专利名称：双肢空心高墩模侧液压顶升爬模及双肢空心高墩施工方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁桥墩爬模施工装置和方法，特别是一种高桥墩爬模施工装 置和方法。
背景技术：
目前国内空心高墩施工有两种较普及的方法，即采用翻模或滑模施工方法。翻模 是指随着混凝土逐节升高模板向上逐节倒用而翻升，滑模指单节滑升。两者共同特点是需 要设墩顶支撑式平台，即在已浇筑墩身混凝土顶部预埋支撑杆来支撑顶部操作平台，平台 上悬挂吊架及模板系统。但是由于受支撑杆稳定性的限制，一般模板高度一次只能升高约1.5m,施工速度较慢，且当墩身超过60m高时，需要设置防风架等安全辅助措施。
第三种是模侧爬升模板，是近年来发展的一种新技术，具有安全、快速、观感好的 特点，每板高度可达3米，如欧洲的多卡、派力系列模板，目前国内多座桥梁高墩或高层建 筑上均有使用，但是其轨道支撑预埋件多，费用高昂，轨道和模板各自独立，模板拆立、爬升 工序繁杂，手工操作较多。
为避免传统的翻板模墩顶支撑平台限制，提高单节模板高度，同时又避免模侧爬 升模板需要设置较多支撑预埋件，实现既能提高施工速度又能节约成本的目标，本发明提 供了一种新型桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模及采用其进行双肢空心高墩施工方法。发明内容
本发明的目的是提供一种双肢空心高墩模侧液压顶升爬模及双肢空心高墩施工 方法，要解决现有的翻模系统需要墩顶设置支撑平台，单节提升高度较小以及施工过程中 需要设置支撑预埋件费工费时施工效率不高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，包括联体桁架施工平台，模板系统和液压顶升 装置，所述联体桁架施工平台搭设在拟浇筑的双肢混凝土墩壁外，所述液压顶升装置支撑 在外模板外侧，同时顶在联体桁架施工平台底面，控制联体桁架施工平台顶升，所述模板系 统由内模板和外模板组成，所述内模板和外模板通过拉杆拉结，所述外模板与拉杆插接处 有剪力键。
所述外模板包括外模面板、槽钢筋板和工字钢轨道，所述槽钢筋板间隔均匀焊接 在外模面板的背面，所述工字钢轨道垂直外模面板和槽钢筋板，且其一端翼缘穿过槽钢筋 板焊接在外模面板的背面，所述工字钢轨道比槽钢筋板长度大，所述工字钢轨道露出槽钢 筋板的腹板两侧通过角钢加强，所述角钢与工字钢轨道的腹板贴紧，并在角钢和工字钢轨 道的腹板对应位置开有定位销轴的定位孔。
所述液压顶升装置包括一个中心泵站、四个液压油缸、上支撑靴和下支撑靴，所述 中心泵站设置在拟同时浇筑的双肢混凝土墩壁中心连线的中心点上，所述四个液压油缸两 两一组，分别设置在双肢混凝土墩壁的侧切点位置，四个液压油缸以中心泵站为中心对称设置，其与中心泵站之间通过配属分流油管连接，每个液压油缸的活塞杆顶部连接有上支 撑靴，底部连接有下支撑靴，所述上支撑靴与被顶升的联体桁架施工平台连接，所述上支撑 靴和下支撑靴的导轮扣在工字钢轨道两侧卡槽内，并与工字钢轨道通过定位销轴活动连 接，所述定位销轴贯穿于工字钢轨道定位孔和两侧支撑鞋轴套内。
所述剪力键为由带外丝的圆柱体和锥台体的组合体，所述带外丝的圆柱体的直径 和锥台体的大锥台面的直径相等，且带外丝的圆柱体和锥台体的中心在同一条轴线上。
所述带外丝的圆柱体的外端面上开设有安装凹槽，所述安装凹槽中心线通过带外 丝的圆柱体外端面的中心。
所述联体桁架施工平台为标准件组装而成的贝雷架。
上述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模进行双肢空心高墩施工方法，其特征在 于步骤如下步骤一,加工外模板和内模板；步骤二，安装第一施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆拉结；步骤三，同时浇注第一施工节双肢混凝土墩壁的混凝土；步骤四，混凝土凝固后，安装联体桁架施工平台及液压顶升装置；步骤五，安装第二施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆拉结；步骤六，同时浇注第二施工节双肢混凝土墩壁的混凝土；步骤七，混凝土凝固后，操作液压顶升装置联体桁架施工平台爬升至第二节模板位置；步骤八，拆除第一施工节的内模板和外模板；将第一施工节的内模板和外模板提升至 第三施工节位置，将其安装定位；步骤九，重复步骤六至步骤八，直至双肢混凝土墩壁的混凝土浇筑完毕，拆除最后一个 施工节的内模板和外模板。
所述步骤七中，操作液压顶升装置联体桁架施工平台爬升的过程为拔开锁定上 支撑靴的定位销轴使上支撑靴解锁，操作中心泵站同步顶伸四个液压油缸，液压油缸的活 塞杆顶上支撑靴沿工字钢轨道上爬使联体桁架施工平台顶升至下一个施工节后，通过用定 位销轴锁定上支撑靴。拔开锁定下支撑靴的定位销轴使下支撑靴解锁，操作中心泵站使四 个液压油缸的活塞杆收缩，使下支撑靴沿工字钢轨道上移至下一次拟顶升位置，最后通过 用定位销轴锁定下支撑靴。
所述步骤八中，拆除第一施工节的内模板和外模板时，剪力键单独拆除或和外模 板一起拆除。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果本发明所述的高墩模侧液压顶升爬模通过设置楔形剪力键支撑、将轨道焊接在模板背 面形成一体化、设置同步液压顶升和联体施工平台，具有机械化程度高、成本低、结构安全、 操作简单、灵活快速等特点。
所述桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模通过独立设置的楔形剪力键来取代传 统的预埋件，模板及联体桁架平台荷载通过楔形剪力键以嵌固的方式直接传递到混凝土墩 身上，不依赖于不确定的墩壁摩阻力，结构安全度大为提高。且模板剪力键随着模板拆立可 以多次使用，而不同于传统爬升模板的支撑预埋件一次性消耗，安装灵活，成本费用降低。
通过采用锥形剪力键为实现了模侧顶升方式提供基础，施工平台支撑于已经成型 的混凝土墩身上，其稳定性大大加强，突破了传统翻板模顶升平台受支撑杆稳定的限制，采 用本发明所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模一个施工节的浇筑混凝土模板高度 提高到3米或以上，施工速度成倍提高。
所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模采用轨模一体化。外模的背模与竖向 轨道焊接成一个整体，突破了传统爬升模板的轨模分离模式，取消了多节独立导轨及其安 装工序，简化了模板安拆工序，降低了成本。且模侧竖向轨道的型钢组焊方式，克服了高强 钢轨与模板直接焊接困难大、可靠性差的难题。
所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模采用大行程同步液压模侧顶升装置。 采用上下支撑靴可以支撑油缸传来的荷载，并可沿模侧轨道爬升定位。大行程同步液压油 缸配合支撑靴的使用，可将联体桁架平台快速顶升或降落，提高了顶升能力和机械化程度， 安全可靠、快速经济。
所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模采用所述四个液压油缸两两一组，分 别设置在空心高墩两侧切点位置。充分利用双肢柱墩身双侧切点位置做连体平台爬升支 点，运行平稳准确。
所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模采用制式器材贝雷架拼装双肢柱联 体平台，在双肢空心高墩的外侧形成一个双墩整体的施工平台；充分利用贝雷架组装简便 强度高可倒用的特点，拼组成双肢柱联体平台，实现了整体爬升整体降落、承载能力高、无 需高空拼装作业、运行平稳安全。
所述的桥梁双肢空心高墩模侧液压顶升爬模通过模板的锥形剪力键传递和模侧 轨道支撑实现施工平台的顶升，又通过施工平台的支持而实现内外模板的翻升，最终实现 模架互爬循环上升。
本发明可广泛应用于双肢高墩桥梁的混凝土施工。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是剪力键和固定螺母相对位置图。
图2是拉杆、剪力键和模板连接详图。
图3是模板系统示意图。
图4是一体化外模板详图。
图5是图4的A-A剖视图。
图6是支撑靴与轨道的连接详图。
图7是液压顶升装置支撑在外模板上的详图。
图8是爬模系统总装正视图。
图9是爬模系统总装俯视图。
图10是爬模系统总装侧视图。
附图标记1 一剪力键、1.1 一带外丝的圆柱体、1. 2 一锥台体、1. 3 一凹槽、2 —固定螺母、3 —外模面板、4 一双肢混凝土墩壁、5 —联体桁架施工平台、6 —内模板、7 —拉杆、 8 —配属分流油管、9 一下支撑靴、10 —起重扒杆、11 一槽钢筋板、12 —角钢、13 —液压油缸、14 一定位孔、15 —导轮、16 —销轴套、17 —中心泵站、18 —工字钢轨道、19 一定位销轴、20 一上支撑靴。
具体实施方式
实施例参见图1至图10所示，一种双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，包括联体桁 架施工平台5，模板系统和液压顶升装置，所述联体桁架施工平台5搭设在拟浇筑的双肢混 凝土墩壁4外，所述液压顶升装置支撑在外模板外侧，同时顶在联体桁架施工平台5底面， 控制联体桁架施工平台5顶升，所述模板系统由内模板和外模板组成，所述内模板和外模 板通过拉杆7拉结，所述外模板与拉杆7插接处有剪力键I。所述内模板6由内模面板和槽 钢筋板组成，所述槽钢筋板间隔均匀焊接在内模面板的背面。
所述外模板包括外模面板3、槽钢筋板11和工字钢轨道18，所述槽钢筋板11间隔 均匀焊接在外模面板3的背面，所述工字钢轨道18垂直外模面板3和槽钢筋板11，且其一 端翼缘穿过槽钢筋板11焊接在外模面板3的背面，所述工字钢轨道18比槽钢筋板11长度 大，所述工字钢轨道18露出槽钢筋板11的腹板两侧通过角钢12加强，所述角钢12与工字 钢轨道18的腹板贴紧，并在角钢12和工字钢轨道18的腹板对应位置开有定位销轴19的 定位孔14。
所述液压顶升装置包括一个中心泵站17、四个液压油缸13、上支撑靴20和下支撑 靴9，所述中心泵站17设置在拟同时浇筑的双肢混凝土墩壁4中心连线的中心点上，所述四 个液压油缸13两两一组，分别设置在双肢混凝土墩壁4的侧切点位置，四个液压油缸11以 中心泵站17为中心对称设置，其与中心泵站17之间通过配属分流油管8连接，每个液压油 缸11的活塞杆顶部连接有上支撑靴20，底部连接有下支撑靴9，所述上支撑靴20与被顶升 的联体桁架施工平台5连接，所述上支撑靴20和下支撑靴9的导轮15扣在工字钢轨道18 一侧卡槽内，并与工字钢轨道18通过定位销轴19活动连接，所述定位销轴19位于工字钢 轨道18的另一侧卡槽内。
所述剪力键I为由带外丝的圆柱体1.1的内端面和锥台体1. 2的大锥台面对接而 成的组合体，所述带外丝的圆柱体1.1的直径和锥台体1. 2的大锥台面的直径相等，且带外 丝的圆柱体1.1和锥台体1. 2的中心在同一条直线上。
所述带外丝的圆柱体1.1的外端面上开设有安装凹槽1. 3，所述安装凹槽1. 3中心 线通过带外丝的圆柱体1.1外端面的中心。所述带外丝的圆柱体1.1带外丝段与固定螺母 2丝扣连接，固定螺母2与外模面板3焊接连接。所述联体桁架施工平台5为标准件组装 而成的贝雷架。
所述定位销轴19外套有销轴套16。
联体桁架施工平台5在双肢混凝土墩壁4之间设置有起重扒杆10。
采用上述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模进行双肢空心高墩施工方法，其特征 在于步骤如下步骤一,加工外模板和内模板；步骤二，安装第一施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆7拉结；步骤三，同时浇注第一施工节双肢混凝土墩壁的混凝土；步骤四，混凝土凝固后，安装联体桁架施工平台5及液压顶升装置；步骤五，安装第二施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆7拉结；步骤六，同时浇注第二施工节双肢混凝土墩壁的混凝土；步骤七，混凝土凝固后，操作液压顶升装置联体桁架施工平台5爬升至第二节模板位置；步骤八，拆除第一施工节的内模板和外模板；将第一施工节的内模板和外模板提升至 第三施工节位置，将其安装定位；步骤九，重复步骤六至步骤八，直至双肢混凝土墩壁的混凝土浇筑完毕，拆除最后一个 施工节的内模板和外模板。
所述步骤七中，操作液压顶升装置联体桁架施工平台5爬升的过程为拔开锁定 上支撑靴20的定位销轴19使上支撑靴20解锁，操作中心泵站17同步顶伸四个液压油缸 13，液压油缸13的活塞杆顶上支撑靴20沿工字钢轨道18上爬使联体桁架施工平台5顶升 至下一个施工节后，通过用定位销轴19锁定上支撑靴20。当拔开锁定下支撑靴9的定位销 轴19使下支撑靴9解锁，操作中心泵站17使液压油缸13的活塞杆收缩，使下支撑靴9沿 工字钢轨道18上移至拟浇筑位置，最后通过用定位销轴19锁定下支撑靴9。上述两个过程 交替实施，实现联体桁架施工平台(5)的爬升。
所述步骤八中，拆除第一施工节的内模板和外模板时，剪力键单独拆除或和外模 板一起拆除。
权利要求
1.一种双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于包括联体桁架施工平台(5)，模板系统和液压顶升装置，所述联体桁架施工平台(5)搭设在拟浇筑的双肢混凝土墩壁(4) 外，所述液压顶升装置支撑在外模板外侧，同时顶在联体桁架施工平台(5)底面，控制联体桁架施工平台(5)顶升，所述模板系统由内模板(6)和外模板组成，所述内模板和外模板通过拉杆(7)拉结,所述外模板与拉杆(7)插接处有剪力键(I)。
2.根据权利要求1所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于所述外模板包括外模面板(3)、槽钢筋板(11)和工字钢轨道(18)，所述槽钢筋板(11)间隔均匀焊接在外模面板(3)的背面，所述工字钢轨道(18)垂直外模面板(3)和槽钢筋板(11)，且其一端翼缘穿过槽钢筋板(11)焊接在外模面板(3)的背面，所述工字钢轨道(18)比槽钢筋板(11) 高度大，所述工字钢轨道(18)露出槽钢筋板(11)的腹板两侧通过角钢(12)加强，所述角钢(12)与工字钢轨道(18)的腹板贴紧，并在角钢(12)和工字钢轨道(18)的腹板对应位置开有定位销轴(19)的定位孔(14)。
3.根据权利要求2所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于所述液压顶升装置包括一个中心泵站(17)、四个液压油缸(13)、上支撑靴(20)和下支撑靴(9)，所述中心泵站(17)设置在拟同时浇筑的双肢混凝土墩壁(4)中心连线的中心点上，所述四个液压油缸(13)两两一组，分别设置在双肢混凝土墩壁(4)的侧切点位置，四个液压油缸(11)以中心泵站(17)为中心对称设置，其与中心泵站(17)之间通过配属分流油管(8)连接，每个液压油缸(11)的活塞杆顶部连接有上支撑靴(20)，底部连接有下支撑靴(9)，所述上支撑靴(20 )与被顶升的联体桁架施工平台(5 )连接，所述上支撑靴(20 )和下支撑靴(9 )的导轮(15)扣在工字钢轨道(18)两侧卡槽内，并与工字钢轨道(18)通过定位销轴(19)活动连接， 所述定位销轴(19)贯穿于轨道定位孔(14)和支撑鞋销轴套(16)内。
4.根据权利要求1所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于所述剪力键(I)为由带外丝的圆柱体(1.1)的内端面和锥台体(1. 2)的大锥台面对接而成的组合体，所述带外丝的圆柱体(1. O的 直径和锥台体(1. 2)的大锥台面的直径相等，且带外丝的圆柱体(1.1)和锥台体(1. 2)的中心在同一条直线上。
5.根据权利要求4所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于所述带外丝的圆柱体(1.1)的外端面上开设有安装凹槽(1. 3)，所述安装凹槽(1.3)中心线通过带外丝的圆柱体(1.1)外端面的中心。
6.根据权利要求1所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模，其特征在于所述联体桁架施工平台(5)为标准件组装而成的贝雷架。
7.采用权利要求1至6任意一项所述的双肢空心高墩模侧液压顶升爬模进行双肢空心高墩施工方法，其特征在于步骤如下步骤一,加工外模板和内模板；步骤二，安装第一施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆(7)拉结；步骤三，同时浇注第一施工节双肢混凝土墩壁的混凝土；步骤四，混凝土凝固后，安装联体桁架施工平台(5)及液压顶升装置；步骤五，安装第二施工节的内模板和外模板，并将内模板和外模板通过拉杆(7)拉结；步骤六，同时浇注第二施工节双肢混凝土墩壁的混凝土 ；步骤七，混凝土凝固后，操作液压顶升装置联体桁架施工平台(5)爬升至第二节模板位置；步骤八，拆除第一施工节的内模板和外模板；将第一施工节的内模板和外模板提升至第三施工节位置，将其安装定位；步骤九，重复步骤六至步骤八，直至双肢混凝土墩壁的混凝土浇筑完毕，拆除最后一个施工节的内模板和外模板。
8.根据权利要求7所述的双肢空心高墩施工方法，其特征在于所述步骤七中，操作液压顶升装置联体桁架施工平台(5 )爬升的过程为拔开锁定上支撑靴(20 )的定位销轴(19 ) 使上支撑靴(20)解锁，操作中心泵站(17)同步顶伸四个液压油缸(13)，液压油缸(13)的活塞杆顶上支撑靴(20)沿工字钢轨道(18)上爬使联体桁架施工平台(5)顶升至下一个施工节后，通过用定位销轴(19)锁定上支撑靴(20);或者为拔开锁定下支撑靴(9)的定位销轴(19)使下支撑靴(9)解锁，操作中心泵站(17)使液压油缸(13)的活塞杆收缩，使下支撑靴 (9)沿工字钢轨道(18)上移至下一次拟顶升位置，最后通过用定位销轴(19)锁定下支撑靴(9)，上述两个过程交替实施，实现联体桁架施工平台(5)的爬升。
9.根据权利要求7所述的双肢空心高墩施工方法，其特征在于所述步骤八中，拆除第一施工节的内模板和外模板时，剪力键单独拆除或和外模板一起拆除。
全文摘要
一种双肢空心高墩模侧液压顶升爬模及双肢空心高墩施工方法，所述爬模包括联体桁架施工平台,模板系统和液压顶升装置，所述联体桁架施工平台搭设在拟浇筑的双肢混凝土墩壁外，所述液压顶升装置支撑在外模板外侧，同时顶在联体桁架施工平台底面，控制联体桁架施工平台顶升，所述模板系统由内模板和外模板组成，所述内模板和外模板通过拉杆拉结，所述外模板与拉杆插接处有剪力键。在施工中，通过剪力键传递和轨道支撑实现联体桁架施工平台顶升，又通过联体桁架施工平台的支撑通过起重扒杆吊装内模板和外模板至上层施工节，具有机械化程度高，安全性好，施工效率高等优点，可广泛应用于双肢高墩桥梁的混凝土施工。
文档编号E01D21/00GK103046473SQ20131001415
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者胡瑞海, 林葵, 李明刚, 阎国锐 申请人:中国土木工程集团有限公司