一种桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统及走行方法与流程

1.本发明属于混凝土连续悬臂浇筑技术领域，具体涉及一种桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统及走行方法。


背景技术：

2.随着国家基础建设的发展，越来越多的现浇连续梁在实际中得到应用，挂篮是现浇连续梁悬臂施工中的主要设备，挂篮的内模板系统主要由钢模板、支架组成，挂篮通过吊杆或者吊带将内滑梁前端吊挂在主桁架，滑梁后端吊挂在已浇筑梁段上，将内模板支架及模板系统放置于箱内的内滑梁上，节段混凝土施工完成后，人工拆除箱室内侧模板，然后将内滑梁下放，箱室模板顶棚模板随着滑梁下放脱离混凝土表面，然后人员操作挂篮主桁架前行的同时，挂篮内模板会随着主桁架带动内滑梁滑动进入下一待施工节段上，走行到位后，人员提升内滑梁，顶棚模板随之就位于箱室顶部，人员安装模板螺旋和对拉杆固定内模板以及安装内侧模板材料，此工艺存在问题如下：1、传统工艺内模板与内模板排架随挂篮主桁架同步走行至下一节段位置，增加了挂篮走行时的负重，加大的挂篮走行的难度；2、内模板放置于滑梁上，走行时晃动较大，危险性较高；3、传统的内模板无底板模板，浇筑混凝土时往往采用现浇筑底板倒角，等待底板混凝土达到一定强度后再浇筑腹板的方式，防止底板混凝土翻浆；4、箱室内空间有限且固定模板工序复杂，人员操作不便；5、内模板拆除需要采用撬棍，脱模困难，人员操作不便以及危险性高。


技术实现要素：

3.本发明要解决铁路、公路连续梁悬臂浇筑挂篮内模板的安装、走行及脱模困难问题，提供了一种减少了人员操作的不便，保证了安全性，提高了工作效率的桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统及走行方法。
4.本发明采用如下的技术方案实现：一种桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统及走行方法，包括挂篮桁架系统、内模板悬吊系统、内模板系统和走行滑梁，所述内模板系统包括顶棚模板和内侧模板；所述内模板系统还包括底模板和走行移动系统；所述走行移动系统包括顶侧模走行机构、底模走行机构和支撑机构，顶棚模板和内侧模板通过顶侧模走行机构连接于走行滑梁的顶部；底模板通过底模走行机构吊挂于走行滑梁的底部；顶侧模走行机构上连接有可伸缩的支撑机构，顶侧模走行机构通过支撑机构支撑于底模走行机构的顶部；在走行移动系统的带动下挂篮桁架系统与内模板系统异步走行。
5.进一步的，所述顶侧模走行机构包括上伸缩机构、走行支撑横梁、电机和支撑横梁走行轮；所述顶棚模板和内侧模板均通过上伸缩机构与走行支撑横梁连接，走行支撑横梁
的底部连接有支撑横梁走行轮，支撑横梁走行轮滚动连接于走行滑梁的顶面上，支撑横梁走行轮与电机连接。
6.进一步的，所述底模走行机构包括下伸缩机构、底模板吊挂走行部件和走行电机；所述底模板吊挂走行部件包括u字形的连接部、两个驱动部和两个底模板吊挂走行轮，两个驱动部的其中一个与走行电机连接，两个驱动部分别固定于连接部的顶部，两个驱动部的内侧均连接有底模板吊挂走行轮，两个底模板吊挂走行轮分别滚动连接于走行滑梁的工字钢翼板位置处；所述底模板通过下伸缩机构与连接部的底部连接。
7.进一步的，所述走行滑梁为两个，支撑横梁走行轮以及底模板吊挂走行部件均为两个。
8.进一步的，所述顶棚模板与内侧模板以及内侧模板与底模板的连接处采用坡口设计。
9.进一步的，所述上伸缩机构、支撑机构和下伸缩机构均采用液压伸缩杆。
10.进一步的，所述挂篮桁架装置包括挂篮主桁架、主桁架前上横梁和挂篮走行轨道；所述内模板的悬吊系统包括走行滑梁前吊点吊杆、走行滑梁后吊点吊杆、走行梁滑车和走行梁吊框；所述挂篮主桁架固定在挂篮走行轨道上，挂篮主桁架前端的主桁架前上横梁通过走行滑梁前吊点吊杆与走行滑梁的前端固定，走行滑梁的后端通过走行滑梁后吊点吊杆、走行梁滑车和走行梁吊框固定于已浇筑梁段上。
11.一种走行方法，步骤如下：步骤一：走行滑梁带动挂篮桁架装置前移走行；首先拆除顶棚模板和内侧模板；然后将顶棚模板、内侧模板和顶侧模走行机构支撑于底模板上；走行滑梁单独走行并带动挂篮桁架装置前移走行；步骤二：内模板系统走行；顶棚模板、内侧模板和顶侧模走行机构脱离底模走行机构，顶棚模板、内侧模板沿走行滑梁自主走行至下一待施工节段，撑开顶棚模板和内侧模板，然后进行混凝土浇筑作业；拆除底模板并实现其自主前移走行，撑开底模板，继续浇筑腹板混凝土。
12.进一步的，步骤一中所述的拆除顶棚模板和内侧模板是通过收缩上伸缩机构进行，通过伸长上伸缩机构将顶棚模板、内侧模板和顶侧模走行机构支撑于底模板上。
13.进一步的，步骤二中所述的混凝土浇筑作业浇筑至底板混凝土振捣完成后，再拆除底模板并实现其自主前移走行。
14.本发明相比现有技术的有益效果：1.本技术的挂篮桁架系统与内模板系统实现异步走行，减轻了挂篮走行时的负重，减少了挂篮的走行难度，减少了挂篮主桁架制作成本；2.本技术的顶棚模板和内侧模板通过顶侧模走行机构自主走行，底模板通过底模走行机构自主走行，使得内模板系统的走行更加稳定，减少施工风险；3.本技术的内模板系统设置了底模板，可保证箱梁混凝土的连续浇筑，无需等待底板混凝土达到一定强度后再浇筑腹板，避免了防止底板混凝土翻浆，并且提高了施工效率；
4.本技术的内模板系统通过液压杆件的伸缩对模板进行拼装和脱模拆除，机械控制无需过多人工参与，降低人工成本、施工难度以及危险性，操作方便简单，尤其是拆模板时更加容易；特别是解决了针对边腹板与顶板夹角小于90
°
时内侧模板无法拆除的情况。
附图说明
15.图1为本技术的正立面示意图；图2为图1的a处放大图；图3为图1的b处放大图；图4为本技术的侧立面示意图；图5为图4的a
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a剖视图；图6为图4的b
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b剖视图；图7为图4的c
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c剖视图；图8为本技术异步走行的示意图；图中：1
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挂篮主桁架，2
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主桁架横联，3
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主桁架前上横梁，4
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挂篮走行轨道，5
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坡口，6
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底模板，7
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内侧模板，8
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顶棚模板，9
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下伸缩机构，10
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支撑机构，11
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上伸缩机构，12
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走行支撑横梁，13
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底模板吊挂走行轮，14
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支撑横梁走行轮，15
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走行电机，16
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走行滑梁前吊点吊杆，17
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走行滑梁后吊点吊杆，18
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走行梁滑车，19
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走行梁吊框，20
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走行滑梁，21
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连接部，22
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驱动部。
具体实施方式
16.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
17.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
18.参照图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统及走行方法，包括挂篮桁架系统、内模板悬吊系统、内模板系统和走行滑梁20，所述内模板系统包括顶棚模板8和内侧模板7；所述内模板系统还包括底模板6和走行移动系统；所述走行移动系统包括顶侧模走行机构、底模走行机构和支撑机构10，顶棚模板8和内侧模板7通过顶侧模走行机构连接于走行滑梁20的顶部；底模板6通过底模走行机构吊挂于走行滑梁20的底部；顶侧模走行机构上连接有可伸缩的支撑机构10，顶侧模走行机构通过支撑机构10支撑于底模走行机构的顶部（支撑机构10可将顶棚模板8以及内侧模板7的受力传递到底模板6上，可在后期与走行滑梁20脱离，异步走行使用。）；在走行移动系统的带动下挂篮桁架系统与内模板系统异步走行。
19.所述顶侧模走行机构包括上伸缩机构11、走行支撑横梁12、电机和支撑横梁走行轮14；所述顶棚模板8和内侧模板7均通过上伸缩机构11与走行支撑横梁12连接，走行支撑横梁12的底部连接有支撑横梁走行轮14，支撑横梁走行轮14滚动连接于走行滑梁20的顶面上，支撑横梁走行轮14与电机连接；走行滑梁20作为整个顶棚模板8和内侧模板7的走行轨道，支撑梁主动走行轮14通过电机操作。
20.所述底模走行机构包括下伸缩机构9、底模板吊挂走行部件和走行电机15；所述底模板吊挂走行部件包括u字形的连接部21、两个驱动部22和两个底模板吊挂走行轮13，两个驱动部22的其中一个与走行电机15连接，两个驱动部22分别固定于连接部21的顶部，两个驱动部22的内侧均连接有底模板吊挂走行轮13，两个底模板吊挂走行轮13分别滚动连接于走行滑梁20的工字钢翼板位置处；所述底模板6通过下伸缩机构9与连接部21的底部连接。
21.所述走行滑梁20为两个，支撑横梁走行轮14以及底模板吊挂走行部件均为两个，使得走行更稳定。
22.所述顶棚模板8与内侧模板7以及内侧模板7与底模板6的连接处采用坡口设计，便于模板的收缩拆除。
23.所述上伸缩机构11、支撑机构10和下伸缩机构9均采用液压伸缩杆。
24.顶棚模板8、内侧模板7和底模板6均由钢模板、背架构成，上伸缩机构11和下伸缩机构9的两端均设有连接铰座，分别与模板背架和走行支撑横梁12连接。
25.所述挂篮桁架装置包括挂篮主桁架1、主桁架前上横梁3和挂篮走行轨道4；所述内模板的悬吊系统包括走行滑梁前吊点吊杆16、走行滑梁后吊点吊杆17、走行梁滑车18和走行梁吊框19；所述挂篮主桁架1固定在挂篮走行轨道4上，挂篮主桁架1前端的主桁架前上横梁3通过走行滑梁前吊点吊杆16与走行滑梁20的前端固定，走行滑梁20的后端通过走行滑梁后吊点吊杆17、走行梁滑车18和走行梁吊框19固定于已浇筑梁段上。
26.一种走行方法，步骤如下：步骤一：走行滑梁20带动挂篮桁架装置前移走行；首先拆除顶棚模板8和内侧模板7；然后将顶棚模板8、内侧模板7和顶侧模走行机构支撑于底模板6上；走行滑梁20单独走行并带动挂篮桁架装置前移走行；当走行滑梁20需单独走行时，可将顶棚模板8及内侧模板7支撑于底模板3上，便可单独走行滑梁20；步骤二：内模板系统走行；顶棚模板8、内侧模板7和顶侧模走行机构脱离底模走行机构，顶棚模板8、内侧模板7沿走行滑梁20自主走行至下一待施工节段，撑开顶棚模板8和内侧模板7，然后进行混凝土浇筑作业；拆除底模板6并实现其自主前移走行，撑开底模板6，继续浇筑腹板混凝土。
27.步骤一中所述的拆除顶棚模板8和内侧模板7是通过收缩上伸缩机构11进行，通过伸长上伸缩机构11将顶棚模板8、内侧模板7和顶侧模走行机构支撑于底模板6上。
28.步骤二中所述的混凝土浇筑作业浇筑至底板混凝土振捣完成后，再拆除底模板6并实现其自主前移走行。
29.如图8所示，当该节段混凝土完成施工后，先操作内模板系统进行内模板拆除，即
先操作上伸缩机构11，将顶棚模板8下降以及将内侧模板7向内收缩，至此完成顶棚模板8与内侧模板7的拆除工作；此时打开支撑机构10，将顶棚模板8及内侧模板7支撑在底模板6上，而底模板6坐落在已浇筑的混凝土节段上，此时走行滑梁20不受垂直方向的任何力，至此完成第一步的受力转换工作；挂篮桁架系统和走行滑梁20的前移工作，接长挂篮走行轨道4，利用挂篮主桁架1走行设置穿心式千斤顶通过液压系统控制，穿心千斤顶与挂篮走行轨道4上的反力座之间通过精轧螺纹钢或者钢绞线，主桁架后座勾于挂篮走行轨道4上，千斤顶牵引挂篮前支座前行，此时挂篮主桁架1及走行滑梁20同步进入下一待施工节段位置，最后锁定固定挂篮；解除（收缩）支撑机构10使得支撑横梁走行轮14落于走行滑梁20上，操作电机使得顶棚模板8及内侧模板7在支撑横梁走行轮14的带动下自主走行至下一待施工节段；依次操作上伸缩机构11使得内侧模板7和顶棚模板8撑开，至此完成了箱室模板的内侧模板7和顶棚模板8的异步走行及安装；人员开始该桥梁节段的钢筋、预应力的安装工作，待检验合格后进行混凝土浇筑作业，当混凝土浇筑至底板混凝土振捣完成后，下一步操作下伸缩机构9将底模板6提起脱离上一节段梁部混凝土面，并操作走行电机15使得底模板6在底模板吊挂走行轮的带动下移动至该节段上，移动至设计位置后操作下伸缩机构9控制底模板6撑开，并与内侧模板7在坡口5处结合，然后继续浇筑腹板混凝土，防止因浇筑腹板混凝土导致底板混凝土翻浆的现象，至此完成了一个施工节段的循环工作。
30.一种桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统应用实例、社会及经济效益：桥梁悬浇挂篮箱室液压内模异步走行系统应用于广佛环城际铁路东平水道特大桥的主跨100米连续梁悬臂现浇施工中，连续梁跨度为64 100 64米，选用悬臂施工工艺，桥梁共计2个主墩，每个主墩共计18个悬臂节段。
31.连续梁挂篮施工中采用该专利装置进行施工，在减少了挂篮施工人员的投入成本的同时，又加快了施工工期，安全快速的完成了全桥悬臂节段施工任务，在业主、监理单位赢得了良好的信誉评价。
32.在连续悬臂现浇施工中，按照传统工艺，平均每个节段浇筑完成后，内模板拆除及安装通常需要5工/d，花费2d时间才能完成拆除和安装，共计10个工/节段，主跨100米的连续梁每个柱墩工18个悬臂节段，共计180个工，采用该发明专利，拆除模板及安装模板通常需要2工/d，花费0.5d时间完成安拆，共计1个工/节段，主跨100米的连续梁每个柱墩工18个悬臂节段，共计18个工，共计节约162个人工，每个主墩人工节约成本约3.24万，其次每个主墩节约工期节约27d，计算主墩施工占用塔吊设备及电梯设备，每日节约0.5万元，设备节约成本13.5万元，每个主墩节段施工人员20工/d，人工节约共计10.8万元。全桥共计两个主墩，共计节约55.08万元。
33.相比于传统灌注方法，本发明优点如下：1.降低安全风险。通过内模板的自主液压安卸模板、自主走行模板，取代了传统采用撬棍脱模的方式，降低了人员在箱室有限空间内的施工难度，减少了人员安全风险；2.自动化程度高，工效快、缩短工期。自主液压安卸模板、自主走行模板更加快捷完成内模板的搭设，可移动的底板模板，加快了混凝土浇筑时间；
3.混凝土质量提高。液压拆模取代了传统采用撬棍脱模的方式，避免了对混凝土表面的破坏，避免了缺棱掉角的问题，保证了混凝土质量；4.环保卫生，避免二次清理。液压拆模、自主走行，更符合国家的环保节能要求，避免了缺棱掉角的问题，减少连续梁箱室内混凝土碎块的污染情况，避免二次清理箱室内部卫生。
34.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。