CN114457703A - 一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置及施工方法，该挂篮装置以菱形挂篮为基础，添加了液压变幅系统和伺服调平系统。改造后的挂篮装置能够适用于具有变宽及变高截面的混凝土梁桥的悬臂施工。此外，伺服调平系统能够实现挂篮的自平衡，有效控制梁体浇筑线形，提高施工精度。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置及施工方法，该装置可适用于截面变宽和变高桥梁的悬臂浇筑施工。
背景技术
近年来，随着我国桥梁建设的快速发展，挂篮装置的设计及制造也逐渐向轻巧、高强、方便的方向发展，以适应现代化桥梁施工的需求，并在某些特殊环境下有突出的发展。目前，挂篮悬臂浇筑施工工艺已广泛应用于混凝土梁桥的施工，具有组装简便、结构重量小、成本低等优点。
现有的挂篮装置，大多适用于等截面的梁体浇筑施工，而对于同时具有变宽及变高梁体施工的适用性较差，而且在挂篮走行过程中，挂篮的各个部件位置需要重新进行调节，耗时费力，影响施工进度。因此，在现代化桥梁建设中，为了满足变截面梁体的悬臂浇筑施工需求，亟需发展能与之相适应的挂篮装置。
发明内容
本发明专利的一个重要目的就是为了解决变截面梁体悬臂浇筑施工的难题，提供一种使用方便、高效安全、精确定位的双向可调节挂篮装置，所述的双向可调节挂篮装置，具体地说，是设计一种可根据梁体设计线形，可自适应调整宽度和高度的挂篮装置。挂篮在伺服调平系统的控制下实现流畅变幅，使得挂篮装置能够自适应地满足变截面梁体的施工需求，并且待挂篮位置确定后，通过伺服系统实现装置的自调平。
为实现如上目的，本发明具体的技术方案如下：
一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，包括主桁系统、走行系统、锚固系统、模板系统、底篮系统以及吊挂系统，还包括液压变幅系统与伺服调平系统；所述模板系统包括内模与侧模；
所述液压变幅系统包括内模变幅装置和侧模变幅装置；所述内模变幅装置设置于内模顶端，侧模变幅装置设置于底篮侧面；
通过所述液压变幅系统调整内模、侧模板尺寸位置，以适应梁截面横向宽度的变化；
所述模板系统固定在底篮上，通过液压系统调节底篮吊杆的长度，以适应梁截面的高度变化。
进一步地，所述内模变幅装置包括标准段和调节段，内模左右侧为标准段，内模顶端为调节段，调节段两端通过钢螺栓固定到标准段上；所述调节段包括两侧的木模板与内模液压支撑杆，内模液压支撑杆两端通过钢螺栓与分别与标准段的自由端固定连接。
进一步地，所述侧模变幅装置包括设置在底篮上外缘表面的支撑挡块和液压调节支撑杆，通过所述液压调节支撑杆调整侧模板位置，以适应梁截面横向宽度的变化。
进一步地，所述伺服调平系统包括四个电动撑脚、一组倾角传感器和一组伺服调平控制器；
所述电动撑脚分别安装在挂篮前支座处，所述倾角传感器分别安装在挂篮前上横梁的两侧，以监测前上横梁的倾角情况，所述倾角传感器、电动撑脚分别与所述伺服调平控制器电性连接，通过伺服调平控制器控制调节所述电动撑脚的伸缩，实现对挂篮的调平。
更进一步地，所述伺服调平控制器为主动控制系统，它由伺服调平控制盒、伺服驱动器、操作指示面板、伺服调平显示板、直流电流和保护开关组成。
进一步地，所述挂篮装置为菱形挂篮。
本发明的另一目的在于，提供一种双向可调节的悬臂浇筑施工方法，具体步骤如下：
S1、待0#梁体施工完成后，开始进行挂篮拼装；
S2、挂篮拼装完成后，进行伺服调平系统的安装：
将倾角传感器安装于挂篮前上横梁的两端，在前支座处安装电动撑脚，最后安装伺服调平控制器，伺服调平控制器通过无线局域网设置使其与电脑相连，方便实时监测显示；
S3、安装完成后，开启伺服调平系统电源，进行整体框架的自动调平；
S4、安装液压变幅系统：
S4.1安装内模变幅装置：所述内模变幅装置包括标准段和调节段，内模左右侧为标准段，内模顶端为调节段，调节段两端通过钢螺栓固定到标准段上；所述调节段采用木模板，由内模液压支撑杆控制；
S4.2安装侧模变幅装置：所述侧模变幅装置包括设置在底篮上外缘表面的支撑挡块和液压调节支撑杆，通过所述液压调节支撑杆调整侧模板位置，以适应梁截面横向宽度的变化。
作为本发明技术方案的进一步方案，步骤S3中自动调平的控制流程为：
S3.1、开机后进行系统初始化；
S3.2、当系统检测到由倾角传感器传来的倾角值时，判断倾角值是否超过参考值的误差范围：若倾角值超过参考值的误差范围，进入步骤S3.3；若未超出参考值的误差范围，进入步骤S3.4；
S3.3、系统根据倾角值自动计算每个电动撑脚需要调整的高度，并给出最佳调节方案，根据调节方案系统控制电动撑脚的伸缩，同时倾角传感器传送倾角值，重复步骤S3.2；
S3.4、直接结束。
作为本发明技术方案的进一步方案，步骤S4.1中内模变幅的调节方法为：
系统输入内模参数，首先将内模液压支撑杆卸力，使其处于松弛状态，再将连接调节段两端的钢螺栓放松，系统自动计算变幅差值，按照内模的设计尺寸伸长或缩短内模液压支撑杆，进行内模重构，调节完成后，重新铺设标准段和调节段，拧紧钢螺栓，完成内模变幅调节。
作为本发明技术方案的进一步方案，步骤S4.2中侧模变幅的调节方法为：
S4.2.1系统输入侧模底部参数，自动计算梁截面高度和宽度变化差值；
S4.2.2根据高度差值调节吊杆及吊索长度，液压调节支撑杆卸力；
S4.2.3根据宽度差调节液压调节支撑杆伸缩长度；
S4.2.4拧紧螺栓，扣紧支撑挡块，完成侧模变幅调节。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明专利涉及一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置；通过液压变幅系统和伺服调平系统，可以自由高效地适应混凝土梁体的截面变化，提升悬臂浇筑施工效率；同时，可以辅助挂篮装置自动找平，确保梁体的浇筑线形，且不影响挂篮其他部位的正常工作。
本发明专利的其它优点、目标和特征部分通过以下内容进行说明。
附图说明
图1为本发明挂篮装置的侧面布置图；
图2为本发明挂篮装置的正截面布置图；
图3为本发明中伺服调平系统的基本控制原理框图；
图4为本发明中挂篮自动调平控制流程图；
图5为本发明中内模变幅流程图；
图6为本发明中侧模变幅流程图。
附图标记：1—箱梁梁体；2—轨道；3—垫枕；4—精轧螺丝钢筋；5—电动撑脚；6—倾角传感器；7—前上横梁；8—主构架；9—后锚固装置；10—前工作平台；11—侧模板液压调节支撑杆；12—底篮支撑挡块；13—内模液压支撑杆；14—钢螺栓；15—底篮；16—内模边侧标准模板；17—底模板；18—底篮吊杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图1、2所示的新型挂篮装置，本内容以连续刚构桥梁悬臂施工为例对发明专利的内容进行详细说明，方便本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。
首先是挂篮拼装。待0#梁体施工完成后，开始进行挂篮拼装。安装前需做好设备机具准备工作，具体步骤如下：
步骤1：以0#梁体的中心段为基准，参考挂篮组装图，放样轨道中线位置，按放样位置间隔0.5m放置垫枕并铺设轨道，轨道之间采用螺栓链接，前支点轨道位置需加密放置垫枕。待放置轨道后，将后箍轮组预先安装在轨道上。轨道放置完毕后，利用梁体竖向预应力精轧螺纹钢把轨道锚固在梁体上，每节轨道锚点不少于两处。最后，采用长尺再次复核轨道间距。
步骤2：在地面场地或梁顶平整处拼装菱形架及平联。
步骤3：将拼装好的菱形架进行整体吊装，吊装完成后，使用手拉葫芦左右对拉进行临时固定，同时穿入后箍轮销轴及安全销，将主桁架后后固轮连接固定。
步骤4：安装后锚扁担梁，相邻主桁架同时安装，在每根扁担梁两端孔中穿插后锚杆，再安装立杆平联和斜杆平联。
步骤5：吊装前上横梁，通过销轴固定于主桁架前端。
步骤6：安装外导梁、外侧模板、及外侧模平衡梁。
步骤7：安装底篮系统，首先吊装后下横梁，再吊装前下横梁，注意要使前下横梁处于前上横梁正下方，将事先安装在前上横梁上的吊杆或钢吊带与前下横梁相连接，最后吊装底纵梁。安装完毕后，铺装底模板。
需要注意的是，0#段梁体的两侧挂篮拼装要同时进行，保证两端的平衡。
挂篮拼装完成后，要进行伺服调平系统的安装。
将两倾角传感器安装于前上横梁的两端，具体位置如图2所示。在前支座处安装电动撑脚，该步骤可在挂篮拼装的第一个步骤完成后进行。最后安装伺服调平控制器，控制器通过无线局域网设置使其与电脑相连，方便实时监测显示。
待挂篮安装完成后，开启伺服调平系统电源，进行整体框架的调平，自动调平的控制流程为：开机后进行系统初始化，当控制器系统检测到由倾角传感器传来的倾角值时，判断倾角值是否超过参考值的误差范围，若未超出误差范围，指示面板显示“倾角正常”，直接结束；若倾角值超出误差范围，系统将根据倾角值自动计算每个撑脚需要调整的高度，并给出最佳调节方案，最后系统将控制撑脚的伸缩直至传回的倾角值不再报错。系统的自动调平控制流程图如图4所示。
本发明专利的内模变幅装置如图2所示，内模变幅装置包括内模标准段和内模调节段。内模左右侧为标准段，标准段采用钢模板。内模顶端为调节段，调节段采用的是内模液压支撑杆，内模液压支撑杆与内底模平行，可通过内模液压支撑杆的伸缩调节内模的宽度，内模液压支撑杆两端通过钢螺栓固定到标准段上。
内模变幅原理为：在模板调节时，首先将液压支撑杆卸力，使其处于松弛状态，再将连接两端的钢螺栓放松，按照内模的设计尺寸伸长或缩短液压支撑杆。调节完成后，重新铺设标准段和调节段模板，最后拧紧钢螺栓即可。内模变幅流程图如图5所示。
本发明专利的侧模变幅装置如图2所示。将挂篮底篮的上外缘表面设置支撑挡块，底篮支撑挡块和侧模板之间设置液压调节支撑杆。
侧模变幅原理为：挂篮模板采用“底包侧”形式，挂篮底篮上设置液压调节支撑杆结构来调整侧模板的位置，以适应梁体截面沿横向宽度的变化。模板底模固定在底篮上，通过调节底篮吊杆的长度，来调整底模的高低位置。这样就可以完成挂篮沿梁体截面宽度和高度两个方向的调节，侧模变幅流程图如图6所示。
尽管本发明专利的实施方案已公开如上，但其并不仅仅局限于说明书和实施方式中所列的应用，它完全可以适用于本发明专利所适用的多个领域，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，本发明专利并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，包括主桁系统、走行系统、锚固系统、模板系统、底篮系统以及吊挂系统，其特征在于，还包括液压变幅系统与伺服调平系统；所述模板系统包括内模与侧模；
所述液压变幅系统包括内模变幅装置和侧模变幅装置；所述内模变幅装置设置于内模顶端，侧模变幅装置设置于底篮侧面；
通过所述液压变幅系统调整内模、侧模板尺寸位置，以适应梁截面横向宽度的变化；
所述模板系统固定在底篮上，通过液压系统调节底篮吊杆的长度，以适应梁截面的高度变化。
2.根据权利要求1所述的一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，其特征在于，所述内模变幅装置包括标准段和调节段，内模左右侧为标准段，内模顶端为调节段，调节段两端通过钢螺栓固定到标准段上；所述调节段包括两侧的木模板与内模液压支撑杆，内模液压支撑杆两端通过钢螺栓与分别与标准段的自由端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，其特征在于，所述侧模变幅装置包括设置在底篮上外缘表面的支撑挡块和液压调节支撑杆，通过所述液压调节支撑杆调整侧模板位置，以适应梁截面横向宽度的变化。
4.根据权利要求1所述的一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，其特征在于，所述伺服调平系统包括四个电动撑脚、一组倾角传感器和一组伺服调平控制器；
所述电动撑脚分别安装在挂篮前支座处，所述倾角传感器分别安装在挂篮前上横梁的两侧，以监测前上横梁的倾角情况，所述倾角传感器、电动撑脚分别与所述伺服调平控制器电性连接，通过伺服调平控制器控制调节所述电动撑脚的伸缩，实现对挂篮的调平。
5.根据权利要求4所述的一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，其特征在于，所述伺服调平控制器为主动控制系统，它由伺服调平控制盒、伺服驱动器、操作指示面板、伺服调平显示板、直流电流和保护开关组成。
6.根据权利要求1所述的一种适用于悬臂浇筑施工的双向可调节挂篮装置，其特征在于，所述挂篮装置为菱形挂篮。
7.一种双向可调节的悬臂浇筑施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、待0#梁体施工完成后，开始进行挂篮拼装；
S2、挂篮拼装完成后，进行伺服调平系统的安装：
将倾角传感器安装于挂篮前上横梁的两端，在前支座处安装电动撑脚，最后安装伺服调平控制器，伺服调平控制器通过无线局域网设置使其与电脑相连，方便实时监测显示；
S3、安装完成后，开启伺服调平系统电源，进行整体框架的自动调平；
S4、安装液压变幅系统：
S4.1安装内模变幅装置：所述内模变幅装置包括标准段和调节段，内模左右侧为标准段，内模顶端为调节段，调节段两端通过钢螺栓固定到标准段上；所述调节段采用木模板，由内模液压支撑杆控制；
S4.2安装侧模变幅装置：所述侧模变幅装置包括设置在底篮上外缘表面的支撑挡块和液压调节支撑杆，通过所述液压调节支撑杆调整侧模板位置，以适应梁截面横向宽度的变化。
8.根据权利要求7所述的一种双向可调节的悬臂浇筑施工方法，其特征在于，步骤S3中自动调平的控制流程为：
S3.1、开机后进行系统初始化；
S3.2、当系统检测到由倾角传感器传来的倾角值时，判断倾角值是否超过参考值的误差范围：若倾角值超过参考值的误差范围，进入步骤S3.3；若未超出参考值的误差范围，进入步骤S3.4；
S3.3、系统根据倾角值自动计算每个电动撑脚需要调整的高度，并给出最佳调节方案，根据调节方案系统控制电动撑脚的伸缩，同时倾角传感器传送倾角值，重复步骤S3.2；
S3.4、直接结束。
9.根据权利要求7所述的一种双向可调节的悬臂浇筑施工方法，其特征在于，步骤S4.1中内模变幅的调节方法为：
系统输入内模参数，首先将内模液压支撑杆卸力，使其处于松弛状态，再将连接调节段两端的钢螺栓放松，系统自动计算变幅差值，按照内模的设计尺寸伸长或缩短内模液压支撑杆，进行内模重构，调节完成后，重新铺设标准段和调节段，拧紧钢螺栓，完成内模变幅调节。
10.根据权利要求7所述的一种双向可调节的悬臂浇筑施工方法，其特征在于，步骤S4.2中侧模变幅的调节方法为：
S4.2.1系统输入侧模底部参数，自动计算梁截面高度和宽度变化差值；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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