专利名称：制造结构梁的模板的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造用于建筑物或建筑物地基的混凝土结构梁例如地梁、空中梁或类似结构件的方法和装置。
在筑造建筑物的地基时，将混凝土地梁与打入地下的混凝土桩相连接是一种人所共知的方法，用该方法可为后来的建筑作业提供良好的基础支承。在打地基时，将混凝土制的并在其内部嵌有粗金属加强筋的桩或支柱打入地下尽可能深的位置。在地质不是十分坚实的部位，混凝土桩要一直打到其端头穿过较坚固的土层内。混凝土桩完全打入后，在其上端安上桩帽，并将端头砸开，露出裂开的端部。然后，就在混凝土桩之间造出混凝土地梁将两桩连接，该地梁的宽度和深度取决于要在地基上建造的建筑物的类型。
按照惯例，先挖出的一条地沟，在地沟的底部衬垫一层干贫混凝土，这是为模型制梁提供良好表面并在制梁时保护地梁时所必需的。然后由木工在两桩之间的地沟底部竖起木质模板和支撑，以便为制造地梁构成一个模型或模板，该模型包括地沟内垫有干贫混凝土的底部和两个由模板形成的侧壁。模板要涂上分离油，以利随后拆除模板。在地沟底部的活动垫块上放置钢筋骨架，该钢筋骨架是一种横截面大致为矩形的结网金属骨架，它沿地沟的长度摆在两模板的侧壁内。采用垫块使钢筋骨架提起在地沟底部的上方，以保证钢筋置于地梁之内不致暴露在湿气中。钢筋骨架的两端与混凝土桩凸出来的加强筋的末端相衔接。装好钢筋骨架后，将混凝土灌入制好的模型内，待混凝土固化后，将模板拆除，下次再用。拆除模板后剩余的地沟容积用惰性材料填充起来。
这种制造地梁的方法有许多缺点，主要是存在许多与必须挖掘的土方量有关的问题。为了在地沟内有足够的空间来提供足够的支撑和支承以便在灌入混凝土时模板能坚持挺住，所挖地沟的宽度至少必须等于地梁宽度的三倍。这样大的空间也是为了便于木工竖立模板和地梁固化后拆除模板。挖掘不必要的土方量既费时又费工，还造成多余土方的堆放和处理的问题。这一“去除软土”的问题越来越变得重要，因为难于找到堆放剩土的地方，运输多余土方的成本也高，而且，由于挖出的土的体积都变大了，所以问题就更加严重。另外，在地梁固化后，地沟内拆除模板留下的剩余的空间要用惰性材料再加填起来。
而且，上述用制造木质模板来制造地梁的普通方法是十分费工时的。由于要耗费大量的木质模板(包括在模型内表面镶贴塑料或金属的木材)，故常常在一次只能造出纵长地梁的一小段。灌入混凝土后要等24小时，让混凝土固化，然后将模板拆除，并为制造地梁的下一段重新组装起来。这不仅大大延长筑造地基的时间，而且使制成的地梁至少带有一个“冷接头”，这就使地梁在结构上不大健全。另外，制模板的工作是一项技术性强的工作，一般要求由技术熟练的模板木工来做。
在采用普通方法制造空中梁时也同样存在上述的进度缓慢和技术复杂的问题。在普通方法中，空中梁是围绕建筑物的金属梁杆包上混凝土而制成的，混凝土也是灌入类似于制造地梁所用的木质模板所构成的模型内。而且必须提供一个较宽的平台以支撑空中梁周围的模板。
有关制造地梁所存在的问题，在欧洲专利EP 0141465中某种程度地涉及到。该专利公开了一种建造地基的方法，它采用一种模板组件，该组件包括一个由四个侧壁和一个底部组成的聚苯乙烯盒，并在其中置入钢筋骨架，在混凝土固化后，上述聚苯乙烯盒留在原位包着地梁。
采用了一种在混凝土固化后留在原位的易处理的模板，那么地沟就可在灌入混凝土前直接回填起来，在灌入混凝土时，回填料就有力地支撑着模板的侧壁，使之不致外移。采用回填料支撑模板壁也意味着地沟不用挖到比地梁宽许多的程度，从而减少了所挖土方的量，节约了挖掘、堆放和运走软土的工时和费用。所用的回填材料的量也比普通方法要少，因此，如果使用特殊的惰性材料的话，这又节约了费用。
在早期对地沟回填，也使混凝土充满模板变得容易，而且不需要提供另外的工作平台或其他类似场地。
EP 0141465的模板组件有一系列缺点，尤其在稳定性和方便使用方面存在问题。为了使该模板组件得到足够的支撑，以便在回填时它能竖立起来并保持其形状，将钢筋骨架安置在盒内的垫块上，并用拉紧线捆扎使之离开盒的四壁和底部。即使采用这种拉紧方法，模板组件也不是特别稳定。尤其是在回填时更是这样，而且捆绑模板组件也是一项棘手而又费时的工序。另外，使用尺寸固定的聚苯乙烯盒明显降低了该结构在制造不同长度和宽度的地梁时的适应性。为了制造长度等于盒长两倍的地梁，就必须使用两个彼此相接的盒，这就会得到长度断开的地沟。
按照本发明的一个方面，提供一种制造用于建筑物或建筑物地基的结构梁的方法，该方法包括制造一种带有两侧壁用以构成梁的模型的模板，其特征在于，该模板含有至少两个预制的可自行直立而相对排列的零件，每个零件都有一侧壁并带有一个从侧壁向外延伸的支脚。本方法还包括使支脚稳定以便使上述零件保持其位置，从而可灌入混凝土并让其固化。
在制造地梁的情况下，上述方法包括挖一条地沟、并将模板零件在地沟中定位，从而使每个零件的支脚从各自侧壁向外延伸至邻近的地沟壁，将回填材料放到支脚上至少填充模板侧壁与邻近地沟壁之间的部分容积，填好回填材料后，将混凝土灌入模型中，并让其固化，而模板则永久地留在原位，包围着固化的混凝土。
使用带有两个自行直立的预制零件的模板以构成地梁模型的方法比现有技术的方法有着许多极其重要的优点，这表现在组装工时和成本、制造成本以及灵活性诸方面。模型零件的定位很容易做到，并有多种方法获得其稳定性，例如，将回填材料放到支脚上，压紧每个零件;采用穿过支脚的路桩或类似零件来固定支脚;或者在支脚的端部加一垫块阻止模型零件移动。在这些情况下都不用复杂的支撑。
使用与模型零件构成整体的支脚意味着每个零件都可快速而简易地定位，而且，由于不需要另加支撑，故可做成没有阻隔的模型，这样，如果需要的话，一个人可在模型内工作。
如果与上述的现有技术的盒式结构相比较，采用独立相对而又自行直立的零件构成地梁模型也可以使制造、运输和存放都变得容易了。模型没有端壁，意味着钢筋骨架可以方便地从零件之间的中心区连续延伸到混凝土桩附近以便同桩内伸出的加强筋连接起来。
在制造地梁的情况下，最初放入到支脚上的回填材料将压紧支脚并使之稳定，这将在进一步填充该材料以及随后灌入混凝土时对零件侧壁提供良好的支承或固定。在最初回填之后，在进一步填充和浇灌混凝土之前，模板的位置可以方便地进行微调。只要模型侧壁与地沟侧壁之间的剩余容积在浇灌混凝土前就填充起来，最佳模板的稳定性可能不必要了，尤其是采用例如打入路桩(见下面叙述)来提供的附加支承更不必要。
所采用的预制模板在地梁制成后留在原位，故可更容易在一次便制成完整的地梁，不需要拆除模板，也不需要再组装支承组件。因此，本发明的方法特别适用于制造整体的连接两根或多根地桩的地梁，而不会出现诸如冷结点之类的问题，而且缩短了建造地梁所需的时间。另外，利用本发明的简单结构的功能，可沿地沟的长度排列两行相对的模板零件，从而构成所要求的长度不断开的模型。每个零件的两端最好设有榫舌和凹槽，以便使一行模板零件可配套接合。
本发明的方法也适用于在另一种情况下建造地梁或在地面上和地沟外建造类似结构件，这种情况就是不需要完全的回填，只用少量的回填料放在模板支脚上以助稳定模板。
该方法还可用于制造包围着组成地面上建筑物的骨架的梁杆的空中梁，在此情况下，模板可以围绕梁杆定位在距地面一定高度的平台上。为使模板稳定，最好用路桩或用垫块或横挡固定在支脚一端的平台上，以便阻止模板侧向移动。
在上述这些制造地面上的结构梁的情况下，模板可以按照要求留在原位或者拆除。
在一个具体的最佳实施例中，每个模板零件有一个从其侧壁向内延伸的支脚，因此，在使用中由两个模板零件构成一个整体的模板具有一个形似内U形的横截面，它有两个侧壁和一个不渗水的底部。设置一个底部作为模板的一部分，意味着地沟底部表面不用舖上一层干贫混凝土。本方法是在地沟底部衬上一层砂子，因而明显降低成本。另外，本实施例的模板零件具有大致为倒T字形的横截面，因此，当它放在一定位置上时由于其形状的十分自然的特性而显得特别稳定。最好将每个零件或其中一个零件设计成非对称的T字形，这样就可根据两个零件的不同排列而构成不同内宽度的模板。
另一种方法，即除了由向内延伸的支脚构成模板的底部外，还可在两个相对的模板零件之间放置一个单独的底部，以调整模板的宽度。
本发明方法还有一个步骤，即在侧壁的顶部之间放置一个或多个限动条或顶撑，以便对侧壁提供初步的附加支撑，尤其是在要用回填材料使模板零件稳定的情况下更是需要的。这些附加支撑在混凝土固化后便可拆去，不成为地梁的一部分。
也可通过模板零件的底部打入地桩，以便对侧壁提供初步的附加支撑。
本发明的另一方面是提供一种具有两个侧壁的模板。在使用时，两侧壁组成一个用来制造建筑物或建筑物地基用的结构梁的模型，其特征在于，模板至少包括两个预制的可自行直立而相对排列的独立零件，每个零件包括一侧壁，并带有与之整体构成的支脚，从各自侧壁向外延伸。
按照前面所述的原因，本发明的模板在用来制造地梁或类似构件时使用回填材料的情况下是特别稳定的，因为回填材料压住支脚并使每个零件固定在其位置上。因此，每个零件的支脚有一个向外延伸的部分，用以构成一凹槽部分或承接回填材料的部分。
每个模板零件的支脚最好也从各个侧壁向内延伸，使每个零件就具有一个大致为T字形的横截面。如前所述，两个相对的零件在使用时可构成一个带有不渗水的底部的模板。在另一种情况下，每个零件可以具有一个简单的L形横截面。
每个零件或其中一个零件最好设计成带有一个非对称的T字形横截面。
每个零件最好带有与侧壁连成整体并位于侧壁与支脚之间的支撑腹板，该腹板对侧壁提供额外的支撑和刚性。
每个支脚的向内延伸部分最好用整体的垫块预先制成，钢筋骨架可放置在它上面。这样就不需要加活动的垫块，也就不存在在制造地梁时要保持垫块牢靠的问题。这种整体垫块可做成突起背脊形或做成由沟槽隔开的分块区域。
本发明的每一方面的模板零件可用混凝土制成，因为这是一种便宜的、容易制造而且可靠的结构。另一方面，也可用其他材料如塑料或金属。所选用的材料应能抵御湿气的影响，因为在许多年后，留在建筑物内或建筑物地基内的模板，可能暴露在湿气之中。
但是，在一个特别好的实施例中，模板零件采用轻质的泡沫塑料例如聚苯乙烯来制造，制造的方法是用例如普通的模压工艺。这种模板零件除了容易制造和成本较低外，还方便运输和定位，这就缩短了组装模板的时间。而且，这种模板可在工地上切开和加工成形，用于不同宽度的地沟，在斜角接头处可设置两个邻接的模板，以改变特殊地沟等的宽度。另外，用泡沫塑料例如聚苯乙烯制的模板比混凝土制品柔韧而且刚性较小，因此，模板留在地基原位后，可以伴随地基的移动而弯曲或挠曲，这就减少了模板开裂的现象，并具有更好的抗湿性能和更好的耐风蚀性。当泡沫塑料模板留在原位包围着地梁时，也产生一种有利的绝热作用。
从再一方面来看，本发明还包含一个用泡沫塑料例如聚苯乙烯模压制成的模板零件，用来制造建筑物或建筑物地基用的结构梁，其特征在于，与侧壁整体形成的支脚至少沿垂直于侧壁的方向向外延伸，该支脚有一个凹入部分或用来承接回填材料的部分，以便在使用中固定上述模板零件，这种零件也可以有一个沿相反方向延伸的支脚部分，以便在使用中构成模型的底部。
下面仅通过实例并参考附图阐述本发明的实施例，附图中
图1～图3说明制造地梁的普通方法，示出地沟、模板和地梁的横截面图;
图4～图7说明按照本发明的一个实施例制造地梁的方法和装置，示出了地沟、模板和所制地梁的横截面图;
图8是图4～7的模板的侧视图或横截面图;
图9是图4～7的模板的透视图;
图10和图11分别是本发明的另一种模板零件的侧视图和透视图。
参看图1～3。制造地梁的普通方法是先挖出一条地沟1，该地沟的高度与所制地梁的高度大致相同，但其宽度约为所制地梁的三倍。然后，在地沟底部舖上一层干贫混凝土混合物并捣实之。一般来说，要制成一个横截面尺寸为6m×6m的地沟，就要挖出一条尺寸约为6.5m×20m的地沟，地沟底部要衬上0.05m厚的干贫混凝土。然后，木工就在地沟1的底部竖起层压模板和木质支撑，如图2所示。并且在形成模型4的模板3的内面涂上分离剂，以便灌入混凝土。在地沟1的底部安置若干根衬垫棒5，并将钢筋骨架6放在衬垫棒上。然后将混凝土7灌入模型4并让其固化，静置24小时后，将模板3拆除，并移到要制的地梁8的下一部分。一旦两个桩之间的地梁全长都制成，就用大量昂贵的惰性材料将地沟与地梁8之间的空间填起来。
如前所述，上述普通方法具有许多缺点，尤其是在要挖的地沟的尺寸方面、要用的回填材料的数量方面以及在制造地梁所花的时间方面，更是如此。
图4～9示出按本发明的实施例制备地梁的方法和装置。首先，挖出一条横截面尺寸与所制地梁大致相同的地沟10。一般说来，要制一根横截面尺寸为6m×6m的地梁，就要挖出一条高6.5m、宽9m的地沟。在地沟的底部舖上约0.05mm厚的砂子11，然后将预制的模板12置入地沟内。模板12(详见图8和9)包括两个在使用时彼此相对的非对称的倒“T”形零件14、15。这样形成的模板有一个内U形横截面和两个向外凸出的支脚或横挡16、17。在回填的时候，回填材料将落在这些支脚上，使组件稳固，这对整个侧壁18、19给予良好的支撑。向内伸凸的支脚部分16′、17′构成由零件14、15所组成的模型的底部。将零件14、15中的一个或两个反过来放，从而使支脚16、17中的一个或两个内向相对，并使相应的凸出部分16′和17′向外，就构成一个内部宽度减小的模板。其好处在于，可用同样形状的零件制成各种宽度不同的地梁。对于两桩之间的地沟的总长度可以采用任何数目的零件来包含，这些零件可在地沟内方便地现场组装。为了提供下一段的支承零件，可将若干个柱杆或路桩(未示出)通过底部打入地下，这些桩杆或路桩伸出地面，支撑并接合侧壁板18、19。在模板顶部放置一限动棒21，用来使侧壁18和19的顶部保持恒定间隔，在采用若干个侧壁板来包含地沟全长的场合下，可另外安置限动棒沿地沟长度方向跨接相邻侧壁板以提供附加的支撑。但是，这些附加的支撑并不是必不可少的。
装好模板后，将钢筋骨架22随意置于零件14与15之间的整体组成的垫块(未示出)上，并用回填材料24将地沟10的壁与侧壁18、19之间的空间填起来。由填充负荷使支脚16、17稳固所产生的支撑与限动棒21和柱杆(如果采用的话)所产生的支撑一起保证了模板在填充时保持其形状。
填充之后，便将混凝土23灌入由模板12构成的模型内并让其固化。此时，回填材料支撑着侧壁，而由限动棒21(如果用的话)提供的支撑就不再需要了，故可移去，以备下面再用。由于有回填材料24，也使人们在这一阶段能够容易地接近模板12。模板12可保留在原来位置。图7示出制成的地梁和模板的排列情况。
虽然图8所示的模板可用任何材料如混凝土、硬塑料或金属来制造，但是，最好采用泡沫塑料如聚苯乙烯来制造。
要在高于地面的位置制造结构梁时则将模板零件组合构成梁的模型，采用放置在支脚上的材料或任何其他的机构稳固模板，然后将混凝土浇入模型内并让其固化之。结构梁制成后，模板可按要求留在原来位置，或拆除。
图10和11示出按照本发明的一个最佳而特别稳定的实施例并可按上述实施例同样方式使用的一个非对称T形模板零件的侧视图和透视图。零件25包含与支脚27整体构成的侧壁26，支架27带有分别地向外和向内延伸的部分28、29。零件25还包括做成凹处的部分42、43，用来承接和容纳回填材料以便提高稳定性。还有做成凹坑的部分30～33，用来接纳回填材料，并形成一个薄弱位置，通过这些位置可打入路桩。零件25带有腹板支撑34～36，用来对侧壁26提供补充支承，零件25还带有用凹槽隔开的垫板37～39，用来支承地梁的钢筋骨架，这种设计由于具有内在的刚性和稳定性，故不需要采用限动棒来提供附加的支撑。
为了方便于相邻零件连接成行以便加强相邻的零件，每个零件都带有单独的榫舌40和凹槽41。
虽然零件25可用任何适宜的材料制造，但是，最好通过模压一种合适的泡沫塑料例如聚苯乙烯的方法来制成。为了加快组模过程，可将零件的在制造地梁时不使用的一侧做成凹处42。同理，将中部腹模支撑35分成两个平行的支撑45、46以便缩短组模时间，而且，在支撑45与46之间还有一个凹入部分47。另外，可在两个支撑45和46之间的底部做一个凹坑部分(未示出)，用来承接回填材料，并形成一个便于将路桩打入的薄弱位置。
权利要求
1.一种制造建筑物或建筑物地基的结构梁的方法，它包含提供一种带有两个用来构成梁的模型的侧壁的模板，其特征在于，所述模板包含至少两个预先制成的、可自行直立并相对排列的零件，每个零件有一侧壁，并带有与侧壁整体形成的支脚，该支脚从侧壁向外延伸，本方法还包括使上述支脚固定，以便使上述零件保持其位置，然后将混凝土灌入上述模型内，并让混凝土固化。
2.根据权利要求1的制造建筑物地基用的地梁的方法，该方法还包括挖一条地沟，将模板零件固定在地沟的一定位置，从而使每个支脚从各自的侧壁向外延伸到邻近的地沟侧壁，将回填材料填到支脚上，至少充填模板侧壁与邻近地沟侧壁之间的部分容积，加入回填材料后，将混凝土灌入模型内，并让其固化，上述模板永久地留在原位包围着固化的混凝土。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，每个相对的模板零件有一个在使用中也从各自侧壁向内延伸的支脚，这样，作为一个整体的模板有一个内U形的横截面，它有两个侧壁和一个不渗水的底部。
4.根据上述权利要求的任一项的方法，其特征在于所述的方法包括提供一个单独的底部，在使用时置于两相对的模板零件之间。
5.根据上述权利要求的任一项的方法，其特征在于所述的方法还包括在每个零件的每一纵向端部设置一个榫舌和凹槽，以便使一行零件可以配套接合。
6.根据上述权利要求的任一项的方法，其特征在于所述的方法还包括提供用轻质泡沫塑料例如聚苯乙烯预制而成的模板零件。
7.一种按上述各项权利要求建立的方法中使用的模板，它含有两个构成制造建筑物或建筑物地基用的结构梁的模型的侧壁，其特征在于，所述的模板包括至少两个单独预制的可自行直立并相对排列的零件，每个零件有一侧壁，并带有与它整体形成的并从各自侧壁向外延伸的支脚。
8.根据权利要求7的模板，其特征在于，每个支脚也从各自的侧壁向内延伸，使每个零件有一个大致为T形的横截面，而且，两相对着的零件便构成了带有一个不渗水的底部的模板。
9.根据权利要求7或8的模板，其特征在于，每个零件带有与侧壁整体成形并位于侧壁与支脚之间的支撑腹板。
10.根据上述权利要求7～9项中任一项的模板，其特征在于，每个支脚的向外延伸部分带有承接回填材料的凹入部分。
11.根据上述权利要求7～10项中任一项的模板，其特征在于，每个支脚的向内延伸部分是用可将钢筋骨架放在它上面的整体垫块预先制成。
12.根据上述权利要求7～11项中任一项的模板，其特征在于，所述的模板零件用轻质泡沫塑料例如聚苯乙烯制成。
13.一种用来制造建筑物或建筑物地基的结构梁的、用泡沫塑料例如聚苯乙烯模压而成的模板，其特征在于，其侧壁与一个至少在垂直于侧壁的一个方向向外延伸的支脚整体地构成，该支脚有一个用来承接回填材料以便在使用中固定模板零件的凹入部分。
14.根据权利要求13的模板，它还包括一个从上述侧壁朝相反方向延伸的第二支脚部分。
全文摘要
制造建筑物或建筑物地基用的结构梁的方法和装置，包括制成一种模板并使之定位，该模板包括至少两个预先制成的、可自行直立并相对排列的零件，用以构成一个梁的模型，每个零件有一个侧壁，并带有整体形成的支脚，该支脚带有向外延伸的部分，最好还有向内延伸的部分，在使用中，两个零件相对排列构成一个模型，该模型包括由零件的侧壁形成的两个侧壁和一个由两支脚向内延伸的部分形成的不渗水的底部。
文档编号E04G11/06GK1049042SQ90103018
公开日1991年2月6日 申请日期1990年6月19日 优先权日1989年6月20日
发明者伯纳德·吉奥夫里·巴克, 罗伊斯顿·阿兰·克里夫顿 申请人:特伦切佛有限公司