具有精确竖向高程和水平定位功能的模架系统的制作方法

本发明涉及一种建筑施工技术，具体涉及一种具有精确竖向高程和水平定位功能的模架系统。

背景技术：

超高层通常指40层以上或高度200米以上的建筑。并且超高层一般采用筒体结构以及钢结构。目前国内超高层建筑施工普遍采用并居于世界领先技术的模架体系有上海建工的整体爬升钢平台模架体系和中国建筑的大顶模模架体系。

它们的模架系统采用手动或电动链子葫芦与模板进行连接，由于悬挂点和模板之间的高差大，采用的链子葫芦的长度很长，这种柔性的连接方式一个共同的缺点是：模板在就位时定位准确性不高，为了保证模板的准确定位要做很多调节，浪费时间，功效低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有模板在就位时定位准确性不高，需要多次调节，导致时间浪费和效率低，其目的在于提供一种具有精确竖向高程和水平定位功能的模架系统，该模架系统通过竖向和水平方向的专用调节装置的精确调节，使模架具有精确竖向高程和水平定位功能，对施工测量定位起到很好的辅助作用，极大地提高了施工效率。

本发明通过下述技术方案实现：

具有精确竖向高程和水平定位功能的模架系统，包括与顶升机构连接的竖向调整装置和水平调整装置，所述竖向调整装置能够沿着铅垂方向移动，水平调整装置能够沿着水平方向移动，且竖向调整装置设置在水平调整装置上方。目前在进行超高层建筑施工时，都是将模板在每层重复利用，即随着建筑楼层的施工，将下一层墙体的模板随着顶升后移动到上一层需要施工处重复使用，以减少模板的浪费，模板一般都是呈板块状结构，目前的超高层建筑施工模架系统都是采用手动或电动链子葫芦与模板进行连接后进行拉升，由于悬挂点和模板之间的高差大，采用的链子葫芦的长度很长，属于柔性连接，超高层建筑由于楼层高，高空风力大，柔性连接就会导致模板有摆动，使得模板在就位时定位准确性不高，为了保证模板的准确定位要做很多调节，浪费时间，功效低，同时模板安放都是由操作人员根据经验控制，并不能保证其快速移动到需要安放的位置，同时柔性连接造成的摆动甚至使得模板损坏或者人员受伤，而本方案设计的模架系统，则是采用硬性连接，其不但实现快速准确的定位，极大的提高了模板的定位安装效率，还同时通过竖向和水平方向的专用调节装置的精确调节，使模架具有精确竖向高程和水平定位功能，对施工测量定位起到很好的辅助作用，极大地提高了施工效率。

进一步地，水平调整装置包括水平调节机构、支撑板和安装板，安装板的底面贴在支撑板的顶面上，支撑板与顶升机构连接，水平调节机构固定在安装板的顶面上，且水平调节机构能够在支撑板上移动，调节机构上设置有与墙体接触的定位轮，水平调节机构能够对定位轮的位置进行调节使得定位轮进行水平移动。在进行超高层施工时，根据承载力以及其它因素的考虑，形成锥形或者向着中心进行梯级收缩，即内部空间逐渐变小，或者墙壁厚度产生变化来减轻建筑结构自身载荷，本方案设计的水平调整结构，其安装在顶升系统中，用于与墙面进行接触，通过调整其横向的水平位置，使得始终与墙面进行合理的压紧而承受力，始终处于铅垂竖直状态，从而保证系统的工作稳定性，同时在顶升过程中能够根据内部空间的变化而调节满足顶升需求，其调整方便而且迅速，满足水平定位功能。

进一步地，水平调节机构包括箱体，根据连接板的数量定位轮和连接板有两种固定方式，当连接板数量为一块时，箱体设置在安装板上，箱体中设置有丝杆螺母副，连接板设置在箱体外部，连接板一端插入到箱体中与丝杆螺母副连接，且连接板能够在丝杆螺母副作用下进行水平移动，定位轮与连接板连接，定位轮能够绕着其自身轴线转动，定位轮中设置有销轴，销轴穿过定位轮的中心后一端设置在连接板中，且定位轮能够绕着销轴转动。为了能够将定位轮与墙壁进行接触，使得保持压紧力，要将定位轮的轮面设置在连接板远离箱体的一端的外部。

当连接板数量为两块时，箱体设置在安装板上，箱体中设置有丝杆螺母副，两块连接板设置在箱体外部，连接板一端均插入到箱体中与丝杆螺母副连接，且连接板能够在丝杆螺母副作用下进行水平移动，定位轮设置在两块连接板之间且均与连接板连接，定位轮能够绕着其自身轴线转动。定位轮中设置有销轴，销轴穿过滚轮的中心后两端分别设置在连接板中，且定位轮能够绕着销轴转动。同样的为了能够将定位轮与墙壁进行接触，使得保持压紧力，要将定位轮的轮面设置在连接板远离箱体的一端的外部。

而丝杆螺母副为现有结构，其包括丝杆、螺母和螺母座，螺母套在丝杆上，螺母座安装在螺母上，连接板与螺母座固定，丝杆一端穿过箱体设置在箱体远离滚轮的一端的外部，丝杆设置在箱体外部的部分上套有锁紧螺帽。通过转动丝杆来带动连接板移动，从而调整定位轮和墙面的压紧状态，调整好位置后，旋转锁紧螺帽与箱体固定来进行锁紧，使得工作时不会产生位移而保证系统工作稳定性。

为了增加连接时的稳定性，还在支撑板上设置有若干个螺纹孔，螺纹孔均分为两组，且每组螺纹孔的中心连线相互平行，箱体设置在两组螺纹孔之间，安装板上设置有若干个锁紧螺栓，锁紧螺栓均穿过对应的螺纹孔。锁紧螺栓的数量为四个，且分别对称设置在箱体的两侧。根据实际操作经验，四个高强度螺栓作为锁紧螺栓能够完全满足固定需求，转动丝杆是作为微调，而根据需要调整安装板在支撑板上的位置是用于大范围的调节剪力墙壁厚度处，调节到合适位置后，通过四个锁紧螺栓穿过对应的螺纹孔来固定，使得系统工作更加稳定。

进一步地，竖向调整装置包括安装在顶升架上的导向轨道，顶升架与顶升机构连接，导向轨道能够在顶升架上水平移动，导向轨道上安装有能够沿着导向轨道水平移动的导向安装架，同时导向安装架能够沿着铅垂方向进行移动，导向轨道中设置有挡块，且挡块能够在导向轨道中移动并固定，导向安装架的移动轨迹在挡块和导向轨道远离挡块的一端之间。本方案采用刚性连接方式，悬挂点采用导向轨道作为模板的悬挂支撑，模板则通过吊杆悬挂导向轨道上，而在剪力墙厚度变化时，导向轨道才在顶升架上进行水平移动，移动到合适位置后进行固定，在导向轨道的端部有可以对导向滚轮位置进行调节的挡块，第一次模板就位时对准确就位位置通过定位挡块进行调节，调节好后将定位挡块固定在导向轨道上，第一次就位施工完成后，在以后的模板就位时便不需要对模板进行调节，只需要将模板的滚轮悬挂结构向前将滚轮滑到第一次调节好的挡块位置便可以对模板实现准确的定位，大大的提高了模板就位安装的功效。

导向安装架的具体结构包括滚轮和吊装架，滚轮设置在导向轨道中并能够沿着导向轨道水平移动，吊装架设置在导向轨道下方并与滚轮连接。这样滚轮不但用于对移动的导向，而且还可以起着限位功能，而竖向方向上的调节就通过连接杆实现，连接杆设置在吊装架中，连接杆穿过吊装架且位于导向轨道下方，并且连接杆底端穿过与模板连接的吊装板，且连接杆能够沿着铅垂方向进行移动，连接杆外壁上设置有细牙螺纹段和粗牙螺纹段，且细牙螺纹段设置在粗牙螺纹段上方，连接杆外壁上依次套有细调螺母、锁紧螺母和粗调螺母，且吊装架设置在细调螺母和锁紧螺母之间，吊装板设置在锁紧螺母和粗调螺母之间。粗调螺母进行粗调，螺母正反旋转一圈调节的上下距离为2.5mm，最大调节距离为±10cm，初步调节到和标准值误差在±3mm以内，细调螺母进行细调，一般是在安装时才使用粗调，由于整体结构的紧凑性，后期只要不是墙体变化，基本细调就能够满足要求。

实际上根据项目上材料的获取难易性，导向轨道一般是采用工字钢或槽钢构成，当导向轨道为工字钢时，滚轮和挡块均为两个，其中一个滚轮和挡块对应设置在工字钢的一个内腔中，另一个滚轮和挡块对应设置在工字钢的另一个内腔中，并能够沿着工字钢的内腔移动。导向轨道为槽钢时，两块槽钢的开口相互远离后焊接为整体结构，滚轮和挡块均为两个，其中一个滚轮和挡块对应设置在一个槽钢的内腔中，另一个滚轮和挡块对应设置在另一个槽钢的内腔中，并能够沿着槽钢的内腔移动。吊装架的横截面呈凵字型，滚轮和导向轨道均设置在吊装架的空腔中，且滚轮和吊装架连接并且能够绕着自身轴线转动，吊装架上设置有连接螺栓，且连接螺栓穿过吊装架并与模板固定。这种就能够实现与模板的吊装固定，同时两组滚轮，使得移动时更加平衡和安全。

在挡块上设置有条形通孔，条形通孔中设置有锁紧销，且锁紧销同时穿过条形通孔和导向轨道，锁紧销能够在条形通孔中移动。挡块优选角钢制成，第一次模板就位时对准确就位位置通过定位挡块进行调节，调节好后将定位挡块通过锁紧销这种高强螺栓将固定在导向轨道上，第一次就位施工完成后，在以后的模板就位时便不需要对模板进行调节，只需要将模板的滚轮悬挂结构向前将滚轮滑到第一次调节好的挡块位置便可以对模板实现准确的定位，大大的提高了模板就位安装的功效。

对于在浇筑的剪力墙厚度发生变化的地方通过在工字钢或双槽钢组合的导向轨道上提前加工形成的跟随剪力墙厚度同步变化的若干个连接孔，相同的剪力墙厚度对应相对应的连接孔，连接孔中设置有锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过连接孔后与顶升架连接，这样来实现剪力墙厚度变化时快速实现模板的准确定位。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本模架机构不但实现快速准确的定位，极大的提高了模板的定位安装效率，还同时通过竖向和水平方向的专用调节装置的精确调节，使模架具有精确竖向高程和水平定位功能，对施工测量定位起到很好的辅助作用，极大地提高了施工效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为水平调整装置的安装示意图；

图3为竖向调整装置的a-a向剖视图；

图4为套筒的调整示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-竖向调整装置，2-模板，3-墙体，4-水平调整装置，5-顶升机构，6-定位轮，7-丝杆，8-连接板，9-锁紧螺帽，10-支撑板，11-箱体，12-安装板，13-滚轮，14-连接轴，15-吊装架，16-细调螺母，17-连接杆，18-下锁紧螺母，19-粗调螺母，20-吊装板，21-上锁紧螺母，22-套筒扳手，23-导向轨道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，具有精确竖向高程和水平定位功能的模架系统，包括与顶升机构5连接的竖向调整装置1和水平调整装置4，所述竖向调整装置1能够沿着铅垂方向移动，水平调整装置4能够沿着水平方向移动，且竖向调整装置1设置在水平调整装置4上方。本方案通过将模板2吊装在竖向调整装置1上，通过竖向调整装置1的调节使得模板2能够进行铅垂方向移动，而水平调整装置4是用于调整水平位置，实现与墙体3顶紧导向，实现水平定位功能。

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，水平调整装置4包括水平调节机构、支撑板10和安装板12，安装板12的底面贴在支撑板10的顶面上，支撑板10与顶升机构5连接，水平调节机构固定在安装板12的顶面上，且水平调节机构能够在支撑板10上移动，调节机构上设置有与墙体3接触的定位轮6，水平调节机构能够对定位轮6的位置进行调节使得定位轮6进行水平移动。由于在顶升时有两种状况需要调整，所以本方案具有两种调节功能，一是通过水平调节机构在支撑板10上移动实现大范围的调节，这种调节一般是顶升空间内部产生变化时使用；另一种是通过调节使得定位轮6进行水平移动，这种调节主要是针对墙面不平整时使用，来保持对墙面的压紧状态而承受力，从而防止倾斜，本系统具备大小范围能够同时调整的功能，在顶升时保证了系统的稳定性。

其使用时，根据需要调节的范围，先进行大范围调节，移动安装板12在支撑板10的位置，达到合适位置后，再将四个高强度螺栓对应插入到螺纹孔中形成固定，然后转动丝杆7，使得连接板8产生移动，而将定位轮6压紧在墙面上，为了能够将定位轮6与墙壁进行接触，使得保持压紧力，要将定位轮6的轮面设置在连接板8远离箱体11的一端的外部，然后转动锁紧螺帽9，使得其压紧在箱体11壁面上，实现将丝杆7位置进行固定，防止在工作时产生移动而破坏稳定性造成倾斜。

连接板8为两块时，定位轮6设置在连接板8之间的这种方式能够使得定位轮6稳定性更高，不会产生变形，压紧时受力稳定。

实际使用时，是多个本发明配合使用，根据墙壁厚度或者平整度变化从而对实现对墙面的多点接触压紧，使得系统保持竖直状态，其各点受力使得结构不会倾斜，工作时更加稳定。

实施例3：

如图3、图4所示，在上述实施例的基础上，竖向调整装置包括安装在顶升架上的导向轨道23，顶升架与顶升机构连接，导向轨道23能够在顶升架上水平移动，导向轨道23上安装有能够沿着导向轨道水平移动的导向安装架。现有模板的悬挂结构都采用手动或电动链子葫芦与模板进行连接，由于悬挂点和模板之间的高差大，采用的链子葫芦的长度很长，这种柔性的连接方式就造成模板在就位时定位准确性不高，为了保证模板的准确定位要做很多调节，浪费大量的安装和准备时间，功效低。而本方案设计的模板悬挂结构由于且悬挂点和模板之间的高差小，采用刚性连接方式，悬挂点采用导向轨道23作为模板的悬挂支撑，模板则通过导向安装架悬挂在导向轨道23上，在导向轨道23的端部有可以对滚轮位置进行调节的挡块，第一次模板就位时准确就位，其位置通过定位挡块进行调节，调节好后将定位挡块固定在导向轨道23上，第一次就位施工完成后，在以后的模板就位时便不需要对模板进行调节，只需要将模板的导向安装架向前将滑到第一次调节好的挡块位置便可以对模板实现准确的定位，大大的提高了模板就位安装的功效。其调整的顺序为，先是剪力墙厚度变化时调整导向轨道23在顶升架的水平位置，然后才调整挡块相对于导向轨道23的位置，最后才是导向安装架相对于导向轨道23的位置，实现逐级和根据需要调整，提高了安装效率。

将导向安装架分为滚轮13和吊装架15，滚轮13设置在导向轨道23中并能够沿着导向轨道23水平移动，吊装架15设置在导向轨道23下方并与滚轮13连接。最好将吊装架15的横截面呈凵字型，便于模板悬挂时的稳定性，滚轮13和导向轨道23均设置在吊装架15的空腔中，滚轮13中设置有连接轴14，连接轴14穿过滚轮13的中心后与吊装架15连接，并且滚轮13能够绕着连接轴14的轴线转动。还在吊装架15中设置有连接杆17，连接杆17穿过吊装架15的中心且位于导向轨道23下方，并且连接杆17底端穿过与模板2连接的吊装板20，且连接杆17能够沿着铅垂方向进行移动。连接杆17外壁上设置有细牙螺纹段和粗牙螺纹段，且细牙螺纹段设置在粗牙螺纹段上方，连接杆17外壁上依次套有细调螺母16、上锁紧螺母21、下锁紧螺母18和粗调螺母19，且吊装架15设置在细调螺母16和上锁紧螺母21之间，吊装板20设置在下锁紧螺母18和粗调螺母19之间。

导向轨道23有两种材料构成，一是用工字钢，滚轮13为两个，其中一个滚轮13设置在工字钢的一个内腔中，另一个滚轮13设置在工字钢的另一个内腔中，并能够沿着工字钢的内腔移动，工字钢的材料在工地上获取，或者可以采用工地上废弃的工字钢，利用两侧对称形成的内腔来放置滚轮13和挡块，能够保证移动时的平稳性。二是采用槽钢，两块槽钢的开口相互远离后焊接为整体结构，滚轮13为两个，其中一个滚轮13设置在一个槽钢的内腔中，另一个滚轮13设置在另一个槽钢的内腔中，并能够沿着槽钢的内腔移动。槽钢的材料在工地上获取，或者可以采用工地上废弃的槽钢，将两块槽钢开口向背后焊接，然后滚轮13各自在一块槽钢中移动，其槽深便于卡紧不易脱落，能够保证移动时的平稳性。

导向轨道23中设置有挡块，且挡块能够在导向轨道23中移动并固定，导向安装架的移动轨迹在挡块和导向轨道23远离挡块的一端之间，在挡块上设置有条形通孔，条形通孔中设置有锁紧销，且锁紧销同时穿过条形通孔和导向轨道23，锁紧销能够在条形通孔中移动。角钢制作的挡块一般是设置在支撑架的端部，其可以对滚轮位置进行调节在第一次模板就位时对准确就位位置通过定位挡块进行调节，调节好后将定位挡块通过锁紧销这种高强螺栓将固定在导向轨道23上，第一次就位施工完成后，在以后的模板就位时便不需要对模板进行调节，只需要将模板的滚轮悬挂结构向前将滚轮滑到第一次调节好的挡块位置便可以对模板实现准确的定位，大大的提高了模板就位安装的功效。对于在浇筑的剪力墙厚度发生变化的地方通过在工字钢或双槽钢组合的导向轨道上提前加工形成的跟随剪力墙厚度同步变化的连接孔，而顶升架上也设置有连接孔，该连接孔与相同的剪力墙厚度相对应，此连接孔数量少于导向轨道上的连接孔，导向轨道23相对于顶升架横向移动，在合适的位置固定，连接孔中设置有锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过连接孔后与顶升架连接，这样来实现剪力墙厚度变化时快速实现模板的准确定位。

本方案设计的具体调节方式是：

(1)通过m20的连接杆17对模板和悬挂点之间进行连接，刚性连接杆17上端为m20x1的高精度细牙螺纹，下端为m20x2.5的普通粗牙螺纹，连接杆17的上下端均有各一对调节和锁紧螺母；

(2)首先对有顶升安装连接孔的模板2，根据设计的上、下支座上m36连接螺栓的安装尺寸，在模板2制作完成后，经过时效处理待内应力完全释放后，送到机械加工厂利用镗床根据设计的安装尺寸进行加工，尺寸精度控制在±0.1毫米，使模板安装满足精确定位的第一步要求；

(3)在模板第一次安装调试时，对竖向高程进行两步调节：

第一步调节：我们对竖向高程位置通过刚性连接杆下端为m20x2.5的普通粗牙螺纹进行调节，螺母正反旋转一圈调节的模板2上下调节距离为2.5mm，最大调节距离为±10cm，初步调节到和标准值误差在±3mm以内，然后用锁紧螺母进行锁定防止距离变动。

第二步调节：进行竖向高程测量，精确测定出和设计标准值的差值，对需要第二次调节的差值通过上端为m20x1的高精度细牙螺纹调节，螺母通过专用的带刻度的套筒扳手22进行调节，套筒上一周360度范围内分为10个均分的刻度，每旋转一个刻度对应调节的基准点能使竖向高程产生0.1mm的精确变化(360度范围内10个刻度一共产生1毫米的竖向高程变化)，通过对上端m20x1的高精度细牙螺纹的调节实现竖向精确定位，调节范围为0至±3毫米，通过带刻度的套筒竖向高程位置精度可控制在±0.1毫米以内(从而使竖向高程有效实现精确控制)，调整好后用锁紧螺母进行锁定防止距离变动。

在模板第一次安装调试时，对水平位移进行如下调节：

通过对水平方向的位置进行测量，记下测量出的差值，利用和悬挂的模板平行方向的调节滚轮上面的调节螺栓进行调节，调节滚轮在剪力墙的四个支撑面均有布置，每次通过对和悬挂的模板平行方向的调节滚轮上面的调节螺栓进行调节，达到对水平位置进行精确控制的目的。

在对模板第一次安装测量调试完成后，在模板的定位点安装m36的定位预埋件。然后进行模板的安装，安装完毕随着砼浇筑结束即完成了一个标准层的施工。

在第一次标准层施工完成后，以后的每次标准层施工调节只需要先进行检测，由于本模架系统具有可靠的竖向防倾装置，在每次正常的顶升状态下，水平位置不会发生变化也无需进行调节(如由于施工意外产生了变化只需通过按照第一次安装时对水平位移的调节方法进行调节即可)。在竖向高程检测后根据误差值也最多进行一步竖向的精确调节，使后续每次标准层的模板施工效率大大提高。

通过在南宁项目施工来看，在以后每次标准层的施工过程中，每次测量的竖向和水平方向的位置偏差极少，经过十个标准层的施工才需要对水平和竖向定位进行一次调试，真正实现了对竖向高程和水平位置精确定位的功能，同时对施工测量定位起到很好的辅助作用，极大地提高了施工效率。有效的克服了传统的链子葫芦连接定位准确性不高，每次在模板的准确定位时都需要做很多调节，浪费时间、施工功效低的缺点。

综上，本发明通过改变悬挂点和模板之间采用链子葫芦这种柔性的连接方式为刚性连接，通过竖向和水平方向的专用调节装置的精确调节，加上导向轨道上定位挡块的快速定位和简单适用的跟随剪力墙厚度同步变化的连接孔的方式对模板在以后的楼层定位中实现快速准确的定位，使模架具有精确竖向高程和水平定位功能，对施工测量定位起到很好的辅助作用，极大地提高了施工效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。