下行式移动模架及其走行方法
技术领域
本发明属于桥梁施工技术,具体涉及一种桥梁工程上部结构箱梁的建造时,移动式箱梁施工模架及移动式箱梁施工模架的走行方法。
背景技术
移动模架按照其走行机构所处位置可分为两类,走行机构位于混凝土箱梁上方的,称上行式移动模架,走行机构位于混凝土箱梁下方的,称下行式移动模架。移动模架作为一种可以自行的箱梁现浇设备,其自行的方式方法以及效率历来为人所关注。移动模架的走行包括模架的纵移、横移和升降。纵移是将移动模架从一孔移动到下一孔施工位置,纵移的距离等于桥梁的跨径,长达数十米;横移是为了使移动模架到达设计的横向位置,有时是为了避开前方的墩身障碍,保证纵移顺利进行,横移量从几公分到数米不等;升降可以调整模架的高程,用以脱模或配合纵横移,模架的升降量一般在几公分至十几公分。移动模架常规的自行方法是主梁只纵移,不横移,模架的底模板系统在横向一分为二,分别向两侧横移;移动模架的支腿利用其它的起重设备转运至下一孔重新安装;模架的主梁到达设计位置后,再逐块调整模板至设计位置。移动模架常规自行方法存在的不足在于:底模系统的横移需要更多的横移设备,造价高、工序多;移动模架的支腿不能实现自行,必须有其它的起重设备配合,增加了成本,当现场地形条件差,起重设备难以使用时,支腿的转运就成为移动模架施工的瓶颈;移动模架的模板在每个施工循环中都需要逐块调整,工作量大,成品梁质量离散性高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能实现主梁及模架系统整体移动的下行式移动模架,并提出其走行方法,以克服上述问题。
本发明的技术方案之一为:下行式移动模架,它包括主梁,主梁两端连接的导梁,主梁上设置的模架系统,其特征在于主梁下设三组支腿,所述支腿包括主梁前端和后端下设置的中支腿和后支腿,前导梁靠近主梁下设置的前支腿;中支腿、后支腿和前支腿与主梁和导梁之间设支腿、主梁和导梁的纵横移系统以及主梁和导梁的升降装置。
所述每组支腿包括两个对称布置、结构相同的支腿;支腿包括顶部的支腿基本节段,与支腿基本节段下部连接的支腿高度调整节段;支腿基本节段上部设支腿顶横梁。
所述主梁和导梁的升降装置包括设在横移滑座上与主梁底面之间的升降油缸。
所述纵横移系统包括以横移滑座为核心的横移装置和纵移装置:所述横移装置包括与支腿顶横梁连接的横移滑座,与支腿顶横梁连接的横移反力座,以及横移反力座与横移滑座之间连接的横移油缸;所述纵移装置包括由固定杆固定连接在支腿顶横梁上的横移滑座,主梁和导梁底部设置的纵移滑梁,纵移滑梁上连接的可移动的纵移反力座,纵移反力座与横移滑座之间连接的纵移油缸,主梁和导梁底部两边设置的主梁纵移轨道,横移滑座上对应于主梁纵移轨道设置的纵移托辊,以及支腿纵移装置。
所述支腿顶横梁顶面设横移导轨,横移滑座下设限位导轨槽,限位导轨槽与横移导轨之间可相对滑移,但不可脱离。
所述支腿纵移装置包括设在主梁和导梁下缘两侧的支腿纵移轨道,支腿纵移轨道上设吊挂轮,吊挂轮连接在吊挂臂上,吊挂臂与横移滑座间设置容易拆卸的固定连接,主梁和导梁每侧至少一个吊挂轮的轴上连接驱动电机。
所述支腿基本节段上部设翼梁,每组中两个只支腿的翼梁通过精轧螺纹粗钢筋对拉,固定连接在墩身上;底节支腿高度调节段固定连接在承台顶固定设置的预埋件上。
本发明的技术方案之二为:下行式移动模架的走行步骤如下:
1)主梁下降脱模后,向外侧横移,第一次纵向移动主梁,使前导梁前端到达前墩身;
2)前支腿横移后,再纵移前支腿至前墩身,与前墩身及承台固定;
3)主梁第二次纵移,至后导梁末端即将脱离后支腿时止;
4)后支腿先横移,后纵移至中支腿附近,与中墩的承台固定;
5)主梁再次纵移至下一孔设计位置;
6)中支腿向前纵移,让开中墩身位置后停止,与中墩的承台固定;
7)后支腿向前纵移至中墩身位置,与中墩身及承台固定;
8)中支腿纵移至靠近前支腿,与前墩承台固定;
9)前支腿向前纵移,让开前墩身位置后停止,与前墩的承台固定;
10)中支腿纵移至前墩身位置,与前墩身及承台固定;主梁向内侧横移合拢,再顶升至设计位置,移动模架走行完成。
所述前支腿、中支腿和后支腿在纵移前必须横移,横移至其重心与主梁重心距离最小时停止。
所述移动模架的主梁携带外模板系统一起在支腿顶横梁上横移,外模板与同侧主梁的相对位置不变。
所述移动模架的走行可分解为以下6类动作,其具体方法是:
1)主梁升降的方法是:将所述前支腿、中支腿、后支腿等三组支腿中的两组顶部横移滑座上的8台竖向油缸同步顶升,则主梁上升,此8台竖向油缸同步回缩,则主梁下降直至落在纵移托辊上;
2)主梁纵移的方法是:首先将主梁下降,由前支腿和中支腿或者前支腿和后支腿上的纵移托辊支承,然后顶伸中支腿上的纵移油缸,使主梁纵移;纵移油缸顶伸至最大行程后,解除纵移反力座与纵移滑梁间的临时连接,纵移油缸的活塞杆携带纵移反力座缩回,重新将纵移反力座临时固定在纵移滑梁上,继续顶伸纵移油缸,如此反复,直至主梁纵移到位;
3)主梁横移的方法是:首先将主梁下降,由中支腿和后支腿上的纵移托辊支承,之后解除左右两侧底模板之间的连接,顶伸横移油缸至最大行程后,将横移反力座与支腿顶横梁临时固定,缩回横移油缸活塞杆,拉动横移滑座,带动主梁一起向外侧横移,中支腿和后支腿上的横移油缸要同步操作;活塞杆完全缩回后,解除横移反力座与支腿顶横梁之间的临时连接,顶升横移油缸至最大行程后,横移反力座与支腿顶横梁重新固定,横移油缸回缩,如此反复,直至主梁横移到位。主梁向内侧横移的方法与此相反,横移油缸变拉为推;
4)支腿升降的方法是:以中支腿升降为例,首先解除中支腿与承台顶预埋件间的连接,安装中支腿顶部横移滑座上的吊挂臂及吊挂轮,确认前支腿和后支腿顶部横移滑座上的吊挂臂及吊挂轮处于拆除状态后,同步顶升前支腿和后支腿上的竖向油缸,使主梁上升,通过吊挂轮、横移滑座带动中支腿上升,与承台顶预埋件脱离;前支腿和后支腿上的竖向油缸同步回缩,则中支腿下降。
5)支腿横移的方法是:以中支腿纵移为例,首先按前述方法将中支腿升起,与承台顶预埋件脱离,之后顶推横移油缸,使支腿向外侧横移,直至支腿的重心靠近主梁的重心;支腿向内侧横移时,横移油缸变推为拉。
6)支腿纵移的方法是:以中支腿纵移为例,首先按照前述方法将中支腿升起、横移至重心接近主梁重心,开启吊挂轮上的驱动电机,使支腿沿支腿纵移轨道纵向移动。
本发明所涉及的移动模架具有以下技术特点:
1、纵横移系统构思巧妙,设计合理,集中了主梁升降、纵移、横移和支腿纵移、横移等多种功能,是本发明移动模架走行机构的核心;
2、通过前支腿、中支腿和后支腿的相互配合、自行转换,实现了移动模架的走行自动化,不需要额外的起重机械配合倒运,使移动模架的适应能力加强、经济竞争力加大;
3、主梁携带外模板系统一起横移,减少了模板的横移设备,全套移动模架的横移油缸数量减少60%以上;
4、整体脱模、整体合模、无需逐跨逐块调整模板,劳动量减少、工序简化,机械化程度大幅提高;
5、结构对称,既可前进施工,也能后退施工仅需将纵移油缸换至横移滑座的另一侧安装,可避免移动模架在施工现场调头;
6、支腿结构通过精轧螺纹粗钢筋对拉形成抱箍附着在墩身上,稳定可靠,自重轻,承载力强。
附图说明
图1移动模架立面图。
图2浇筑状态下移动模架结构断面图。
图3主梁横移后过孔状态下移动模架结构断面图。
图4支腿横移后纵移状态下移动模架结构断面图。
图5移动模架纵横移系统纵向立面图。
图6移动模架纵横移系统横向断面图。
图6a移动模架纵横移系统中纵移导轨放大示意图。
图7~附图17:移动模架走行步骤图
图中:1为主梁,2为导梁,3为内模系统,4为翼板模系统,5为侧模系统,6为底模系统,7为前支腿,8为中支腿,9为后支腿,10为纵横移系统,11为纵移托辊,12为纵移油缸,13为纵移滑梁,13-1为连接孔,14为纵移反力座,15为横移滑座,16为横移油缸,17为横移反力座,18为吊挂轮,19为吊挂臂,20为固定杆,21为竖向油缸,22为支腿顶横梁,22-1为横移导轨,23为限位导轨槽,24为驱动电机,25为主梁纵移轨道,26为支腿纵移轨道,27为支腿基本节段,28为支腿调整节段,29为承台顶预埋件,30为翼梁,31为精轧螺纹粗钢筋,32为混凝土箱梁,33为前墩身,34为中墩身,35为后墩身,36为承台
具体实施方式
如图1所示,在后墩身35和中墩身34之间已浇筑的混凝土箱梁32,混凝土箱梁下方、墩身两侧的两根主梁1,安装在主梁1两端的导梁2(为前导梁和后导梁),内模系统3(图2中),安装在主梁1上的翼板模系统4、侧模系统5、底模系统6,布置在导梁2下方的两只前支腿7,布置在主梁1前端下方的两只中支腿8,布置在主梁1后端下方的两只后支腿9,以及布置在主梁1和各支腿之间的纵横移系统10。
如图2所示,以中支腿上的结构进行说明,前支腿和后支腿的结构与中支腿上的结构相同。中墩身34两侧各布置一根中支腿,中支腿包括顶部的支腿基本节段27,与支腿基本节段27下部连接的支腿高度调整节段28(支腿高度调整节段的数量依据施工要求而定);支腿基本节段27上部设支腿顶横梁22;中支腿固定支承在承台顶预埋件29上,两个中支腿上部设翼梁30(图5中),两只支腿顶的翼梁30通过精轧螺纹粗钢筋31(图6中)对拉固定在墩身上。
中支腿中设纵横移系统和主梁和导梁升降装置,纵横移系统包括横移装置和纵移装置。
横移装置如图6所示,它包括与支腿顶横梁22连接的横移滑座15,横移滑座15与支腿顶横梁22之间连接横移动力装置,横移滑座15上部安装纵移托辊11和吊挂轮18,分别与主梁纵移轨道25和支腿纵移轨道26接触连接。横移动力装置包括与支腿顶横梁22连接的横移反力座17,横移反力座17与横移滑座15之间连接横移油缸16。
如图5所示,支腿顶横梁22顶面设横移导轨22-1,横移滑座15下设限位导轨槽23,限位导轨槽23与横移导轨22-1间预留数毫米间隙,限位导轨槽23钩住支腿顶横梁22的横移导轨22-1,使横移滑座15与支腿顶横梁22之间仅能相互滑动,不能相互脱开;横移滑座15通过固定杆20固定在支腿上,固定杆20的作用是保证主梁1纵移时横移滑座15的稳定;横移滑座15和支腿顶横梁22之间发生相互滑动时,固定杆20应事先拆除。
如图6a所示,横移滑座15上部安装纵移托辊11和吊挂轮18,分别与主梁纵移轨道25和支腿纵移轨道26接触连接;
纵移装置如图5所示,它包括主梁和导梁下设的纵移滑梁13(纵移滑梁13设在主梁和导梁下底面的中部,如图6中所示),纵移滑梁13上连接可移动的纵移反力座14,纵移反力座14与横移滑座15之间连接纵移油缸12;纵移滑梁13上间隔设一排连接孔13-1,纵移反力座14通过螺栓与连接孔13-1连接,纵移反力座14通过与不同的连接孔连接实现主梁和导梁的间隔式纵向移动。主梁纵移轨道25设在主梁和导梁底部的两侧(图6),横移滑座15上设置纵移托辊11,纵移托辊11与主梁纵移轨道25接触(图6a)。
如图5及图6a所示,横移滑座15上设置至少4根可拆卸的吊挂臂19,吊挂臂19的上端安装吊挂轮18,吊挂在主梁1下缘两侧的支腿纵移轨道26上;主梁1每侧至少有一个吊挂轮18配备驱动电机24。
如图3所示,移动模架脱模并横移到位、纵移过孔的状态。竖向油缸21回缩,主梁下降,外模脱模;主梁下降直至其底部的主梁纵移轨道25接触纵移托辊11,启动横移油缸16,拉动横移滑座15,带动主梁和外模板向一侧横移;此过程中,翼板模系统4、侧模系统5、底模系统6与其同侧的主梁1相对位置不变。横移到位后,底模已完全移出墩身范围,此时主梁1可以纵移。
如图4,中支腿横移到位、进行纵移的状态。此时要移动的支腿与承台脱离,通过横移滑座15上的吊挂臂19和吊挂轮18吊挂在移动模架主梁下缘两侧的支腿纵移轨道26上,主梁纵移轨道25与纵移托辊11处于脱离状态,开启横移油缸16,推动支腿向外侧横移,直至支腿重心接近主梁重心,避免偏心吊重造成主梁两侧的吊挂轮18受力不均匀,此时开启吊挂轮18上安装的驱动电机24(图6a),支腿即可在支腿纵移轨道26上纵移。
主梁升降的方法是:将所述前支腿7、中支腿8、后支腿9等三组支腿中的两组顶部横移滑座15上的8台竖向油缸21同步顶升,则主梁上升,此8台竖向油缸21同步回缩,则主梁下降直至落在纵移托辊11上。
主梁纵移的方法是:首先将主梁下降,由前支腿7和中支腿8或者前支腿7和后支腿9上的纵移托辊11支承,然后顶伸中支腿8上的纵移油缸12,使主梁纵移;纵移油缸12顶伸至最大行程后,解除纵移反力座14与纵移滑梁13间的临时连接,纵移油缸12的活塞杆携带纵移反力座14缩回,重新将纵移反力座14临时固定在纵移滑梁13上,继续顶伸纵移油缸12,如此反复,直至主梁纵移到位。
主梁横移的方法是:首先将主梁下降,由中支腿8和后支腿9上的纵移托辊11支承,之后解除左右两侧底模板之间的连接,顶伸横移油缸16至最大行程后,将横移反力座17与支腿顶横梁22临时固定,缩回横移油缸16活塞杆,拉动横移滑座15,带动主梁一起向外侧横移,中支腿8和后支腿9上的横移油缸16要同步操作;活塞杆完全缩回后,解除横移反力座17与支腿顶横梁22之间的临时连接,顶升横移油缸16至最大行程后,横移反力座17与支腿顶横梁22重新固定,横移油缸16回缩,如此反复,直至主梁横移到位。主梁向内侧横移的方法与此相反,横移油缸16变拉为推。
支腿升降的方法是:以中支腿8升降为例,首先解除中支腿8与承台顶预埋件29间的连接,安装中支腿8顶部横移滑座15上的吊挂臂19及吊挂轮18,确认前支腿7和后支腿9顶部横移滑座15上的吊挂臂19及吊挂轮18处于拆除状态后,同步顶升前支腿7和后支腿9上的竖向油缸21,使主梁上升,通过吊挂轮18、横移滑座15带动中支腿8上升,与承台顶预埋件29脱离;前支腿7和后支腿9上的竖向油缸21同步回缩,则中支腿8下降。
支腿横移的方法是:以中支腿8纵移为例,首先按前述方法将中支腿8升起,与承台顶预埋件29脱离,之后顶推横移油缸16,使支腿向外侧横移,直至支腿的重心靠近主梁的重心;支腿向内侧横移时,横移油缸16变推为拉。
支腿纵移的方法是:以中支腿8纵移为例,首先按照前述方法将中支腿8升起、横移至重心接近主梁1重心,开启吊挂轮18上的驱动电机24,使支腿沿支腿纵移轨道26纵向移动。
一个施工循环中移动模架的走行步骤如下:
1:脱模,主梁1横向移位,如图7所示。
(1)箱梁混凝土强度达到设计要求后,按照设计要求进行预应力筋张拉;
(2)8台竖向油缸21同步收缩,模架主梁1连同外模整体下降至纵移托辊11上,外模自行脱模;
(3)解除底模纵桥向缝连接螺栓,启动横移油缸16,将模架横移滑座15及其以上结构向远离箱梁中心线的方向横移至设计位置;
(4)安装横移滑座15的固定杆20。
2:如图8,主梁1首次纵移,导梁2前端到达前墩身时停止;
3:如图9,前支腿7横移至其重心接近主梁1重心,向前纵移支前方墩身位置,与墩身及承台固定;
4:如图10,主梁1第二次纵移,至后方导梁2末端即将脱离后支腿9时止;
5:如图11,后支腿9先横移,后纵移至接近中支腿8,与承台固定;
6:如图12,主梁1第三次纵移至下一孔设计位置;
7:如图13,中支腿8纵移,离墩身距离与后支腿9至墩身的距离相等时止,与承台固定;
8:如图14,后支腿9纵移至墩身位置,与墩身及承台固定;
9:如图15,中支腿8纵移至靠近前支腿7,与承台固定;
10:如图16,前支腿7纵移,离墩身距离与中支腿8至墩身的距离相等时止,与承台固定;
11:如图17,中支腿8纵移至墩身位置,与墩身及承台固定,主梁1向内侧横移合拢,并顶升至设计位置,移动模架走行完成。