CN102395731A - 架空模板移动起重机及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于递增模铸混凝土悬臂桥段(7,12)的设备和方法。形成所述设备的承载框架(3)的主桁架成角度地张开，使得它们在仍被支撑于桥的已构建段(12)的腹板上的同时被定位朝向待构建段(7)的主承载腹板的外侧。按照这种方式，建筑空间上方和下方的区域保持自由以便更好地进入。

Description

架空模板移动起重机及方法
技术领域
本申请涉及用于构建悬伸或悬臂结构的方法和设备。特别但非独占地，本发明涉及使用自由悬臂方法就地构建混凝土桥元件铸件。
背景技术
常常利用临时的模壳(shuttering)或模架(formwork)结构来限定然后将混凝土浇注入其中的容积，通过就地模铸混凝土来构建桥面以及其他的跨越、悬臂或悬伸结构。通常在浇注混凝土之前将钢筋结构组装在该容积中或放入该容积中。一旦混凝土充分凝固使得该结构能支撑自身，就去除模架。
普遍将模板移动起重机(form traveler)用于悬臂结构，而不是建造用于就地模铸整个混凝土结构的整组模架，其可能需要大量布置支撑脚手架支架以及在结构下方牢固、自由的区域。这特别有利于用来构建诸如桥等跨越结构，其由它们的本性而通常坐落于水或对于建筑工程而言难以接近的地形之上。传统的模板移动起重机由一段模架构成，该段模架能在被结构的已经凝固部分支撑的同时沿着构建方向行进。模板移动起重机一般包括用于对模架提供支撑的框架以及一些使其向前递增行进至每个新段的装置(诸如辊子或导轨等)。
传统的混凝土桥结构可包括例如支撑桥面的若干个桥墩，其具有例如呈“双T”或“U”形布置的带有腹板(垂直承载部件)的敞开横截面或诸如箱形截面的具有桥面板(deck slab)、一个或多个腹板以及底板的闭合横截面。在“U”形截面结构中，桥面板是底板。
传统的模板移动起重机设计包括下悬移动起重机和架空移动起重机。如其名提示的，下悬移动起重机是被悬吊在已竖立的桥结构的下方，并且延伸超过结构端部以支撑将要被模铸结构的下一段的模架。随着构建进展，下悬移动起重机在正在建设的结构的下方行进。
另一方面，架空移动起重机一般是被安装在已竖立的结构的顶部上的框架，并且它能向前行进(例如在导轨或辊子上)以延伸越过(extend over)将要被模铸的下一段的区域。在架空移动起重机的情况下，模架从其框架的已延伸段悬挂。
在这两种情况下，包括模架、移动起重机、钢筋(reinforcement)和未凝固的混凝土在内的建筑元件连同所有必须接入的起重机架结构的重量是被支撑在结构的已被建造部分上的。当每段混凝土已充分凝固而承载其自身重量和移动起重机的重量时，移动起重机可以向下一段行进。
移动起重机模架必须非常稳定且是刚性的，并且在混凝土被浇注时或在养护期期间模架必须不能因混凝土的重量而明显移动。为此，传统的架空移动起重机包括多桁架构架，其桁架框架与桥面结构的每个腹板元件对齐。例如利用框架之间的交叉桁架来沿横向撑紧这些框架，以给予移动起重机构架横向刚度。
在下悬移动起重机的情况下，构架位于桥面板的翼部下方或底板的下方。前者布置具有的缺点在于来自移动起重机、模架和混凝土的静态重量进入到桥面的反作用力不被直接引入腹板(腹板是桥面结构的具有最大承载能力的部分)。另一方面，后者布置仅能用在移动起重机的路径不受结构下方物体阻挡的结构上。然而，下悬移动起重机确实具有允许从上方实际不受限制地进入到建筑空间的显著优点。这意味着例如能使预制钢筋整体下降进入建筑空间中。可以先预制例如用于桥面的整个腹板、底板和顶板的钢筋组架，然后通过已构建的桥面上的吊机使钢筋组架下降就位。按照这种方式，可以节省现场的钢筋组装作业，由此显著加速现场构建进程。
对比之下，架空移动起重机使静态重量反作用力直接引入腹板，并且一般不经受下悬移动起重机的妨碍缺点。然而，传统的架空移动起重机确实具有它们被撑紧的多桁架框架结构明显阻碍从上方进入大部分建筑空间的缺点。因此用于主腹板、底板以及顶板主要部分的钢筋组架的预制是不可行的或者仅对于小段是可行的，这显著增加了可模铸每个新段之前所需的现场组装作业量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于架空或自支撑结构的递增构建方法和设备，这使得静态重量反作用力被直接引入腹板，其不受结构下方的桥墩或类似元件的阻碍，并且其允许基本上不受限制地从上方进入模架内的建筑空间。
通过如在随附权利要求1和8中所陈述的本发明来实现上述目的。
附图说明
为了清晰起见，贯穿以下说明并且在附图中使用相同的附图标记来标示相同或相似的构件。
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并被并入且构成本发明的一部分。各图用来图示本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。然而，它们无意于限制本发明的范围，本发明的范围是由随附的权利要求来限定的。
图1图示了现有技术的架空移动起重机。
图2图示了本发明的架空移动起重机的俯视图。
图3图示了本发明的架空移动起重机的侧视图。
图4图示了本发明的架空移动起重机的正视图。
图5和图6图示了本发明的架空移动起重机的透视图。
具体实施方式
在图1中以示意方式描绘了现有技术的架空模板移动起重机。在图1的高度简化的表示中，桥段被显示出具有三个腹板(9)、顶板(1)和底板(11)。在每个腹板(9)的正上方固定有导轨(6)，并且这些导轨(6)允许使移动起重机结构(20)针对每个新段(7)行进。导轨(6)也针对每个新段(7)沿着构建方向向前移动。传统的移动起重机还包括框架和斜撑元件的结构，以给予移动起重机的框架结构(20)足够的强度而在混凝土正被浇注和凝固的同时支撑新段的载荷。框架将构建新段期间的负载直接引入先前已完成段的腹板或其附近。注意：为了清晰起见，在图中未描绘模架。然而，应当理解的是，尽管未显示出，但这些元件从架空移动起重机悬挂并与移动起重机行进，从而使得它们对于每个新段的构建而言是处于合适位置的。按照这种方式，在新段处于构建中的同时由现有的结构承载每个新段的重量。
利用现有技术的传统架空移动起重机，由于移动起重机的结构不允许使完全预制的钢筋组架下降进入建筑空间，因此必须就地组装每个新段所需的钢筋。因为移动起重机和模架阻碍从下方进入需要钢筋的区域，所以一旦已使移动起重机行进，这种预制钢筋也不能从桥的下方提升。
图2至6以示意方式并从各个视角显示出了简化的实例，以便图示出本发明的原理。图2至6显示出了与图1中结构相似的桥结构，其包括三个腹板(9)、底板(11)和顶板(1)。然而，图2至6中所显示的移动起重机具有安装在导轨(6)上的两个负载框架(3)--每个外侧腹板之上有一个负载框架。此外，根据本发明的负载框架(3)被布置为使得它们能向外旋转以允许从上方更好地进入建筑空间(7)。为了能旋转负载框架，每个负载框架的桥面安装点(4)可被设计为在仍将负载框架紧固于所示的承载外侧腹板(9a，9c)的同时，允许框架绕着基本上竖直的轴线(即垂直于结构的上平面)旋转。每个负载框架的中间部分被安装在横梁(8)上，横梁(8)也就是通常所说的下侧大梁，其用作每个负载框架中间部分的支撑件。在移动起重机的运行期间，将来自负载框架的各反作用力传递至导轨(6)，然后在构建新节段的期间将力直接传递至两个外侧腹板(9a，9c)。另外，负载框架被构建为使得它们能支撑所需的载荷而无需撑紧它们之间的结构。
注意：尽管本说明书已着重于悬臂结构具有两个或更多个纵向腹板的实例，但是也可以将本发明的架空移动起重机和方法用于仅具有一个纵向腹板的结构。在这种情况下，两个负载框架的近端被紧固于同一腹板，并且负载框架向外张开以便按照与具有多于一个纵向腹板的结构相同的方式允许进入下一段的构建容积。
然而先前的移动起重机包括在单个结构中被撑紧在一起的若干相对轻的负载框架，根据本发明的负载框架各自被分别构建成在浇注混凝土时支撑模架和混凝土的垂直载荷，但也抵抗由于例如风或构建进程中所引起的非垂直载荷而对其施加的任何旋转力或扭力。例如，通过将各负载框架的每一个构建为如图5中部分示出的三维三角形结构来达到这种强度。注意：仅以部分绘出的元件示出该结构以便简化图。此外，尽管其他图未显示出负载框架的详细结构，但应当理解的是涵盖了能承载垂直负载力以及任何潜在的旋转力或扭力的这种结构(例如桁架和/或支架的三角形结构)。
当负载框架被安装在它们的操作位置中时，负载框架伸出超过待构建的下一段，但是以相对于纵向轴线或该结构的角度旋转而使得基本上框架没有任何部分处于下一构建段的主承载区域(2)的正上方。将每个负载框架以相对于桥面结构的纵向轴线的张开角度进行安装并且使移动起重机构件不在结构的下一段的主承载部分的上方，意味着：用于这些承载部分(腹板、顶板和底板)的钢筋元件、还有用于桥面板(1)或桥面的中央部分的钢筋元件可以预制并且被定位(例如通过吊机从桥面下降)在构建容积中，由此节省在浇注混凝土之前就地组装钢筋的大量时间。
通常针对正构建的每个具体结构设定一次负载框架的角度位置。例如，对于图2至6中所描绘的桥而言，如果桥的横截面在正被模铸的各段之间变化不明显，那么可将负载框架旋转至它们的正确位置然后紧固在导轨(6)上以及下侧大梁(8)上的适当位置处。然后随着准备好每个新的构建段，移动起重机在其负载框架处于张开定向的情况下向前移向其下一段上方的位置。然而，也可以在其宽度沿其长度变化的结构的构建中使用同样的布置，并且除了初始定位之外在构建期间采取负载框架的角度定位。

Claims (9)

1. 一种用于支撑被部分完成的、伸长的悬臂结构的下一构建段(7)的设备，
所述伸长的悬臂结构包括主纵向承载区域(2)，所述主承载区域(2)包括一个或多个纵向承载腹板元件(9)，
所述设备包括用于支撑所述下一构建段(7)的重量的至少一对纵向负载框架元件(3)，每个所述纵向负载框架元件(3)包括用于延伸越过所述下一构建段的远侧部分、用于在由所述一个或多个纵向承载腹板元件(9)之一支撑的点处紧固于所述被部分完成的悬臂结构的完成部分(12)的近侧部分、以及所述近侧部分与所述远侧部分之间的中间部分，
其特征在于，所述设备还包括：
对于每个所述纵向负载框架元件(3)而言的定向调节装置(4)，其用于使所述每个纵向负载框架元件(3)定向为张开定向，从而使得每个所述纵向负载框架元件(3)的远侧部分被定位成支撑所述下一构建段(7)的重量、但不位于所述下一构建段(7)的所述一个或多个纵向承载腹板元件(9a，9b，9c)的正上方。
2. 根据权利要求1所述的设备，还包括：对于每个所述纵向负载框架元件(3)而言的可调节支撑装置(8)，其用于以可调节方式支撑采取所述张开定向的所述每个纵向负载框架元件(3)的中间部分。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述定向调节装置包括旋转装置(4)，所述旋转装置(4)允许所述每个纵向负载框架元件(3)绕着基本上竖直轴线旋转。
4. 根据权利要求1至3中的一项所述的设备，其中，所述可调节支撑装置包括：
横向负载梁(8)，其用于将在构建所述下一构建段(7)的过程中所引起的负载力传递至所述被部分完成的悬臂结构的完成部分(12)的所述一个或多个纵向承载腹板元件(9)。
5. 根据权利要求4所述的设备，还包括：安装装置，其在由所述完成部分(12)的所述一个或多个纵向承载腹板元件(2)支撑的安装点处将所述横向负载梁(8)紧固到所述被部分完成的悬臂结构的完成部分(12)上。
6. 根据权利要求4或权利要求5所述的设备，还包括：对于每个所述纵向负载框架元件(3)而言的可调节支撑装置，其用于将所述每个负载框架元件(3)的所述中间部分支撑在所述横向负载梁(8)上的可调节位置。
7. 根据前述任一项权利要求所述的设备，其中，每个所述纵向负载框架元件(3)被构建为使其各自能抵抗在构建所述伸长的悬臂结构期间所引起的旋转力或扭力而无需被撑紧至另一个负载框架元件(3)或其他负载框架元件(3)之一上。
8. 一种构建被部分完成的、伸长的悬臂结构的下一构建段的方法，
所述伸长的悬臂结构包括主纵向承载区域(2)，所述主承载区域(2)包括一个或多个纵向承载腹板元件(9)，所述方法包括下述步骤：
使用架空模板移动起重机，所述架空模板移动起重机包括用于支撑所述下一构建段(7)的重量的至少一对纵向负载框架元件(3)，每个所述纵向负载框架元件(3)包括用于延伸越过所述下一构建段的远侧部分、用于在由所述一个或多个纵向承载腹板元件(9)之一支撑的点处紧固于所述被部分完成的悬臂结构的完成部分(12)的近侧部分、以及所述近侧部分与所述远侧部分之间的中间部分，
在由所述一个或多个纵向承载腹板元件(9)之一支撑的点处，将每个所述至少一对纵向负载框架元件(3)的近侧部分紧固于所述被部分完成的悬臂结构的完成部分(12)上，
所述方法的特征在于还包括下述步骤：
将每个所述纵向负载框架元件(3)的张开角度定向设定为：使得所述每个纵向负载框架元件(3)的远侧部分被定位成支撑下一构建段(7)的重量、但不位于所述下一构建段(7)的所述主承载区域(2)的正上方。
9. 根据权利要求8所述的方法，还包括：对于所述悬臂结构的每个下一构建段(7)而言，使所述至少一对纵向负载框架元件(3)行进，从而使得所述纵向负载框架元件的远端伸出到将要构建的所述每个下一构建段(7)的区域上方的步骤。
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