顶盖803之间脱开。此时底模平台产生向下的位移，从而如图4所示脱模，至滑梁706后方落于后滑锚709上。第三步是解除后吊带304、305，解除后锚固系统4。第四步是启动挂篮走行系统，挂篮主桁片1、底模平台(带封闭防护系统)由动力装置702、707牵引，从而使整只挂篮向前纵移。
挂篮走行到位后，进入浇筑程序。先设置挂篮后锚固系统4，旋出走行滑锚吊杆7092，利用后滑锚拉杆7094将滑锚拉回后下横梁502附近，在预留孔处重新拧紧走行滑锚吊杆7092。走行过程中，由于走行后滑锚防护802的存在，后滑锚709始终处于挂篮防护体系之内。
如图4所示，挂篮悬浇完成后，受场地或其它因素，无法就地拆除时，可以后退至合适地点然后拆除。挂篮上部承重结构在解除与底模平台连接后即可在梁面上就地拆除。挂篮下部结构可以这样后退：在底模平台前下横梁501、后下横梁502两侧各加设一个挂钩708，挂钩708上装设有带有驱动装置的走行轮7010。底模平台通过4个挂钩708吊挂于梁面，解除承重系统与底模平台的吊挂连接后，启动该走行轮7010的驱动装置，实现挂篮下部结构的连续后退走行。当然，挂篮下部结构也可以采用其他方式，如走行滑梁、底模平台相互依托、互为滑道，分次后退。