短平台复合型牵索式挂篮 本实用新型涉及一种桥梁施工设备，特别是涉及一种预应力混凝土斜拉桥主梁施工的牵索式挂篮。
在现有技术中，与本实用新型相近的一种预应力混凝土斜拉桥施工的牵索式挂篮，主要由主桁承重机构(即平台)、模板机构、牵索机构、锚固机构、调高机构及走行机构六部分组成。这种挂篮的主桁承重机构纵向由四榀万能杆件桁梁组成，横向由三榀万能杆件桁梁联接，并在外侧桁梁前端一定范围内设置了与牵索机构联接的锚固滑槽，在中间桁梁处设置了走行牛腿，使得整个挂篮通过牵索机构和锚固机构，将全部施工时的荷载传于主塔及已成梁段上，主梁节段施工完成后，挂篮通过走行牛腿及尾端横梁上的走行轮，完成转移。例如，陈克济等人撰写的“临江门斜拉桥牵索式挂篮施工新技术”，《桥梁建设》1995年第2期，第68页至70页。这种牵索式挂篮的牵索机构主要作用是将挂篮前端(亦即平台前端)的垂直荷载直接传至斜拉桥主塔，以减少挂篮作用在斜拉桥主梁上的垂直荷载，而这种方式仅用牵索对挂篮前端提供一个斜向支点，并不能完全有效地起到垂直荷载的传递作用，同时由于牵索的相对柔性，使得挂篮支承仍为悬臂梁支承方式，因此，使挂篮的平台只能是具有较长锚固长度的长平台，使该挂篮的平台自重大，平台挂钩的反力更大，导致斜拉桥主梁因施工需要而加大截面，增加了永久性的结构材料。
本实用新型的目的在于克服上述挂篮的缺陷，提供一种增加了三角架，以每个三角架的前吊杆对挂篮平台前端提供一垂直地刚性支点，且前吊杆与牵索共同作用，使挂篮在施工中以简支支承方式承载，从而减小平台长度和自重，以及大幅度减小平台挂钩反力的短平台复合型牵索式挂篮。
本实用新型的目的是这样实现的：采用两个由梁加加劲桁构成的有下弦刚性梁的三角架，三角架的下弦刚性梁上支承着前吊杆、后吊杆、后锚杆及走行吊杆，考虑到其承受杆力，三角架的下弦刚性梁采用箱形截面形式，其悬臂部分的下盖板上设置了模板平台走行小车的走行轨道，考虑到三角架单独走行倾复力矩平衡问题，在三角架尾部加有压重，模板平台通过前吊杆及后吊杆悬挂在三角架上，后锚杆将三角架通过预埋在桥梁主梁已浇注节段中的拉板锚固于桥梁主梁，在模板平台走行时，走行吊杆两端被分别固定于模板平台的前横梁底面和三角架下弦刚性梁底板的走行轨道上。模板平台由前横梁、后横梁、牵索梁、吊杆纵梁、普通纵梁、水平桁梁和安全尾梁组成，前横梁和后横梁采用梁加加劲桁的组合结构，以利于减小平台挠度和混凝土浇注；牵索梁直接固定牵索和承受牵索索力，牵索固定于牵索梁的弧形首；吊杆纵梁用于三角架前吊杆和后吊杆的联接，并将吊杆纵梁向后延长形成安全尾梁，以防模板平台因意外事故下降过快过大；水平桁梁设置于普通纵梁底面以下接近前横梁、后横梁的中立轴处，将牵索梁传来的牵索水平力传递给桥梁主梁已浇注节段和待浇注节段衔接处的抗剪销。牵索为斜拉桥永久性斜拉索并列索中之一根外索，在施工中通过其延长部分而固定于模板平台牵索梁的弧形首上，使其与三角架的前吊杆共同受力，以使挂篮在施工作用中以简支支承方式承载，从而减小模板平台长度和挂篮自重。
上述技术方案与现有技术相比，由于增加了两个由梁加加劲桁构成的有下弦刚性梁的三角架，并以每个三角架的前吊杆对挂篮模板平台前端提供一垂直的刚性支点，且与牵索共同受力，使得挂篮在施工中以简支支承方式承载，故减小了模板平台长度和挂篮自重，从而大幅度减小了平台挂钩的反力，并且无须使斜拉桥主梁因施工需要而加大截面和增加永久性的结构材料。
图1是短平台复合型牵索挂篮立面图；
图2是短平台复合型牵索挂篮三角架计算图式；
图3是短平台复合型牵索挂篮横截面图；
图4是短平台复合型牵索挂篮模板平台结构示意图；
图5是短平台复合型牵索挂篮三角架下弦刚性梁结构示意图；
图6是短平台复合型牵索挂篮三角架走行吊杆布置示意图；
图7是短平台复合型牵索挂篮模板平台牵索梁弧形首和牵索
联结示意图；
图8是本实用新型实施例中斜拉桥主梁截面形式。
下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步详述。
武汉市某长江公路桥，主跨为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨度为180+400+180m，斜拉索为由内、外索组合的并列索，索距为8m，主梁为分离式箱形梁，梁面宽29.4m，其截面形式如图8所示，浇注阶段长为8m，重500t，本实用新型即以该桥主梁施工用短平台复合型牵索挂篮为实施例而设计。
图1是短平台复合型牵索挂篮立面图。本实用新型的设计主要由三角架1和1′、模板平台2及牵索3和3′三大承载结构部分组成。三角架1和1′通过后锚杆7和7′与主梁已浇注节段锚固，并伸出悬臂以承托待浇注节段，考虑到三角架1和1′单独走行倾复力矩平衡问题，在三角架1和1′尾部加有压重8和8′，在三角架1和1′上，支承着前吊杆4和4′、后吊杆5和5′、走行吊杆6和6′、后锚杆7和7′。三角架1和1′的前伸臂长度须满足主梁待浇注节段施工长度的需要，本实施例中大于9.6m；承载能力，须满足由前吊杆4和4′传来的模板平台2的反力。三角架1和1′在混凝土浇注的施工作业中，前吊杆4和4′以给定的最大杆力和最小杆力与锚固在模板平台2前端弧形首上的牵索3和3′共同作用。前吊杆4和4′的最大杆力是根据主梁、斜拉索和三角架1和1′的容许承载力而定，本实施例中为60t/根，而最小杆力是根据牵索3和3′的容许索力而定，但前吊杆4和4′的最小杆力不得为负值(即压力)和零，应有一定的正值(即拉力)，在本实施例中为15t/根。牵索3和3′为斜拉桥永久性斜拉索并列索中之一根外索。
图2是短平台复合型牵索挂篮三角架计算图式(以单个三角架为计算对象)。三角架1由刚性的下弦刚性梁19和加劲桁杆件立柱20，后拉杆21，前拉杆22组成，为一次超静定结构体系。在求解三角架1之各构件内力时，取立柱20为赘余力，在立柱20底部予以切开。实际上，立柱20的具体做法是将其理论高度缩短20mm，以便于三角架1在悬臂状态中拼装杆件，在各构件合拢后，即在立柱20底部起顶，对三角架1各构件预施应力，尔后，用垫板将立柱20底部塞紧并固定。
图3是短平台复合型牵索挂篮横截面图。模板平台2由三角架1和1′的前吊杆4和4′、后吊杆5和5′吊挂；在浇注混凝土施工中，其前端还由牵索3和3′牵挂；而在走行移动中，除牵索3和3′已先期撤去外，还撤去前吊杆4和4′、后吊杆5和5′，改由走行吊杆6和6′、挂钩16种16′吊挂，并分别沿三角架1和1′上的走行滑道23和23′，以及主梁两侧滑道24和24′移动。
图4是短平台复合型牵索挂篮模板平台结构示意图。模板平台2是由前横梁9，后横梁10，牵索梁11和11′，吊杆纵梁12和12′，相互平行排列的普通纵梁13和与普通纵梁斜向交叉的水平桁梁14所组成的格构式施工平台。在浇注混凝土的施工中，牵索梁11和11′前端弧形首上张拉着牵索3和3′。牵索3和3′的垂直分力与前吊杆4和4′共同作用，其水平分力则由水平桁梁14从牵索梁11和11′传递至设于安全尾梁18和18′顶部的挡块15和15′(如图1)和抗剪销17和17′，然后顶压在主梁箱板上，由已浇注节段的主梁承受。安全尾梁18和18′，尚有防止在施工中因操作失误致使模板平台2下降过快过大的作用。后横梁10后侧设置的纵横向调位装置25和25′，是为模板平台2走行移动至新的施工位置后进行调位之用。
图5是短平台复合型牵索挂篮三角架下弦刚性梁结构示意图。三角架1和1′的下弦刚性梁19和19′是一个箱形截面的刚性梁，在其上支承着前吊杆4和4′、后吊杆5和5′、走行吊杆6和6′及悬臂部分的走行滑道23和23′，承受着轴向杆力和弯矩。
图6是短平台复合型牵索挂篮三角架走行吊杆布置示意图(以单个三角架为对象)。在浇注混凝土施工完毕后，模板平台2由前吊杆4和后吊杆5吊挂着下降一个主梁高度(即3m)，此时，挂钩16和走行吊杆6分别落在主梁滑道24和临时设置在新浇筑主梁前端的挑梁26上。然后，撤去前吊杆4和后吊杆5。三角架1此时可以单独移动至前方新的施工位置。尔后，将走行吊杆6从挑梁26上移至三角架下弦刚性梁19的走行滑道23上。模板平台2此时由挂钩16和走行吊杆6吊挂，分别在主梁滑道24和三角架下弦刚性梁19的走行滑道23上进行滑移，移动至前方新的施工位置，与先期到达的三角架1再次结合，进行下一轮的施工循环。
图7是短平台复合型牵索挂篮模板平台牵索梁弧形首和牵索联结示意图(以单根牵索为对象)。牵索3通过接长杆28和接长钢索29联结在牵索梁11的弧形首27上，弧形首27既是牵索3的弧形支座，又是牵索梁11的整体受力结构。因此，弧形首27的截面应力须按园环结构分析。弧形首27的底板受力很大，本实施例中采用16Mn钢，板厚达48mm，弯曲成半径3700mm圆弧(半径误差不超过5mm)。在开始浇注混凝土施工时，先将螺母30松开，对牵索3进行张拉后拧紧螺母31，牵索3的索力即作用于弧形首27上了。施工完毕主梁挂上永久斜拉索后，张拉与牵索3并列的斜拉索，拧紧螺母30，即可松开螺母31，解开接长钢索29和接长杆28，并转移至新的施工位置。