一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域领域，特别是涉及一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法。


背景技术：

2.桥梁建设是山区公路、高速公路、高速铁路和城市高架等建设中重要的部分，在桥梁浇筑时需要使用支架支撑桥梁模具，传统的支架多为梁柱式支架，梁柱式支架主要为拆装式，其浇筑完成后支架无法移动，每浇筑一段后，需要将支架完全拆卸，运至其它需要浇筑位置，支架的拆卸、运输和组装浪费了大量的人力物力，严重影响施工周期和效率。
3.拆卸式支柱主要依靠吊篮组件进行立模浇筑，但是现有的吊篮组件立模时需要单块模板进行安装，安装工序繁琐；浇筑无法整体脱模，需要单个模板拆卸，再次浇筑时再次安装，费时费力，且越多次的安装拆卸越容易造成误差，影响建造效率，也影响建造后桥梁的使用寿命和安全性。因此亟需一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法，在不需要每次浇筑后完全拆卸的前提下进行浇筑，加快施工速度，提高施工质量。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多段桥梁浇筑设备，包括
6.浇筑模块，所述浇筑模块作为桥梁段浇筑的模板；所述浇筑模块包括外模组件，所述外模组件内设置有内芯；所述外模组件与所述内芯之间浇筑有新桥梁段；所述新桥梁段内嵌设固接有加强组件；
7.悬吊模块，所述悬吊模块用于悬吊固定所述外模组件；所述悬吊模块包括固定部，所述固定部上滑动连接有移动部，所述移动部通过连接组件与所述外模组件固接。
8.优选的，所述外模组件包括底板，所述底板的顶面与已有桥梁段的底面抵接；所述底板的侧边通过所述连接组件与所述移动部固接；所述底板的顶面对称铰接有两个侧板，两个所述侧板相互远离的侧面与所述底板的顶面之间铰接有第一伸缩杆；所述侧板的内表面与已有桥梁段的外侧面抵接；所述内芯设置在两个所述侧板之间。
9.优选的，所述侧板包括相互铰接的第一板和第二板，所述第一板远离所述第二板的端面与所述底板的顶面铰接；所述第二板远离所述内芯的一侧固接有铰接座，所述第一伸缩杆的输出端与所述铰接座铰接，所述第一伸缩杆的固定端与所述底板顶面铰接。
10.优选的，所述内芯包括围成一圈的上板、下板和边板；所述下板与所述底板之间设置有所述加强组件；所述下板顶面与所述上板底面之间设置有第二伸缩杆；所述边板包括相互铰接的第三板和第四板，所述第三板的底边与所述下板铰接，所述第四板的底边与所述上板铰接。
11.优选的，所述上板包括相互铰接的两块第五板，所述第二伸缩杆的输出端与两块所述第五板的铰接位置抵接。
12.优选的，所述固定部包括若干首尾固定安装的轨道构成的三条滑轨，所述轨道的底面固接在已有桥梁段的顶面；所述轨道内开设有限位槽，所述移动部与所述限位槽滑动连接；所述轨道远离所述移动部的一端固接有尾座，所述尾座朝向所述移动部的一端固接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的输出端与所述移动部固接。
13.优选的，所述移动部包括滑动连接在所述限位槽内的若干移动座，所述移动座的顶面固接有支撑柱，若干所述支撑柱的顶面固接有同一移动梁，两侧的所述滑轨上的所述移动梁相互远离的侧板9固接有外延杆，所述外延杆的末端固定安装有所述连接组件；位于中间的所述滑轨上的移动部远离所述第三伸缩杆的一端通过所述连接组件与所述底板的顶面边缘固接。
14.优选的，所述连接组件包括与所述底板顶面固接有的悬吊装置，所述悬吊装置的底面固定安装有支撑装置，所述支撑装置的底面与地面抵接。
15.一种多段桥梁浇筑施工方法，包括以下施工步骤：
16.a、施工桥墩和已有桥梁段；
17.b、安装悬吊模块；
18.c、安装外模组件，调节外模组件的外置，并记录初始位置z0；
19.d、压载试验，记录压在后的位置z0；
20.e、压载卸荷，调节外模组件位置高度z
1-z0；
21.f、安装加强组件和内芯；
22.g、混凝土浇筑，浇筑完成后进行养护；
23.h、预应力加载；
24.i、拆卸内芯和外模组件；
25.g、移动固定部，重复步骤a-步骤i，直到完成桥梁的建设。
26.本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法，主要用于多段桥梁的架设浇筑领域；通过外模组件和内芯构成新桥梁段的浇筑模具，使其与已有桥梁段进行连接，安装调整速度快，使用方便，调整灵活；悬吊模块主要应用于浇筑模块的安装固定，固定部将整个悬吊模块固定到已有桥梁段上，移动部带动整个浇筑模块移动，与现有技术相比，无需每次浇筑完一个桥梁段后拆卸全部模具再安装，节约时间，提高建筑效率，节约了人力物力，降低了施工周期。本发明结构简单，使用方便，一次组装后能完成两个桥墩之间的桥梁浇筑，无需多次的安装拆卸，节省大量的人力物力，提高了施工效率，减少施工时间，降低施工工期。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明多段桥梁浇筑设备主视图；
29.图2为本发明多段桥梁浇筑设备俯视图；
30.图3为本发明多段桥梁浇筑设备侧视图；
31.图4为本发明移动座的结构示意图；
32.图5为本发明轨道的安装示意图；
33.图6为本发明内芯的结构示意图；
34.图7为图6中a的局部放大图；
35.图8为图6中b的局部放大图；
36.其中，1、外模组件；2、内芯；3、已有桥梁段；4、新桥梁段；5、固定部；6、移动部；7、连接组件；8、底板；9、侧板；10、第一伸缩杆；11、第一板；12、第二板；13、铰接座；14、上板；15、下板；16、加强组件；17、第二伸缩杆；18、第三板；19、第四板；20、第五板；21、轨道；22、限位槽；23、尾座；24、第三伸缩杆；25、移动座；26、支撑柱；27、移动梁；28、外延杆；29、悬吊装置；30、支撑装置；31、限位装置；32、榫槽；33、凸榫；34、锁紧装置。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
39.参照图1-8，本发明提供一种多段桥梁浇筑设备，包括
40.浇筑模块，浇筑模块作为桥梁段浇筑的模板；浇筑模块包括外模组件1，外模组件1内设置有内芯2；外模组件1与内芯2之间浇筑有新桥梁段4；新桥梁段4内嵌设固接有加强组件16；
41.悬吊模块，悬吊模块用于悬吊固定外模组件1；悬吊模块包括固定部5，固定部5上滑动连接有移动部6，移动部6通过连接组件7与外模组件1固接。
42.本发明公开了一种多段桥梁浇筑设备及其施工方法，主要用于多段桥梁的架设浇筑领域；通过外模组件1和内芯2构成新桥梁段4的浇筑模具，使其与已有桥梁段3进行连接，安装调整速度快，使用方便，调整灵活；悬吊模块主要应用于浇筑模块的安装固定，固定部5将整个悬吊模块固定到已有桥梁段3上，移动部6带动整个浇筑模块移动，与现有技术相比，无需每次浇筑完一个桥梁段后拆卸全部模具再安装，节约时间，提高建筑效率，节约了人力物力，降低了施工周期。
43.进一步优化方案，外模组件1包括底板8，底板8的顶面与已有桥梁段3的底面抵接；底板8的侧边通过连接组件7与移动部6固接；底板8的顶面对称铰接有两个侧板9，两个侧板9相互远离的侧面与底板8的顶面之间铰接有第一伸缩杆10；侧板9的内表面与已有桥梁段3的外侧面抵接；内芯2设置在两个侧板9之间。底板8是整个浇筑过程中新桥梁段4的基础，浇筑的新桥梁段4在位于底板8上，两个侧板9作为新桥梁段4的侧板9约束，第一伸缩杆10用于调节侧板9的状态，方便浇筑后脱模；使用时，先将底板8移动到预定的位置，然后伸长第一伸缩杆10将两个侧板9分别支起来，使侧板9的顶面与已有桥梁段3顶面平齐，侧板9的内壁
与已有桥梁段3的侧板9抵住；然后依次安装加强组件16和内芯2，然后进行浇筑；浇筑的混凝土达到设计强度的90％-95％以上时，控制第一伸缩杆10收缩，将两个侧板9从浇筑好的新桥梁段4外脱离，再控制悬吊组件控制底板8下降，使底板8与新桥梁段4脱离，完成浇筑。
44.进一步优化方案，侧板9包括相互铰接的第一板11和第二板12，第一板11远离第二板12的端面与底板8的顶面铰接；第二板12远离内芯2的一侧固接有铰接座13，第一伸缩杆10的输出端与铰接座13铰接，第一伸缩杆10的固定端与底板8顶面铰接。侧板9包括铰接的第一板11和第二板12，第一板11和第二板12铰接，铰接的角度和第一板11与第二板12的外形与桥梁的外形结构有关。第一伸缩杆10伸长时，通过铰接座13带动第二板12升高，在第一板11和第一伸缩杆10的合力作用下逐渐向已有桥梁段3的外壁移动直到抵住，作为浇筑时的侧边模具；当浇筑完成后，第一伸缩杆10缩短，带动第一板11和第二板12向远离新桥梁段4的方向移动，与浇筑好的新桥梁段4分离，进行脱模。
45.进一步的，第一板11与第二板12的交接点、第一板11与底板8的铰接点设置有限位装置31，用于侧板9在第一伸缩杆10的带动下移动时的角度限位；限制旋转角度的限位装置31为现有技术，可以焊接或其他方式固定在铰接位置，此处不再进行赘述。
46.进一步的，浇筑前，底板8的顶面和侧板9的内壁涂刷方便脱模的物质，包括但不限于滑石粉，方便后续脱模。
47.进一步优化方案，内芯2包括围成一圈的上板14、下板15和边板；下板15与底板8之间设置有加强组件16；下板15顶面与上板14底面之间设置有第二伸缩杆17；边板包括相互铰接的第三板18和第四板19，第三板18的底边与下板15铰接，第四板19的底边与上板14铰接。内芯2的作用时在新桥梁段4浇筑时在中心位置形成空洞，是为了最大限度利用材料而精心设计的；根据材料力学的原理，桥梁的主要荷载是桥梁的自重和桥上的车辆，行人等；桥梁在这些荷载作用下，主要是产生向下的弯曲变形，因此桥梁主要考虑抗弯性能；抗弯性能和截面形状有关；简单的说，截面越高，面积分布越靠近上下两端，抗弯性能越好；桥梁主要承受的是弯矩，在弯矩的作用下，变形最大的地方是在最上面和最下面，而中心线附近基本没有伸长或者缩短，说明在弯曲变形的情况下，中心线附近的材料是几乎不受力的；根据这一原理，工程师们设计了工字形的，箱形的和其它形状的桥梁形式，其原理都是尽量减少中间部分的面积，最大程度利用材料，同时也可以减少桥梁的自重，起到物尽其用的效果；内芯2设置在两个侧板9之间的中间位置，使浇筑好的桥梁段是空心的，具有更好的力学性能，还能节约材料，降低桥梁自重；浇筑前将内芯2放到设计的位置，控制第二伸缩杆17伸长，将铰接的上板14、下板15和边板支撑起来，形成设计的形状；浇筑完成后，控制第二伸缩杆17缩短，上板14、下板15和边板产生皱索变形，向中间移动，使内芯2的外壁与浇筑好的混凝土分离，完成脱模。
48.进一步的，边板包括铰接的第三板18和第四板19，作用主要是方便内芯2脱模时向中间移动方便；同时也能将内芯2的侧边形状控制成设计的形状；第三板18和第四板19的铰接位置也设置有限位装置31，限制二者的最终角度，其余第三板18与下板15之间也有限位装置31，这些限位装置31的角度随设计的图纸进行调节。
49.进一步优化方案，上板14包括相互铰接的两块第五板20，第二伸缩杆17的输出端与两块第五板20的铰接位置抵接。上板14分裂成对称设置的两块第五板20，两个第五板20铰接，铰接位置在第五板20的上端面，铰接位置与第二伸缩杆17连接；当第二伸缩杆17伸长
时，推动两个第五板20向平行的位置推动，最终使整个内芯2形成设计的形状；脱模时，控制第二伸缩杆17收缩，使两个第五板20的铰接端下降，带动上板14弯折，最终整个内芯2向中间收缩，完成脱模。
50.进一步的，浇筑前，内芯2的外壁涂刷有方便脱模的物质，包括但不限于滑石粉，方便后续脱模。
51.进一步优化方案，固定部5包括若干首尾固定安装的轨道21构成的三条滑轨，轨道21的底面固接在已有桥梁段3的顶面；轨道21内开设有限位槽22，移动部6与限位槽22滑动连接；轨道21远离移动部6的一端固接有尾座23，尾座23朝向移动部6的一端固接有第三伸缩杆24，第三伸缩杆24的输出端与移动部6固接。固定部5用于将整个悬吊装置29固定在已有桥梁段3的顶面，为浇筑模块提供支撑力；轨道21通过螺栓固定安装在已有桥梁段3的顶面，轨道21上开设的限位槽22的方向是沿桥梁浇筑的方向的，移动部6滑动连接在限位槽22内；第三伸缩杆24通过尾座23固定在轨道21上，用于推动移动部6沿轨道21移动，进而带动浇筑模块移动，调节底板8和侧板9内的位置，方便进行浇筑前的立模。
52.进一步的，相邻的两个轨道21的的对应面设置有用于定位和限位的榫槽32和凸榫33，榫槽32与凸榫33对应设置，安装时相互嵌合；榫槽32与凸榫33的端部形状包括但不限于圆形和t型。
53.进一步优化方案，移动部6包括滑动连接在限位槽22内的若干移动座25，移动座25的顶面固接有支撑柱26，若干支撑柱26的顶面固接有同一移动梁27，两侧的滑轨上的移动梁27相互远离的侧板9固接有外延杆28，外延杆28的末端固定安装有连接组件7；位于中间的滑轨上的移动部6远离第三伸缩杆24的一端通过连接组件7与底板8的顶面边缘固接。移动座25在限位槽22内移动，当第三伸缩杆24的输出端固接在移动座25上；位于同一条滑轨上的移动座25顶端的支撑柱26与同一个移动梁27固接，移动座25在第三伸缩杆24带动下，控制移动梁27前后移动；移动梁27的相互远离的侧边固接有外延杆28，外延杆28的底端固接有悬吊装置29，用于吊接固定底板8。
54.进一步的，底板8的边缘位置设置有方便于施工人员站立的施工平台。
55.进一步优化方案，连接组件7包括与底板8顶面固接有的悬吊装置29，悬吊装置29的底面固定安装有支撑装置30，支撑装置30的底面与地面抵接。悬吊装置29用于将底板8悬挂在外延杆28的底面，用于吊起底板8，并在浇筑时支撑整个桥梁段；支撑装置30用于支撑底板8，一端与底板8固接，另一端与地面接触，防止浇筑时悬吊装置29松动偏移造成的浇筑段连接不上。
56.进一步的，支撑装置30的底端设置有面积较大的底座，降低对底面的压强；地面上与底座对应的位置设置混凝土平台，防止底座陷入土内。
57.进一步的，悬吊装置29包括但不限于液压伸缩杆和螺纹钢筋，以抗拉力强、长度调节方便为准。
58.一种多段桥梁浇筑施工方法，包括以下施工步骤：
59.a、施工乔桥墩和已有桥梁段3；按照施工图纸的设计施工桥墩，在桥墩的顶面按照设计的形状先浇筑一节桥梁段，构成已有桥梁段3，为后续的桥梁浇筑提供支点和模板。
60.b、安装悬吊模块；在已有桥梁段3的顶面按照设计位置打孔，然后将轨道21按照设计要求铺成三条滑轨，滑轨的端部伸出已有桥梁段3的边缘一段距离；将移动座25安装到滑
轨内，使外延杆28向两侧伸出已有桥梁段3，最后在适当位置安装尾座23，将第三伸缩杆24固定到为座上，第三伸缩杆24的输出端固定到移动座25上。
61.c、安装外模组件1，调节外模组件1的外置，并记录初始位置z0；先将底板8吊设在延长杆下端，再在合适的位置安装两个侧板9，并将第一伸缩杆10铰接在底板8的顶面。控制悬吊装置29带动底板8升高，使底板8的顶面抵住已有桥梁段3的底面，同时调节第三伸缩杆24，使底板8伸出已有桥梁段3一段距离，通过锁紧装置34锁紧移动座25；控制第一伸缩杆10调节侧板9，使侧板9的内边与已有桥梁段3的外侧板9抵住；最后锁死第一伸缩杆10和第三伸缩杆24并记录此时底板8的初始位置z0。
62.d、压载试验，记录压载后的位置z1；在底板8上的两个侧板9之间的范围内进行均匀的压载，压载重量为浇筑后新的的桥梁段重量的110％-120％，记录底板8的位置z1。
63.e、压载卸荷，调节外模组件1位置高度z
1-z0；卸掉载荷，然后控制悬吊组件升高底板8，使底板8的顶面回到初始位置，升高的距离为z
1-z0。
64.f、安装加强组件16和内芯2；根据设计要求绑扎加强钢筋，在加强钢筋上的适当位置嵌设预应力管；将绑扎好的加强钢筋安装到底板8上的设计位置，将加强组件16靠近已有桥梁段3的端头与已有桥梁段3进行连接，然后将内芯2摆放到加强组件16的顶面，控制第二伸缩杆17伸长，将内芯2撑开，使其形状形成设计的桥梁空心，完成模具的架设。
65.g、混凝土浇筑，浇筑完成后进行养护；使用混凝土罐车向架设好的模具内腔浇筑混凝土混凝土，并在浇筑时进行振捣，防止空泡出现；边浇筑边振捣，直到混凝土的顶面高出已有桥梁段3的顶面；超出的高度预先计算好，使混凝土凝固后的顶面与已有桥梁段3的顶面平齐；浇筑完成后，使混凝土自然凝固，并定时进行养护，防止混凝土开裂。
66.h、预应力加载；当混凝土的强度达到设计强度的90％-95％后，通过预应力泵对预应力管内的预应力锚索进行预应力加载，加载的方式和加载力的大小按照设计要求进行。
67.i、拆卸内芯2和外模组件1；控制第二伸缩杆17收缩，使内芯2向中间皱缩，内芯2的外壁与混凝土脱离，然后将内芯2取出；取出内芯2后，控制第一伸缩杆10收缩，将侧板9与混凝土分离，最后通过控制支撑装置30收缩，悬吊装置29伸长，将高低板与混凝土分离，完成脱模。
68.g、移动固定部5，重复步骤a-步骤i；再次在新桥梁段4顶面打孔，安装轨道21，轨道21与已有的轨道21连接；然后松开尾座23，将尾座23前移再固定，然后控制移动部6移动到下一段浇筑为主，移动的位置与浇筑上一桥梁段时定位方法相同，移动部6带动浇筑模块到达新的位置；再次重复骤a-步骤i，浇筑新桥梁段4。多次重复直到两个支撑柱26支架内的桥梁段对接成功。
69.本发明结构简单，使用方便，一次组装后能完成两个桥墩之间的桥梁浇筑，无需多次的安装拆卸，节省大量的人力物力，提高了施工效率，减少施工时间，降低施工工期。
70.在本发明的描述中，需要理解的是，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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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，因此不能理解为对本发明的限制。
71.以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的
各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。