0 引言
　　
　　现今众多连续桥或连续刚构桥施工中，因施工环境的限制以及施工成本等多因素，所以多采用对称悬臂挂篮施工。自 19 世纪 50 年代原联邦德国迪维达克公司开创挂篮悬臂浇筑法后，已出现了平行桁架式挂篮、弓弦式挂篮、三角形挂篮、菱形挂篮等多种形式[1-2].然而菱形挂篮在实际施工中的应用更加广泛[3-5],很多的研究者对挂篮的各部件进行了受力分析[6-7],李生海等[1]详细阐述了超宽型桥面斜拉挂篮主要构件的构造及功能、运行原理、计算模型； 曾勇等[2]通过加载试验研究测试了挂篮主要构件的承载力和变形； 周磊等[3]主要介绍了菱形挂篮的主要构件以及在具体工程中的应用； 赵金祥[4]分析了菱形挂篮在具体工程中的传力机理并进行了抗倾覆验算； 卢志良等[5]根据具体工程实例设计了 3 幅菱形挂篮并且显示出其众多优点； 叶锦华等[6]运用有限元分析对挂篮的最不利工况进行了模拟分析且其均能满足规范要求； 柴金玲等[7]对挂篮走行过程进行了受力分析，探讨了挂篮在走行过程中的安全性能。但是这些分析中基本没提到在模拟时所需要注意的连接方式，因此对模拟时所需注意的连接方式进行了对比分析[8].
　　
　　1 工程概况
　　
　　荫营河大桥主跨为（ 48 +80 +48） m 预应力混凝土刚构连续梁桥，箱梁为单箱单室变截面。箱梁顶板顶面宽度为 7. 5m,底板底面宽度 4. 4m.箱梁根部高6. 4m,跨中梁高 3. 6m.分段长度分别为 3,3. 5,4m种。菱形挂篮的组成部分为： 主桁系统，吊挂系统，内外导梁系统，底模平台，走行系统，平衡及锚固系统。
　　
　　2 模型建立
　　
　　2. 1 荷载参数取定
　　
　　1） 挂篮自重： 钢材容重按 78. 5kN / m3考虑。
　　
　　2） 模板自重： 取 1. 2kN / m2.
　　
　　3） 新浇筑混凝土（ 含钢筋、预应力筋） 的重力密度取 26.0kN/m3.
　　
　　4） 施工人员及施工设备、施工材料等荷载 2. 5kN/ m2.
　　
　　5） 振捣混凝土产生的振动荷载： 2. 0kN / m2.
　　
　　2. 2 荷载传递
　　
　　根据设计图纸，运用 MIDAS 2015 有限元三维分析进行建模。为了计算的方便，荷载的传递根据经典力学的方法作如下几个假设[9]: ①箱梁翼缘板混凝土及侧模重量通过外滑梁分别由前一节段的箱梁翼缘板和主桁架的前上横梁承担。②箱梁顶板混凝土、内模支架、内模重量通过内滑梁分别由前一节段的箱梁顶板和主桁架的前上横梁承担。③箱梁地板、腹板混凝土及底篮平台重量分别由前一节段已施工完的箱梁和主桁架的前上横梁承担。
　　
　　2. 3 2 种挂篮模拟方法
　　
　　2. 3. 1 考虑连接方式
　　
　　运用有限元软件建模分析时，考虑主桁架前上横梁处的连接及底模前后横梁与纵梁的连接。通过弹性连接的刚接模拟出实际的连接（ 后文简称 I 类连接） .如图 1 所示。
　　
　　2. 3. 2 简化连接方式
　　
　　运用有限元软件建模分析时，把主桁架前上横梁处的连接及底模前后横梁与纵梁的连接直接简化成刚接（ 后文简称 II 类连接） .如图 2 所示。
　　
　　3 挂篮验算模拟简化对比分析
　　
　　3. 1 刚度对比分析
　　
　　2 种模拟方法下的刚度结果如图 3 所示。
　　
　　由有限元分析结果对比可知 I 类连接模拟下的刚度变形的最大值为 21. 39mm,II 类连接模拟下的刚度变形的最大值为 21. 44mm. 由此可知在这 2 种不同的模拟下变形结果几乎是相同的，即 2 种连接的影响是非常微小的。因此重点对强度做出各部件件的详细分析。
　　
　　3. 2 强度对比分析
　　
　　3. 2. 1 底蓝平台纵梁对比（ 见图 4）
　　
　　从模型分析结果可知 II 类分析中的纵梁的最大正应力为 210. 4MPa,而 I 类分析中的纵梁的最大正应力为 158. 3MPa. 此纵梁采用 Q235 的钢材，查规范可知它的抗拉强度设计值为 215MPa.均满足强度验算要求。
　　
　　3. 2. 2 内外滑梁对比分析
　　
　　从有限元结果分析可得： I 类外滑梁最大应力为压应力，数值为 159. 1 MPa,II 类外滑梁最大应力为拉应力，数值为 119. 4 MPa; I 类内滑梁最大应力为压应力，数值为 152. 9 MPa,II 类内滑梁最大应力为拉应力，数值为 113. 1 MPa（ 见图 5） .
　　
　　3. 2. 3 前上横梁对比分析（ 见图 6）
　　
　　从有限元分析结果可得 II 类前上横梁的最大应力为拉应力，其值为 34. 4 MPa,而 I 类前上横梁的最大应力为压应力，其值为 28.7MPa.
　　
　　3. 2. 4 主桁架对比（ 见图 7）
　　
　　从有限元分析结果可得 II 类主桁架的前后斜杆承受拉应力，其最大拉应力为 92. 7MPa 其余 3 根杆件承受压应力，其最大压应力为 110. 4MPa; I 类主桁架的最大拉应力为 74. 9MPa,其最大压应力为 69. 8MPa.
　　
　　3. 3 对比分析结果
　　
　　受力分析结果如表 1 所示。
　　
　　从表1 可得构件的拉应力方面 II 类模拟受力大小均大于 I 类模拟受力大小，并且所有构件的受力均满足规范验算要求。在 I 类模拟中，内外滑梁后端（ 已施工完节段的部位） 采用了在滑梁端部直接约束而没有采用实际使用的螺纹钢筋悬吊于已施工完节段上。根据数据可知 2 种内外滑梁的模拟得出的结果有较大差距。除滑梁外的其他杆件模拟不同在于是否使用弹性连接来模拟。其他杆件的模拟呈现的结果是 II 类模拟所受应力均大于 I 类模拟所有应力。

　　
　　4 结语
　　
　　在现今诸多工程中多数工程采用悬臂挂篮施工方法，因此在施工前必须对挂篮的受力进行模拟分析，以确保挂篮能够承受所受荷载。挂篮的安全关系到整个工程的成败。通过对挂篮模拟对比分析得出了以下结论。
　　
　　1） 内外滑梁的模拟中需要对后端的模拟采用吊杆形式而不能采用后端直接约束，否则会导致受力出现巨大的偏差。
　　
　　2） 进行有限元模拟时，尽量采用受力较大的模拟方法，以确保足够的安全性。在本工程实例中应采用简化的连接方式去模拟。
　　
　　3） 在有限元模拟时需注意各个杆件的连接，不同的连接导致的结果可能会出现很大的变化，因此在采用连接方式时应该充分考虑各个因素，尽量采用受力较大的模拟方法。
　　
　　综上所述，同类工程中的有限元模拟应在计算时充分考虑到细部的连接对整个整体结构的受力是否受影响，各个工程中的模拟分析应予以重视。对挂篮的对比分析结果能为各个工程施工前的有限元模拟分析提供较好的参考。
　　
　　参考文献：
　　
　　[1] 李生海，苏永会，丁忠诚。 超宽型桥面斜拉挂篮构造分析及探讨[J]. 重庆建筑大学学报，2006,28（ 5） : 7-12.
　　
　　[2] 曾勇，桂永旺，张雪松，等。 双碑嘉陵江大桥带铰组合挂篮加载试验研究[J]. 桥梁建设，2014,44（ 2） : 67-72.
　　
　　[3] 周磊，董启军，蔡晓军。 广珠铁路西江特大桥连续刚构施工挂篮设计[J]. 铁道建筑，2012 （ 7） : 23-25.
　　
　　[4] 赵金祥。 嘉绍跨海大桥北副航道桥挂篮设计[J]. 桥梁建设，2013,43（ 2） : 116-120.
　　
　　[5] 卢志良，吕鹏，贾东荣。 晋陕黄河特大桥 2 × 108m 单 T 刚构挂篮设计[J]. 铁道工程学报，2013（ 1） : 39-44.
　　
　　[6] 叶锦华，王辉，李瑞银。 北运河大桥挂篮结构设计及有限元分析[J]. 施工技术，2012,41（ S2） : 173-177.
　　
　　[7] 柴金玲，王永。 悬臂施工菱形挂篮行走安全分析研究[J]. 公路工程，2014,39（ 4） : 215-217.
　　
　　[8] 滕炳杰。 挂篮悬浇与大节段支架现浇方案对比分析[J]. 铁道工程学报，2012（ 6） : 55-58.
　　
　　[9] 魏贤华。 菱形挂篮设计与施工[J]. 桥梁建设，2005（ 1） : 42-45.