挂篮钢模,挂篮钢模介绍,挂篮钢模是什么

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2025-01-03
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挂篮钢模介绍
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挂篮钢模介绍(图1)

定义与结构组成
- 定义：挂篮钢模是一种用于桥梁悬臂浇筑施工的模板系统，它作为挂篮的一部分，主要功能是为桥梁节段混凝土的浇筑提供成型的模具。挂篮钢模能够随着挂篮的移动逐段施工，在预应力混凝土连续梁桥、斜拉桥等大跨度桥梁的施工中发挥关键作用。
- 结构组成：
  - 模板部分：
    - 底模：通常是一块平整的钢板，厚度一般在 4 - 8mm 之间，其作用是直接承托桥梁节段底部的混凝土。底模的表面质量直接影响梁体底面的平整度，在制作过程中要求有较高的平面度，并且需要根据梁体的线形进行预拱度设置。例如，在一些大跨度预应力混凝土连续梁桥施工中，底模会按照设计要求设置一定的抛物线形预拱度，以抵消混凝土自重和预应力作用下产生的下挠变形。
    - 侧模：由钢板和型钢组成，侧模钢板厚度约为 3 - 6mm。型钢作为肋板用于加强侧模的强度和刚度，防止在混凝土浇筑过程中侧模发生变形。侧模的高度根据桥梁梁体的截面高度确定，并且在侧模的外侧还会设置一些调节装置，用于调整侧模的垂直度和与底模的拼接紧密性。
    - 内模：用于形成梁体内部的型腔，对于箱型梁体结构尤为重要。内模可以是整体式或拼装式结构。如果是拼装式内模，各部分之间通过螺栓或卡槽连接，方便安装和拆卸。内模的材料同样是钢板和型钢组合，并且在设计上要考虑到混凝土振捣空间和人员操作通道。
  - 悬挂与行走系统：
    - 悬挂系统：主要由吊杆、吊带等部件组成，用于将挂篮钢模悬挂在已浇筑梁体或挂篮主桁架上。吊杆一般采用精轧螺纹钢，其规格根据模板和混凝土的重量等因素确定。例如，在一些大型桥梁施工中，吊杆的直径可能达到 32mm，通过螺母与挂篮主桁架和模板上的连接装置相连，能够承受较大的拉力，确保模板的稳定性。
    - 行走系统：包括滑道、滚轮或滑块等部件。滑道一般固定在已浇筑梁体的顶面，滚轮或滑块安装在挂篮主桁架或模板的底部，通过液压千斤顶或手拉葫芦等设备驱动，使挂篮钢模能够沿着滑道向前移动到下一个施工节段。行走系统的设计要保证挂篮钢模移动的平稳性和准确性，并且要有可靠的制动装置，防止在移动过程中出现意外滑动。
  - 支撑与调节系统：
    - 支撑系统：在模板的各个部位设置有支撑结构，如在底模下方设置的钢托架，用于分担混凝土的重量，将荷载传递到挂篮主桁架上。钢托架的形式可以是工字钢或槽钢组合结构，其间距根据混凝土的重量分布和托架的承载能力合理布置。
    - 调节系统：主要用于调整模板的位置和形状，包括竖向调节装置和水平调节装置。竖向调节装置可以通过千斤顶来实现，用于调整底模和侧模的高程；水平调节装置则用于调整模板的横向位置和垂直度，保证模板的安装精度符合桥梁施工的要求。
特点
- 适应性强：挂篮钢模能够适应不同截面形状和尺寸的桥梁梁体施工。无论是矩形、梯形还是箱型截面的梁体，都可以通过调整模板的形状和尺寸来满足施工需求。例如，在一些变截面预应力混凝土连续梁桥施工中，随着梁体截面高度的变化，挂篮钢模的侧模高度可以通过调节装置进行相应的调整，保证每一个施工节段的梁体形状和尺寸都符合设计要求。
- 高精度施工：挂篮钢模在安装和使用过程中能够实现高精度的控制。通过精确的调节系统，可以将模板的位置误差控制在毫米级范围内。在大跨度桥梁施工中，这种高精度的模板系统对于保证梁体的线形和整体质量至关重要。例如，在高速铁路桥梁施工中，挂篮钢模能够确保梁体的高程误差控制在 ±10mm 以内，满足高速列车行驶对桥梁平顺性的严格要求。
- 重复使用性好：由于挂篮钢模是随着挂篮逐段移动施工，在一个桥梁工程中可以多次重复使用。在合理的维护和保养条件下，其周转次数较多。例如，在一座大型预应力混凝土连续梁桥施工中，一套挂篮钢模可以用于十几个甚至几十个梁体节段的施工，大大降低了施工成本。
- 施工效率高：挂篮钢模的结构设计便于快速安装和拆卸，能够有效地缩短每个梁体节段的施工周期。与传统的满堂支架法相比，挂篮悬臂浇筑法利用挂篮钢模可以在不影响桥下交通和通航的情况下进行施工，并且可以多个作业面同时进行，提高了施工效率。例如，在城市桥梁建设中，挂篮钢模的高效施工特点能够减少对城市交通的干扰，加快工程进度。
应用场景
- 预应力混凝土连续梁桥：在预应力混凝土连续梁桥的悬臂浇筑施工中，挂篮钢模是必不可少的工具。它从桥墩开始，逐段向跨中方向施工梁体。例如，在跨越江河、山谷的连续梁桥施工中，挂篮钢模能够在高空环境下稳定地进行梁体节段的浇筑，保证梁体的质量和线形。
- 斜拉桥和部分悬索桥：在斜拉桥的主梁施工中，尤其是采用悬臂浇筑法的混凝土主梁部分，挂篮钢模发挥着重要作用。它需要与斜拉索的张拉和锚固相互配合，确保主梁的施工质量。对于一些采用混凝土加劲梁的悬索桥，挂篮钢模也可以用于加劲梁的施工，在复杂的施工环境下保证加劲梁的成型质量。
制作工艺与质量控制
- 制作工艺：
  - 切割与下料：首先对钢材进行切割下料，采用数控切割机等先进设备，根据设计图纸精确地切割出模板、型钢等部件的形状和尺寸。对于钢板的切割，要控制切割速度和切割质量，避免出现切口不平整、变形等问题。例如，数控切割机能够将钢板的切割尺寸精度控制在 ±1mm 以内，为后续的制作提供精确的原材料。
  - 焊接工艺：焊接是挂篮钢模制作的关键环节。采用二氧化碳气体保护焊等高质量的焊接工艺，确保焊缝的强度和外观质量。在焊接过程中，严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，并且对焊缝进行多层多道焊接，以提高焊缝的质量。例如，焊缝的高度和宽度要符合设计要求，并且焊缝表面要平整，无气孔、夹渣等缺陷。
  - 组装与调试：在焊接完成后，进行挂篮钢模的组装。将模板部分、悬挂系统、行走系统、支撑与调节系统等各个部件按照设计要求进行组装，通过螺栓连接、焊接等方式固定。组装完成后，对挂篮钢模进行全面的调试，检查各个系统的功能是否正常，模板的位置和形状是否符合设计要求。例如，调试过程中要检查悬挂系统的吊杆拉力是否均匀，行走系统的移动是否平稳，调节系统的调节精度是否满足要求等。
- 质量控制：
  - 原材料检验：对用于制作挂篮钢模的钢材进行严格的检验，包括钢材的材质、力学性能、化学成分等方面。确保钢材符合设计要求，例如，钢材的屈服强度、抗拉强度等指标要达到相应的国家标准，并且钢材的表面质量要良好，无明显的裂纹、锈蚀等缺陷。
  - 尺寸精度控制：在制作过程中，严格控制挂篮钢模各个部件的尺寸精度。对模板的长度、宽度、高度、厚度等基本尺寸进行多次测量和检验，并且对悬挂系统、行走系统等部件的安装尺寸也进行精确控制。例如，模板的尺寸公差控制在 ±3mm 以内，确保各个部件之间能够精确地组装和配合。
  - 焊缝质量检测：对焊缝进行无损检测，如超声波探伤、磁粉探伤等，确保焊缝内部没有缺陷。同时，对焊缝的外观质量进行检查，如焊缝的高度、宽度、表面平整度等都要符合要求。对于不合格的焊缝，要进行补焊或返工处理，保证焊缝的质量符合设计和规范要求。