一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统

技术领域

本发明涉及柱系梁一体化施工领域，具体涉及一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统。

背景技术

在高墩滑模施工时，同一个盖梁下，墩柱通常沿桥梁宽度方向设置多个，墩柱之间采用系梁连接，系梁浇筑段为系梁高程范围内的墩柱和系梁，通常一起浇筑，系梁浇筑段浇筑前，需要搭设支撑，若使用落地支架，墩柱越高，工程量越大，危险系数越高，越不利于施工成本控制。为此，通常采用的是主墩上埋设穿心棒，然后在穿心棒上搭建支架，作为系梁模板的支撑。

系梁浇筑之后，拆除支架过程中，由于缺少支撑点，支架的受力情况不断改变，拆除人员很可能不小心踩在支架松动的位置，从而导致安全隐患；同时，为保证安全，拆除人员会降低拆除速度，进而影响施工进度。

发明内容

本发明意在提供一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统，不拆除支架，使支架随桥墩模板一起上升，在浇筑第二个系梁时快速重新搭设支架，上升过程中，支架和已浇筑系梁不发生干涉。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统，包括桥墩模板机构、系梁模板机构和系梁支撑机构，桥墩模板机构至少有两个，系梁模板机构和相邻的两个桥墩模板机构可拆卸连接，每个桥墩模板机构均包括支撑架和拉杆，支撑架和桥墩已浇段连接，支撑架上设有调节千斤顶，拉杆上端和调节千斤顶穿接；

系梁支撑机构包括若干挑梁和分配支架，若干挑梁分别设置在桥墩两侧，挑梁两端分别和相邻两个桥墩模板机构的拉杆下端连接，调节千斤顶能带动挑梁上下移动；初始状态下，分配支架支撑在相邻两个桥墩之间的挑梁上，系梁模板机构支撑在分配支架上，分配支架的两侧边分别为转动侧和自由侧，转动侧和桥墩其中一侧的挑梁转动连接，自由侧和另一侧的挑梁可拆卸连接；自由侧和另一侧的挑梁断开连接后，调节千斤顶带动该侧挑梁向下移动，分配支架在重力作用下旋转至竖直。

本方案的实施步骤为：

1.将支撑架预埋在系梁浇筑段下方的桥墩已浇段上表面，将调节千斤顶安装在支撑架上，依次连接调节千斤顶、拉杆、挑梁和分配支架，将系梁模板机构支撑在分配支架上，浇筑系梁浇筑段。

2.拆除系梁模板机构除系梁底模之外的部分，驱动调节千斤顶，带动所有挑梁向下移动，从而带动分配支架向下移动，此时根据需要，可选择拆下系梁模板机构剩余的部分，即拆下系梁底模。

3.靠近分配支架转动侧的挑梁停止向下移动，靠近分配支架自由侧的挑梁继续向下移动，分配支架的自由侧失去挑梁的支撑，进而绕转动侧旋转至竖直状态，此时，分配支架不在系梁底部，而在系梁侧面，因此桥墩模板带动分配支架上升时，和已浇筑系梁不发生干涉。

本方案的有益效果为：

1.系梁支撑机构的搭设，属于高空作业，为实现对分配支架的支撑，需要通过设置挑梁来对分配支架进行支撑；而为了保证支撑效果，挑梁需要设置在分配支架的下方，但如此设置，在分配支架旋转时，挑梁必定会阻碍分配支架旋转；而本方案中，通过设置调节千斤顶带动挑梁上下移动，避免挑梁阻碍分配支架旋转。

2.分配支架旋转时，无需人工站在系梁旁边操作，驱动调节千斤顶，在重力作用下即可实现分配支架的旋转，方便快捷，提高了施工的安全性。

3.不必拆除支架，分配支架旋转后，不在系梁底部，而在系梁侧面，因此桥墩模板带动分配支架上升时，和已浇筑系梁不发生干涉。

进一步的，分配支架的自由侧相对于对应的挑梁侧面凸出，分配支架的自由侧能和钢索连接，驱动靠近分配支架自由侧的调节千斤顶后，挑梁和分配支架的自由侧向下移动，分配支架呈倾斜状态，使钢索能依次绕过系梁靠近转动侧一侧、系梁下侧并和分配支架的自由侧连接。如此设置，浇筑系梁浇筑段之后，和调节千斤顶相配合使用，从而降低分配支架的旋转速度。

具体的：

首先，驱动分配支架的自由侧的调节千斤顶，带动拉杆和挑梁向下移动，进而带动分配支架的自由侧向下转动，直至分配支架的自由侧和挑梁侧面齐平，即分配支架自由侧不再相对于后侧挑梁向后凸出，此时挑梁依旧对分配支架具有支撑作用，分配支架则由于旋转呈倾斜状态，即分配支架和已浇筑的系梁底部产生了间隙，此时，准备若干钢索，钢索上端固定在挑梁上方的任意结构上，工人站在靠近分配支架的转动侧的一侧，将钢索的上端挂在安装平台上，将钢索的一部分放在分配支架和已浇筑的系梁底部之间的间隙中，用钢筋等杆状物，将钢索的下端从分配支架的自由侧推至分配支架的转动侧，然后另一个工人在分配支架的自由侧接住钢索下端，并将钢索下端挂扣在分配支架自由侧。

若不将钢索从分配支架的转动侧穿到自由侧，而是直接将钢索和分配支架的自由侧连接，则分配支架旋转后，由于钢索上端和分配支架在系梁的两侧，同时，钢索下端又和分配支架连接，桥墩模板机构带动系梁支撑结构上升时，钢索依旧会和系梁发生干涉，进而阻止系梁支撑结构上升。

然后，继续驱动分配支架的自由侧的调节千斤顶，使挑梁继续向下移动，直至挑梁无法再继续支撑分配支架的自由侧，与此同时，工人拉住钢索，将分配支架的自由端缓慢放下，防止因旋转速度过快撞坏分配支架。

最后，桥墩模板机构带动系梁支撑机构向上滑动，在整个桥墩模板机构上滑过程中，钢索上端始终固定在挑梁上方的任意结构上，以便于到达第二个系梁浇筑段，拉动钢索，使分配支架旋转至水平，否则没有其他简单安全的方法使分配支架旋转至水平；此时第二个系梁尚未浇筑成型，拉动钢索时，钢索和分配支架都不会和系梁发生干涉。

进一步的，系梁模板机构包括系梁底模和两个系梁侧模，系梁底模水平螺栓连接在分配支架上，两个系梁侧模分别设在系梁两侧，两个系梁侧模之间设有转角密封模板，转角密封模板填充在系梁底部一端和墩柱之间，转角密封模板拆除后，系梁底模和墩柱之间形成条形缝隙，钢索端部放在条形缝隙内，在钢索穿过系梁下侧时，条形缝隙为钢索提供导向。如此设置，浇筑系梁浇筑段后，先拆除系梁侧模和转角密封模板，系梁底模和墩柱之间存在间隙，调节千斤顶驱动挑梁下移，使分配支架则由于旋转呈倾斜状态，将钢索下端的绳头掉在系梁底模和墩柱之间的间隙(由于钢索端部为金属的卡扣，通常具有一定的重量)，以便于在推动过程中观察钢索端部的位置，防止找不到钢索端部，同时，条形缝隙为钢索提供导向，进而顺利用杆状物将钢索的下端从分配支架的自由侧推至分配支架的转动侧。

进一步的，支撑架包括横梁、立柱和拉杆，立柱预埋在墩柱已浇段中，横梁和立柱上端连接，横梁端部延伸至桥墩模板机构之外，调节千斤顶设置在横梁端部。如此设置，由于设置了调节千斤顶，增加了横梁的负载；调节千斤顶带动挑梁上下移动的过程中，横梁产生晃动，进而承受挑梁和分配支架产生的冲量；调节千斤顶的荷载和挑梁以及分配支架产生的冲量均为竖向的，相较于横梁直接预埋在墩柱已浇段，墩柱承受横梁传递的弯矩，本方案将横梁上的负载和冲量传递给立柱，立柱和荷载以及冲量的方向均为竖向，墩柱承受立柱传递的轴向力，不再承受弯矩，进而使墩柱的承受力更强。

进一步的，每个桥墩模板机构均还包括侧模单元和提升架，提升架包括两个相互垂直的水平设置的槽钢单元，槽钢单元两端均和侧模单元连接，其中一个槽钢单元上设有支撑转换单元，支撑转换单元包括两个矩形板和若干挂杆，挂杆上端均和槽钢单元连接，挂杆下端均垂直穿过两个矩形板，挂杆上设有螺母，拧紧螺母后，两个矩形板能从上下侧将横梁夹紧。如此设置，矩形板将横梁夹紧后，矩形板为横梁提供竖向支撑，而在桥墩模板机构向上滑动的过程中，由于分配支架旋转至横梁的其中一侧，横梁靠近分配支架一侧荷载更大，横梁有向该侧滑动的倾向；若横梁和支撑转换单元固定连接，横梁滑动的倾向被支撑转换单元阻止，因此横梁和支撑转换单元连接位置更容易产生变形，而本方案中，矩形板将横梁夹紧后，允许横梁在一定程度上水平移动，进而减小横梁的变形。

进一步的，分配支架包括两根主梁，两根主梁之间设有若干平行的次梁，主梁和挑梁连接。如此设置，将主梁支撑在挑梁上，通过次梁连接两个主梁，进而增加分配支架和系梁模板的支撑面，进而增加结构的稳定性。

进一步的，分配支架的转动侧对应的挑梁之间设有转动组件，转动组件包括转轴、第一耳板和第二耳板，第一耳板设置在分配支架上，第二耳板设置在挑梁上，转轴和第一耳板以及第二耳板转动连接。如此设置，实现分配支架相对于挑梁的转动。

进一步的，分配支架的自由侧上设有拉环,拉环能和钢索连接。如此设置，设置拉环以便于拉环和钢索连接。

附图说明

图1为实施例的桥墩模板机构三维轴测图；

图2为实施例的桥墩模板机构和系梁支撑机构在系梁浇筑段的三维轴测图；

图3为实施例的整体在系梁浇筑段的三维轴测图；

图4为初始状态下，实施例的系梁支撑机构三维轴测图；

图5为分配支架旋转至竖直后，实施例的系梁支撑机构三维轴测图；

图6为实施例的限位件的三维轴测图；

图7为实施例的支撑架、提升架在系梁浇筑段的三维轴测图；

图8为实施例的桥墩模板机构和系梁模板机构在系梁浇筑段的三维轴测图；

图9为实施例的支撑转换单元的三维轴测图；

图10为实施例的具体实施方式的步骤4中，俯视方向，分配支架呈倾斜状态时,系梁底模、桥墩、钢索和推动钢索的杆状物的示意图；

图11为实施例的具体实施方式的步骤4中，桥梁宽度方向的主视角，分配支架呈倾斜状态时的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：桥墩侧模11、可拆卸侧模111、不可拆侧模112、支撑架12、立柱121、横梁122、拉杆123、调节千斤顶124、提升架13、第一槽钢单元131、第二槽钢单元132、平台连接件133、侧模连接件134、侧模拉杆135、提升千斤顶136、支撑杆137、支撑转换单元14、挂杆141、矩形板142、螺母143、系梁底模21、系梁侧模22、转角密封模板23、限位板31、限位件32、限位杆321、限位部322、挑梁33、分配支架34、拉环341、主梁342、次梁343、转动组件35、转轴351、第一耳板352、第二耳板353、耳板36、圆筒361、限位环37、墩柱4、系梁5、钢索610、杆状物620、条形缝隙630。

实施例

实施例基本如图1-11所示：一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统，包括桥墩模板机构、系梁支撑机构和系梁模板机构。如图1所示，桥墩模板机构有三个，如图2所示，系梁模板机构和系梁支撑机构分别有两个，系梁模板机构可拆卸地设置在相邻两个桥墩模板之间。本实施例适用于方形墩柱4，桥墩模板机构为滑模机构，桥墩模板机构和系梁模板机构均为使用背楞和螺栓等现有技术加固，本实施例和现有技术中的安装平台配合使用，保证工人有落脚点。

a.桥墩模板机构

每个桥墩模板机构均包括侧模单元、支撑架12和提升架13，如图1所示，侧模单元包括能围合墩柱4的四个桥墩侧模11，相邻墩柱4之间的桥墩侧模11为可拆卸侧模111，其余三个的桥墩侧模11为不可拆侧模112，可拆卸侧模111和不可拆侧模112可拆卸连接，以墩柱4的竖向轴线为墩柱4中心，靠近墩柱4中心一侧为内侧。

如图7所示，支撑架12包括横梁122、两个立柱121和四个拉杆123，立柱121均预埋在系梁浇筑段下方的桥墩已浇段上表面，如图2所示，立柱121上端均高于桥墩侧模11的最高处，横梁122沿桥梁长度方向水平设置(图2的前后方向)，如图7所示，横梁122由两个背对且平行的槽钢焊接形成，横梁122中部和立柱121顶部螺栓连接，如图2所示，横梁122两端分别延伸至桥墩侧模11外侧，四个拉杆123分别两两竖向设置在墩柱4前后两侧，如图7所示，横梁122两端分别设有两个调节千斤顶124，调节千斤顶124均为穿心式千斤顶，每个调节千斤顶124均螺栓连接在横梁122上，拉杆123上端穿过横梁122和调节千斤顶124穿接，调节千斤顶124能带动拉杆123上升或下降，为便于显示，本实施例中所有的千斤顶仅在图7中显示。

如图7所示，提升架13设置在墩柱4已浇段上方，包括相互垂直的水平设置的第一槽钢单元131和第二槽钢单元132，第一槽钢单元131沿桥梁宽度方向设置，第一槽钢单元131和第二槽钢单元132均包括两组连接件和由两个背对且平行的槽钢，两组连接件分别设置在槽钢上相对于墩柱4中心相反的两个方向，两组连接件均由外侧至内侧依次包括平台连接件133、侧模连接件134和提升件。平台连接件133被夹在两个槽钢之间且和两个槽钢螺栓连接；侧模连接件134为矩形杆件，垂直水平焊接在两个槽钢上，侧模连接件134两端分别设有一个竖直的侧模拉杆135，侧模拉杆135下端穿过侧模连接件134，并和侧模上表面螺栓连接；提升件包括提升千斤顶136和支撑杆137，提升千斤顶136螺栓连接在两个槽钢上，提升千斤顶136也均为穿心式千斤顶，支撑杆137上端和提升千斤顶136穿接，支撑杆137下端预埋在桥墩已浇段内，并随着提升架13上升逐节增加。

第一槽钢单元131上还设有支撑转换单元14，支撑转换单元14设置在提升件内侧，如图9所示，支撑转换单元14包括两个挂杆141和三个矩形板142，两个挂杆141均为经过两次90°折弯的倒U形杆件，两个挂杆141均同时挂在两个槽钢上，挂杆141上均设有螺纹和若干螺母143，两个挂杆141共四个端部分别穿过矩形板142的四个角，拧紧螺母143后，能使最上侧的矩形板142和挂杆141夹紧两个槽钢，剩余两个矩形板142夹紧横梁122。

b.系梁支撑机构

如图2、图4和图5所示，系梁支撑机构包括四个挑梁33、分配支架34、钢索610和限位件32，如图2所示，挑梁33两端分别和不同墩柱4上的拉杆123下端螺纹连接，挑梁33为工字钢，四个挑梁33分别水平设置在墩柱4的前后两侧，且沿桥梁宽度方向设置(图2的左右方向)。

图2未显示分配支架34的细节，细节如图4和图5所示，分配支架34设置在相邻两个墩柱4之间的挑梁33上，如图4所示，分配支架34包括两根平行的主梁342，两根主梁342均支撑在挑梁33上方，两根主梁342之间焊有若干平行的次梁343，后侧的主梁342为分配支架34的转动侧，和后侧挑梁33之间设有转动组件35，转动组件35包括转轴351、第一耳板352和第二耳板353，第一耳板352焊接在次梁343上，第二耳板353焊接在挑梁33上，转轴351同时穿过第一耳板352以及第二耳板353，并和第一耳板352以及第二耳板353转动连接；系梁模板机构支撑在次梁343上，前侧的主梁342为分配支架34的自由侧，和前侧挑梁33螺栓连接，前侧的主梁342相对于前侧挑梁33向前凸出，前侧主梁342的前侧焊有拉环341，拉环341能和钢索610连接。

如图5所示，图5中为图4中的分配支架34旋转后的锁止装置，图5中的挑梁33为图4中后侧的挑梁33，挑梁33的前侧焊有水平的耳板36，耳板36位于主梁342的左侧，耳板36上开有第一限位孔，耳板36上侧一体成型有圆筒361，圆筒361内侧设有内螺纹(图5中未显示)，圆筒361和第一限位孔同轴，圆筒361内径大于第一限位孔直径，分配支架34最左侧的次梁343左侧从上至下依次水平焊有两个限位环37和一个限位板31，两个限位环37上均开有竖向贯穿的第二限位孔，限位板31上表面开有圆形的限位槽，第一限位孔、第二限位孔和限位槽同轴且等直径；如图5和图6所示，限位件32包括限位杆321和限位杆321上端一体成型的限位部322，限位部322为圆柱形且直径大于限位杆321和第一限位孔直径，限位部322侧面设有外螺纹，且和耳板36的圆筒361内侧螺纹配合，限位杆321依次穿过圆筒361、第一限位孔和第二限位孔，使限位杆321下端插入并抵紧限位槽，限位部322和圆筒361螺纹连接。

图5中的耳板36、限位环37、限位槽和限位件32等部件不仅可以设置在分配支架34的左侧，也可以根据情况设置在分配支架34的右侧。

c.系梁模板机构

如图3所示，系梁模板机构包括系梁底模21和两个系梁侧模22，系梁底模21水平螺栓连接在分配支架34上，两个系梁侧模22分别设在系梁5两侧，如图8所示，两个系梁侧模22之间设有转角密封模板23，转角密封模板23同时和系梁侧模22以及系梁底模21垂直，且位于系梁5底部和墩柱4之间的位置，即转角密封模板23上端填充在系梁底模21一端和墩柱4之间，转角密封模板23为长方形模板，系梁侧模22靠近墩柱4的两侧下端向下延伸，以便于和转角密封模板23两端螺栓连接；当转角密封模板23较长时，可设计成对称的两部分，每部分均和系梁侧模22连接，再以现有技术中的背楞加固，以便于拆卸。

d.一种用于柱系梁一体化施工的系梁浇筑系统的施工方法：

1.将立柱121预埋在系梁浇筑段下方的桥墩已浇段上表面，驱动提升千斤顶136，提升千斤顶136带动提升架13在支撑杆137上爬升，从而带动桥墩模板机构向上滑升至第一个系梁浇筑段，此时，支撑转换单元14未介入系统中。

2.拆除可拆卸侧模111，依次连接立柱121、横梁122、拉杆123、挑梁33和分配支架34。

3.将系梁底模21支撑在分配支架34上，连接不可拆侧模112、系梁侧模22、转角密封模板23和系梁底模21。

4.浇筑系梁浇筑段的混凝土，到达规范要求时间后拆除系梁侧模22和转角密封模板23，拆除分配支架34的自由侧和挑梁33的连接螺栓，驱动调节千斤顶124，如图4所示，带动前侧的拉杆123和挑梁33向下移动，进而带动系梁底模21随分配支架34的自由侧一起向下转动，直至分配支架34的自由侧和挑梁33的前侧齐平，即分配支架34前侧的主梁342不再相对于前侧挑梁33向前凸出，如图11所示，转动组件35采用圆圈示意，系梁5的截面采用矩形示意，此时前侧的挑梁33依旧对分配支架34具有支撑作用，分配支架34和底模21则一起由于旋转呈倾斜状态，即底模21和已浇筑的系梁5底部产生了间隙，如图10所示，由于转角密封模板23已经被拆除，系梁底模21和墩柱4之间形成条形缝隙630。

此时，准备若干钢索610，如图11所示，工人站在靠近分配支架34的转动侧的一侧，即分配支架34左侧，将钢索610的上端挂在安装平台上(图中未显示)，将钢索610下端从系梁5靠近转动侧一侧(系梁左侧)，绕过系梁5下侧(即分配支架34和已浇筑的系梁5底部之间的间隙)，最终和自由侧(分配支架34右端)的拉环(图中未显示)连接；

在这个过程中，系梁5底部被系梁5遮挡阳光，昏暗不清，看不清钢索610下端的位置，同时可能存在异物挡钢索610，难以顺利将钢索610穿过系梁5底部；因此，如图10所示，将钢索610端部的绳头掉在系梁底模21和墩柱4之间的间隙(由于钢索610端部为金属的卡扣，通常具有一定的重量)，以便于观察钢索610端部的位置，用钢筋等杆状物620推动钢索610靠近端部的部分，由于钢索610端部放在条形缝隙630内，条形缝隙630为钢索提供导向，将钢索610的端部从底模21下侧推至底模21上侧，然后另一个工人在底模21上侧接住钢索610端部，并将钢索610端部挂扣在分配支架34自由侧的拉环341上(图中未显示)。

5.驱动调节千斤顶124，使挑梁33继续向下移动，直至挑梁33无法再继续支撑分配支架34的自由侧，与此同时，工人拉住钢索610，将分配支架34的自由端缓慢放下，防止因旋转速度过快损坏分配支架34。

6.将限位件32的限位杆321依次穿过圆筒361、第一限位孔和第二限位孔，旋转限位件32的限位部322，使限位部322和圆筒361螺纹连接，进而使限位杆321下端插入并抵紧限位槽。

7.通过支撑转换单元14连接提升架13和横梁122，取下立柱121和横梁122之间的螺栓，驱动提升千斤顶136，从而带动系梁支撑机构(除立柱121之外的部分)和桥墩模板机构一起向上滑动，提升到下一个墩柱4的待浇段时，将可拆卸侧模111和不可拆侧模112螺栓连接。

8.浇筑若干段墩柱4，将桥墩模板机构滑升至第二个系梁浇筑段，拉动钢索610，使分配支架34回到水平位置，螺栓连接分配支架34的自由侧和挑梁33，重复步骤3-7。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。