1、工程概況
大蒸港矮塔
斜拉橋是上海A15公路浦西段的三座大橋之一，同時也是上海市第一座矮塔斜拉橋，橋型為單索面矮塔斜拉橋，跨徑組合為90+165+90=345m，橋面寬達34m，是目前已建成通車的我國同類橋型中橋面最寬的大橋。全橋位于圓曲線和緩和曲線上，箱梁截面為單項五室，其箱頂寬33.7m，底寬17.499m～21.543m，翼緣懸臂板寬4.5m。箱梁根部梁高7m，端梁和跨中處梁高3.5m，梁底按二次拋物線變化，頂板與底板坡度一致，最大為3%。本工程主梁0#~2#塊采用支架法現(xiàn)澆施工，3#~20#節(jié)段采用懸臂現(xiàn)澆施工，掛籃澆筑箱梁分段長度為3m、3.5m、4m、4.5m，其中大橋懸臂澆筑最大節(jié)段重量達430噸。
2、掛籃設計
2.1設計依據(jù)
?。?）《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-20013）
（2）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）
?。?）《公路鋼筋
混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62-2004）
?。?）《A15公路工程大蒸港矮塔斜拉橋設計圖》
2.2掛籃的設計參數(shù)
?。?）
材料：一般鋼材：Q235b，焊接鋼板材質：Q235b，所用銷軸材質：Q345
?。?）容重：鋼筋砼容重：2.6t/m3，鋼材的容重：7.85t/m3，木材容重：0.8t/m3
（3）彈性模量：Q235鋼材2.1×105Mpa
?。?）模板荷載：豎向模板荷載：0.2t/m2，水平模板荷載：0.2t/m2
?。?）施工荷載：q1=0.2t/m，人行荷載：q2=0.2t/m，前端工作平臺施工荷載及堆載：q3=0.25t/m
2.3掛籃的構造形式
考慮到大蒸港矮塔斜拉橋的單節(jié)最大施工節(jié)段為430t，以及單幅橋面寬達34m的特點，為滿足結箱梁構的受力需求，本工程采用了菱形掛籃的結構，該結構形式簡單、受力合理、操作空間大、移動周期短。本文設計的菱形掛籃主要由菱形主桁架、前上
橫梁、底模平臺及吊掛系統(tǒng)、外側模導梁、走行系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)、內(nèi)外模、限位設施等組成。
2.3.1菱形桁架
菱形掛籃的桁架自重按150t考慮（設計圖紙中要求：含施工臨時設施荷載不得超過170t），懸澆施工掛籃設置6片主桁，主桁間距分布為（5.6m+5.3m+2.0m）*2，主桁采用菱形結構形式。主橋最大橫向坡度3%，主桁斜拉索兩側每三片主桁連接成整體，走行澆筑砼時前上橫梁呈水平狀態(tài)。在前后下橫梁上設置支座和轉向節(jié)點，以滿足箱梁底板橫向和縱向變坡的需要。
2.3.2底模平臺
底模平臺由前、后下橫梁、底模及其縱梁、前后吊掛系統(tǒng)（含墊梁、扁擔梁、吊桿（帶））、吊環(huán)、操作平臺組成。
底模平臺前端直接懸掛于前上橫梁上，后端懸掛于已澆筑箱梁節(jié)段和外側模導梁上；外側模及其排架支撐于外側模導梁、限位梁上，并通過吊桿最終將力傳于前上橫梁及已澆筑箱梁節(jié)段上。
2.3.3外模吊掛系統(tǒng)
外模吊掛系統(tǒng)包括外側模導梁、外模板及其支架、吊環(huán)、吊桿（帶）。單只掛籃設置2根外側模導梁，在澆筑混凝土時承受翼緣板及部分腹板重量，在側模和底模走行時，作為走行滑道和吊掛系統(tǒng)。
3.3.4掛籃走行系統(tǒng)
掛籃走行系統(tǒng)包括走道梁、前走行系統(tǒng)、后走行系統(tǒng)、外側模導梁走行吊環(huán)。
本掛籃采用側模包底模的形式，外側模支架在前后下橫梁上設橫向限位梁，以抵抗側模的水平力，在翼緣板與腹板的轉角處設置可調節(jié)角度的絲桿，以滿足翼緣板與腹板之間夾角變化；底模在梁縱向分成3塊，因底板橫向不斷加寬，每施工完一個節(jié)段，將邊上兩小塊向外移動，再在中間添加木模填補。圖2走行系統(tǒng)
掛籃走行系統(tǒng)由主桁架走行系統(tǒng)、底模、側模走行系統(tǒng)組成。主桁架走行系統(tǒng)是以六片主桁架下走道梁最為反力支點的，通過固定在走道梁上的長行油頂，獲得向前的推力。而走道梁通過精扎螺紋鋼與箱梁固定，并同時充當主桁架的走形滑道。
走行時，外側模板導梁利用后走形吊架作為后支點，然后主桁架通過外側模導梁和精扎螺紋鋼，帶動側模板和底模板在主桁架下的走道梁上的長行油頂?shù)耐苿酉峦瑫r移動。
2.3.5錨固系統(tǒng)
錨固系統(tǒng)的作用是掛籃懸澆混凝土施工過程中，在主桁尾部提供一向下的壓力，以平衡掛籃前方的傾覆力矩，包括后錨梁及后
錨桿。
2.3.5掛籃模板及限位系統(tǒng)
掛籃模板及限位系統(tǒng):本掛籃模板采用側模包底模的形式，掛籃外模采用鋼模，外模與其支撐架焊為一體;內(nèi)模及端模采用竹膠板與鋼管支架相結合的方案，內(nèi)外模之間根據(jù)需要設對拉筋對拉。為適梁體線形變化，掛籃內(nèi)、外模每施工一個節(jié)段需進行現(xiàn)場調整，梁體翼緣與斜腹板角度變化，通過設置于外模處的絲桿調整;由于梁高變化引起底板寬度的變化，可通過調整底模寬度來實現(xiàn)；底模平臺縱向分成三塊，外側兩塊可在前、后下橫梁上橫向滑動以滿足底模變寬需要。
2.3.6掛籃的液壓系統(tǒng)
液壓裝置是為掛籃走行提供動力，確保六片主桁架同步行走。本套掛籃每片主桁架設置一臺長行油頂，當每個箱梁混凝土澆筑完畢并張拉預應力后，開動長行程千斤頂，以掛籃作為固定反力點，將走道梁向前牽引，移至下一節(jié)段，使其前端與已澆節(jié)段端面平齊。移動過程中長行程千斤頂頂推主桁，使主桁慢慢整體前移，移動時外側模導
梁一起隨掛籃移動。全程移動均采用一套液壓控制箱來統(tǒng)一控制操作，設置一操作工即可完成掛籃移動的主要工序。采用這套系統(tǒng)，提高了機械化和自動化程度，減輕了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，增加了掛籃施工安全可靠性，縮短了施工周期。圖3液壓控制箱
2.3.7掛籃的驗算
澆注混凝土時掛籃承受的荷載有懸澆節(jié)段混凝土自重、人行荷載、施工荷載、掛籃荷載、工作平臺荷載等。掛籃最不利荷載按7#塊（430t）計算。掛籃自重按150t考慮。
（1）走行狀態(tài)結構計算
本掛籃走行步驟為：走行滑道前移就位→走行主桁帶動側模導梁就位并錨固主桁→走行底模和側模系統(tǒng)就位。
在走行狀態(tài)其中只有前后下橫梁和側模導梁結構受力發(fā)生變化，故對其檢算即可。前后下橫梁在走行時只有兩端吊點，底模荷載按均布荷載加載在前后下橫梁上，經(jīng)計算焊接箱形截面梁強度滿足要求，主要受變形位移的控制。計算結果如下：fmax=55.3mm＜L/400=27200/400=68mm。滿足施工規(guī)范要求。
（2）澆筑狀態(tài)結構驗算
利用Midas等結構有限元軟件建模并對澆筑狀態(tài)的掛籃進行驗算，均滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。
3、掛籃的應用
由于本工程采用空間菱形掛籃的機構形式，且掛藍的走行系統(tǒng)采用了液壓裝置，該工程在正常施工條件下8～10d完成一個節(jié)段，其中最快掛籃移動時間僅為1天，大大優(yōu)于同條件的
其它掛籃形式。由于該空間結構的菱形掛籃受力合理、操作簡便、結構安全，為整座大橋的勝利合龍創(chuàng)造了有利的條件。
4、結論
掛籃用于混凝土連續(xù)梁的懸澆施工，國內(nèi)外均有已有很多成功的先例。但運用于大蒸港矮塔斜拉橋如此大的梁塊的懸澆施工，尚不多見。A15大蒸港矮塔斜拉橋其最大懸臂澆筑節(jié)段重達430噸，再加上其單箱五室截面、外腹板為斜腹板等獨特的構造形式，使得掛籃的選型和設計成為該工程能否如期完成的一個重要前提。
實踐證明，根據(jù)本橋特點設計的空間菱形掛籃在大蒸港矮塔斜拉橋上的應用是成功的，是掛籃進一步電動化、整體化發(fā)展的一種結構形式，整體功能強，它是一種值得推廣的掛籃形式。由于該掛籃為空間結構形式，在分析計算時，應采用空間計算模型來分析，更加真實的模擬了施工工況，對于掛籃結構的調整和及時更改提供了有效的解決方式并節(jié)省了運算時間。
