专利名称：弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法技术领域本发明属于超高层建筑全封闭施工模板技术，用于超高层建筑物结构施工，并提 供全封闭围护，降低工程施工造成的声、光、尘污染，防止高空坠落。建筑施工围护技术一般和模板施工技术组合在一起。在多层和高层建筑中，普遍 采用落地脚手架和挑排脚手架配合密目网组成围护体系。而在高层和超高层建筑施工中，传统的模板施工技术，例如电动脚手架、液压爬模 系统，其围护多采用绿网或钢丝网，很少有全封闭围护的先例。传统的模板体系很难满足全 封闭施工要求。其中，如图1所示，电动脚手架的主体结构采用圆管构件，除底层设置底部桁架17 连接外，其余各层构件间均为直角连接，未形成空间桁架体系，因此，整体性和刚度较弱。由 于结构刚度弱等缺陷，在全封闭围护的条件下，难以抵抗巨大的风荷载，最终出现结构破 坏，无法满足超高层建筑的施工要求。其中，如图2所示，液压爬模系统包括施工操作架1、和设备操作架2等。施工操 作架I主要构件均为直角连接，其主操作平台18如图2所示，由于未采用空间桁架式主平 台及弓弦桁架，其整体性较差，同样无法抵抗巨大的风荷载，无法满足超高层建筑的施工要 求。此外，传统液压爬模系统由于梁高的限制，无法再混凝土梁上设置其预埋点和支撑点， 因此，难以在框架结构中应用。采用不透尘全封闭围挡(挡风系数为1. O)对模板体系意味着对结构受力起主导作 用的风荷载将增大至通常情况下(挡风系数为O. 3)的三倍多，这对模板体系设计来讲是根 本性的变更，传统模板体系是无法满足全封闭环境下的工作要求。而且传统模板体系的研 究均是围绕着如何降低风荷载影响，与现实要求刚好相反。传统的爬架系统部能满足全封闭施工的要求，其主要原因是悬臂段的高度太高， 造成现有电动脚手架的架体或者现有的液压爬模系统内的架体在风载荷作用下达到屈服。然而，有关模板体系全封闭施工的理论和施工技术研究少之又少，且传统模板体 系是无法满足全封闭环境下的工作要求。因此，需要在原有的模板体系基础上进行开拓创 新，研制开发新的结构体系，以满足全封闭施工的现实要求。
因此，如何提供一种整体性强、能够抵抗巨大的风荷载的弓弦桁架式全封闭液压 爬模系统及其使用方法本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。发明内容
本发明目的在于提供一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法，解决高 层建筑全封闭施工中模架难以承受巨大风载的技术问题，从而将全封闭围护引入到超高层 建筑施工领域，提升建设工地文明施工管理水平和整体形象，减少施工对市民生活的影响， 降低工程施工造成的声、光、尘污染。
本发明另外一个目的是实现液压爬架体系在框架结构(即框梁)中的应用，解决传 统液压爬架只能在剪力墙结构中应用的问题。
为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案
一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，设置于框梁或者剪力墙的外侧，包括
操作平台架体，其用于提供绑扎钢筋、模板施工和设备运行的操作平台，包括施工 操作架、设备操作架、桁架式承重架和弓弦桁架，所述施工操作架、桁架式承重架和设备操 作架由下至上依次设置并在三者的外侧设置不透尘围挡，所述弓弦桁架设置于桁架式承重 架的外侧，所述弓弦桁架包括中部桁架和两侧斜支撑，所述两侧斜支撑的一端分别连接至 所述中部桁架的外侧，另一端分别连接至所述施工操作架和所述设备操作架；
模板系统，其包括模板和模板滑移装置，所述模板滑移装置安装于所述操作平台 架体上，所述模板滑移装置用于驱动模板移动；
爬升机械系统，其包括附墙装置和导轨，所述附墙装置用于将所述操作平台架体 与所述框梁或者剪力墙固定连接，所述导轨在所述操作平台架体爬升时起到导向的作用， 所述导轨和所述操作平台架体分别能够与所述附墙装置可拆卸式连接；
液压动力系统，其用于实现电能-液压能-机械能的转换，用于轮流驱动操作平台 架体和导轨上升；以及
自动控制系统，其与所述液压动力系统连接，用于控制液压动力系统驱动操作平 台架体或导轨。
优选的，所述液压动力系统包括电动泵站和液压千斤顶，所述电动泵站与所述液 压千斤顶通过油管连接，所述爬升机械系统还包括防坠机构，所述防坠机构包括上防坠器 和下防坠器，所述液压千斤顶的一端经所述下防坠器能够与所述导轨可拆卸式连接，所述 液压千斤顶的另一端经所述上防坠器与所述操作平台架体连接，所述上防坠器能够与所述 导轨可拆卸式连接，且所述上、下防坠器均能够沿着所述导轨滑动。
优选的，在上述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统中，所述附墙装置包括附墙支 座和带有承重销轴的附墙靴，所述附墙支座和框梁或者剪力墙固定连接，所述附墙支座与 所述附墙靴固定连接，所述桁架式承重架的内侧设有具有承重挂钩的承重块，所述承重挂 钩与所述承重销轴相匹配。
优选的，在上述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统中，所述爬升机械系统还包括 承重支架，所述承重支架分别与所述承重块、设备操作架以及弓弦桁架固定连接，所述液压 千斤顶的另一端与承重块固定连接，所述承重支架的下端设有带有滚轮的连接螺杆，所述 连接螺杆能够和位于附墙装置下方的框梁可拆卸连接，所述滚轮能够沿所述导轨滚动。
优选的，在上述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统中，所述桁架式承重架包括两 片第一祐1架架片、若干第一上横向连杆、若干第一下横向连杆和若干第一横向斜撑，所述若 干第一上横向连杆和若干第一下横向连杆上下对应间隔设置于所述两片第一桁架架片之 间，所述第一横向斜撑连接于对应的第一上、下横向连杆的非同侧端，且相邻的第一横向斜 撑方向相对。
优选的，在上述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统中，每片所述承重桁架架片包 括第一上弦杆、第一下弦杆、若干第一立杆以及若干第一纵向斜撑，所述第一上弦杆、第一 下弦杆平行设置，所述若干第一立杆间隔设置，所述若干第一立杆的两端分别和所述第一上弦杆、第一下弦杆垂直连接，所述第一纵向斜撑连接于相邻的第一立杆的非同侧端，所述 中部桁架包括两片第二桁架架片、若干上第二横向连杆、若干第二下横向连杆，所述若干第 二上横向连杆和若干第二下横向连杆上下对应间隔设置于所述两片第二桁架架片之间。
优选的，在上述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统中，每片所述第二桁架架片包 括第二上弦杆、第二下弦杆、若干第二立杆以及若干第二纵向斜撑，所述第二上弦杆、第二 下弦杆平行设置，所述若干第二立杆间隔设置，所述若干第二立杆的两端分别和所述第二 上弦杆、第二下弦杆垂直连接，所述第二纵向斜撑连接于相邻的第二立杆的非同侧端。
本发明还公开了一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的使用方法，用于在剪力墙 的外侧进行施工，采用如上所述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，所述使用方法包括如 下步骤
步骤1:浇捣第N层楼板及梁；
步骤2 :养护混凝土期间，绑扎N+1层结构钢筋；
步骤3 :第N层外框梁混凝土养护等强后，拆模，同时安装附墙装置；
步骤4:液压顶升导轨一个层高，将导轨固定于附墙装置上，解除操作平台架体和 附墙装置之间的连接；
步骤5 :液压顶升操作平台架体一个层高，由N层爬升至N+1层，将操作平台架体 固定于附墙装置上，解除导轨和附墙装置之间的连接；
步骤6 :先清理模板，安装爬架预埋螺杆，测量定位校正立模；再进入N+1层结构施 工流程。
本发明还公开了一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的使用方法，用于在结构框 架的外侧进行施工，采用如上所述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，所述使用方法包括 如下步骤
步骤1:浇捣第N结构段结构混凝土 ；
步骤2 :养护混凝土期间，绑扎N+1层结构钢筋；
步骤3 :第N结构段混凝土养护等强后，拆模；同时安装附墙装置；
步骤4:液压顶升导轨一个层高，将导轨固定于附墙装置上，解除操作平台架体和 附墙装置之间的连接；
步骤5 :液压顶升操作平台架体一个层高，由N段爬升至N+1段，将操作平台架体 固定于附墙装置上，解除导轨和附墙装置之间的连接；
步骤6 :先清理模板，安装爬架预埋螺杆，测量定位校正立模，再进入N+1段结构施 工流程。
本发明提供的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法，在操作平台架体内 设置桁架式承重架即空间桁架式主平台和弓弦桁架，相比现有的除底层设置桁架连接外其 余各层构件间均为直角连接的电动脚手架以及主要构件均为直角连接的施工操作架，一方 面，通过将空间桁架结构作为主平台结构，显著提高了结构刚度强，在全封闭围护的条件 下，能够抵抗巨大的风荷载，不会出现结构破坏，从而满足超高层建筑的施工要求。另一方 面，采用空间桁架作为爬架系统的主平台，并在桁架式承重架的外侧增加弓型桁架，有效降 低了操作平台架体的悬臂段的高度，且能够抵消操作平台架体的上下风载，实现操作平台 架体的自平衡，从而解决高层建筑全封闭施工中操作平台系统难以承受风载的技术问题。本发明主要应用于高层、超高层建筑结构全封闭施工中，对于其他类似工程同样适用。


本发明的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法由以下的实施例及附图全A屮 口 ED ο
图1是现有的电动脚手架的结构示意图2是现有的液压爬模系统的结构示意图3是本发明一实施例的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的结构示意图4是本发明一实施例的操作平台架体和框梁的配合示意图5是本发明一实施例的操作平台架体的局部示意图6是本发明一实施例的桁架式承重架的立体示意图7是本发明一实施例的承重支架和标准层高框梁之间的连接示意图8是本发明一实施例的承重支架和非标准层高框梁之间的连接示意图9是本发明另一实施例的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的结构示意图中，1-施工操作架、2-设备操作架、3-桁架式承重架、31-第一桁架架片、311-第 一上弦杆、312-第一下弦杆、313-第一立杆、314-第一纵向斜撑、32-第一上横向连杆、 33-第一下横向连杆、34-第一横向斜撑、35-承重块、351-承重挂钩、4-弓弦祐1架、41-中部 桁架、42-斜支撑、5-模板、6-模板滑移装置、7-附墙装置、8-导轨、9-液压千斤顶、10-附 墙装置、101-附墙支座、102-附墙靴、121-承重销轴、11-承重支架、12-上防坠器、13-下防 坠器、14-预埋螺杆、15-框梁、16-连接螺杆、17-底部桁架、18-主操作平台、19-剪力墙、 20-钢筋。

以下将对本发明的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法作进一步的详 细描述。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的
作 进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方 便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
请参阅图3至图8，这种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，设置于框梁15即框架结 构的外侧，包括
操作平台架体，其用于提供绑扎钢筋、模板5施工和设备运行的操作平台，包括施 工操作架1、设备操作架2、桁架式承重架3和弓弦桁架4，所述施工操作架1、桁架式承重架 3和设备操作架2由下至上依次设置并在三者的外侧设置不透尘围挡(未标示)，所述弓弦 桁架4设置于桁架式承重架3的外侧，所述弓弦桁架4包括中部桁架41和两侧斜支撑42， 所述两侧斜支撑42的一端分别连接至所述中部桁架41的外侧，另一端分别连接至所述施 工操作架I和所述设备操作架2 ；
模板系统，其包括模板5和模板滑移装置6，所述模板滑移装置6安装于所述操作 平台架体上，所述模板滑移装置6用于驱动模板5移动；
爬升机械系统，其包括附墙装置7和导轨8，所述附墙装置7用于将所述操作平台 架体与所述框梁固定连接，所述导轨8在所述操作平台架体爬升时起到导向的作用，所述 导轨8和所述操作平台架体分别能够与所述附墙装置可拆卸式连接；
液压动力系统，其用于实现电能-液压能-机械能的转换，用于轮流驱动操作平台 架体和导轨8上升；
以及自动控制系统，其与所述液压动力系统连接，用于控制液压动力系统驱动操 作平台架体或导轨8。
本实施例，通过设置桁架式承重架3并在桁架式承重架3的外侧增加弓型桁架40， 一方面，显著提高了结构刚度强，在全封闭围护的条件下，能够抵抗巨大的风荷载，不会出 现结构破坏，从而满足超高层建筑的施工要求；另一方面，有效降低了操作平台架体的悬臂 段高度H (悬臂段高度可以从Sm降为6m)，如图3所示，且能够抵消操作平台架体的上、下 风载，实现操作平台架体的自平衡，从而解决高层建筑全封闭施工中操作平台系统难以承 受风载的技术问题。
本实施例中，所述桁架式承重架3的桁架截面尺寸为1120x2000mm，而传统液压爬 模系统的主平台是由三根175mm x250mm H型钢与平台板铰接组合,相比之下,空间祐1架可 明显增大位于桁架式承重架3的上方的架体即施工操作架I的整体刚度，同时有效减小了 操作平台架体的悬臂高度。此外，其长度可以采用模数组拼设计来满足单元宽度要求。
较佳的，在本实施例中，所述桁架式承重架3包括两片第一桁架架片31、若干第一 上横向连杆32、若干第一下横向连杆33和若干第一横向斜撑34,所述若干第一上横向连杆 32和若干第一下横向连杆33上下对应间隔设置于所述两片第一桁架架片31之间，所述第 一横向斜撑34连接于对应的第一上、下横向连杆32、33的非同侧端，且相邻的第一横向斜 撑34方向相对，即不是平行的。
较佳的，在本实施例中，每片所述承重桁架架片31包括第一上弦杆311、第一下弦 杆312、若干第一立杆313以及若干第一纵向斜撑314，所述第一上弦杆311、第一下弦杆 312平行设置，所述若干第一立杆313间隔设置，所述若干第一立杆313的两端分别和所述 第一上弦杆311、第一下弦杆312垂直连接，所述第一纵向斜撑314连接于相邻的第一立杆 313的非同侧端。
所述第一桁架架片31可以根据工程需要分为3. 3m、5. 4m等不同长度的架片，作为 重复周转应用部件，每个第一桁架架片31的第一立杆313跨距一般为1. Sm,高度2m。两片 第一桁架架片31之间设置用于搁置钢板或胶合板的方管，从而形成走道板，作为主操作平 台18。
较佳的，在本实施例中，所述中部桁架41和所述桁架式承重架3的结构类似，相比 少了第一横向斜撑34，未进行图示，具体包括两片第二桁架架片、若干上第二横向连杆、若 干第二下横向连杆，所述若干第二上横向连杆和若干第二下横向连杆上下对应间隔设置于 所述两片第二桁架架片之间，弓弦桁架41的每片所述第二桁架架片包括第二上弦杆、第二 下弦杆、若干第二立杆以及若干第二纵向斜撑，所述第二上弦杆、第二下弦杆平行设置，所 述若干第二立杆间隔设置，所述若干第二立杆的两端分别和所述第二上弦杆、第二下弦杆 垂直连接，所述第二纵向斜撑连接于相邻的第二立杆的非同侧端。
较佳的,在本实施例中，所述液压动力系统包括电动泵站(未标示)和液压千斤顶9，所述电动泵站与所述液压千斤顶9通过油管连接，所述爬升机械系统还包括防坠机构， 所述防坠机构包括上防坠器12和下防坠器13，所述液压千斤顶9的一端经所述下防坠器 13能够与所述导轨8可拆卸式连接，所述液压千斤顶9的另一端经所述上防坠器12与所述 操作平台架体固定连接，所述上防坠器12能够与所述导轨8可拆卸式连接，且所述上、下防 坠器12、13均能够沿着所述导轨8滑动。所述上、下防坠器12、13具有卡爪(未图示)和用 于转动卡爪的手柄(未图示)，所述导轨上设有与所述卡爪相匹配的卡孔，通过转动手柄可 以使得卡爪伸入卡孔内或从卡孔中移开。
所述液压千斤顶9是单向的，可伸缸和缩缸，通过伸缸和缩缸交替实现导轨或者 操作平台架体的爬升。所述上、
具体的，需要爬升导轨8时，将操作平台架体与附墙装置10固定连接，所述下防坠 器13与所述导轨8固定在一起，所述液压千斤顶9缩缸，提升导轨8 ;滑到位后，所述上防 坠器12与所述导轨8固定，所述下防坠器13松开导轨8，所述液压千斤顶9伸缸，所述下防 坠器13沿导8下移到位后与导轨8相固定，上防坠器13松开导轨8，液压千斤顶9又开始 缩缸，由此逐渐提升导轨8。
需要爬升操作平台架体时，所述导轨8与附墙装置10固定连接，操作平台架体和 附墙装置10分离，所述液压千斤顶9伸缸，带动操作平台架体爬升；顶升到位后，上防坠器 12与导轨8固定；液压千斤顶9缩缸，下防坠器13沿导轨8上移到位后固定所述导轨8，上 防坠器12松开导轨8，液压千斤9顶又开始伸缸，由此逐渐提升操作平台架体。
较佳的，在本实施例中，所述附墙装置10包括附墙支座101和带有承重销轴121 的附墙靴102，所述附墙支座101可以通过预埋杆14和框梁15固定连接，所述附墙支座101 与所述附墙靴102固定连接，所述桁架式承重架3的内侧设有具有承重挂钩351的承重块 35，所述承重挂钩351与所述承重销轴121相匹配。
较佳的，在本实施例中，所述爬升机械系统还包括承重支架11，所述承重支架11 分别与所述承重块35、设备操作架2以及弓弦桁架4固定连接，所述液压千斤顶9的另一 端与承重块35固定连接，所述承重支架11的下端设有带有滚轮(未图示)的连接螺杆16， 所述连接螺杆16能够和位于附墙装置10下方的框梁可拆卸连接，所述连接螺杆16根据需 要和位于附墙装置10下方的框梁可拆卸连接，旋转所述连接螺杆16，可以使得连接螺杆16 从框梁15处缩回，从而不阻碍操作平台架体的爬升，所述滚轮能够沿所述导轨滚动，进一 步起到了限位和导向的作用。
本发明中，附墙装置10和框梁15的连接处为支撑点，连接螺杆16与框梁15的连 接处为反支点，通过采用桁架式承重架3，加大了支撑点和反支点之间的力臂，实现了液压 爬模系统在框架结构中的应用。本实施例对应标准层高的框梁的支撑点和反支点的连接方 式，如图7所示。
对于非标准层高的框梁，即净层高D大于下支点距上框梁梁底跨距(即下图中 D>D1)的框梁，可以下框梁15上设置混凝土牛腿来实现连接螺杆16和下框梁15的连接，如 图8所示。
本实施例还公开了一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的使用方法，用于在结构 框架的外侧进行施工，采用如上所述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，所述使用方法包 括如下步骤
步骤1:浇捣第N层楼板及梁；
步骤2 :养护混凝土期间，绑扎N+1层结构钢筋(未图示);
步骤3 :第N层外框梁混凝土养护等强后，拆模，同时安装附墙装置10 ；
步骤4 :液压顶升导轨8—个层高后，将导轨8固定于附墙装置10上，解除操作平 台架体和附墙装置10之间的连接。此外，在后续的N+1层以上结构施工过程中可以拆除最 下方的附墙装置10，以备下次使用；
步骤5 :液压顶升操作平台架体一个层高，由N层爬升至N+1层，将操作平台架体 固定于附墙装置10上，解除导轨8和附墙装置10之间的连接；
步骤6 :先清理模板5，安装爬架预埋螺杆14，测量定位校正立模，所述测量定位校 正立模，是指经过测量对模板5的位置进行校正并模板5进行固定；再进入N+1层结构施工 流程。
实施例二
请参阅图9，本实施例的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统与实施例一的区别在于 弓弦桁架式全封闭液压爬模系统设置于剪力墙的外侧，所述附墙装置设置于所述剪力墙的 外侧。
请继续参阅图9，本实施例还公开了一种弓弦桁架式全封闭液压爬模系统的使用 方法，用于在剪力墙的外侧进行施工，采用如上所述的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统，所 述使用方法包括如下步骤
步骤1:浇捣第N结构段结构混凝土 ；
步骤2 :养护混凝土期间，绑扎N+1段结构钢筋20 ；
步骤3 :第N结构段混凝土养护等强后，拆模；同时安装附墙装置10 ；
步骤4 :液压顶升导轨8—个层高，将导轨8固定于附墙装置10上，解除操作平台 架体和附墙装置10之间的连接，此外，在后续的N+1层以上结构施工过程中可以拆除最下 方的附墙装置10，以备下次使用；
步骤5 :液压顶升操作平台架体一个层高，由N段爬升至N+1段，将操作平台架体 固定于附墙装置10上，解除导轨8和附墙装置10之间的连接；
步骤6 :先清理模板5，安装爬架预埋螺杆14，测量定位校正立模，再进入N+1段结 构施工流程。
综上所述，本发明提供的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法，在操作 平台架体内设置桁架式承重架即空间桁架式主平台和弓弦桁架，相比现有的除底层设置桁 架连接外其余各层构件间均为直角连接的电动脚手架以及主要构件均为直角连接的施工 操作架，一方面，通过将空间桁架结构作为主平台结构，显著提高了结构刚度强，在全封闭 围护的条件下，能够抵抗巨大的风荷载，不会出现结构破坏，从而满足超高层建筑的施工要 求。另一方面，采用空间桁架作为爬架系统的主平台，并在桁架式承重架的外侧增加弓型桁 架，有效降低了操作平台架体的悬臂段的高度，且能够抵消操作平台架体的上下风载，实现 操作平台架体的自平衡，从而解决高层建筑全封闭施工中操作平台系统难以承受风载的技 术问题。本发明主要应用于高层、超高层建筑结构全封闭施工中，对于其他类似工程同样适 用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型 在内。


本发明提供的弓弦桁架式全封闭液压爬模系统及其使用方法，在操作平台架体内设置桁架式承重架即空间桁架式主平台和弓弦桁架，一方面，采用桁架式承重架作为主平台结构，显著提高了结构刚度强，在全封闭围护的条件下，能够抵抗巨大的风荷载，不会出现结构破坏，从而满足超高层建筑的施工要求。另一方面，采用空间桁架作为爬架系统的主平台，并在桁架式承重架的外侧增加弓型桁架，有效降低了操作平台架体的悬臂段的高度，且能够抵消操作平台架体的上下风载，实现操作平台架体的自平衡，从而解决高层建筑全封闭施工中操作平台系统难以承受风载的技术问题。