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[摘要]：以海城上行联络线海城河特大桥跨海城河右堤连续梁（32+48+32）m为实例，详细阐述了挂篮的设计原理、主要组成部分、安装程序、受力分析和挂篮的试验方法及检算 。
[关键词]：菱形挂篮 设计原理 应用 检算
一、前言
悬浇施工法是在挂篮等各种移动的钢制脚手架上，由桥墩向跨中对称支模、绑轧钢筋、穿预应力管道、浇筑梁体至设计位置，待梁体养护达到设计强度后，再穿束、施加预应力的架桥方法。采用挂篮的悬浇施工法具有许多优点，如不影响桥下正常交通、无需大型吊机、挂篮和模板可周转重复使用等，因此，广泛应用于大跨度预应力混凝土梁桥的建设中，目前国内挂篮的种类繁多，悬臂施工挂篮最初是平行桁架式，后来逐渐发展成多样化，结构越来越轻型，受力越来越合理，施工越来越方便。
二、工程概况
以海城上行联络线海城河特大桥跨海城河右堤连续梁为三孔一联（32+48+32）m预应力混凝土单线连续箱梁。桥面宽度：防护墙内侧净宽4m，桥上人行道栏杆内侧净宽6.9m，桥面板宽7.0m，桥梁建筑总宽7.28m；箱体采用单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端附近外均为32cm，腹板厚40-60-70cm，底板由跨中的40cm按二次抛物线变化至根部的60cm，顶板宽度7.0m，底板宽度3.8m，箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡；支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。全联采用悬臂浇筑法施工，全联共设31个梁段，其中27个梁段需要采用挂篮进行悬臂浇筑。
三、菱形挂篮的设计原理
1.菱形挂篮的特点：菱形挂篮具有结构简单，受力合理及一次性移动到位等特点，后锚固采用精轧螺纹钢，受力明确、结构安全、可靠。大型结构件采用螺栓连接拼装简单、方便。挂篮的前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送混凝土，便于轨道的安装及腹板、底板钢筋的吊装。
2.菱形挂篮设计总体构思：
（1）减轻挂篮自重：为了保证挂篮自重符合设计要求，在设计时采取了如下措施：选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构作为挂篮承重主桁，挂篮用材选取国内生产的高强轻质钢材，并便于加工，挂篮前移时后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，从而减轻自重。
（2）缩短挂篮施工周期：挂篮设计考虑各梁段全断面一次性灌筑，底篮及模板系统采用垂直悬吊在主桁悬臂端，挂篮走行时，底篮、外模同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期。
（3）保证悬浇砼质量：模板设计注重砼外观质量，以刚度控制设计，采用钢板及型钢制作，坚固耐用，对梁段使用不需要更换和修补。制订箱梁施工实施细则，严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措施，保证箱梁施工的安全和质量。
3.挂篮的组成主要由：主梁系、底模系统、外模系统、内模系统、锚固系、走形系统等组成
4.菱形挂篮各组成部分的作用：菱形结构是挂篮的主体，也是主要受力结构；悬吊系统是结构的传力部分，它的作用是将底模平台自重及其上部荷载传递到主构架和已浇筑梁段的底板上；锚固系统是一个平衡体系，它的作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩以确保挂篮施工安全；底模平台是施工人员的工作面，可以使施工人员完成其支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护、预应力筋张拉等工作；由于桥体的梁采用箱形梁变截面，所以要采用内外双层模板以满足混凝土浇筑的需要。内模：由内模板和内模框架组成，内模板由定型组合模板拼组，在箱梁锯齿部位由木模替换对应的组合模板块件即可；走行系统是由走形轨道、后勾板、轨道固定扁担梁和支座组成，轨道固定扁担梁由预埋在箱梁腹板的精轧螺纹钢筋锚固于箱梁上，轨道锚固在轨道固定扁担梁上，由两台手拉葫芦（10t）牵着主构架前移，并带动底座平台外侧模一同前移就位。
5.菱形挂篮各组成部分的设计：
（1）主梁系：主梁系由菱形构架、横向连接系、上下横梁三部分组成，其中主构架为整套挂篮的受力核心由两片菱形桁架构成，每片桁架有两根28B槽钢组成格构式组合截面，各杆件之间采用ф25的高强螺栓通过两块厚δ=20mm的节点板连接成一体，两片菱形桁架之间平面及竖向联结，其作用是传递由前上横梁传接提吊系统的拉力。横向连接系由角钢焊接而成，其作用是连接两片主桁架，使其形成一体抗倾覆，前移时保持同步和稳定。挂篮横梁（包括前上横梁、前下横梁和后下横梁）均采用两根45B的槽钢组成的组合截面。前上横梁支撑于挂篮主桁的受力核心，两片菱形桁架上。
（2）底模系：底模系由前后拖梁、纵向桁架以及模板组成，托梁由两根36B槽钢焊接而成， 底模的面板为δ=8mm的A3钢板，根据模板所在位置的受力状况，在模板的面板下设置相应间距的加劲肋。底模系前托梁悬挂在前横梁上，后托梁由两个后锚锚固在已成梁段混凝土底板上。
（3）外模系：外模系由侧模架和模板组成。侧模架由[14B槽钢形成桁架结构，桁间距100cm；模板由δ6mm钢板以及角钢作肋制成，侧模夹住底模，通过调整底模的高程以适应不同高度的梁段，这样外模能循环使用，大大节约了投资。外模系下端牛腿支撑在底模系前后托梁上，中部用对拉筋与内模系相连，顶部利用已成梁段上的预留孔将侧模锚固在已成梁段上，另一侧利用斜拉杆固定在主构架上。
（4）内模系：内模采用可调式内模架，通过顶模架调节内模宽度，通过竖带调节内模高度。通过销子转动拆、立模快速方便、简单。
（5）锚固系：锚固系分上下锚固区。上锚是主桁架的自锚平衡装置，由锚固扁担梁、竖向预应力筋、连接锚杆、千斤顶等组成。 每根主桁纵梁尾部用3根精轧螺纹钢筋作为连接锚杆与箱梁内的预埋的竖向预应力筋相连，单根主梁设置3个锚固点，一个挂篮共设置6个锚固点。下锚是在已成梁段箱梁底板预留孔处将底模系后托梁锚固在已成梁段上。精轧螺纹粗钢筋上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端挠度。 （6）挂篮走行系统：主要分桁架走行系统、底模、外模走行系统和内模走行系统。桁架走行系统是在两片桁架下已灌筑的箱梁顶面铺设横向的轨道固定扁担梁，在轨道固定扁担梁顶面沿纵向铺设两根用20B工字钢上下满焊δ=20mm钢板焊的箱形轨道，轨道扁担梁用已灌筑箱梁的竖向预应力筋锚固于箱梁顶面，轨道锚固在轨道固定扁担梁上。轨道顶面放置前后支座，支座与桁架节点通过螺栓连接，前支座沿轨道滑行，后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，轨道分节向前倒用；底模和外模与挂篮主桁同步走行，走行时，底模仍然支撑在纵梁桁架上，外模则吊挂于外导梁上；内模待前段箱梁底板和腹板钢筋绑扎完成后，沿内导梁滑移到位。
（7）挂篮吊带：吊带包括前长吊带、前短吊带、后长吊带、后短吊带和后短吊杆。前长吊带是前下横梁与前上横梁之间的传力结构；前短吊带是内外导梁前端与前上横梁之间的传力结构；后长吊带和后短吊带是将后下横梁所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，根据所传力的大小，分别采用ф25和ф32的精轧螺纹钢制作而成；后短吊杆是将内外导梁后端所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，采用直径为ф32抗拉标准强度为930Mpa的精轧螺纹粗钢筋制作而成。
（8）挂篮内外导梁：内导梁主要承受待灌筑箱梁两腹板之间的顶板自重及相应的施工荷载，同时又是内外模板的走行通道，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根28B的槽钢组成组合截面；外导梁主要承受待灌筑箱梁悬臂翼缘板自重及相应的施工荷载，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根56C的工字钢组成组合截面。
6.挂篮的受力分析：主梁系在悬灌施工时主要承受底模系传来的竖向拉力，在挂篮走行时主要承受外滑梁前吊杆传来的竖向力和竖向弯矩。底模系承受悬灌箱梁施工荷载。外模系主要承受腹板混凝土产生的侧压力及翼板混凝土荷载。
（1）荷载系数：有关荷载系数根据铁路桥涵设计和施工规范的规定，荷载系数取值如下：考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载走行时冲击系数：1.3；浇筑混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：1.5；作用于挂篮上的荷载箱梁荷载. 按最重梁段考虑，2#块112.68t；施工机具及人群荷载2.5kPa；挂篮自重55.1t；风荷载800Pa；砼偏载箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3，重量为13t。
（2）荷载组合：荷载组合Ⅰ：砼自重+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅱ：砼自重+砼偏载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅲ：砼自重+风荷载+挂篮自重；荷载组合Ⅳ：砼自重+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅴ：冲击附加荷载+风荷载+挂篮自重。荷载组合Ⅰ～Ⅲ用于挂篮强度及稳定性计算，荷载组合Ⅳ用于刚度计算，荷载组合Ⅴ用于挂篮走行验算。
（3）结构分析计算：挂篮主桁结构内力与位移计算：挂篮主桁为空间桁架结构，杆件联结分刚性、铰接和半铰接节点，对于采用焊接节点可处理为刚性节点，对于仅在一个平面内转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。计算主桁内力和位移采用SAP2000计算。主桁杆件稳定分析：根据空间杆系计算出的内力，对各杆件按受拉受压分别进行计算，压杆采用相应的屈曲长度K1，分别计算出平面内和平面外的压杆稳定和局部稳定。其他构件计算：挂篮各种分配梁、销子、螺纹件、轨道等均采用手工计算。
四、菱形挂篮的应用
1.菱形挂篮安装程序：
（1）清理弹线：清理0#段梁面，根据挂篮尺寸、桁架中心间距，以桥梁中心线为基准，将轨道中心线弹在梁面上；
（2）找平铺轨：用水泥砂浆找平梁面，按设计间距铺设钢枕，用精扎螺帽穿入箱梁腹板竖向预应力筋，将钢枕固定。
（3）安装轨道：找平、测距，将走行轨道锁定在钢枕上。
（4）安装主构架：先将主桁架在地面拼装成为整体，用吊车将主桁架吊上梁面吊至桁架预定位置。
（5）安装横向连接系：将挂篮上、下连接系拼装为整体，吊至主桁架上，与两个主桁架连接为整体。
（6）后锚固定：将扁担梁放置在桁架后锚节点上，用φ32精扎螺纹钢穿过扁担梁与预埋在梁内的螺纹钢连接，用千斤顶张拉后将主桁架后端锚固在轨道梁上。
（7）安装前上横梁：将提升千斤顶、钢吊带和前上横梁组拼成整体，吊至桁架前端连接固定。
（8）安装后吊带：安装底锚垫梁，将后吊带穿过垫梁和箱梁底板，安装好。
（9）安装底模架和底模板：在地面搭设平台支架，先放前后底横梁，再放底模纵向桁架，安装底模板，用卷扬机或滑轮组将底模系统提升就位。
（10）安装外侧模：将外模架与模板组装成整体，穿入纵移滑梁，提升至箱梁翼缘板下，穿入悬吊钢筋，将侧模与底模连接。
（11）调整立模标高：根据梁段设计尺寸、挂篮变形值和线形控制提供的数据，调整模板至立模标高。
（12）安装内模系统：穿入内模滑移纵梁，安装内模骨架和模板，将悬吊杆件穿入箱梁顶板与内模横梁连接，前端与前上横梁连接，调整内模至设计位置。
2.挂篮前移：在张拉压浆结束后即可前移。
（1）接长并锚固挂篮轨道，在轨道表面放置镀锌铁皮、涂润滑油。拆下底模后吊带、松解内外模前后锚杆，并确认模板已经和混凝土脱离，内模和内模架落于降低的内滑梁上，外模板落于底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让后支座受力，放松底模前吊带，使底模离开梁体100mm左右。
（2）进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂篮两轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况。
（3）每片主桁架各用一个20t的倒链牵引，带动挂篮底模、侧模同步前移，滑行时对接缝进行处理。 （4）到位后及时安装底模后吊带，内外滑梁吊杆和挂篮主桁架后锚固装置，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。
五、菱形挂篮的挂篮加载试验
1.挂篮预压的目的：挂篮的预压是对挂篮设计强度、刚度和稳定性的验证，对挂篮适应性的检验，也是对挂篮结构消除非弹性变形，并掌握弹性变形的直接方式，对理论计算的验证，同时检验挂篮的加工质量。作为连续梁线形控制及施工时调整底模的依据，便于发现加工中存在的问题和隐患，从而保证悬挂梁施工的安全。
2.试验方法与步骤
（1）试验方法：为了达到挂篮试验预压的目的和节约时间，经有关专家研究决定采用如下试验方法。
选择一平整的场地，将一套挂篮的两片主桁架平放对置，并用水平仪抄平，后端用Ф32精轧螺纹钢锁定，前段用千斤顶对拉，按计算（设计）荷载的20%、50%、80%、100%逐级加载至最大使用荷载的1.3倍，检查各杆件焊缝有无开裂，同时记录力与位移的数据，根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，如果实测力与位移结果与计算分析的结构一致，说明挂篮设计与加工达到了预期的目的。
（2）操作步骤：
根据挂篮的尺寸和节点位置划线放样，并用砖砌筑高60cm的砖墩，顶上抹水泥砂浆，并用水平仪抄平，使所有砖墩高度一致。或者在每个支点处安放千斤顶，调整外露活塞的标高并用水平仪测量。
将两片桁架水平放置在砖墩上（千斤顶）对称放置，并垫平。将桁架后端用4～6根Ф32精轧螺纹钢一端用锚具固定，另一端穿入千斤顶张拉。
加载程序0 20% 50% 80% 100% 130% 卸载
将各级荷载预先换算为油压表读数，以方便操作，节约时间。每次加载张拉时应测量前端螺纹钢的伸长量记录力与位移值。试验结束后相反程序卸载。
3.挂篮荷载的计算
挂篮加载试验，主要是通过测量挂篮在各级静力试验荷载作用下的变形，了解挂篮结构在工作状态时与设计期望是否相符。
（1）荷载系数和施工荷载的确定按上述挂篮设计时有关数据进行计算。
（2）记录和提供数据
各级荷载每次加载数量大小和持荷时间；测量记录各级加载后的杆件位移量和累计位移量；杆件的焊缝有无开裂，杆件破坏；卸荷后及时测量桁架回复后的位移量。
（3）试验结果与分析
对试验结果和数据进行分析，准确确定挂篮桁架的弹性和非弹性压缩变形量；对挂篮试验结构进行分析评价，挂篮的受力情况和变形以及安全度进行评判。根据记录数据确定挂篮线性变形回归方程，可以计算出每一阶段不同混凝土重量挂篮的变形值，根据变形值调整挂篮标高，以利于连续梁桥的线性控制。
六、菱形挂篮设计与施工体会
（1）为保证挂篮的强度和刚度，并减少挂篮自重，挂篮各杆件特别是主桁架用材，应尽量选取高强
轻质钢材，并便于加工，如16Mn 钢。
（2）菱形挂篮取消尾部配重后应注意自锚的安全性，特别是前移时的抗倾覆稳定系数要大于2 。挂篮设计时应考虑其可重复使用性，经过简单处理后即可适应各种跨径和不同长度、宽度的箱梁施工。
（3）设计挂篮时要考虑各道工序操作人员的作业空间，可在挂篮主桁上方设置遮阳（暖）雨棚，以改善工人工作环境。
（4）该挂篮在实际应用中具有易于组装移动和模板调整简单的特点，挂篮的前移仅需3 h ，模板调整需4 h，每个节段平均施工周期6. 5 d，最快的节段5 d，为争取桥梁的总体工期创造了有利条件。
七、结论
（1）设计和施工相互结合，采用挂篮施工工艺可保证桥梁结构体系的刚度、强度、稳定性及耐久性并可降低工程总造价。
（2）挂篮系统在桥梁施工中可节约脚手架、减少施工环节、加快施工进度、缩短施工周期。
（3）挂篮系统自重轻、利用率和周转次数高，且施工作业面宽阔，便于钢筋、预应力管道安装以及预应力筋张拉。
（4）挂篮系统在桥梁工程施工中，环境条件要求低，在跨越河流和交通繁忙的主干道的情况下可满足正常施工的要求。
[关键词]：菱形挂篮 设计原理 应用 检算
一、前言
悬浇施工法是在挂篮等各种移动的钢制脚手架上，由桥墩向跨中对称支模、绑轧钢筋、穿预应力管道、浇筑梁体至设计位置，待梁体养护达到设计强度后，再穿束、施加预应力的架桥方法。采用挂篮的悬浇施工法具有许多优点，如不影响桥下正常交通、无需大型吊机、挂篮和模板可周转重复使用等，因此，广泛应用于大跨度预应力混凝土梁桥的建设中，目前国内挂篮的种类繁多，悬臂施工挂篮最初是平行桁架式，后来逐渐发展成多样化，结构越来越轻型，受力越来越合理，施工越来越方便。
二、工程概况
以海城上行联络线海城河特大桥跨海城河右堤连续梁为三孔一联（32+48+32）m预应力混凝土单线连续箱梁。桥面宽度：防护墙内侧净宽4m，桥上人行道栏杆内侧净宽6.9m，桥面板宽7.0m，桥梁建筑总宽7.28m；箱体采用单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端附近外均为32cm，腹板厚40-60-70cm，底板由跨中的40cm按二次抛物线变化至根部的60cm，顶板宽度7.0m，底板宽度3.8m，箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡；支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。全联采用悬臂浇筑法施工，全联共设31个梁段，其中27个梁段需要采用挂篮进行悬臂浇筑。
三、菱形挂篮的设计原理
1.菱形挂篮的特点：菱形挂篮具有结构简单，受力合理及一次性移动到位等特点，后锚固采用精轧螺纹钢，受力明确、结构安全、可靠。大型结构件采用螺栓连接拼装简单、方便。挂篮的前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送混凝土，便于轨道的安装及腹板、底板钢筋的吊装。
2.菱形挂篮设计总体构思：
（1）减轻挂篮自重：为了保证挂篮自重符合设计要求，在设计时采取了如下措施：选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构作为挂篮承重主桁，挂篮用材选取国内生产的高强轻质钢材，并便于加工，挂篮前移时后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，从而减轻自重。
（2）缩短挂篮施工周期：挂篮设计考虑各梁段全断面一次性灌筑，底篮及模板系统采用垂直悬吊在主桁悬臂端，挂篮走行时，底篮、外模同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期。
（3）保证悬浇砼质量：模板设计注重砼外观质量，以刚度控制设计，采用钢板及型钢制作，坚固耐用，对梁段使用不需要更换和修补。制订箱梁施工实施细则，严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措施，保证箱梁施工的安全和质量。
3.挂篮的组成主要由：主梁系、底模系统、外模系统、内模系统、锚固系、走形系统等组成
4.菱形挂篮各组成部分的作用：菱形结构是挂篮的主体，也是主要受力结构；悬吊系统是结构的传力部分，它的作用是将底模平台自重及其上部荷载传递到主构架和已浇筑梁段的底板上；锚固系统是一个平衡体系，它的作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩以确保挂篮施工安全；底模平台是施工人员的工作面，可以使施工人员完成其支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护、预应力筋张拉等工作；由于桥体的梁采用箱形梁变截面，所以要采用内外双层模板以满足混凝土浇筑的需要。内模：由内模板和内模框架组成，内模板由定型组合模板拼组，在箱梁锯齿部位由木模替换对应的组合模板块件即可；走行系统是由走形轨道、后勾板、轨道固定扁担梁和支座组成，轨道固定扁担梁由预埋在箱梁腹板的精轧螺纹钢筋锚固于箱梁上，轨道锚固在轨道固定扁担梁上，由两台手拉葫芦（10t）牵着主构架前移，并带动底座平台外侧模一同前移就位。
5.菱形挂篮各组成部分的设计：
（1）主梁系：主梁系由菱形构架、横向连接系、上下横梁三部分组成，其中主构架为整套挂篮的受力核心由两片菱形桁架构成，每片桁架有两根28B槽钢组成格构式组合截面，各杆件之间采用ф25的高强螺栓通过两块厚δ=20mm的节点板连接成一体，两片菱形桁架之间平面及竖向联结，其作用是传递由前上横梁传接提吊系统的拉力。横向连接系由角钢焊接而成，其作用是连接两片主桁架，使其形成一体抗倾覆，前移时保持同步和稳定。挂篮横梁（包括前上横梁、前下横梁和后下横梁）均采用两根45B的槽钢组成的组合截面。前上横梁支撑于挂篮主桁的受力核心，两片菱形桁架上。
（2）底模系：底模系由前后拖梁、纵向桁架以及模板组成，托梁由两根36B槽钢焊接而成， 底模的面板为δ=8mm的A3钢板，根据模板所在位置的受力状况，在模板的面板下设置相应间距的加劲肋。底模系前托梁悬挂在前横梁上，后托梁由两个后锚锚固在已成梁段混凝土底板上。
（3）外模系：外模系由侧模架和模板组成。侧模架由[14B槽钢形成桁架结构，桁间距100cm；模板由δ6mm钢板以及角钢作肋制成，侧模夹住底模，通过调整底模的高程以适应不同高度的梁段，这样外模能循环使用，大大节约了投资。外模系下端牛腿支撑在底模系前后托梁上，中部用对拉筋与内模系相连，顶部利用已成梁段上的预留孔将侧模锚固在已成梁段上，另一侧利用斜拉杆固定在主构架上。
（4）内模系：内模采用可调式内模架，通过顶模架调节内模宽度，通过竖带调节内模高度。通过销子转动拆、立模快速方便、简单。
（5）锚固系：锚固系分上下锚固区。上锚是主桁架的自锚平衡装置，由锚固扁担梁、竖向预应力筋、连接锚杆、千斤顶等组成。 每根主桁纵梁尾部用3根精轧螺纹钢筋作为连接锚杆与箱梁内的预埋的竖向预应力筋相连，单根主梁设置3个锚固点，一个挂篮共设置6个锚固点。下锚是在已成梁段箱梁底板预留孔处将底模系后托梁锚固在已成梁段上。精轧螺纹粗钢筋上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端挠度。 （6）挂篮走行系统：主要分桁架走行系统、底模、外模走行系统和内模走行系统。桁架走行系统是在两片桁架下已灌筑的箱梁顶面铺设横向的轨道固定扁担梁，在轨道固定扁担梁顶面沿纵向铺设两根用20B工字钢上下满焊δ=20mm钢板焊的箱形轨道，轨道扁担梁用已灌筑箱梁的竖向预应力筋锚固于箱梁顶面，轨道锚固在轨道固定扁担梁上。轨道顶面放置前后支座，支座与桁架节点通过螺栓连接，前支座沿轨道滑行，后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，轨道分节向前倒用；底模和外模与挂篮主桁同步走行，走行时，底模仍然支撑在纵梁桁架上，外模则吊挂于外导梁上；内模待前段箱梁底板和腹板钢筋绑扎完成后，沿内导梁滑移到位。
（7）挂篮吊带：吊带包括前长吊带、前短吊带、后长吊带、后短吊带和后短吊杆。前长吊带是前下横梁与前上横梁之间的传力结构；前短吊带是内外导梁前端与前上横梁之间的传力结构；后长吊带和后短吊带是将后下横梁所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，根据所传力的大小，分别采用ф25和ф32的精轧螺纹钢制作而成；后短吊杆是将内外导梁后端所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，采用直径为ф32抗拉标准强度为930Mpa的精轧螺纹粗钢筋制作而成。
（8）挂篮内外导梁：内导梁主要承受待灌筑箱梁两腹板之间的顶板自重及相应的施工荷载，同时又是内外模板的走行通道，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根28B的槽钢组成组合截面；外导梁主要承受待灌筑箱梁悬臂翼缘板自重及相应的施工荷载，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根56C的工字钢组成组合截面。
6.挂篮的受力分析：主梁系在悬灌施工时主要承受底模系传来的竖向拉力，在挂篮走行时主要承受外滑梁前吊杆传来的竖向力和竖向弯矩。底模系承受悬灌箱梁施工荷载。外模系主要承受腹板混凝土产生的侧压力及翼板混凝土荷载。
（1）荷载系数：有关荷载系数根据铁路桥涵设计和施工规范的规定，荷载系数取值如下：考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载走行时冲击系数：1.3；浇筑混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：1.5；作用于挂篮上的荷载箱梁荷载. 按最重梁段考虑，2#块112.68t；施工机具及人群荷载2.5kPa；挂篮自重55.1t；风荷载800Pa；砼偏载箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3，重量为13t。
（2）荷载组合：荷载组合Ⅰ：砼自重+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅱ：砼自重+砼偏载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅲ：砼自重+风荷载+挂篮自重；荷载组合Ⅳ：砼自重+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅴ：冲击附加荷载+风荷载+挂篮自重。荷载组合Ⅰ～Ⅲ用于挂篮强度及稳定性计算，荷载组合Ⅳ用于刚度计算，荷载组合Ⅴ用于挂篮走行验算。
（3）结构分析计算：挂篮主桁结构内力与位移计算：挂篮主桁为空间桁架结构，杆件联结分刚性、铰接和半铰接节点，对于采用焊接节点可处理为刚性节点，对于仅在一个平面内转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。计算主桁内力和位移采用SAP2000计算。主桁杆件稳定分析：根据空间杆系计算出的内力，对各杆件按受拉受压分别进行计算，压杆采用相应的屈曲长度K1，分别计算出平面内和平面外的压杆稳定和局部稳定。其他构件计算：挂篮各种分配梁、销子、螺纹件、轨道等均采用手工计算。
四、菱形挂篮的应用
1.菱形挂篮安装程序：
（1）清理弹线：清理0#段梁面，根据挂篮尺寸、桁架中心间距，以桥梁中心线为基准，将轨道中心线弹在梁面上；
（2）找平铺轨：用水泥砂浆找平梁面，按设计间距铺设钢枕，用精扎螺帽穿入箱梁腹板竖向预应力筋，将钢枕固定。
（3）安装轨道：找平、测距，将走行轨道锁定在钢枕上。
（4）安装主构架：先将主桁架在地面拼装成为整体，用吊车将主桁架吊上梁面吊至桁架预定位置。
（5）安装横向连接系：将挂篮上、下连接系拼装为整体，吊至主桁架上，与两个主桁架连接为整体。
（6）后锚固定：将扁担梁放置在桁架后锚节点上，用φ32精扎螺纹钢穿过扁担梁与预埋在梁内的螺纹钢连接，用千斤顶张拉后将主桁架后端锚固在轨道梁上。
（7）安装前上横梁：将提升千斤顶、钢吊带和前上横梁组拼成整体，吊至桁架前端连接固定。
（8）安装后吊带：安装底锚垫梁，将后吊带穿过垫梁和箱梁底板，安装好。
（9）安装底模架和底模板：在地面搭设平台支架，先放前后底横梁，再放底模纵向桁架，安装底模板，用卷扬机或滑轮组将底模系统提升就位。
（10）安装外侧模：将外模架与模板组装成整体，穿入纵移滑梁，提升至箱梁翼缘板下，穿入悬吊钢筋，将侧模与底模连接。
（11）调整立模标高：根据梁段设计尺寸、挂篮变形值和线形控制提供的数据，调整模板至立模标高。
（12）安装内模系统：穿入内模滑移纵梁，安装内模骨架和模板，将悬吊杆件穿入箱梁顶板与内模横梁连接，前端与前上横梁连接，调整内模至设计位置。
2.挂篮前移：在张拉压浆结束后即可前移。
（1）接长并锚固挂篮轨道，在轨道表面放置镀锌铁皮、涂润滑油。拆下底模后吊带、松解内外模前后锚杆，并确认模板已经和混凝土脱离，内模和内模架落于降低的内滑梁上，外模板落于底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让后支座受力，放松底模前吊带，使底模离开梁体100mm左右。
（2）进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂篮两轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况。
（3）每片主桁架各用一个20t的倒链牵引，带动挂篮底模、侧模同步前移，滑行时对接缝进行处理。 （4）到位后及时安装底模后吊带，内外滑梁吊杆和挂篮主桁架后锚固装置，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。
五、菱形挂篮的挂篮加载试验
1.挂篮预压的目的：挂篮的预压是对挂篮设计强度、刚度和稳定性的验证，对挂篮适应性的检验，也是对挂篮结构消除非弹性变形，并掌握弹性变形的直接方式，对理论计算的验证，同时检验挂篮的加工质量。作为连续梁线形控制及施工时调整底模的依据，便于发现加工中存在的问题和隐患，从而保证悬挂梁施工的安全。
2.试验方法与步骤
（1）试验方法：为了达到挂篮试验预压的目的和节约时间，经有关专家研究决定采用如下试验方法。
选择一平整的场地，将一套挂篮的两片主桁架平放对置，并用水平仪抄平，后端用Ф32精轧螺纹钢锁定，前段用千斤顶对拉，按计算（设计）荷载的20%、50%、80%、100%逐级加载至最大使用荷载的1.3倍，检查各杆件焊缝有无开裂，同时记录力与位移的数据，根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，如果实测力与位移结果与计算分析的结构一致，说明挂篮设计与加工达到了预期的目的。
（2）操作步骤：
根据挂篮的尺寸和节点位置划线放样，并用砖砌筑高60cm的砖墩，顶上抹水泥砂浆，并用水平仪抄平，使所有砖墩高度一致。或者在每个支点处安放千斤顶，调整外露活塞的标高并用水平仪测量。
将两片桁架水平放置在砖墩上（千斤顶）对称放置，并垫平。将桁架后端用4～6根Ф32精轧螺纹钢一端用锚具固定，另一端穿入千斤顶张拉。
加载程序0 20% 50% 80% 100% 130% 卸载
将各级荷载预先换算为油压表读数，以方便操作，节约时间。每次加载张拉时应测量前端螺纹钢的伸长量记录力与位移值。试验结束后相反程序卸载。
3.挂篮荷载的计算
挂篮加载试验，主要是通过测量挂篮在各级静力试验荷载作用下的变形，了解挂篮结构在工作状态时与设计期望是否相符。
（1）荷载系数和施工荷载的确定按上述挂篮设计时有关数据进行计算。
（2）记录和提供数据
各级荷载每次加载数量大小和持荷时间；测量记录各级加载后的杆件位移量和累计位移量；杆件的焊缝有无开裂，杆件破坏；卸荷后及时测量桁架回复后的位移量。
（3）试验结果与分析
对试验结果和数据进行分析，准确确定挂篮桁架的弹性和非弹性压缩变形量；对挂篮试验结构进行分析评价，挂篮的受力情况和变形以及安全度进行评判。根据记录数据确定挂篮线性变形回归方程，可以计算出每一阶段不同混凝土重量挂篮的变形值，根据变形值调整挂篮标高，以利于连续梁桥的线性控制。
六、菱形挂篮设计与施工体会
（1）为保证挂篮的强度和刚度，并减少挂篮自重，挂篮各杆件特别是主桁架用材，应尽量选取高强
轻质钢材，并便于加工，如16Mn 钢。
（2）菱形挂篮取消尾部配重后应注意自锚的安全性，特别是前移时的抗倾覆稳定系数要大于2 。挂篮设计时应考虑其可重复使用性，经过简单处理后即可适应各种跨径和不同长度、宽度的箱梁施工。
（3）设计挂篮时要考虑各道工序操作人员的作业空间，可在挂篮主桁上方设置遮阳（暖）雨棚，以改善工人工作环境。
（4）该挂篮在实际应用中具有易于组装移动和模板调整简单的特点，挂篮的前移仅需3 h ，模板调整需4 h，每个节段平均施工周期6. 5 d，最快的节段5 d，为争取桥梁的总体工期创造了有利条件。
七、结论
（1）设计和施工相互结合，采用挂篮施工工艺可保证桥梁结构体系的刚度、强度、稳定性及耐久性并可降低工程总造价。
（2）挂篮系统在桥梁施工中可节约脚手架、减少施工环节、加快施工进度、缩短施工周期。
（3）挂篮系统自重轻、利用率和周转次数高，且施工作业面宽阔，便于钢筋、预应力管道安装以及预应力筋张拉。
（4）挂篮系统在桥梁工程施工中，环境条件要求低，在跨越河流和交通繁忙的主干道的情况下可满足正常施工的要求。