CN116676884A - 一种用于变截面墩塔施工的组合设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变截面墩塔施工的组合设备，属于桥梁施工技术领域，变截面墩塔为空心墩塔，包括：多组斜面爬升系统对称设置于墩塔两侧的倾斜面，每组斜面爬升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的斜面爬升组合体；多组直面顶升系统对称设置于墩塔两侧的竖直面，每组直面顶升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的直面顶升组合体；每组顶爬连接系统均用于连接相邻的斜面爬升系统与直面顶升系统。本发明在两端的变截面收缩段采用斜爬自动收缩设备，在中间不变部分利用直面顶升系统实施，通过设置于顶部的连接系统将直面顶升与斜面爬升联系起来，分别利用两种设备的各自优势，实现两种顶爬形式设备的协同工作。

Description

一种用于变截面墩塔施工的组合设备

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种用于变截面墩塔施工的组合设备。

背景技术

当前传统变截面高墩的施工工艺基本为爬模，虽然施工工艺操作简单，但普遍存在架体之间连接性不牢靠，架体整体性差，施工质量无保证；顶模系统是高层房建领域运用较多的大型施工设备，主要用于核心筒混凝土浇筑，大型的安全操作平台，但因其吊挂的特性，主要适用于直上直下的核心筒体。当存在收缩段与不变段组合的墩、塔、筒时，单一的采用这两种设备均不能很好的发挥自身的特点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：

一种用于变截面墩塔施工的组合设备，所述变截面墩塔为空心墩塔，所述组合设备包括：

多组斜面爬升系统，多组所述斜面爬升系统对称设置于墩塔两侧的倾斜面，每组斜面爬升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的斜面爬升组合体；

多组直面顶升系统，多组所述直面顶升系统对称设置于墩塔两侧的竖直面，每组直面顶升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的直面顶升组合体；

多组顶爬连接系统，每组所述顶爬连接系统均用于连接相邻的所述斜面爬升系统与所述直面顶升系统，通过调节所述顶爬连接系统与拆除所述斜面爬升系统上的平台板相互配合，以适应墩塔截面的横向面。

进一步地，所述斜面爬升组合体包括爬升单元、架体单元及斜面设置的双层模板单元，所述爬升单元可爬升的设置于墩柱壁的斜面上，所述架体单元设置于所述爬升单元的上侧，所述双层模板单元设置于所述架体单元靠近墩柱壁的一侧，并连接于所述架体单元上，以通过爬升单元件的爬升带动所述架体单元的上升，进而带动所述双层模板单元的上升；

所述爬升单元包括第一液压件、第一C型附墙件、第一滑轨及三角支撑，所述第一滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并通过第一C型附墙件进行固定，所述第一液压件可滑动地设置于所述第一滑轨上，所述三角支撑设置于所述第一滑轨的远离墩柱壁的一侧，以通过所述第一液压件的顶升及回缩实现在所述第一滑轨的上下移动，所述三角支撑及所述第一滑轨为主要的受力单元；

所述架体单元的主平台与所述爬升单元的三角支撑连接，依靠所述爬升单元的第一液压件的驱动带动所述架体单元向上移动；

所述双层模板单元设置为上下两块，所述架体单元连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现所述双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

进一步地，对称设置的两组所述直面顶升系统的顶层通过顶层平台组件连接，所述直面顶升组合体包括：顶升单元、挂架单元与竖直设置的双层模板单元，所述顶升单元可爬升地设置于墩柱壁的直面上，所述挂架单元连接于所述顶层平台组件的下侧，所述顶升单元连接于所述挂架单元的下侧，通过所述顶升单元顶升带动所述顶层平台组件整体向上移动，所述挂架单元可移动地设置于所述顶层平台组件的下端。

进一步地，所述顶升单元包括第二液压件、第二C型附墙件、耳型框件、第二滑轨，所述第二滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并所述第二C型附墙进行固定，所述第二液压可滑动地设置于所述第二滑轨上，所述耳型框件设置于所述第二滑轨远离墩柱壁的一侧，通过第二液压的顶升及回缩实现在所述第二滑轨的上下移动，所述耳型框及所述第二滑轨为主要的受力单元。

进一步地，所述顶层平台组件包括支撑立柱单元、贝雷单元、分配梁面板单元、滑移梁单元，所述支撑立柱单元连接于所述挂架单元的上侧，所述贝雷单元连接于所述支撑立柱单元的上侧，所述分配梁面板单元设置于所述贝雷单元的上侧，所述滑移梁单元设置于所述贝雷单元的底部。

进一步地，纵向的所述贝雷单元与横向的所述贝雷单元均由4片横向连接设置的贝雷梁组成，所述贝雷梁采用单片式，滑动梁为工字型钢，所述滑动梁通过滑移转换节点与所述挂架单元连接，滑移转换节点由四点式U型卡箍与圆轴式传力键组成。

进一步地，竖直设置的双层模板单元设置为上下两块，所述挂架单元上连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

进一步地，所述挂架单元通过滑移节点与滑移梁单元连接，通过滑移节点实现挂架单元的向内收缩，所述挂架单元的顶部通过连接件与所述滑动梁连接；所述挂架单元设置有多组，每组所述挂架单元由竖杆、横杆、平台板组成，所述横杆为T型钢或槽钢，所述挂架单元位于上、下平台的最底层处支撑于墩柱壁；相邻的外侧的挂架单元中部及底部采用连接件将相邻架体连接，所述连接件由方钢管和活动扣件组成；构件之间开设槽型孔洞，采用螺栓固定。

进一步地，第一C型附墙单元、第二C型附墙单元均为三个C型附墙件。

进一步地，所述顶爬连接系统包括连接单元和滑动单元，所述连接单元与所述滑动单元通过连接件连接，并通过滑移单元的相互错动，实现爬升系统整体向内收缩，实现桥墩截面收缩。

有益效果：

1、本发明采用整体机械化设计，制造成本低，简化了使用过程，操作简便，在保证钢筋定位精度的同时缩短了操作时间，经济性较好，故障率较低。

2、在两端的变截面收缩段采用斜爬自动收缩设备，在中间不变部分利用直面顶升系统实施，通过设置于顶部的连接系统将直面顶升与斜面爬升联系起来，分别利用两种设备的各自优势，实现两种顶爬形式设备的协同工作。

3、在桥墩上部构建整体平台作为混凝土浇筑平台，模板操作平台设置在内外挂架，内外挂架内外模板能同时自动开合，整体模架可利用已浇筑完成的主体结构，解决了现有爬模技术中只能分别爬内、外模的缺陷，提高施工整体机械化水平；

4、降低了人工和时间，同时降低了生产成本，本发明设备相较传统爬模，设备结构更可靠，且大多构件可重复使用，降低了设备成本。

附图说明

图1是本发明墩塔组合施工设备的主(左)视图；

图2是本发明墩塔组合施工设备系统的右视图；

图3是本发明墩塔组合施工设备系统的俯视图；

图4是本发明顶爬连接系统的立面图。

1、斜面爬升系统；11、斜面爬升系统的爬升单元；12、斜面爬升系统的架体单元；13、斜面爬升系统的双层模板单元；14、斜面爬升系统的平台；2、直面顶升系统；21、直面顶升系统的顶升单元；22、直面顶升系统的平台；23、直面顶升系统的挂架单元；3、顶爬连接系统；31、滑动单元；32、连接单元。

具体实施方式

实施例1

参考图1-图4，一种用于变截面墩塔施工的组合设备，变截面墩塔为空心墩塔，组合设备包括：

多组斜面爬升系统1，多组斜面爬升系统1对称设置于墩塔两侧的倾斜面，每组斜面爬升系统1均包括成对设置于墩柱壁两侧的斜面爬升组合体；

多组直面顶升系统2，多组直面顶升系统2对称设置于墩塔两侧的竖直面，每组直面顶升系统2均包括成对设置于墩柱壁两侧的直面顶升组合体；

多组顶爬连接系统3，每组顶爬连接系统3均用于连接相邻的斜面爬升系统1与直面顶升系统2，通过调节顶爬连接系统3与拆除斜面爬升系统1上的平台板相互配合，以适应墩塔截面的横向面。

本发明在两端的变截面收缩段采用斜爬自动收缩设备，在中间不变部分利用直面顶升系统22实施，通过设置于顶部的连接系统将直面顶升与斜面爬升联系起来，分别利用两种设备的各自优势，实现两种顶爬形式设备的协同工作。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上做了进一步地设置，

在本实施例中，斜面爬升组合体包括爬升单元、架体单元及斜面设置的双层模板单元，爬升单元可爬升的设置于墩柱壁的斜面上，架体单元设置于爬升单元的上侧，双层模板单元设置于架体单元靠近墩柱壁的一侧，并连接于架体单元上，以通过爬升单元件的爬升带动架体单元的上升，进而带动双层模板单元的上升；

爬升单元包括第一液压件、第一C型附墙件、第一滑轨及三角支撑，第一滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并通过第一C型附墙件进行固定，第一液压件可滑动地设置于第一滑轨上，三角支撑设置于第一滑轨的远离墩柱壁的一侧，以通过第一液压件的顶升及回缩实现在第一滑轨的上下移动，三角支撑及第一滑轨为主要的受力单元；

架体单元的主平台与爬升单元的三角支撑连接，依靠爬升单元的第一液压件的驱动带动架体单元向上移动；

双层模板单元设置为上下两块，架体单元连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

在本实施例中，对称设置的两组直面顶升系统2的顶层通过顶层平台组件连接，直面顶升组合体包括：顶升单元、挂架单元与竖直设置的双层模板单元，顶升单元可爬升地设置于墩柱壁的直面上，挂架单元连接于顶层平台组件的下侧，顶升单元连接于挂架单元的下侧，通过顶升单元顶升带动顶层平台组件整体向上移动，挂架单元可移动地设置于顶层平台组件的下端。

在本实施例中，顶升单元包括第二液压件、第二C型附墙件、耳型框件、第二滑轨，第二滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并第二C型附墙进行固定，第二液压可滑动地设置于第二滑轨上，耳型框件设置于第二滑轨远离墩柱壁的一侧，通过第二液压的顶升及回缩实现在第二滑轨的上下移动，耳型框及第二滑轨为主要的受力单元。

在本实施例中，顶层平台组件包括支撑立柱单元、贝雷单元、分配梁面板单元、滑移梁单元，支撑立柱单元连接于挂架单元的上侧，贝雷单元连接于支撑立柱单元的上侧，分配梁面板单元设置于贝雷单元的上侧，滑移梁单元设置于贝雷单元的底部。

在本实施例中，纵向的贝雷单元与横向的贝雷单元均由4片横向连接设置的贝雷梁组成，贝雷梁采用单片式，滑动梁为工字型钢，滑动梁通过滑移转换节点与挂架单元连接，滑移转换节点由四点式U型卡箍与圆轴式传力键组成。

在本实施例中，竖直设置的双层模板单元设置为上下两块，挂架单元上连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

在本实施例中，挂架单元通过滑移节点与滑移梁单元连接，通过滑移节点实现挂架单元的向内收缩，挂架单元的顶部通过连接件与滑动梁连接；挂架单元设置有多组，每组挂架单元由竖杆、横杆、平台板组成，横杆为T型钢或槽钢，挂架单元位于上、下平台的最底层处支撑于墩柱壁；相邻的外侧的挂架单元中部及底部采用连接件将相邻架体连接，连接件由方钢管和活动扣件组成；构件之间开设槽型孔洞，采用螺栓固定。

在本实施例中，第一C型附墙单元、第二C型附墙单元均为三个C型附墙件。

在本实施例中，顶爬连接系统3包括连接单元和滑动单元，连接单元与滑动单元通过连接件连接，并通过滑移单元的相互错动，实现爬升系统整体向内收缩，实现桥墩截面收缩。

具体实施时，顶层平台组件依靠第二液压顶升件实现逐步上升和固定，顶层平台组件是材料堆放、混凝土浇筑的重要平台，顶层平台的主梁由成品拼装贝雷梁组成，跨度和跨数根据施工墩柱截面尺寸定，主梁两端以悬挑形式受力；挂架组件的上部固定于滑移梁上，滑移梁根据挂架自身重量和挂架施工时荷载选用不同型号的工字钢，挂架组件下部设有支点，支撑于已完成的墩柱壁上，内挂架单元与外挂架单元的水平方向移动依靠机械自动和工人手动调节，整个挂架单元是钢筋绑扎、支模的重要平台；第二液压顶升件成对布置于墩柱内部的垂直面，依靠预埋在墩柱内部3组锚锥提供爬升和固定工况的支撑，顶升动力由油缸提供，竖向支撑为桁架式格构柱，最顶端作为钢平台支座，施工平台采用作为受力主梁，组合贝雷梁和桁架式格构柱在柱顶采用加强钢板连接。

本发明采用整体机械化设计，制造成本低，简化了使用过程，操作简便，在保证钢筋定位精度的同时缩短了操作时间，经济性较好，故障率较低。

实施例3

本实施例提供的一种变截面墩塔施工的组合设备的施工方法，采用实施例2提供的变截面墩塔施工的组合设备，其施工方法的步骤如下：

步骤一、采用其他方式浇筑完成墩柱承台及第一、二模，在第三模浇筑时定位斜面爬升系统的爬升单元11和直面顶升系统的顶升单元21的底部预埋锚栓孔；在第四、五模混凝土浇筑时定位斜面爬升系统的爬升单元11和直面顶升系统的顶升单元21的中、上部预埋锚栓孔。

步骤二、浇筑完第五模混凝土后，开始安装设备。首先安装斜面爬升系统的爬升单元11及直面顶升系统的顶升单元21的上、中、下附墙挂件，然后安装斜面爬升系统的爬升单元11及直面顶升系统的顶升单元21的结构本体，完成后安装斜面爬升系统的平台14及直面顶升系统的平台22，进一步的，安装斜面爬升系统的架体单元12及直面顶升系统的挂架单元23；进一步的，安装斜面爬升系统的双层模板单元13；进一步的安装滑动单元31及连接单元32；进一步的安装完设备防护及附属的系统后，整体安装过程结束。

在本实施例中，通过斜面爬升系统的平台14及直面顶升系统的平台22预留的物料孔洞，吊装并安装桥墩的劲性骨架及钢筋；通过设置于斜面爬升系统的平台14和直面顶升系统的平台22吊挂装置提升安装好的模板A至待浇筑的第六节段。进一步的，通过斜面爬升系统的平台14及直面顶升系统的平台22的顶部平台及斜面爬升系统的架体单元12和直面顶升系统的挂架单元23的第二层浇筑平台浇筑第六节段混凝土。

步骤三、养护第六节段混凝土。完成浇筑后重复第7模的劲性骨架及钢筋的安装过程。

在本实施例中，通过设置于斜面爬升系统的架体单元12和直面顶升系统的挂架单元23的装置退出模板B，通过设置于斜面爬升系统的平台14及直面顶升系统的平台22的顶部平台的吊挂装置整体提升模板B至第七节段，进一步的完成第7节段浇筑。养护第七节段混凝土。

步骤四、使模板A与斜面爬升系统的平台14和直面顶升系统的平台22连接，拆除模板A的对拉螺杆。

在本实施例中，桥墩截面因为在横向收缩，设备提升前需要对连接系统3进行操作；具体为放开连接单元32与滑动单元31通过的连接销轴，使得连接单元32可以在平面上沿着滑动单元31往平台斜面爬升系统的平台14的方向自由滑动。

步骤五、拆除滑移单元与连接单元32的连接销轴，使得滑移单元可以在平面上沿着直面顶升系统的平台22往平台底部自由滑动。

在本实施例中，拆除斜面爬升系统1的架体单元上的1块平台板(宽度为提升一次的收缩长度)，松开系统架体斜面爬升系统1的架体组中承重主梁的收缩限位装置，使得主梁可以在平面内根据收缩需要自行完成收缩。

在本实施例中，对斜面爬升系统的爬升单元11及直面顶升系统的顶升单元21结构进行操作。具体步骤操作斜面爬升系统的爬升单元11和直面顶升系统的顶升单元21对应的换向单元，方向为上提，通过液压操控完成液压单元的顶升，液压单元顶升后推动斜面爬升系统的爬升单元11和直面顶升系统的顶升单元21整体向上，同时带动斜面爬升系统的平台14及直面顶升系统的平台22整体向上，同时带动模板A整体上移。在整体提升的情况下，滑动单元31、连接单元32及斜面爬升系统的架体单元12完成自由收缩就位。

步骤六、整体顶升高度达到一个节段后顶升结束，操作斜面爬升系统的爬升单元11及直面顶升系统的顶升单元21中的换向单元，切换方向为向下，提升斜面爬升系统的爬升单元11的滑轨单元和直面顶升系统的顶升单元21的耳型框件。进一步的松开，松开下挂件，提升下挂件至第7模预留位置就位。就位后，锁紧附墙挂件。

步骤七、开始吊装并安装第8节段桥墩的劲性骨架及钢筋，进入下一个循环。

以上，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于变截面墩塔施工的组合设备，所述变截面墩塔为空心墩塔，其特征在于，所述组合设备包括：

多组斜面爬升系统，多组所述斜面爬升系统对称设置于墩塔两侧的倾斜面，每组斜面爬升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的斜面爬升组合体；

多组直面顶升系统，多组所述直面顶升系统对称设置于墩塔两侧的竖直面，每组直面顶升系统均包括成对设置于墩柱壁两侧的直面顶升组合体；

多组顶爬连接系统，每组所述顶爬连接系统均用于连接相邻的所述斜面爬升系统与所述直面顶升系统，通过调节所述顶爬连接系统与拆除所述斜面爬升系统上的平台板相互配合，以适应墩塔截面的横向面。

2.根据权利要求1所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，所述斜面爬升组合体包括爬升单元、架体单元及斜面设置的双层模板单元，所述爬升单元可爬升的设置于墩柱壁的斜面上，所述架体单元设置于所述爬升单元的上侧，所述双层模板单元设置于所述架体单元靠近墩柱壁的一侧，并连接于所述架体单元上，以通过爬升单元件的爬升带动所述架体单元的上升，进而带动所述双层模板单元的上升；

所述爬升单元包括第一液压件、第一C型附墙件、第一滑轨及三角支撑，所述第一滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并通过第一C型附墙件进行固定，所述第一液压件可滑动地设置于所述第一滑轨上，所述三角支撑设置于所述第一滑轨的远离墩柱壁的一侧，以通过所述第一液压件的顶升及回缩实现在所述第一滑轨的上下移动，所述三角支撑及所述第一滑轨为主要的受力单元；

所述架体单元的主平台与所述爬升单元的三角支撑连接，依靠所述爬升单元的第一液压件的驱动带动所述架体单元向上移动；

所述双层模板单元设置为上下两块，所述架体单元连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现所述双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

3.根据权利要求2所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，对称设置的两组所述直面顶升系统的顶层通过顶层平台组件连接，所述直面顶升组合体包括：顶升单元、挂架单元与竖直设置的双层模板单元，所述顶升单元可爬升地设置于墩柱壁的直面上，所述挂架单元连接于所述顶层平台组件的下侧，所述顶升单元连接于所述挂架单元的下侧，通过所述顶升单元顶升带动所述顶层平台组件整体向上移动，所述挂架单元可移动地设置于所述顶层平台组件的下端。

4.根据权利要求3所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，所述顶升单元包括第二液压件、第二C型附墙件、耳型框件、第二滑轨，所述第二滑轨设置于靠近墩柱壁的一侧，并所述第二C型附墙进行固定，所述第二液压可滑动地设置于所述第二滑轨上，所述耳型框件设置于所述第二滑轨远离墩柱壁的一侧，通过第二液压的顶升及回缩实现在所述第二滑轨的上下移动，所述耳型框及所述第二滑轨为主要的受力单元。

5.根据权利要求3所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，所述顶层平台组件包括支撑立柱单元、贝雷单元、分配梁面板单元、滑移梁单元，所述支撑立柱单元连接于所述挂架单元的上侧，所述贝雷单元连接于所述支撑立柱单元的上侧，所述分配梁面板单元设置于所述贝雷单元的上侧，所述滑移梁单元设置于所述贝雷单元的底部。

6.根据权利要求5所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，纵向的所述贝雷单元与横向的所述贝雷单元均由4片横向连接设置的贝雷梁组成，所述贝雷梁采用单片式，滑动梁为工字型钢，所述滑动梁通过滑移转换节点与所述挂架单元连接，滑移转换节点由四点式U型卡箍与圆轴式传力键组成。

7.根据权利要求6所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，竖直设置的双层模板单元设置为上下两块，所述挂架单元上连接有吊挂单元，通过吊挂单元吊挂实现双层模板单元的上下双层模板的循环倒用，实现下层混凝土的带模养护。

8.根据权利要求7所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，所述挂架单元通过滑移节点与滑移梁单元连接，通过滑移节点实现挂架单元的向内收缩，所述挂架单元的顶部通过连接件与所述滑动梁连接；所述挂架单元设置有多组，每组所述挂架单元由竖杆、横杆、平台板组成，所述横杆为T型钢或槽钢，所述挂架单元位于上、下平台的最底层处支撑于墩柱壁；相邻的外侧的挂架单元中部及底部采用连接件将相邻架体连接，所述连接件由方钢管和活动扣件组成；构件之间开设槽型孔洞，采用螺栓固定。

9.根据权利要求4所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，第一C型附墙单元、第二C型附墙单元均为三个C型附墙件。

10.根据权利要求1所述的用于变截面墩塔施工的组合设备，其特征在于，所述顶爬连接系统包括连接单元和滑动单元，所述连接单元与所述滑动单元通过连接件连接，并通过滑移单元的相互错动，实现爬升系统整体向内收缩，实现桥墩截面收缩。