【學員問題】菱形掛籃的結構構造及力學分析？

【解答】（1）菱形掛籃的結構及構造

菱形掛籃主要由菱形桁架、懸吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉操作平臺五部分組成。

①菱形桁架：

菱形桁架是掛籃的主要承重結構。主桁構架豎放于箱梁腹板位置，構架的片數(shù)可根據(jù)主梁的截面特性來定，一般為兩片，也有多片的，如吳忠黃河大橋菱形掛籃采用三片構架；主要桿件通常由兩片槽鋼組焊而成，槽鋼的截面由結構分析確定；各桿件間的聯(lián)結為栓接、焊接或銷接。主桁構架間用槽鋼或角鋼組成的橫聯(lián)連接，在主桁前端節(jié)點處放置一根用2根工字鋼組焊成的橫梁，上設吊點，以做懸吊底模平臺和內外�；�梁用，該橫梁同時起到將主桁架連成整體的作用。

②懸吊系統(tǒng)：

由螺旋千斤頂、扁擔梁、吊帶或吊桿組成，用于懸掛模板系統(tǒng)，調整模板的標高。

前后吊帶（桿）：前吊帶的作用是為底模平臺提供前吊點，其承受幾乎一半的掛籃荷載。當待灌段混凝土重量較大時，一般采用吊帶，否則用吊桿。吊帶一般用16Mn或性能更好的鋼板并布設銷孔而成，一般3m一段，分段間用銷軸連接，以適應不同梁高的需要。當采用吊桿時，鋼材一般用冷拉IV級精軋螺紋鋼筋。每根吊帶或吊桿在橫梁上放2臺千斤頂通過扁擔梁調整底模標高。

后吊帶從箱梁的底板預留孔中穿過，一般用16Mn鋼板上布調節(jié)孔或45#鋼棒螺帽形成，下端與底模平臺相連，上端2臺千斤頂和扁擔梁或螺帽支承在箱梁底板頂面上。后吊帶的作用是承受掛籃一半的荷載并將其傳至箱梁底板。

③模板系統(tǒng)：由外側模、內模和底模等幾部分組成。

箱梁外側模一般采用整體鋼制大模板，當梁高變化較大時，可沿梁高分為3塊左右，以隨梁高變化拆裝調整。外側模支承在外模走行梁上，走行梁前端通過吊桿懸吊在已澆好的箱梁頂板預留孔上，后吊桿與走行梁間設有后吊架，其上裝有滾動軸承，掛籃行走時外模走行梁與外模一起沿后吊架滑行。

內模一般通過模架放置在兩根內模走行梁上，走行梁前端吊在桁架橫梁上，后端吊在已澆梁段頂板的預留孔上方，內�？裳刈咝辛夯�行，除角隅處外，平面部分可用組合鋼模或木模釘鐵皮。

底模由底模架、底橫梁及模板組成，通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點、已澆梁段和外模走行梁上，隨主桁一起前移，底模架由型鋼組焊成桁架，底橫梁由工字鋼組焊成格構式梁，底模一般用木模外釘鐵皮形成。

④張拉操作平臺：

張拉操作平臺通過鋼絲繩懸吊在菱形桁架的前端小懸臂梁上，一般用角鋼和鋼筋組成，平臺平面鋪以木板供作業(yè)人員站立行走�？捎檬謩雍�蘆調整其高度。

⑤走行系統(tǒng)

掛籃走行系統(tǒng)分為桁架走行系統(tǒng)、底模、外模走行系統(tǒng)及內模走行系統(tǒng)。

桁架走行系統(tǒng)布置為，在主桁構架下的箱梁頂面鋪設用鋼板組焊的軌道，軌道用豎向預應力筋通過短梁固定，軌道頂面放置前后支座，支座與桁架節(jié)點栓接，前支座沿軌道滑行（支座與軌道間墊四氟乙烯板），后支座以反扣輪（或后勾板）的形式沿軌道頂板下緣滾（滑）動，不需加設平衡重。走行時用2個5T手動葫蘆縱向牽引即可。軌道分節(jié)以便向前倒用。懸臂灌筑前，需要IV級冷拉精軋鋼筋將軌道上鋼軌與桁架后節(jié)點錨固，使后支座反扣輪不受力。底模及外模與主桁同步行走。具體步驟為：脫模前用手動葫蘆將底模架吊在外模走行梁上，解除后吊帶，脫模后，底模隨桁架一起向前走行。內模脫模后，內模架落在走行梁上，人工用手動葫蘆即可將其移至下一梁段。

（2）菱形掛籃的力學分析

從整體看，掛籃荷載有一半左右通過前吊帶（或吊桿）傳至主桁上節(jié)點，菱形桁架以鉸接模式計算桿力，其前下節(jié)點支于箱梁頂板前側，后下節(jié)點則通過豎向預應力筋或預埋鋼筋錨于梁上。