CN111926712A - 一种大倾角主塔智能施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大倾角主塔智能施工方法，包括以下步骤：1)利用模板安拆系统将模板系统中的模板合模，形成混凝土待浇筑腔体；2)对混凝土待浇筑腔体进行混凝土浇筑，形成混凝土节段；3)待浇筑的混凝土的强度达预定值时，将所述模板系统中的模板拆模；4)吊装钢筋笼并将所述钢筋笼安装于所述混凝土节段；5)智能化控制系统控制爬升系统沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置；6)重复上述步骤1)‑5)，直至完成所有的混凝土节段的浇筑。本发明的大倾角主塔智能施工方法，不但可以减少操作人员数量、提高施工环境和施工效率，还能满足大倾角斜塔施工的情况下实现自动开合模、远程监控、自动布料、智能养护等功能。

Description

一种大倾角主塔智能施工方法

技术领域

本发明涉及大倾角主塔施工方法领域。更具体地说，本发明涉及一种大倾角主塔智能施工方法。

背景技术

常规桥塔一般采用顶模系统、提升模板系统、爬模系统或者多功能一体化智能筑塔装置等方式进行施工，对人员工作水平和设备性能等方面要求不高，一般常规桥塔建设可以满足要求。然而，随着超大型桥梁的出现，新型桥塔截面及倾斜角度越来越多样化，施工难度越来越大，常规施工方法已无法满足高品质、高效率、高性能的施工工艺要求，对于大倾角主塔更是无能为力；同时，常规施工方法对新型设备的兼容性较差，无法实现自动开合模、智能对位等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种大倾角主塔智能施工方法，不但可以减少操作人员数量、提高施工环境和施工效率，还能满足大倾角斜塔施工的情况下实现自动开合模、远程监控、自动布料、智能养护等功能，以解决上述问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大倾角主塔智能施工方法，包括以下步骤：

1)利用模板安拆系统将模板系统中的模板合模，形成混凝土待浇筑腔体；

2)智能化控制系统控制布料系统对合模后形成的混凝土待浇筑腔体进行混凝土浇筑，形成混凝土节段；

3)待浇筑的混凝土的强度达预定值时，利用所述模板安拆系统将所述模板系统中的模板拆模；

4)吊装钢筋笼并将所述钢筋笼安装于所述混凝土节段，形成钢筋笼节段，并将供爬升系统爬升的爬升轨道安装于所述钢筋笼节段；

5)智能化控制系统控制爬升系统沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，从而带动所述模板安拆系统和所述模板系统爬升；

6)重复上述步骤1)-5)，直至完成所有的混凝土节段的浇筑。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述爬升系统锚固在所述大倾角主塔上；承载平台，其安装在所述爬升系统顶部，所述模板安拆系统安装在所述承载平台上；所述模板系统安装在所述模板安拆系统上。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述爬升系统包括多个爬升机构，每个所述爬升机构通过其固定于大倾角主塔上的爬升轨道爬升，每个爬升机构的爬升轨道在纵向上交错间隔设置，且相邻爬升机构的爬升轨道具有重叠区，所述承载平台设置于其中一个爬升机构上；所述爬升机构中，由顶升油缸提供爬升动力。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，步骤5)中，智能化控制系统控制爬升系统沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，具体为：对于任意相邻两个所述爬升机构，所述智能化控制系统控制其中一个所述爬升机构在相应的爬升轨道上带动设置于其上的承载平台向上爬升，当爬升至与相邻的所述爬升机构水平方向重合时，相邻的该爬升机构开始对承载平台进行作用受力，直至承载平台完全由右上方的爬升机构进行支撑并带动爬升，此时左下方的爬升机构不再受力，重复上述过程，直至完成爬升。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述模板安拆系统包括竖围檩、伸缩杆、滑梁、滑移横梁、滑移支座、拆模油缸、后移油缸和顶升油缸，所述滑梁可滑动安装于所述滑移横梁上，所述滑移横梁安装在所述承载平台上；

所述滑梁在所述后移油缸的推动下沿着所述滑移横梁移动；所述滑移支座固定安装在所述滑移横梁上，以对所述滑梁进行限位；

所述竖围檩一端安装于所述滑梁上，且随着所述滑梁的移动而被带动的沿着所述滑移横梁移动；

所述伸缩杆两端分别连接于所述竖围檩、所述滑梁，所述伸缩杆的长度可在所述拆模油缸的控制下实现可调节；

所述模板系统中的模板安装于所述竖围檩上，随着所述竖围檩的转动，而带动所述模板角度变化；

所述顶升油缸安装于所述竖围檩上，通过所述顶升油缸的动作，所述模板系统中的模板在平面内角度变化。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述步骤1)中利用模板安拆系统将模板系统中的模板合模，以及所述步骤3)中利用所述模板安拆系统将所述模板系统中的模板拆模，利用以下步骤实现：所述智能化控制系统控制所述后移油缸的伸缩以调节所述竖围檩随着所述滑梁的移动而沿着所述滑移横梁的移动幅度，和/或所述智能化控制系统控制所述拆模油缸的伸缩以调节所述伸缩杆的长度，和/或所述智能化控制系统控制所述顶升油缸的工作以调节所述模板系统中的模板在平面内角度变化，以实现相邻两个所述模板的连接或断开，即合模、开模。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述步骤3)中，待浇筑的混凝土的强度达2.5MPa以上，此过程中利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述步骤3)中，利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护，具体为：在混凝土表面包覆一层养护膜，并将雾化机产生的雾化气通过软管输送至所述氧化膜与所述混凝土表面之间的空间内。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述爬升机构包括爬升轨道、上爬箱、爬升油缸、下爬箱和可调撑杆；其中爬升轨道锚固于塔柱混凝土表面；所述上爬箱安装于所述爬升轨道上，所述上爬箱通过所述可调撑杆连接于所述承载平台；所述下爬箱安装于所述爬升轨道上；所述爬升油缸的固定端、伸缩端分别连接于所述上爬箱、下爬箱，通过所述智能化控制系统控制所述爬升油缸的周期性伸缩实现所述上爬箱和所述下爬箱在爬升轨道交替受力，从而实现自动爬升。

根据本发明的一优选实施例，所述的大倾角主塔智能施工方法，所述智能化控制系统还包括对施工过程进行视频监视的视频监视单元、用于存储用户输入或施工过程监测到的实时数据的数据储存单元以及预警单元。

本发明至少包括以下有益效果：本发明的一优选实施例的大倾角主塔智能施工方法，不但可以减少操作人员数量、提高施工环境和施工效率，还能满足大倾角斜塔施工的情况下实现自动开合模、远程监控、自动布料、智能养护等功能。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明中一优选实施例中大倾角主塔智能施工方法的流程示意图；

图2为本发明中一优选实施例中大倾角主塔智能施工系统的主视图；

图3为本发明中上述实施例中大倾角主塔智能施工系统的侧视图；

图4为本发明中上述实施例中大倾角主塔智能施工系统的俯视图；

图5为本发明中一优选实施例中的爬升系统的整体结构示意图；

图6为本发明中一优选实施例中的爬升机构的结构示意图；

图7为本发明中一优选实施例中的模板安拆系统的结构示意图；

图8为步骤一的施工示意图；

图9为步骤二的施工示意图；

图10为步骤三的施工示意图；

图11为步骤四的施工示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，本发明的一优选实施例提供了大倾角主塔智能施工系统，其包括主塔100、爬升系统200、承载平台300、模板安拆系统400、模板系统500、辅助系统600及智能化控制系统。所述爬升系统200锚固在所述主塔100上，所述承载平台300安装在所述爬升系统200顶部，所述模板安拆系统400安装在所述承载平台300上，所述模板系统500锚固在所述模板安拆系统400上，所述模板系统500通过所述模板安拆系统400实现自动安拆动作，整套系统通过所述爬升系统200在所述主塔100上实现自动爬升。

所述主塔100，一般为混凝高墩或高塔等，包含已浇节段和待浇节段，已浇节段主要用于整套系统承载，待浇节段主要作为整套系统的施工对象。

所述爬升系统200，是一种具有竖向顶升、自动变轨的垂直爬升机构，是整套系统的动力单元，通过自动变换轨道在不同角度塔柱之间实现垂直爬升。

所述承载平台300，安装于所述爬升系统200顶部，是整套系统的承载单元，所述承载平台300可以将所有塔柱连成一个整体。

所述模板安拆系统400，是一种具有自动调位、智能对位、自动开合的多自由度安拆装置，通过精密控制油缸可以实现模板的智能安拆作业，最终实现无人化操作。

所述模板系统500，作为待浇节段成型的主要结构，完成整个混凝土结构浇筑。

所述辅助系统600，包括用于混凝土浇筑的布料系统610和用户混凝土养护的养护系统620。

所述智能化控制系统，结合本地集中监控和远程集中监控，可实现协同作业、自动控制、数据收集、智能预警和实时监控。

根据上述实施例，本发明的一优选实施例提供了一种大倾角主塔智能施工方法，包括以下步骤：

步骤一、利用模板安拆系统400将模板系统500中的模板合模，形成混凝土待浇筑腔体；智能化控制系统控制布料系统对合模后形成的混凝土待浇筑腔体进行混凝土浇筑，形成混凝土节段

步骤二、待浇筑的混凝土的强度达2.5MPa以上时，利用所述模板安拆系统400将所述模板系统500中的模板拆模；

步骤三、吊装钢筋笼并将所述钢筋笼安装于所述混凝土节段，形成钢筋笼节段，并将供爬升系统200爬升的爬升轨道安装于所述钢筋笼节段；

步骤四、智能化控制系统控制爬升系统200沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，即此处图7中所述的

节段位置，从而带动所述模板安拆系统400和所述模板系统500爬升；

步骤五、重复上述步骤1)-5)，直至完成所有的混凝土节段的浇筑。

上述实施例中，所述爬升系统200包括多个爬升机构，每个所述爬升机构通过其固定于大倾角主塔100上的爬升轨道202爬升，每个爬升机构的爬升轨道202在纵向上交错间隔设置，且相邻爬升机构的爬升轨道202具有重叠区，所述承载平台300设置于其中一个爬升机构上；所述爬升机构2中，由顶升油缸提供爬升动力，所述智能化控制系统控制所述顶升油缸的定时定量伸缩，从而实现控制所述爬升结构的自动爬升。

更进一步的，步骤5)中，智能化控制系统控制爬升系统200沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，具体为：对于任意相邻两个所述爬升机构，其中一个所述爬升机构在相应的爬升轨道上带动设置于其上的承载平台300向上爬升，当爬升至与相邻的所述爬升机构水平方向重合时，相邻的该爬升机构开始对承载平台300进行作用受力，直至承载平台300完全由右上方的爬升机构进行支撑并带动爬升，此时左下方的爬升机构不再受力，重复上述过程，如此过程向上不断变轨爬升，直至完成爬升。此处的爬升机构的具体机构不受限制，可以实际实施为液压爬模。

根据本发明的另一优选实施例中，所述爬升系统200锚固在所述大倾角主塔100上；承载平台300，其安装在所述爬升系统200顶部，所述模板安拆系统400安装在所述承载平台300上；所述模板系统500安装在所述模板安拆系统400上。

根据本发明的另一优选实施例中，所述模板安拆系统400包括竖围檩401、伸缩杆402、滑梁403、滑移横梁404、滑移支座405、拆模油缸406、后移油缸407和顶升油缸408，所述滑梁403可滑动安装于所述滑移横梁404上，所述滑移横梁404安装在所述承载平台300上；

所述滑梁403在所述后移油缸407的推动下沿着所述滑移横梁404移动；所述滑移支座405固定安装在所述滑移横梁404上，以对所述滑梁403进行限位；

所述竖围檩401一端安装于所述滑梁403上，且随着所述滑梁403的移动而被带动的沿着所述滑移横梁404移动；

所述伸缩杆402两端分别连接于所述竖围檩401、所述滑梁403，所述伸缩杆402的长度可在所述拆模油缸406的控制下实现可调节；伸缩杆402是通过两节套筒套设连接，而拆模油缸406两端分别连接于两节套筒上，通过所述拆模油缸406的伸缩实现伸缩杆402的伸缩变化。

所述模板系统500中的模板安装于所述竖围檩401上，随着所述竖围檩401的转动，而带动所述模板角度变化；

所述顶升油缸408安装于所述竖围檩401上，通过所述顶升油缸408的动作，所述模板系统500中的模板在平面内角度变化。角度调整完成后再通过卡扣将模板与所述竖围檩401连接固定。

根据本发明的另一优选实施例中，所述步骤1)中利用模板安拆系统400将模板系统500中的模板合模，以及所述步骤3)中利用所述模板安拆系统400将所述模板系统500中的模板拆模，利用以下步骤实现：所述智能化控制系统控制所述后移油缸的伸缩以调节所述竖围檩随着所述滑梁的移动而沿着所述滑移横梁的移动幅度，和/或所述智能化控制系统控制所述拆模油缸的伸缩以调节所述伸缩杆的长度，和/或所述智能化控制系统控制所述顶升油缸408的工作以调节所述模板系统500中的模板在平面内角度变化，以实现相邻两个所述模板的连接或断开，即合模、开模。

在上述实施例中，所述滑梁403在所述后移油缸407的推动下沿着所述滑移横梁404滑动，从而带动所述竖围檩401连接于所述滑梁403上的一端(如图6所示，即所述竖围檩401的下端)移动，在此过程中，利用所述滑移支座405对所述滑梁403的下端进行限位；利用所述拆模油缸406的伸缩实现所述伸缩杆402的伸缩变化，结合所述竖围檩401的下端滑动程度以及所述伸缩杆402的伸缩变化，来实现调节所述竖围檩401的角度变化，即调节所述模板系统500的模板的角度变化，再最后结合顶升油缸408实现模板系统005的模板的平面内角度变化，即可实现对模板系统005的相邻两个模板的角度调节，实现拆开或连接，即开模和合模。而所述智能化控制系统通过控制所述后移油缸407、所述顶升油缸408、所述拆模油缸406的伸缩，从而实现控制整个模板系统中的模板的开模和合模过程，进而实现自动控制开模、合模。

根据本发明的另一优选实施例中，所述步骤3)中，待浇筑的混凝土的强度达预定强度，通常实际施工中该预定强度为达到2.5MPa或以上，此过程中利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护。

上述实施例中，利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护，具体为：在混凝土表面包覆一层养护膜，并将雾化机产生的雾化气通过软管输送至所述氧化膜与所述混凝土表面之间的空间内。

根据本发明的另一优选实施例中，所述爬升机构包括爬升轨道202、上爬箱203、爬升油缸204、下爬箱205和可调撑杆206；其中爬升轨道202锚固于塔柱混凝土100表面；所述上爬箱203安装于所述爬升轨道202上，所述上爬箱203通过所述可调撑杆206连接于所述承载平台300；所述下爬箱205安装于所述爬升轨道202上；所述爬升油缸204的固定端、伸缩端分别连接于所述上爬箱203、下爬箱205，通过所述智能化控制系统控制所述爬升油缸204的周期性伸缩实现所述上爬箱203和所述下爬箱204在爬升轨道202交替受力，从而实现自动爬升。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用模板安拆系统将模板系统中的模板合模，形成混凝土待浇筑腔体；

2)智能化控制系统控制布料系统对合模后形成的混凝土待浇筑腔体进行混凝土浇筑，形成混凝土节段；

3)待浇筑的混凝土的强度达预定值时，利用所述模板安拆系统将所述模板系统中的模板拆模；

4)吊装钢筋笼并将所述钢筋笼安装于所述混凝土节段，形成钢筋笼节段，并将供爬升系统爬升的爬升轨道安装于所述钢筋笼节段；

5)所述智能化控制系统控制所述爬升系统沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，从而带动所述模板安拆系统和所述模板系统爬升；

6)重复上述步骤1)-5)，直至完成所有的混凝土节段的浇筑。

2.根据权利要求1所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述爬升系统锚固在所述大倾角主塔上；承载平台，其安装在所述爬升系统顶部，所述模板安拆系统安装在所述承载平台上；所述模板系统安装在所述模板安拆系统上。

3.根据权利要求2所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述爬升系统包括多个爬升机构，每个所述爬升机构通过其固定于大倾角主塔上的爬升轨道爬升，每个爬升机构的爬升轨道在纵向上交错间隔设置，且相邻爬升机构的爬升轨道具有重叠区，所述承载平台设置于其中一个爬升机构上；所述爬升机构中，由顶升油缸提供爬升动力。

4.根据权利要求3所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，步骤5)中，智能化控制系统控制爬升系统沿着所述爬升轨道爬升至待浇筑位置，具体为：对于任意相邻两个所述爬升机构，所述智能化控制系统控制其中一个所述爬升机构在相应的爬升轨道上带动设置于其上的承载平台向上爬升，当爬升至与相邻的所述爬升机构水平方向重合时，相邻的该爬升机构开始对承载平台进行作用受力，直至承载平台完全由右上方的爬升机构进行支撑并带动爬升，此时左下方的爬升机构不再受力，重复上述过程，直至完成爬升。

5.根据权利要求1所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述模板安拆系统包括竖围檩、伸缩杆、滑梁、滑移横梁、滑移支座、拆模油缸、后移油缸和顶升油缸，所述滑梁可滑动安装于所述滑移横梁上，所述滑移横梁安装在所述承载平台上；

所述滑梁在所述后移油缸的推动下沿着所述滑移横梁移动；所述滑移支座固定安装在所述滑移横梁上，以对所述滑梁进行限位；

所述竖围檩一端安装于所述滑梁上，且随着所述滑梁的移动而被带动的沿着所述滑移横梁移动；

所述伸缩杆两端分别连接于所述竖围檩、所述滑梁，所述伸缩杆的长度可在所述拆模油缸的控制下实现可调节；

所述模板系统中的模板安装于所述竖围檩上，随着所述竖围檩的转动，而带动所述模板角度变化；

所述顶升油缸安装于所述竖围檩上，通过所述顶升油缸的动作，所述模板系统中的模板在平面内角度变化。

6.根据权利要求1所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述步骤1)中利用模板安拆系统将模板系统中的模板合模，以及所述步骤3)中利用所述模板安拆系统将所述模板系统中的模板拆模，利用以下步骤实现：所述智能化控制系统控制所述后移油缸的伸缩以调节所述竖围檩随着所述滑梁的移动而沿着所述滑移横梁的移动幅度，和/或所述智能化控制系统控制所述拆模油缸的伸缩以调节所述伸缩杆的长度，和/或所述智能化控制系统控制所述顶升油缸的工作以调节所述模板系统中的模板在平面内角度变化，以实现相邻两个所述模板的连接或断开。

7.根据权利要求1所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述步骤3)中，待浇筑的混凝土的强度达2.5MPa以上，此过程中利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护。

8.根据权利要求7所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述步骤3)中，利用养护系统对已浇筑混凝土进行养护，具体为：在混凝土表面包覆一层养护膜，并将雾化机产生的雾化气通过软管输送至所述氧化膜与所述混凝土表面之间的空间内。

9.根据权利要求3所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述爬升机构包括爬升轨道、上爬箱、爬升油缸、下爬箱和可调撑杆；其中爬升轨道锚固于塔柱混凝土表面；所述上爬箱安装于所述爬升轨道上，所述上爬箱通过所述可调撑杆连接于所述承载平台；所述下爬箱安装于所述爬升轨道上；所述爬升油缸的固定端、伸缩端分别连接于所述上爬箱、下爬箱，通过所述智能化控制系统控制所述爬升油缸的周期性伸缩实现所述上爬箱和所述下爬箱在爬升轨道交替受力，从而实现自动爬升。

10.根据权利要求7所述的大倾角主塔智能施工方法，其特征在于，所述智能化控制系统还包括对施工过程进行视频监视的视频监视单元、用于存储用户输入或施工过程监测到的实时数据的数据储存单元以及预警单元。

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