专利名称：可升降液压爬升模板及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑施工爬升模板，特别是一种可升降液压爬升模板。
背景技术：
爬模是适用于高层建筑或高耸构造物现浇钢筋混凝土竖向结构施工的先进模板工艺。爬升模板是依附在建筑结构上，随着结构施工而逐层上升的一种模板。当结构工程混凝土达到拆模强度而脱模后，模板不落地，依靠机械设备和支承物将模板和爬模装置向上爬升一层，定位紧固，反复循环施工。
国外爬模多以墙体预埋件为支承体，以液压油缸为动力，爬模架沿导轨带动模板及成套装置爬升；当爬架固定、模板后退时，导轨上升并同墙体预埋件相连，依此反复循环施工。这种油缸爬模，受建筑平面空间的制约，外模要从第三层才能开始爬升，内模只能吊不能爬；当需要内外同时爬模时，楼板要滞后施工，模板变截面较困难。
国内也有同国外类似的以液压油缸为动力的爬模；还有以手动葫芦为动力的爬模，以模板爬架子，以架子爬模板；90年代采用6吨液压千斤顶、Ф48×3.5钢管支承杆、采用钢模板或钢框胶合板模板，进行整体液压爬模。普通液压千斤顶爬模，支承杆耗钢量较大，承载能力相对较小，而且需要加固。
发明内容
本发明的目的是提供一种可升降液压爬升模板。解决实现快速爬模施工、支承杆耗钢量小，承载能力大的问题；并解决当层即可开始爬模施工，爬升平稳安全，建筑平面适应性强、不受建筑平面空间制约的问题。
本发明的技术方案这种可升降液压爬升模板，由模板系统、液压提升系统和操作平台系统连成整体，其特征在于模板系统由对拉螺栓将两片模板对拉连接，模板背面连接钢背楞，模板上每隔一段设有一脱模器，脱模器由固连于模板外面的螺母和水平穿于模板和螺母的大头丝杠组成，螺母内有一适合于大头丝杠头部的落槽；
液压提升系统的可升降千斤顶穿于支承杆上，支承杆与支承梁十字形连接，支承梁两边向下连接提升架和操作平台系统，上述提升架的立柱上穿有活动支腿，活动支腿是水平伸缩的丝杠，该活动支腿与模板背楞连接，提升架立柱的底部连接垂直调节丝杠。
上述支承梁外端向下固连操作平台系统的外架立柱，外架立柱的下半部经外架梁与附着于墙体的导轨连接，导轨上连接防坠装置和提升架支座，防坠装置和提升架支座与墙体内或井筒墙面的预埋件连接。
上述支承梁外端向下固连操作平台系统，上述操作平台系统包括外架斜撑、围圈桁架、操作平台、栏杆、安全网。
上述支承杆设在混凝土结构顶部、结构体内或结构体外。
上述支承杆下端与楼板穿孔连接处嵌入半圆锥形铸钢楔。
上述支承杆是钢管，当支承杆自由长度过大时，支承杆之间由加固钢管连接成格构架，支承杆两侧与支承梁相交处设支承杆定位滑轮，使支承杆在滑轮内只能上下滑动。
上述支承梁上设有调节孔，并固定千斤顶平移丝杠，使千斤顶沿支承梁水平移动。
上述模板上边由模板吊架与提升架连接，模板横向位置连接模板横向调节丝杠。
可升降液压爬升模板的施工方法，其特征在于施工步骤是(1)、在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体；(2)、在模板内浇筑混凝土；(3)、混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋；(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退，脱离混凝土；(5)、支承杆下降至混凝土顶面或顶面垫板上；(6)、将支承杆与混凝土顶面固定；(7)、提升架支座同预埋件脱离；(8)、千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋；(9)、当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座同预埋件相连；模板回位并紧固连接；(10)、浇注楼板混凝土；(11)、重复步骤(2)至步骤(5)；
(12)、当模板进行清理时，由支承杆、提升架支座和预埋件承载，提升架立柱带动模板一起后退，由混凝土预埋件及楼板支承。
可升降液压爬升模板的施工方法，其特征在于另一种施工步骤是(1)在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体；(2)、在模板内浇筑混凝土；(3)、混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋；(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退，脱离混凝土；(5)、支承杆下降至混凝土顶面；(6)、用半圆锥形镑钢楔将支承杆与混凝土顶面穿孔固定；(7)、提升架支座同预埋件脱离；(8)、千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋；(9)、当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座同预埋件相连；模板回位；(10)、浇注楼板混凝土；(11)、重复步骤(2)至步骤(5)。
本发明的液压爬升模板是以升降液压千斤顶为动力，将内外墙体模板、柱模板整体爬升或下降到位进行施工。支承杆设在混凝土结构顶部或体内，以墙柱体预埋件为支承体；或以液压升降千斤顶为动力，支承杆设在结构体外，支承杆以楼板为支承体。模板和支承杆均可用千斤顶升降到预定位置。钢筋随升随绑扎，当模板爬升到上层后再施工梁板。模板可用千斤顶升降到达预定位置。支承杆上返，不需要从下拆除周转，支承杆利用千斤顶的升降功能即可向上移位。支承杆由千斤顶上移到上层结构以上，浇筑混凝土墙体时，支承杆不被埋入和污染。爬模上升时，模板已脱开混凝土，此时混凝土强度已大于1.2Mpa，模板不与混凝土磨擦。滑模的模板高度一般为900～1200mm，两面模板之间形成上口小下口大的锥度。高层建筑爬模的高度一般为标准层层高，墙的两面模板平行安装，相互之间以穿墙螺栓紧固。
本发明与其它现有爬模工艺相比较，从模板安装当层即可开始爬模施工，爬升平稳安全，建筑平面适应性强。不受建筑平面空间的制约，楼板施工不需滞后，模板可变截面施工。与现有普通液压千斤顶爬模相比，支承杆耗钢量小，承载能力大，一般不需加固。
本发明的液压爬升模板施工方法，是滑模和支模相结合的一种新工艺，它具有支模工艺按常规方法浇注混凝土，受外输送条件的制约少，混凝土表面质量易于保证等优点，又避免了滑模施工常见的缺陷，施工偏差可逐层消除。在爬升方法上它同滑模工艺一样，提升架、模板、操作平台及吊架等以液压千斤顶为动力自行向上爬升，无需塔吊反复装拆，也不要层层放线和塔设脚手架，钢筋绑扎随升随绑，操作方法安全，一项工程完成后，模板、爬模装置及液压设备可继续在其它工程通用，周转使用次数多。
本发明将立面结构施工简单化，节省了按常规施工所需的大量反复装拆所用的塔吊运输，使塔吊有更多的时间保证钢筋和其它材料的运输。可节省模板堆放场地，对于在城市中心施工场地狭窄的项目有明显的优越性。本发明的液压爬模工艺在N层安装即可在N层实现爬模，不必像爬架式或导轨式爬模必须在第三层以上才能组装和使用。液压爬模可实现整体爬升、分段爬升、错开层次爬升施工。具有施工速度快、工程质量好、劳动组织和施工管理简便等优点。可适用于高层或超高层建筑全剪力墙结构、框架剪力墙结构墙体、框架结构核心筒、钢结构核心筒，高耸构造物、桥墩或柱体等施工。
四
图1是爬升模板墙体施工步骤(1)的结构示意图；图2是爬升模板墙体施工步骤(2)的结构示意图；图3是爬升模板墙体施工步骤(3)的结构示意图；图4是爬升模板墙体施工步骤(4)的结构示意图；图5是爬升模板墙体施工步骤(5)的结构示意图；图6是爬升模板墙体施工步骤(6)的结构示意图。
图7是脱模器工作状态1的示意图；图8是脱模器工作状态2的示意图。
图9是支承杆与结构连接方式一示意图；图10是支承杆与结构连接方式二示意图；图11是支承杆与结构连接方式三示意图。
图12是爬升模板柱模施工的结构示意图；图13是爬升模板柱模施工的结构示意图；图14是模板横向调节丝杠收缩状态示意图；图15是模板横向调节丝杠伸出状态示意图。
图16是模板吊架的示意图；图17是图16的侧视图。
图18是爬升模板筒模施工的结构示意图；图19是防坠装置示意图。
1-模板、2-钢背楞、3-对拉螺栓、4-脱模器、41-螺母、42-大头丝杠、43-落槽。5-千斤顶、6-支承杆、7-支承梁、8-半圆锥形铸钢楔、9-提升架立柱、10-提升架横梁、11-活动支腿、12-导轨、13-预埋件、14-防坠装置、15-提升架支座、16-垂直调节丝杠、17-模板横向调节丝杠、171-丝杠、172-滑轮、173-支座；18-模板吊架、181-吊杠、182-滚轮、183-架体；19-外架立柱、20-外架梁、21-纠偏装置、吊平台、22-外架斜撑、23-围圈桁架、24-操作平台、25-浇筑混凝土、26-上层部分钢筋、27-墙体内或井筒墙面、28-加固钢管、29-调节孔、30-千斤顶平移丝杠、31-箍筋支架、32-箍筋、33-支承杆定位滑轮、34-导轨滑轮、35-连接件。
五具体实施例方式
实施例参见图1，爬升模板由三个系统组成模板系统包括模板1、钢背楞2、对拉螺栓3、脱模器4。模板可采用定型组合大钢模板，既可采用螺栓连接，也可采用卡具连接，以提高工效，缩短工期。
模板系统的作用在于成型混凝土，当混凝土达到一定强度后，先通过脱模器顶住混凝土，使模板后退80mm，脱开混凝土，然后用活动支腿拉出。爬升到上层就位时，仍依靠活动支腿将模板推回原位，并用对拉螺栓将模板紧固连接。
液压提升系统包括千斤顶5、支承杆6、支承梁7、液压控制台、油管及阀门、支承杆定位滑轮33、半圆锥形铸钢楔8和提升架，提升架主要包括提升架立柱9、提升架横梁10、活动支腿11、导轨12、预埋件13、防坠装置14、提升架支座15、垂直调节丝杠16。本发明采用100KN或200KN液压升降千斤顶为动力，将内外墙体模板或柱模板整体爬升或下降到位进行施工。
操作平台系统包括外架立柱19、外架梁20、纠偏装置21、吊平台、外架斜撑22、围圈桁架23、平台挑架、操作平台24、栏杆、安全网等。
模板系统的爬升，可根据工程具体情况，爬模可以从地下室底板开始，也可从标准层开始，当地下室底板完成或标准层起始楼面结构完成，并绑扎完第一层钢筋，即可进行爬升模板安装。爬模时由千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统一起爬升。
千斤顶以钢管为支承杆，支承杆可以设在结构顶部，也可设在结构体内或体外。模板系统和支承杆均可用千斤顶升降到预定位置。当墙体混凝土浇注完成达到一定强度后，即进行脱模，模板爬升，钢筋绑扎随模板爬升进行。当模板爬升到上层楼面标高后，楼板钢筋混凝土随后逐层跟进施工，其间上层爬模紧固，待楼板混凝土浇注完，上层墙体即又开始浇注。爬升模板按标准层高配置，当非标准层高于标准层时，爬模施工可进行两次。
为了模板同步爬升，支承杆上每500mm～1000mm设限位卡控制千斤顶同步。根据爬模需要，模板可随千斤顶升降，当模板固定后，支承杆也可升降。根据施工需要，模板可用千斤顶升降到达预定位置。支承杆上返，不需要从下拆除周转，工具式支承杆利用千斤顶的升降功能即可向上移位。液压提升系统将模板系统和操作平台系统连成整体，支承杆6设在结构顶部、体内或体外同步爬升，模板和支承杆均可用千斤顶升降。钢筋随升随绑扎。当模板爬升到上层后再施工梁板。
提升架立柱上横穿活动支腿11，活动支腿水平伸缩移动，通过钢背楞2与模板1连接，并利用丝杠伸缩调节模板位置。
外墙面、井筒墙面安装预埋件，连接提升架支座，将整个爬模装置荷载从支承杆传递给提升架支座。此时支承杆由千斤顶上移到上层结构以上，浇筑混凝土墙体时，支承杆不被埋入和污染。
实施例一参见图1-6，用液压爬升模板施工墙体的步骤(1)、参见图1，在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体。
(2)、参见图2，在模板内按常规施工方法浇筑混凝土25。
(3)、参见图3，混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋26。
(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退80mm脱离混凝土，参见图7、8。
(5)、参见图4，支承杆6下降至混凝土顶面或顶面垫板上。
(6)、将支承杆与混凝土顶面固定，参见图9、10。
(7)、提升架支座15同预埋件13脱离；(8)、参见图4，千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋。
(9)、参见图5，当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座15同预埋件13相连；模板回位，相互之间用对拉螺栓连接紧固。
(10)、参见图6，浇注楼板混凝土。
(11)、重复步骤(2)至步骤(5)。
脱模器的结构及其工作状态参见图7、图8，在模板面上，每隔一定间距设置由螺母41和大头丝杠42组成的脱模器4，当混凝土达到脱模强度后，扳动大头丝杠42，使模板1脱开混凝土，脱模后大头丝杠回位，大头丝杠头部落入螺母内的落槽43内，其端部与模板板面齐平。
参见图7，脱模器工作状态1浇筑混凝土时，脱模器4与模板1的板面持平。
参见图8，脱模器工作状态2当混凝土达到脱模强度后，扳动脱模器丝杠41，顶住混凝土将模板1后退。
参见图9-11，千斤顶的支承杆采用钢管，当支承杆设在结构体内时，采用埋入方式；当支承杆设在结构顶部或结构体外时，采用工具式支承杆，以螺纹连接。千斤顶的支承杆6同混凝土结构之间有三种接触形式参见图9，支承杆与结构连接方式一墙体施工时，支承杆6承载时支承在墙顶，荷载转移到支座后，由千斤顶上移。
参见图10，支承杆与结构连接方式二作为墙体定位时，支承杆6埋入墙内。
参见图11，支承杆与结构连接方式三柱子施工时，支承杆6穿过三层楼板，采用半圆形镑钢楔8楔紧，由千斤顶将支承杆上移。
当模板进行清理时，由支承杆6、提升架支座15和预埋件13承载，提升架立柱9带动模板一起后退。由混凝土预埋件及楼板支承。
模板清理要层层涂刷隔离剂，每隔5至8层进行一次大清理，即将模板后退500mm左右彻底清理一次。
施工时要高度重视支承杆的垂直度，确保支承杆的清洁，做到千斤顶同步爬升，每1000mm限位找平一次，保持爬模平稳上升。如果有偏差，可在上层模板紧固前按纠偏措施进行校正。支承杆与楼板相交3层，以半圆锥形铸钢楔作为孔模和楔紧、传力配件。
实施例二参见图12，用液压爬升模板施工柱体的步骤(1)、参见图1，在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体。
(2)、参见图2，在模板内按常规施工方法浇筑混凝土25。
(3)、参见图3，混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋26。
(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退80mm脱离混凝土，参见图7、8。
(5)、参见图4，支承杆6下降至混凝土顶面上。
(6)、用半圆锥形铸钢楔将支承杆与混凝土顶面穿孔楔紧固定，参见图11。
(7)、提升架支座15同预埋件13脱离；(8)、参见图4，千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋。
(9)、参见图5，当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座15同预埋件13相连；模板回位，相互之间用对拉螺栓连接紧固。
(10)、参见图6，浇注楼板混凝土。
(11)、重复步骤(2)至步骤(5)。
参见图12，在应用本发明进行爬升模板柱模施工时，根据工程结构的需要，支承梁7上设有调节孔29，可以用千斤顶平移丝杠30使千斤顶5沿支承梁7水平移动。
施工柱模时，为方便施工，提升架立柱9上可以安装箍筋支架31，箍筋32缠绕在箍筋支架上。模板横向移动靠模板横向调节丝杠17调节，模板的上移靠模板吊架18吊升。
参见图13，当体外支承杆自由长度过大时，支承杆6之间以加固钢管28连接成格构架形式。当采用工具式支承杆，设在结构体外时，在提升架高度范围内，为控制支承杆自由长度，防止失稳现象，支承杆两侧与支承梁相交处设支承杆定位滑轮33，使支承杆在滑轮内只能上下滑动，而不能变形。
参见图14、图15，是模板横向调节丝杠17收缩和伸出状态示意图，模板横向调节丝杠的丝杠171固定在支座173上，固定于丝杠171的滑轮172可在模板的钢背楞2内滑动。调节丝杠，就可推动模板伸缩移位。
参见图16、17，模板吊架18的滚轮182支承在槽形的提升架横梁10中，与滚轮182的架体183下端连接的吊杠181与模板上边连接，可使模板随提升架升降。
图18为应用本发明进行爬升模板筒模施工的示意图。
参见图19，导轨12上连接防坠装置14，防坠装置14经连接件35与墙体内或井筒墙面27的预埋件13连接。导轨12沿导轨滑轮34上升，由于导轨只能升不能降，确保了整个爬模装置平稳安全上升。
权利要求
1.一种可升降液压爬升模板，由模板系统、液压提升系统和操作平台系统连成整体，其特征在于模板系统由对拉螺栓将两片模板对拉连接，模板背面连接钢背楞，模板上每隔一段设有一脱模器，脱模器由固连于模板外面的螺母和水平穿于模板和螺母的大头丝杠组成，螺母内有一适合于大头丝杠头部的落槽；液压提升系统的可升降千斤顶穿于支承杆上，支承杆与支承梁十字形连接，支承梁两边向下连接提升架和操作平台系统，上述提升架的立柱上穿有活动支腿，活动支腿是水平伸缩的丝杠，该活动支腿与模板背楞连接，提升架立柱的底部连接垂直调节丝杠。
2.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承梁外端向下固连操作平台系统的外架立柱，外架立柱的下半部经外架梁与附着于墙体的导轨连接，导轨上连接防坠装置和提升架支座，防坠装置和提升架支座与墙体内或井筒墙面的预埋件连接。
3.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承梁外端向下固连操作平台系统，上述操作平台系统包括外架斜撑、围圈桁架、操作平台、栏杆、安全网。
4.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承杆设在混凝土结构顶部、结构体内或结构体外。
5.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承杆下端与楼板穿孔连接处嵌入半圆锥形铸钢楔。
6.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承杆是钢管，当支承杆自由长度过大时，支承杆之间由加固钢管连接成格构架，支承杆两侧与支承梁相交处设支承杆定位滑轮，使支承杆在滑轮内只能上下滑动。
7.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述支承梁上设有调节孔，并固定千斤顶平移丝杠，使千斤顶沿支承梁水平移动。
8.根据权利要求1所述的可升降液压爬升模板，其特征在于上述模板上边由模板吊架与提升架连接，模板横向位置连接模板横向调节丝杠。
9.根据权利要求1-8任一项所述的可升降液压爬升模板的施工方法，其特征在于施工步骤是(1)、在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体；(2)、在模板内浇筑混凝土；(3)、混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋；(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退，脱离混凝土；(5)、支承杆下降至混凝土顶面或顶面垫板上；(6)、将支承杆与混凝土顶面固定；(7)、提升架支座同预埋件脱离；(8)、千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋；(9)、当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座同预埋件相连；模板回位并紧固连接；(10)、浇注楼板混凝土；(11)、重复步骤(2)至步骤(5)；(12)、当模板进行清理时，由支承杆、提升架支座和预埋件承载，提升架立柱带动模板一起后退，由混凝土预埋件及楼板支承。
10.根据权利要求1-8任一项所述的可升降液压爬升模板的施工方法，其特征在于施工步骤是(1)在起始层绑扎钢筋，安装模板系统、液压提升系统，由液压提升系统将模板系统及操作平台系统连成整体；(2)、在模板内浇筑混凝土；(3)、混凝土养护；在此期间绑扎上层部分钢筋；(4)、当混凝土达到脱模强度后，拆除模板系统的对拉螺栓，由脱模器将模板后退；(5)、支承杆下降至混凝土顶面；(6)、用半圆锥形铸钢楔将支承杆与混凝土顶面穿孔固定；(7)、提升架支座同预埋件脱离；(8)、千斤顶带动提升架，提升架带动模板系统和操作平台系统开始爬升，边爬升模板边绑扎钢筋；(9)、当模板底部到达上层楼面标高后，提升架支座同预埋件相连；模板回位；(10)、浇注楼板混凝土；(11)、重复步骤(2)至步骤(5)。
全文摘要
一种可升降液压爬升模板及其施工方法，由模板系统、液压提升系统和操作平台系统连成整体，模板系统由对拉螺栓将两片模板对拉连接，模板背面连接钢背楞，模板上每隔一段设有一脱模器；液压提升系统的可升降千斤顶穿于顶部的支承杆上，支承杆与支承梁十字形连接，支承梁两边向下连接提升架和操作平台系统，上述提升架的立柱上穿有活动支腿和槽钢夹板，活动支腿是在夹板中水平伸缩的丝杠，该活动支腿与模板背楞连接，提升架立柱的底部连接垂直调节丝杠。本发明适用于高层及超高层浇筑全剪力墙结构、框架结构核心筒墙体、高耸构造物、桥墩等工程施工。具有施工速度快、工程质量好、施工管理简便等优点。
文档编号E04G11/00GK1769623SQ200510117709
公开日2006年5月10日 申请日期2005年11月7日 优先权日2005年11月7日
发明者张良杰, 冯世伟, 周立新, 李洪海, 黄勇, 徐巍 申请人:中建一局建设发展公司