本实用新型涉及一种桥梁施工系统，特别是一种桥梁墩柱施工系统。
背景技术：
在铁路或公路桥梁高墩施工中，常用到的施工方式有三种，分别是爬模、滑模、翻模施工。其中，爬模施工作业安全可靠，抗风能力强，但是爬模施工成本高、作业效率偏低、外观质量一般；滑模施工速度快，但是人工劳动强度大，混凝土表面质量差；翻模施工混凝土表面质量高，但是施工周期长，抗风能力差，危险系数高。
为了解决上述问题，zl201510037943.6公开了一种自爬升滑翻施工系统及施工方法，其特点是在滑模结构上，外模支架一次性爬升一个待浇筑节的高度，然后用爬升支架将外模模板吊装至待浇筑节；内模采用滑模施工。这种施工方法一定程度上解决了桥墩外表面质量的问题，但是还存在以下问题。
首先，该专利公布的结构内、外模相互独立，内模用滑模的施工方式，外模用翻模的施工方式，由于墩身混凝土浇筑不分内外，根据规范gb50113-2005《滑动模板工程技术规范》及最新的滑模施工规范征求意见稿gb50113-2017《滑动模板工程技术规范》中规定，滑模施工每次模板爬升高度为200-400mm，而外模作为翻模施工是在浇筑一个混凝土节段(通常为2m)之后再进行爬升，因此内、外模无法达到同步，而在大截面墩身施工中，模板通常要穿对拉杆，内、外模不同步会导致无法对拉或者频繁拆装对拉杆，从而可能使模板产生较大变形甚至错位。
其次，该专利的“半自动翻模装置包括千斤顶，其通过预埋进已浇筑混凝土中的千斤顶爬杆进行固定，连接滑轨横杆一端连接与千斤顶，另一端连接主立杆”。显然，这种结构会使爬杆偏载，外模支架传递的载荷会对爬杆产生弯矩，从而使爬杆失稳，容易安全问题。
第三，在大截面高墩施工中，墩身截面的尺寸大小和平台支架的重量成正比，平台支架的重量与爬杆所承受的载荷成正比，而爬杆的脱空长度和爬杆的承载能力成反比，爬杆的截面尺寸和爬杆的承载能力成正比。爬杆要预埋在混凝土中，爬杆的截面尺寸不能太大，但脱空长度要求大、承载能力要求高。该专利采用单排爬杆显然不能满足上述要求。
第四，现有的高墩混凝土浇筑施工，都是通过人工控制爬升过程的同步性，在爬升一个阶段后进行人工标高测量和复核，调整标高后继续爬升，这样频繁的测量产生累计偏差的风险增加，并且加大了工人的劳动强度，影响施工效率。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对上述问题，结合滑模施工速度快、翻模施工混凝土质量好的优点，提供一种内、外模平台支架可同步稳定爬升；模板提升为翻模施工；爬杆脱空高度大、承载能力大，爬升总高度可自动检测及调整的桥梁墩柱施工系统。
本实用新型提供的这种桥梁墩柱施工系统，应用于有内腔的墩柱施工时，包括内模板及内模板内腔中的内模平台支架，外模板及其外围的外模平台支架；应用于无内腔的墩柱施工时，包括外模板及其外围的外模平台支架；内模平台支架与内模板之间、外模平台支架与外模板之间均预留有模板提升通道。针对有内腔的墩柱施工，所述内模平台支架和外模平台支架之间通过多个爬升支架连为整体，针对无内腔的墩柱施工，所述外模平台支架的对侧之间通过多个爬升支架连为整体；墩身的底层建筑体对应各爬升支架位置处的内侧和外侧分别预埋有爬杆，爬升支架上对应爬杆处设置有直动式的顶升装置，可通过顶升装置的伸缩运动实现其在爬杆上的爬升，顶升装置沿爬杆的爬升实现内、外模平台支架同步爬升或者外模平台支架的稳定爬升，爬升支架上设置有可水平运动的起重装置用于翻模。
上述系统的一种实施方式中，所述爬升支架包括对称布置的两f型支架和两f型支架之间的上横梁和下横梁。
上述系统的一种实施方式中，所述f型支架的竖梁包括可拆卸连接的下部段和上部段。
上述系统的一种实施方式中，所述f型支架竖梁的下部段下端垂直连接有伸向建筑体的水平撑杆，水平撑杆的末端连接有可沿建筑体上下滚动的支撑滚轮。
上述系统的一种实施方式中，针对有内腔的墩柱施工，所述f型支架与内、外模板之间均设置可拆卸的防坠抗风拉杆；针对无内腔的墩柱施工，所述f型支架与外模板之间均设置可拆卸的防坠抗风拉杆。
上述系统的一种实施方式中，所述顶升装置为穿心油缸，其活塞杆和缸套均有轴向中心孔，缸套底面和活塞杆顶面对应轴向中心孔处分别固定有夹持装置。
上述系统的一种实施方式中，爬杆为圆管、圆杆、方管或者方钢中的任意一种，其上端从所述f型支架的下横梁穿过，所述顶升装置穿套于爬杆上，通过所述夹持装置将爬杆卡紧，顶升装置的底面与下横梁固定为一体。
上述系统的一种实施方式中，所述内、外模平台支架的底部分别连接有悬挂式平台支架，内、外模平台支架和悬挂式平台支架上对应各浇筑节段均设置有可翻转的步行平台。
本实用新型既可应用于有内腔墩柱的预制施工，也可应用于无内腔的墩柱施工。应用于有内腔墩柱的预制施工时，其内、外模台支架之间通过多个爬升支架连为整体，在爬升支架上设置两台起重装置、两台顶升装置及测量单次爬升总位移的第一传感器，同时在两台顶升装置上分别安装可测量其单次行程的第二传感器，每个爬升支架均沿内、外两根预埋的爬杆爬升。跟现有技术相比，具有以下优势：爬升过程中内、外模平台支架通过爬升支架连接为整体实现同步爬升，可避免因偏载、爬升不同步造成爬杆失稳的情况；爬杆采用内、外双布置结构，内、外模平台支架又连为整体，能有效的将载荷分摊到内、外爬杆上，使爬杆的承载能力更大，脱空高度更高，从而可满足内外模板的翻模空间及满足桥梁高墩施工的需求；在浇筑完一个节段的混凝土后，内、外模均通过起重装置采用翻模工艺施工，在浇筑混凝土至拆模期间内、外模板不会发生移动，不会错位，也使混凝土的强化过程不会因模板的移动而变形，即脱模时，混凝土强度较滑模脱模时高，并且每次脱模后都会清理模板表面，确保了混凝土的表面质量；两个不同位置的传感器可实时反馈顶升装置的单次行程及爬升总位移，且可相互矫正，确保了爬升的同步性；爬升操作可由一人操作完成，爬升完成后只需人工复核标高，无需人工跟进测量和调节标高；人工成本低。应用于无内腔的墩柱预制时，由于无需内模板及内模平台支架，只需外模板及外模平台支架，将外模平台支架的对侧之间通过爬升支架连为整体，其它参照有内腔的墩柱预制施工操作即可。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的轴侧结构示意图。
图2为本实施例的俯视示意图。
图3为图2的侧视示意图。
图4为图3中传感器所测量距离示意图。
图5为底层模板吊装初始位置示意图。
图6为底层模板吊装到位示意图。
图7为图1中可拆卸悬挂式平台支架与外模平台支架的装配示意图。
图8为翻转式步行平台工作示意图。
图9为底层施工时建筑体内侧部安装f型支架下部节段示意图。
图10为本实用新型用于建筑体无内模的平台支架示意图。
图中标号：
1-内模板；2-外模板；3-内模平台支架；4-外模平台支架；
5、爬升组件；
51-爬升支架；52-油缸；53-起重装置；54-爬杆；
511-f型支架；512-连接梁；513-传感器安装梁；
6-第一传感器；7-第二传感器；
8-步行平台；9-防坠抗风拉杆；
10-悬挂式平台支架；11-支撑滚轮；
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种桥梁墩柱施工系统，用于有内腔的桥梁墩柱施工，在桥墩建筑体设定厚度的内侧和外侧分别固定有大块拼装的内模板1和外模板2，在内模板1围成的内腔中固定内模平台支架3，外模板2的外围固定外模平台支架4。且在内模板平台支架3与内模板1之间、外模平台支架4与外模板2之间分别预留可满足翻模的模板提升通道td。即内模平台支架3与内模板1之间，外模平台支架4与外模板2之间分别留有一定的间距。
内、外模平台支架通过多组爬升组件5联为整体，从而通过爬升支架可实现同步爬升。
本实施例桥梁墩身的横截面形状为矩形，所以在内模平台支架3和外模平台支架4四组对应边的角部分别设置一组爬升组件5，共八组爬升组件5。
结合图1至图9可以看出，本实施例的每组爬升组件5包括爬升支架51、油缸52、起重装置53和爬杆54。
爬升支架51包括f型支架511、连接横梁512和传感器安装竖梁513，两f型支架511以上、下横梁相对对称布置，下横梁的长度大于上横梁的长度，传感器安装竖梁513连接于上、下横梁之间，两侧f型支架的竖梁分别固定于内模平台支架3和外模平台支架4上，连接横梁512分别将f型支架511的上横梁和下横梁连为一体，反馈总爬升高度的第一传感器6安装竖梁513上。
爬杆54在最下层建筑体对应爬升支架51位置处的内侧和外侧对称预埋，爬杆54的上端从f型支架511下横梁的伸出段穿过。本实施例的爬杆54采用圆杆，根据实际情形也可选用圆管、方管或者方钢中的任意一种。
油缸52作为本实施例的顶升装置，其活塞杆和缸套均有轴向中心孔，活塞杆顶面和缸套底面对应轴向中心孔处分别固定有卡盘521。卡盘可选用机械式卡盘和液压卡盘，液压卡盘可外购，机械式卡盘可采用如cn200720201446.6中上、下卡头的结构或者类似结构，使顶升装置通过自重锁紧于爬杆上。
油缸52穿套于爬杆54上，通过卡盘(优选液压卡盘)将爬杆5卡紧，油缸的缸套底面与f型支架的下横梁固定为一体。
油缸52上安装有可反馈其行程的第二传感器7，油缸的行程s通过该传感器反馈。
本实施例的起重装置53采用外购的钢丝绳吊挂升降小车，它安装于f型支架的上横梁上，且可沿上横梁左右移动。
f型支架511的竖梁包括可拆卸连接的下部段和上部段，下部段的下端垂直连接有伸向建筑体的水平撑杆，水平撑杆的末端连接有支撑滚轮11，支撑滚轮11可言建筑体上下滚动。
为了满足不同浇筑节段的施工需求，内模台支架3和外模台支架4的底部分别可拆卸连接有悬挂式平台支架10，且内、外模平台支架和悬挂式平台支架上对应各层浇筑节段位置处均设置有可翻转的步行平台8。节段混凝土施工时步行平台盖住模板提升通道，方便施工；内、外模板吊装时步行平台上翻打开模板提升通道。
两侧的f型支架分别与内模板1和外模板2之间分别连接有防坠抗风拉杆9，且防坠抗风拉杆与内、外模板之间均采用可拆卸连接。防坠抗风拉杆9的数量及连接角度可根据实际需要确定，如图2中设置了水平和倾斜布置的防坠抗风拉杆。防坠抗风拉杆9的作用包括防坠和抗风。在内、外模平台支架爬升及内外模板吊装翻模时，将防坠抗风拉杆拆除，爬升到位或者吊装到位后将防坠抗风拉杆装配好。
从上述结构可以看出，本系统的内、外模平台支架之间通过多个爬升支架连为整体，每个爬升支架连为一体的两个f型支架上分别安装有顶升装置和起重装置，且两顶升装置夹持于左右对称布置的预埋爬杆上，起重装置可沿f型支架的上横梁左右移动，通过两顶升装置沿爬杆的运动实现内、外模平台支架的同步稳定爬升，单次行程通过油缸上的第二传感器反馈，这样可保证每一次的爬升到位。油缸单次总爬升高度h通过f型支架上的第一传感器反馈。
爬升支架安装时，爬杆穿过油缸的中心孔，通过其两端的卡盘抱紧爬杆，使内、外模平台支架的荷载转移至爬杆上。
爬升支架爬升时，将内、外模平台支架与相应模板之间的防坠抗风拉杆拆除，再使油缸工作，其顶升装置通过f型支架的下横梁将爬升支架往上拉直至拉升距离达到油缸的行程，锁紧顶升装置下端的卡盘，松开顶升装置上端的卡盘，将活塞杆伸出，然后锁紧上端卡盘，松开下端卡盘，油缸收缩，如此循环至爬升支架达到所需爬升高度，f型支架末端的支撑滚轮沿已浇筑好节段的建筑体表面滚动。爬升过程中，顶升装置每次的行程第一传感器7反馈，总爬升高度通过第二传感器反馈。
本实施例的具体施工步骤如下：
(1)底层桥墩浇筑施工，按设定位置预埋各组两根爬杆；
(2)组装各组爬升组件，将各爬升支架通过其上油缸两端的卡盘固定于各组爬杆上，并使各顶升装置的伸缩杆处于收缩状态；
(3)分别将内、外模平台支架与爬升支架固定，并检测两平台支架的顶面标高与待浇筑节标高是否一致；
(4)通过防坠抗风拉杆将内、外模平台支架分别与内、外模板连接固定；
(5)进行待浇筑节的钢筋绑扎；
(6)拆除防坠抗风拉杆；
(7)将最下层模板拆除清渣后，使各爬升支架上的起重装置将该层模板吊装至已绑扎钢筋节段；
(8)调整内、外模板标高并固定内、外模板，连接防坠抗风拉杆，并使步行平台盖住模板提升通道；
(9)浇筑该节段并养护；
(10)拆卸防坠抗风拉杆，将步行平台向上翻转打开；
(11)使各顶升装置带着内、外模平台支架同时沿爬杆向上爬升一个待浇筑节段高度；
(12)重复步骤(4)-(11)，直至完成最后一个节段的浇筑。
上述步骤中，注意在需要的时候将f型支架竖梁的下部段连接好，在内外模支架的底部连接好悬挂式平台支架。
步骤(2)中，各顶升装置的伸缩杆回缩时记录第二传感器的当前值，作为该顶升装置第二传感器的零点值，顶升装置运行过程中第二传感器的实时值减去该传感器的零点值得出对应顶升装置的当前行程值s；
顶升装置的每次爬升之前都需对第二传感器进行零点值标定；
步骤(11)中，根据第二传感器测量的值确定顶升装置单次行程的最小值smin、通过第一传感器测量的值确定单次爬升总位移的最大值hmax和最小值hmin，将最小值smin依次与第二传感器检测到各顶升装置的当前行程值s比较，得出各顶升装置的当前行程值s与顶升装置单次行程的最小值smin的差值后的处理过程如下：
(11.1)爬升过程同步
若某个或者某些差值大于预先设定值1，则依次使差值较大的顶升装置停止工作，当它们的当前行程值s与顶升装置单次行程的最小值smin的差值小于预先设定值2时，启动这些顶升装置直至同步上升一个待浇筑节段高度。
(11.2)判断是否到达
总行程设定一个上偏差和一个下偏差，上偏差与下偏差的差值比同步调整中最大值与最小值的差值大；
比较单次爬升总位移的最小值hmin与总行程设定范围的下偏差，得到单次爬升总位移的最小值hmin与总行程设定下偏差的差值，若差值大于0，则总行程完成。因为总行程设定的上偏差与下偏差的差值包含同步提升的最大值与最小值的差值，因此，当总位移的最小值达到总行程设定的下偏差时，最大值没有超出设定值的上偏差，系统总行程完成。
(11.3)调平
当顶升装置爬升总高度的最大值和最小值之差大于总行程设定的上、下偏差的差值时，启动爬升总高度较小的顶升装置，直至该顶升装置爬升总高度的最大值和最小值之差小于总行程设定的上、下偏差的差值，即调平。
该步骤根据现场实际情形确定，如果所有的提升装置做到了同步提升且没有出现下滑，则该步骤就不需要了。
爬升支架将内、外模平台支架连为整体，所以通过爬升支架不仅可同步提升内、外模平台支架，而且不会出现偏载的现象；每个爬升支架均固定于内、外两爬杆上，所以当顶升装置沿爬杆爬升时的承载能力更大，从而使爬杆的脱空高度更大，可满足内外模板的翻模空间及满足桥梁高墩施工的需求；两台起重装置分别起吊内、外模板实现内、外模板的翻模提升；两个不同位置的传感器可实时反馈顶升装置的单次行程及爬升总位移，两传感器可相互矫正，从而确保爬升的同步性，可避免现有技术因累计误差导致的危险。
本实用新型也可用于实心或内部无搭设内模平台支架空间的桥梁高墩墩身施工。图10所示为墩身为实心的情形。由于墩身为实心，所以墩身浇筑时只需外模板，所以施工时相应的只需外模平台支架的爬升及外模的翻模，其他结构及施工操作参照上述实施例即可。
1.一种桥梁墩柱施工系统，应用于有内腔的墩柱施工时，包括内模板及内模板内腔中的内模平台支架，外模板及其外围的外模平台支架；应用于无内腔的墩柱施工时，包括外模板及其外围的外模平台支架；内模平台支架与内模板之间、外模平台支架与外模板之间均预留有模板提升通道，其特征在于：
针对有内腔的墩柱施工，所述内模平台支架和外模平台支架之间通过多个爬升支架连为整体，针对无内腔的墩柱施工，所述外模平台支架的对侧之间通过多个爬升支架连为整体；
墩身的底层建筑体对应各爬升支架位置处的内侧和外侧分别预埋有爬杆，爬升支架上对应爬杆处设置有直动式的顶升装置，可通过顶升装置的伸缩运动实现其在爬杆上的爬升，顶升装置沿爬杆的爬升实现内、外模平台支架同步爬升或者外模平台支架的稳定爬升，爬升支架上设置有可水平运动的起重装置用于翻模。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述爬升支架包括对称布置的两f型支架和两f型支架之间的上横梁和下横梁。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述f型支架的竖梁包括可拆卸连接的下部段和上部段。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述f型支架竖梁的下部段下端垂直连接有伸向建筑体的水平撑杆，水平撑杆的末端连接有可沿建筑体上下滚动的支撑滚轮。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于：针对有内腔的墩柱施工，所述f型支架与内、外模板之间均设置可拆卸的防坠抗风拉杆；针对无内腔的墩柱施工，所述f型支架与外模板之间均设置可拆卸的防坠抗风拉杆。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：所述顶升装置为穿心油缸，其活塞杆和缸套均有轴向中心孔，缸套底面和活塞杆顶面对应轴向中心孔处分别固定有夹持装置。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述爬杆为圆管、圆杆、方管或者方钢中的任意一种，其上端从所述f型支架的下横梁穿过，所述顶升装置穿套于爬杆上，通过所述夹持装置将爬杆卡紧，顶升装置的底面与下横梁固定为一体。
8.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述内、外模平台支架的底部分别连接有悬挂式平台支架，内、外模平台支架和悬挂式平台支架上对应各浇筑节段均设置有可翻转的步行平台。
技术总结