CN101781878B - 独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板及其提升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板及其提升施工方法，包括以下步骤：一、施工前准备；二、桥梁下部结构施工；三、桥梁上部结构施工，其施工过程如下：下塔柱混凝土浇筑施工、下横梁施工、中塔柱分段浇筑施工和上塔柱与中部挂索梁段交替进行分段浇筑施工及斜拉索安装，且对中塔柱和上塔柱均采用整体提升模板进行分段施工；四、桥面系施工。本发明所用整体提升模板结构设计合理、加工制作及安装布设方便、投资成本低且施工方法步骤简单、施工速度快，利用简单施工工具，投入较少的人工，即可快速安全完成斜拉桥主塔的施工任务，并且所施工成型的斜拉桥主塔各项技术指标满足设计及施工规范要求。

Description

独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板及其提升施工方法

技术领域

本发明属于桥梁主塔施工技术领域，尤其是涉及一种独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板及其提升施工方法。

背景技术

宝鸡市代家湾渭河大桥位于华夏始祖、炎帝故里的陕西省宝鸡市区东部，属宝鸡市“四横十纵”主干道路网框架之一，它是一座功能与景观相融合的标志性建筑，桥梁施工工艺复杂，技术含量高。

宝鸡市代家湾渭河大桥全桥桥长1146米，跨径组合：10×20米(空心板梁)+127米(斜拉桥)+16×32米(大孔板梁)+127米(斜拉桥)+9×20米(空心板梁)，主桥为独塔无背索斜拉结构，全桥共有两座且两座斜拉桥结构相同，分别跨越西宝高速公路与规划中的滨河路。斜拉桥全长127米，具体跨径布置为32+75+20米，桥面以上的主塔长63米，桥面以下的主塔长为10.425米，且均为钢筋混凝土结构；主梁采用预应力钢筋混凝土箱梁结构且梁宽28米，全桥设置9条扇形分布的斜拉索。

具体而言：斜拉桥主塔基础采用38根直径1.5米的钻孔灌注桩，桩长51.36米的摩擦桩；钻孔灌注桩上接主塔承台的长度33.28米、宽度18.2米且高度为4米，外形呈亚铃型，混凝土设计方量为2118.8立方米。

主梁即加劲梁为斜腹板单箱四室预应力砼箱梁，砼标号C50。其中，主梁梁高2.15m，在塔梁固结处梁高渐变为3.15m，箱梁顶宽28m，底宽19.6m，每侧挑臂3.65m，顶板厚250mm，底板厚200mm，竖直腹板宽400mm，斜腹板宽450mm，中间腹板宽750mm。

主塔即索塔采用钻石形，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱和下横梁，采用C50砼。桥塔顺桥向倾斜角度为60°，横桥向面内倾角为23.415°。桥面以上的主塔为斜塔(即上塔柱和中塔柱总长度)长63米，其中拉索锚固区(即上塔柱)约30.3米；桥面以下斜腿(即下塔柱的竖直向高度)长10.425米。斜塔上段塔顶锚固区为矩形断面，顺桥向宽度为5米，横桥向宽度为6米，拉索锚固区开1.2米宽的槽口；斜塔下段的分叉(即中塔柱)的横桥向宽为3.5米，顺桥向5米的矩形实心断面；塔梁固结处(即主塔与主梁连接处)设下横梁，高3.15米，顺桥向宽5.774米；桥面以下桥腿即斜腿断面向两个方向均渐变宽，顺桥向5.774米变宽至10米，横桥向3.814米变宽至8米。

斜塔上所安装的斜拉索为单索面，梁端布置在中央分隔带上。

主塔结构复杂，工艺要求高，施工难度大。主塔桥面以上的斜塔长63米，中塔柱为双向倾斜结构且没有预应力，施工过程中应力非常复杂，稍有不慎可能产生受力裂缝，同时主塔的双向倾斜给施工过程中模板定位带来很大困难，独塔无背索斜拉桥主塔施工控制难度非常大，具体是双向倾斜斜塔如何定位测量、坐标计算，斜塔线形如何进行准确控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构设计合理、加工制作及安装布设方便且投资成本低、施工速度快的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：包括用于分段浇筑成型所需施工斜拉桥主塔的模板加固系统、沿所需施工斜拉桥主塔的向上延伸方向将所述模板加固系统整体向上提升的提升系统、与模板加固系统相配合使用的脱模合模系统以及分别设置在模板加固系统顶部和底部且供施工人员行走的平台系统，所述提升系统安装在所述模板加固系统上；所述模板加固系统包括成型用模板、布设在所述成型用模板四周外侧的成型模板框架和对所述成型模板框架的位置进行临时固定的拉杆系统；所述成型模板框架由多个通过连接紧固件组装为一体的连接组件组成；所述脱模合模系统包括安装在成型模板框架上的临时连接件、安装在所述成型用模板上的临时限位固定装置以及脱模或合模时安装所述成型用模板上的千斤顶和/或手拉葫芦。

所述成型用模板由围成倾斜向混凝土浇筑腔的前后左右四块成型面板组成，所述倾斜向混凝土浇筑腔的结构与需成型斜拉桥主塔的结构相对应。

所述成型模板框架由模板框和布设在所述模板框四周侧且对所述模板框进行紧固的多道水平向四边形结构框架组成，所述模板框由四面模板架围成且所述模板架包括左右两个水平桁架和将左右两个水平桁架连接为一体的多个模板加劲肋，所述水平向四边形结构框架由四个模板支架首尾依次连接组成，且所述连接紧固件为接在相邻两个模板支架首尾间的预紧螺栓。

所述拉杆系统包括多个分别布设在所述成型模板框架四周侧的拉杆装置，所述拉杆装置的下端安装在所述成型模板框架上。

所述成型用模板的上下端部均设置有向外延长段且所述向外延长段组成所述成型用模板的嵌固段模板。

所述四个模板支架包括两个顺桥向布设且结构相同的模板支架一和两个横桥向布设且结构相同的模板支架二，模板支架一和模板支架二之间的连接处夹塞有一个或多个顶紧加固件。

所述模板加固系统均由钢制材料制成。

同时，本发明还提供了一种方法步骤简便、施工工期短且施工质量好、实用价值高的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升施工方法，所施工的斜拉桥主塔由下至上分为多个节段进行施工且所述斜拉桥主塔内部设置有与其结构相对应的整体劲性骨架，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)底部节段浇注施工：首先将模板加固系统固定安装在整体劲性骨架的底部四周外侧，再将所述成型用模板位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统的合模过程；随后，利用安装就位的模板加固系统，利用合模后的所述模板加固系统浇筑施工所述斜拉桥主塔的底部节段；

(b)安装上端部滑道：在用于成型已浇筑成型节段的下一浇筑节段的劲性骨架外侧面上布设多道上端部滑道，且使得所述上端部滑道的上表面与成型所述下一浇筑节段的劲性骨架外侧面相平齐；

(c)脱模：首先旋开所述成型模板框架上所布设的所有连接紧固件，且同时采用临时连接件代替所述连接紧固件将所述成型模板框架组装为一体，使得成型模板框架的形状保持不变且仅其内部框架尺寸从上至下同比例变大；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，同时采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体，即完成所述模板加固系统的脱模过程；

(d)提升：将提升系统安装在步骤(c)中脱模后的成型模板框架上，且沿所需施工斜塔的向上延伸方向将所述模板加固系统整体向上提升至步骤(b)中所述用于成型下一浇筑节段的劲性骨架外侧，且提升时，所述模板加固系统的上端部利用步骤(b)中所安装的上端部滑道向上提升且所述模板加固系统的下端部利用其下部已浇筑完成的混凝土表面进行提升；

(e)合模：待所述模板加固系统提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置和临时连接件，之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统的合模过程；

(f)混凝土浇筑施工：利用步骤(e)合模后的所述模板加固系统浇筑施工步骤(b)中所述的下一浇筑节段；

(e)重复步骤(b)～(f)，直至浇筑施工完成所述斜拉桥主塔的所有节段。

所施工斜拉桥主塔的左端部横桥向向内倾斜且所述成型用模板所围成倾斜向混凝土浇筑腔的横截面形状为平行四边形，并且组成所述成型用模板的四块成型面板以需成型所述斜拉桥主塔的轴向中心线分为左侧和上侧两块向下趴的上趴面成型面板以及下侧和右侧两块向上仰的下仰面成型面板；

上述步骤(d)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板时分两步进行：首先打开两块下仰面成型面板并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和下仰面成型面板组装为一体，之后再打开两块上趴面成型面板并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和上趴面成型面板组装为一体。

步骤(d)中所述的提升系统包括提升时一端固定在所述成型模板框架上的多个提升起重设备、安装在成型模板框架内侧上下端部的多个滑轮支架以及通过滑轮轴安装在所述滑轮支架上的多个滑轮；

步骤(c)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板后，先在所述成型模板框架的上下端部分别安装滑轮，再采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体；相应地，步骤(e)中所述的合模过程中，待所述模板加固系统提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置，再采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，其次再取出步骤(c)中所安装的滑轮，随后再松开所述临时连接件；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统的合模过程。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构设计合理、加工制作及安装布设方便且投资成本低、施工速度快。

2、施工步骤设计合理且施工安全可靠，施工精度高，施工成型的斜拉桥主塔结构稳固，施工效果好且质量高，施工周期短。

3、硬件投资少且施工步骤操作简便，可操作性非常强。

4、采用分阶段浇筑施工方式进行施工，在缩短施工工期、保证施工质量和确保施工控制精度的同时，也能够合理安排施工人员进行合理调配，并且极大程度上保证了施工的安全可靠进行。

6、实用价值高，避免了翻模施工法的施工工期长，模板难就位，安全难以保证的缺点；同时，避免了爬模施工工艺复杂，成本高的缺点。整体提升模板体系施工利用简单的施工工具，投入较少的人工，快速安全的完成主塔的施工任务，主塔各项技术指标满足设计及施工规范要求。

综上所述，本发明所用整体提升模板结构设计合理、加工制作及安装布设方便、投资成本低且施工方法步骤简单、施工速度快，利用简单施工工具，投入较少的人工，即可快速安全完成斜拉桥主塔的施工任务，并且所施工成型的斜拉桥主塔各项技术指标满足设计及施工规范要求。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明整体提升模板的工作原理框图。

图2为本发明所施工独塔无背索斜拉桥的立体结构示意图。

图3为本发明所施工独塔无背索斜拉桥主塔的立体结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为图3的俯视图。

图6为本发明施工中塔柱所用模板加固系统的结构示意图。

图7为图6的内部结构示意图。

图8本发明施工上塔柱所用模板加固系统的结构示意图。

图9为本发明施工斜塔所用整体劲性骨架的结构示意图。

图10为本发明施工独塔无背索斜拉桥主塔的方法流程图。

图11为本发明利用整体提升模板施工斜拉桥主塔的中塔柱和上塔柱的方法流程图。

附图标记说明：

1-主梁；            2-过渡桥墩；       3-主塔基础；

4-主塔承台；        5-1-下塔柱；       5-2-中塔柱；

5-3-上塔柱；        6-支撑桥墩；       7-下横梁；

8-整体劲性骨架；    10-成型面板；      11-1-成型用模板一；

11-2-成型用模板二； 12-1-上趴面成型面  12-2-下仰面成型面

                    板；               板；

13-1-模板支架一；   13-2-模板支架二；  15-斜拉索；

16-嵌固段模板；     17-1-水平桁架；    17-2-模板加劲肋；

18-1-模板加固系统； 18-2-提升系统；    18-3-脱模合模系统；

18-4-平台系统。

具体实施方式

如图1、图6、图7及图8所示的一种独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，包括用于分段浇筑成型所需施工斜拉桥主塔的模板加固系统18-1、沿所需施工斜拉桥主塔的向上延伸方向将所述模板加固系统18-1整体向上提升的提升系统18-2、与模板加固系统18-1相配合使用的脱模合模系统18-3以及分别设置在模板加固系统18-1顶部和底部且供施工人员行走的平台系统18-4，所述提升系统18-2安装在所述模板加固系统18-1上。所述模板加固系统18-1包括成型用模板、布设在所述成型用模板四周外侧的成型模板框架和对所述成型模板框架的位置进行临时固定的拉杆系统；所述成型模板框架由多个通过连接紧固件组装为一体的连接组件组成；所述脱模合模系统18-3包括安装在成型模板框架上的临时连接件、安装在所述成型用模板上的临时限位固定装置以及脱模或合模时安装所述成型用模板上的千斤顶和/或手拉葫芦。

本实施例中，所述成型用模板由围成倾斜向混凝土浇筑腔的前后左右四块成型面板10组成，所述倾斜向混凝土浇筑腔的结构与需成型斜拉桥主塔的结构相对应。所述成型模板框架由模板框和布设在所述模板框四周侧且对所述模板框进行紧固的多道水平向四边形结构框架组成，所述模板框由四面模板架围成且所述模板架包括左右两个水平桁架17-1和将左右两个水平桁架17-1连接为一体的多个模板加劲肋17-2，所述水平向四边形结构框架由四个模板支架首尾依次连接组成，且所述连接紧固件为接在相邻两个模板支架首尾间的预紧螺栓。所述模板加固系统18-1均由钢制材料制成。

所述拉杆系统包括多个分别布设在所述成型模板框架四周侧的拉杆装置，所述拉杆装置的下端安装在所述成型模板框架上。所述成型用模板的上下端部均设置有向外延长段且所述向外延长段组成所述成型用模板的嵌固段模板16。所述四个模板支架包括两个顺桥向布设且结构相同的模板支架一13-1和两个横桥向布设且结构相同的模板支架二13-2，模板支架一13-1和模板支架二13-2之间的连接处夹塞有一个或多个顶紧加固件。所述模板加固系统18-1均由钢制材料制成。

结合图2、图3、图4及图5，本实施例中，所施工的独塔无背索斜拉桥主塔从下至上由下塔柱5-1、中塔柱5-2和上塔柱5-3组成，主梁1两端分别跨在左右两个过渡桥墩2上，其中中塔柱5-2和上塔柱5-3组成位于主梁1的桥面以上且顺桥向向右倾斜的斜塔，所述斜塔浇筑施工为一体且整体呈倒“Y”字形结构，中塔柱5-2为布设在上塔柱5-3下部的左右两个分叉段且所述两个分叉段横桥向对称布设。本实施例中，所施工的斜拉桥全长127米，具体跨径布置为32+75+20米，桥面以上的主塔长63米，桥面以下的主塔长为10.425米，且均为钢筋混凝土结构；主梁采用预应力钢筋混凝土箱梁结构且梁宽28米，全桥设置9条扇形分布的斜拉索。并且主塔采用钻石形，包括下塔柱5-1、中塔柱5-2、上塔柱5-3和下横梁7，桥塔顺桥向倾斜角度为60°，横桥向面内倾角为23.415°。桥面以上斜塔长63米，其中锚固区约30.3米，桥面以下斜腿长10.425米。斜塔上段塔顶锚固区即上塔柱5-3为矩形断面，顺桥向宽度为5米，横向宽度为6米，拉索锚固区开1.2米宽的槽口；斜塔下段的分叉即中塔柱5-2为宽3.5米，顺桥向5米的矩形实心断面，塔梁固结处设横梁，高3.15米，顺桥向宽5.774米，桥面以下桥腿即下塔柱5-1断面向两个方向均渐变宽，顺桥向5.774米变宽至10米，顺桥向3.814米变宽至8米。根据索塔结构特点，将索塔中上塔柱划分为三部分施工，第一部分为中塔柱5-2施工，根据中塔柱5-2的结构特点划分为9个节段施工；第二部分为中塔柱5-2和上塔柱5-3的交叉处施工，根据其结构要求分为1节段浇筑施工；第三部分为上塔柱5-3有索段施工，根据其结构特点划分为11节段施工。

实际施工时，首先根据所设计独塔无背索斜拉桥的斜塔结构，利用钢连接件分段拼装组成用于施工成型所述斜塔的整体劲性骨架8(结构详见图9)，所述整体劲性骨架8从下至上由多个劲性骨架节段拼装组成且整体形状为倒“Y”字形。随后，进行桥梁下部结构施工：首先，根据预先设计独塔无背索斜拉桥的桥梁下部结构及其具体布设位置，在所述左右两个过渡桥墩2之间施工用于承载桥梁上部结构下传压力的主塔基础3和支撑桥墩6，并将预先加工成型的主塔承台4移送并安装在已施工完成的主塔基础3上，主塔基础3位于支撑桥墩6左侧；所述主塔基础3、主塔承台4、支撑桥墩6和左右两个过渡桥墩2形成独塔无背索斜拉桥的桥梁下部结构；主梁1以支撑桥墩6和主塔基础3为界顺桥向分为左侧边跨梁段1-1、中部挂索梁段1-2和右侧边跨梁段1-3三个桥段。

本实施例中，所述主塔基础3采用38根直径1.5米的钻孔灌注桩，桩长51.36米；且主塔基础3上接主塔承台4的长度33.28米，宽度18.2米，高度为4米，外形呈亚铃型，混凝土设计方量为2118.8立方米。

结合图10，所述桥梁下部结构施工完毕后，再进行斜拉桥主塔的整体施工，其施工过程如下：

301、下塔柱5-1混凝土浇筑施工：所施工的下塔柱5-1为横桥向布设在主塔承台4上的两个左右对称的支撑桥腿。

302、下横梁7施工：在两个支撑桥腿间横桥向施工一下横梁7，所施工的下横梁7两端分别跨在所述两个支撑桥腿上部且下横梁7与所述两个支撑桥腿固定连接为一体。

303、主梁1及斜塔施工，其施工过程包括以下步骤：

3031、左侧边跨梁段1-1和右侧边跨梁段1-3施工：在左侧过渡桥墩2与支撑桥墩6之间以及主塔基础3和右侧过渡桥墩2间分别施工左侧边跨梁段1-1和右侧边跨梁段1-3，并将下横梁7与右侧边跨梁段1-3合龙。

3032、中部挂索梁段1-2及斜塔施工，且斜塔施工时采用成型模板分段整体提升且分段浇筑混凝土的施工方法进行分段施工，其施工过程如下：

(i)中塔柱劲性骨架拼装：将步骤一中拼装组成的用于成型中塔柱(5-2)的多个劲性骨架节段组装成倒V字形中塔柱劲性骨架，所述中塔柱劲性骨架由上端部组装在一起的左右两个劲性骨架分叉段组成；

(ii)中塔柱劲性骨架安装：采用吊装工具将步骤(i)中拼装组成的中塔柱劲性骨架吊装并移送至下横梁7上，并将所述中塔柱劲性骨架底部固定安装在下横梁7上；同时，采用吊装工具将用于支撑所述中塔柱劲性骨架的钢管支撑架吊装并移送至右侧过渡桥墩2上，之后将钢管支撑架的底部固定在右侧过渡桥墩2上且将钢管支撑架倾倒并使得其顶部固定在所述中塔柱劲性骨架的上部分叉处，即通过倾斜向的钢管支撑架将所述中塔柱劲性骨架支撑在预设的倾斜角度；

(iii)中塔柱5-2分段浇筑施工：逐段将成型模板固定安装在所述中塔柱劲性骨架外侧并相应逐段进行混凝土浇筑施工，直至施工完成整个中塔柱5-2；

(iv)上塔柱5-3与中部挂索梁段1-2交替进行分段浇筑施工及斜拉索15安装，施工前将需施工完成的上塔柱5-3和中部挂索梁段1-2相应分成同等数量的节段且相应分多次进行重复施工，其中每次分段施工过程为：先在已施工完成的中塔柱5-2塔端或上塔柱节段的塔端混凝土浇筑施工一个上塔柱节段，之后再相应在下横梁7的左侧梁端或已施工完成的中部挂索梁节段的梁端混凝土浇筑施工一个中部挂索梁节段，随后在此次施工完成的上塔柱节段和中部挂索梁节段间挂拉斜拉索15；不断重复上述分段施工过程，直至上塔柱5-3施工完成且将中部挂索梁段1-2与左侧边跨梁段1-1合龙，最后拆除成型模板和拆除钢管支撑架，即完成主梁1及斜塔的施工过程。

如图11所示，步骤(iii)中对中塔柱5-2进行分段浇筑施工和步骤(iv)中对上塔柱5-3进行分段浇筑施工时，均采用整体提升模板进行浇筑施工，且其浇筑施工过程均包括以下步骤：

(a)底部节段浇注施工：首先将模板加固系统18-1固定安装在用于成型中塔柱5-2或上塔柱5-3的劲性骨架底部四周外侧，再将所述成型用模板位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统18-1的合模过程；随后，利用合模后的模板加固系统18-1浇筑施工中塔柱5-2或上塔柱5-3的底部节段；

(b)安装上端部滑道：在用于成型已浇筑成型节段的下一浇筑节段的劲性骨架外侧面上布设多道上端部滑道，且使得所述上端部滑道的上表面与成型所述下一浇筑节段的劲性骨架外侧面相平齐；

(c)脱模：首先旋开所述成型模板框架上所布设的所有连接紧固件，且同时采用临时连接件代替所述连接紧固件将所述成型模板框架组装为一体，使得成型模板框架的形状保持不变且仅其内部框架尺寸从上至下同比例变大；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，同时采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体，即完成所述模板加固系统18-1的脱模过程；

(d)提升：将所述提升系统18-2安装在步骤(c)中脱模后的成型模板框架沿所需施工斜塔的向上延伸方向，将所述模板加固系统18-1整体向上提升至步骤(b)中所述用于成型下一浇筑节段的劲性骨架外侧，且提升时，所述模板加固系统18-1的上端部利用步骤(b)中所安装的上端部滑道向上提升且所述模板加固系统18-1的下端部利用其下部已浇筑完成的混凝土表面进行提升；

(e)合模：待所述模板加固系统18-1提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置和临时连接件，之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统18-1的合模过程；

(f)混凝土浇筑施工：利用步骤(e)合模后的所述模板加固系统18-1浇筑施工步骤(b)中所述的下一浇筑节段；

(e)重复步骤(b)～(f)，直至浇筑施工完成中塔柱5-2或上塔柱5-3。

本实施例中，所述拉杆装置的下端安装在所述成型模板框架上且其上端固定在所述整体劲性骨架8上。

所述成型用模板包括用于成型中塔柱5-2的成型用模板一11-1，和用于成型上塔柱5-3的成型用模板二11-2，并且用于成型中塔柱5-2和上塔柱5-3的成型用模板均设置为整体钢模。由于所述两个分叉段的左端部横桥向对称向内倾斜，所述成型用模板一11-1所围成倾斜向混凝土浇筑腔的横截面形状为平行四边形，且所述成型用模板二11-2所围成倾斜向混凝土浇筑腔的横截面形状为方形。组成成型用模板一11-1的四块成型面板10以需成型中塔柱5-2的轴向中心线分为左侧和上侧两块向下趴的上趴面成型面板12-1以及下侧和右侧两块向上仰的下仰面成型面板12-2。相应地，步骤(d)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板一11-1时分两步进行：首先打开两块下仰面成型面板12-2并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和下仰面成型面板12-2组装为一体，之后再打开两块上趴面成型面板12-1并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和上趴面成型面板12-1组装为一体。

所述提升系统包括提升时一端固定在所述成型模板框架上的多个提升起重设备、安装在成型模板框架内侧上下端部的多个滑轮支架以及通过滑轮轴安装在所述滑轮支架上的多个滑轮。相应地，步骤(c)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板后，先在所述成型模板框架的上下端部分别安装滑轮，再采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体；相应地，步骤(e)中所述的合模过程中，待所述模板加固系统18-1提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置，再采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，其次再取出步骤(c)中所安装的滑轮，随后再松开所述临时连接件；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统18-1的合模过程。

所述成型用模板的上下端部均设置有向外延长段且所述向外延长段组成所述成型用模板的嵌固段模板16。所述四个模板支架包括两个顺桥向布设且结构相同的模板支架一13-1和两个横桥向布设且结构相同的模板支架二13-2，模板支架一13-1和模板支架二13-2之间的连接处夹塞有一个或多个顶紧加固件。

具体而言，本实施例中，用于成型中塔柱5-2的成型模板中，成型用模板一11-1的长度5.74米，且每节段浇筑高度为3.6米，嵌固段模板16的长度为2.14米；并且四个模板支架中的模板支架二13-2两端部分别插入模板支架一13-1的两端部内部，合模时在模板支架一13-1和模板支架二13-2的交叉处且在模板支架二13-2外侧焊接一个挡板，并且在所述挡板与模板支架一13-1之间对称加塞顶紧加固件，所述顶紧加固件具体为三角钢楔块。另外，设置在所述成型模板上下端部的模板支架一13-1和模板支架二13-2均设置为由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的桁架结构。所述拉杆系统由一圆钢与安装在圆钢一端的螺母组成，且圆钢的另一端焊接于整体劲性骨架8上，拉杆系统在成型模板每侧竖向布置两排且与模板支架固定连接，所用螺母待所浇注混凝土强度达到50％时则可拆除，并能循环使用。所用提升起重设备为10吨手拉葫芦，成型模板的四个角每个角两侧布置2个10吨手拉葫芦，并且10吨手拉葫芦的上端用直径16mm双股钢丝绳固定于整体劲性骨架8上，下端用直径16mm双股钢丝绳固定于成型模板上对应所焊接的钢耳朵上，手拉葫芦钢链预留长度+倒链工作长度+钢丝绳长度要大于每节段的提升高度3.6米。滑道分为两部分：上端部滑道与下端部滑道，其中上端部滑道具体布置于用于成型已浇筑成型节段的下一浇筑节段的劲性骨架的两个上趴面上，并且3.5米宽的上趴面上布置3道，5米的上趴面布置4道，上端部滑道具体采用6mm钢板下垫直径16mm钢筋与劲性骨架点焊固定且调平后即可使用，支垫钢筋密度需保证上端部滑道有足够的刚度不产生过大变形影响模板爬升；下端部滑道直接利用已浇筑成型的混凝土表面。所述滑轮采用20吨自动调心轴承，能有效防止模板爬升过程中滑轮不同心而产生很大的摩擦力影响爬升。滑轮支架采用两块厚度20mm钢板在固定距离处打孔放置滑轮轴，滑轮支架与模板加劲肋焊接，同时用3件[10槽钢与周围加劲肋焊接加固，保证滑轮支架有足够的强度、刚度，不变形且不破坏。成型中塔柱5-2的脱模步骤如下：第一步松开成型模板四个角处的预紧螺栓即相邻两个模板支架首尾间的预紧螺栓，并用临时连接件(具体为长螺杆螺栓)代替所述预紧螺栓，同时保证成型模板的每个角至少安装有8个长螺杆螺栓；第二步去掉模板支架一13-1和模板支架二13-2的加固三角钢楔块；第三步利用螺旋千斤顶配合手拉葫芦打开下仰面成型面板12-2且打开距离为距混凝土表面的垂直距离为50mm，之后安装固定8个提升滑轮(主要为导向)，用临时限位固定装置(具体为拉紧装置)固定；第四步打开上趴面成型面板12-1，且打开距离为距混凝土表面的垂直距离为25mm(同时将下仰面成型面板12-2距混凝土表面的垂直距离减为25mm)，之后安装固定28个提升滑轮，用拉紧装置固定，完成脱模。相应地，成型中塔柱5-2的合模步骤如下：模板加固系统提升到位后，第一步松开上趴面成型面板12-1上所安装的拉紧装置，并利用螺旋千斤顶打开上趴面成型面板12-1模板约30mm；第二步取出滑轮；第三步利用手拉葫芦拉紧模板使嵌固段模板16与混凝土面接触并上紧预紧螺栓，打入模板支架一13-1和模板支架二13-2的加固三角钢楔块；第三步松开下仰面成型面板12-2上所安装的拉紧装置并取出相应滑轮，同时利用螺旋千斤顶手拉葫芦拉紧下仰面成型面板12-2，使嵌固段模板16与混凝土面接触并上紧预紧螺栓，打入模板支架一13-1和模板支架二13-2的加固三角钢楔块，完成合模。

成型上塔柱5-3的成型模板中，与成型中塔柱5-2的成型模板区别之处在于：成型上塔柱5-3的成型用模板长度4.74米，每节段浇筑高度2.7米，嵌固段模板16的长度为2.363米，其成形模板的合模、脱模和提升过程均与成型中塔柱5-2的成型模板相同。所述上塔柱5-3施工过程中，在其侧部同步开设索槽，由于索槽在每个浇注节段断面尺寸皆不一致，因而索槽模板采用竹胶模板加工，内加方木加固，索槽模板每节段加工长度为3米。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：包括用于分段浇筑成型所需施工斜拉桥主塔的模板加固系统(18-1)、沿所需施工斜拉桥主塔的向上延伸方向将所述模板加固系统(18-1)整体向上提升的提升系统(18-2)、与模板加固系统(18-1)相配合使用的脱模合模系统(18-3)以及分别设置在模板加固系统(18-1)顶部和底部且供施工人员行走的平台系统(18-4)，所述提升系统(18-2)安装在所述模板加固系统(18-1)上；所述模板加固系统(18-1)包括成型用模板、布设在所述成型用模板四周外侧的成型模板框架和对所述成型模板框架的位置进行临时固定的拉杆系统；所述成型模板框架由多个通过连接紧固件组装为一体的连接组件组成；所述脱模合模系统(18-3)包括安装在成型模板框架上的临时连接件、安装在所述成型用模板上的临时限位固定装置以及脱模或合模时安装所述成型用模板上的千斤顶和/或手拉葫芦。

2.按照权利要求1所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述成型用模板由围成倾斜向混凝土浇筑腔的前后左右四块成型面板(10)组成，所述倾斜向混凝土浇筑腔的结构与需成型斜拉桥主塔的结构相对应。

3.按照权利要求1或2所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述成型模板框架由模板框和布设在所述模板框四周侧且对所述模板框进行紧固的多道水平向四边形结构框架组成，所述模板框由四面模板架围成且所述模板架包括左右两个水平桁架(17-1)和将左右两个水平桁架(17-1)连接为一体的多个模板加劲肋(17-2)，所述水平向四边形结构框架由四个模板支架首尾依次连接组成，且所述连接紧固件为接在相邻两个模板支架首尾间的预紧螺栓。

4.按照权利要求1或2所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述拉杆系统包括多个分别布设在所述成型模板框架四周侧的拉杆装置，所述拉杆装置的下端安装在所述成型模板框架上。

5.按照权利要求1或2所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述成型用模板的上下端部均设置有向外延长段且所述向外延长段组成所述成型用模板的嵌固段模板(16)。

6.按照权利要求3所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述四个模板支架包括两个顺桥向布设且结构相同的模板支架一(13-1)和两个横桥向布设且结构相同的模板支架二(13-2)，模板支架一(13-1)和模板支架二(13-2)之间的连接处夹塞有一个或多个顶紧加固件。

7.按照权利要求1或2所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板，其特征在于：所述模板加固系统(18-1)均由钢制材料制成。

8.一种利用如权利要求1所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升模板进行独塔无背索斜拉桥主塔整体提升施工的方法，所施工的斜拉桥主塔由下至上分为多个节段进行施工且所述斜拉桥主塔内部设置有与其结构相对应的整体劲性骨架(8)，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)底部节段浇注施工：首先将模板加固系统(18-1)固定安装在整体劲性骨架(8)的底部四周外侧，再将所述成型用模板位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统(18-1)的合模过程；随后，利用合模后的所述模板加固系统(18-1)浇筑施工所述斜拉桥主塔的底部节段；

(b)安装上端部滑道：在用于成型已浇筑成型节段的下一浇筑节段的劲性骨架外侧面上布设多道上端部滑道，且使得所述上端部滑道的上表面与成型所述下一浇筑节段的劲性骨架外侧面相平齐；

(c)脱模：首先旋开所述成型模板框架上所布设的所有连接紧固件，且同时采用临时连接件代替所述连接紧固件将所述成型模板框架组装为一体，使得成型模板框架的形状保持不变且仅其内部框架尺寸从上至下同比例变大；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，同时采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体，即完成所述模板加固系统(18-1)的脱模过程；

(d)提升：将提升系统(18-2)安装在步骤(c)中脱模后的成型模板框架上，且沿所需施工斜塔的向上延伸方向将所述模板加固系统(18-1)整体向上提升至步骤(b)中所述用于成型下一浇筑节段的劲性骨架外侧，且提升时，所述模板加固系统(18-1)的上端部利用步骤(b)中所安装的上端部滑道向上提升且所述模板加固系统(18-1)的下端部利用其下部已浇筑完成的混凝土表面进行提升；

(e)合模：待所述模板加固系统(18-1)提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置和临时连接件，之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统(18-1)的合模过程；

(f)混凝土浇筑施工：利用步骤(e)合模后的所述模板加固系统(18-1)浇筑施工步骤(b)中所述的下一浇筑节段；

(e)重复步骤(b)～(f)，直至浇筑施工完成所述斜拉桥主塔的所有节段。

9.按照权利要求8所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升施工方法，其特征在于：所施工斜拉桥主塔的左端部横桥向向内倾斜且所述成型用模板所围成倾斜向混凝土浇筑腔的横截面形状为平行四边形，并且组成所述成型用模板的四块成型面板以需成型所述斜拉桥主塔的轴向中心线分为左侧和上侧两块向下趴的上趴面成型面板(12-1)以及下侧和右侧两块向上仰的下仰面成型面板(12-2)；

步骤(d)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板时分两步进行：首先打开两块下仰面成型面板(12-2)并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和下仰面成型面板(12-2)组装为一体，之后再打开两块上趴面成型面板(12-1)并采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和上趴面成型面板(12-1)组装为一体。

10.按照权利要求8或9所述的独塔无背索斜拉桥主塔整体提升施工方法，其特征在于：步骤(d)中所述的提升系统(18-2)包括提升时一端固定在所述成型模板框架上的多个提升起重设备、安装在成型模板框架内侧上下端部的多个滑轮支架以及通过滑轮轴安装在所述滑轮支架上的多个滑轮；

步骤(c)中所述的脱模过程中，采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板后，先在所述成型模板框架的上下端部分别安装滑轮，再采用临时限位固定装置将打开后的成型模板框架和成型用模板组装为一体；相应地，步骤(e)中所述的合模过程中，待所述模板加固系统提升到位后，首先松开所述临时限位固定装置，再采用千斤顶和/或手拉葫芦打开所述成型用模板，其次再取出步骤(c)中所安装的滑轮，随后再松开所述临时连接件；之后采用千斤顶和/或手拉葫芦拉紧所述成型用模板并将所述成型用模板的位置调至设计位置后，旋紧所述连接紧固件且使得整个成型模板框架与成型用模板紧密接触，即完成所述模板加固系统(18-1)的合模过程。

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