一种地下连续墙接头用H型钢焊接模板施工装置和方法与流程

本发明涉及一种建筑工程技术领域中的施工装置和方法，具体地，涉及一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板施工装置和方法。

背景技术：

全国各大城市正在大规模地建设城市地下轨道以及各种地下空间建筑，通常需要开挖基坑。对于开挖深度较大、场地周边环境复杂或逆作法施工时，通常需要用地下连续墙作为挡土与挡水的临时结构，也可作为地下工程永久结构的一部分。地下连续墙的接头形式有多种，其中包括：圆形锁口管接头、波形管接头、h型钢接头等。其中，h型钢接头具有以下优点：接头不存在无筋区，形成的地下连续墙整体受力性能好，可适应接头区复杂的受力要求且施工操作简单。因此，h型钢接头广泛应用于地下连续墙施工中。

h型钢轧制工艺和设备都比较复杂，建筑工程中使用的h型钢一般尺寸较大，故多采用钢板焊接成h型钢。焊接过程中，钢板质量大，若采用施工人员搬运，搬运难度大，施工进度慢，并且存在安全隐患。此外，在对h型钢翼缘和腹板交接处进行双面焊接时，需要进行翻转，由于h型钢长度较长且质量大，因此若采用人工翻转，难度较大；若采用大型机械，施工成本大，进度慢，且场地要求高。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号为：201510819647.1，专利公开号为：105484504，专利名称为：一种制作大截面h型钢的简易装置，该专利自述为：“一种制作大截面h型钢的简易装置，其中包括支撑架、下固定件、上固定件和楔形塞尺，所述支撑架由支架和若干支腿组成，所述的支架为焊接h型钢，所述的支腿为槽钢，所述的若干支腿相互间隔适当距离焊接在支架底部两侧，所述的支腿与支架底面平齐，所述的支腿腹板间隔适当距离分段开槽，所述的下固定件为槽钢、且下固定件上端开有若干卡槽，所述的下固定件下端与支撑架的支腿固定连接，所述的上固定件为钢板、且在钢板长边方向两端各设置若干卡槽，所述的楔形塞尺为楔形块结构、与下固定件的卡槽相配。”上述专利中完成一次焊接需要安装多个上固定件，工艺复杂。上固定件与下固定件制作工艺复杂，增加了成本。在焊接过程中，由于上固定件的存在，严重影响焊接连续进行，焊接速度与焊接质量难以保证。因此，上述专利存在工艺复杂、成本高、质量难以保证等缺点。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板施工装置和方法，通过所述装置能够在施工现场快速、高质量地制作出所需h型钢，解决工厂制作成本高、现场加工制作效率低的问题。

本发明通过以下方案实现：

根据本发明的一个方面，提供一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板施工装置，所述装置包括：平台钢板、支撑钢板、人字斜撑以及合页铰链，其中：

所述平台钢板平铺于地面，用于为所述支撑钢板、所述人字斜撑提供安装平台，并在所述平台钢板设置孔用于安装合页铰链；

所述支撑钢板有多个，多个所述支撑钢板等间隔沿所述平台钢板长度方向平行布置；所述支撑钢板的板面垂直于所述平台钢板的平面，所述支撑钢板的长边垂直于所述平台钢板的长边并焊接于所述平台钢板上；

所述人字斜撑有多对，多对所述人字斜撑对称分布于所述支撑钢板长度方向的两侧，并通过所述合页铰链与所述平台钢板连接。

优选地，所述平台钢板为一块厚度5～30mm、平面平整的矩形钢板，矩形钢板的长度比所需h型钢长度长0.1～1m、宽度比所需h型钢腹板高度高0.1～1m。

优选地，所述支撑钢板的两侧分别焊接有1～5根支撑短钢筋，用于保证支撑钢板承受压力而保持垂直于平台钢板；支撑短钢筋与支撑钢板、平台钢板呈三角形。

更优选地，所述支撑短钢筋的长为50～500mm、直径为10～50mm。

优选地，所述支撑钢板为矩形钢板，矩形钢板的一条长边与平台钢板焊接、不与平台钢板焊接的长边为支承边；矩形钢板的长边长度与所需h型钢腹板高度相等；各所述支撑钢板的支承边均处于同一平面内，且该平面与平台钢板所在平面平行。

优选地，所述支撑钢板的宽度(b)与所需h型钢翼缘的宽度(b)、所需h型钢腹板的厚度(t)满足以下关系：

b＝(b-t)/2。

优选地，平行布置的所述支撑钢板间的间距为0.3～1.5m。

优选地，所述人字斜撑由长、短两块不同长度的矩形钢板焊接成人字形结构，长、短两块矩形钢板的宽度均为50～250mm、厚度均为5～30mm；其中：

长钢板的一面与短钢板的端部焊接、另外一面作为支承面，支承面与平台钢板所呈角度为α，长钢板与短钢板所呈锐角为β，其中α取值范围为45～60°，α+β＞90°。

更优选地，所述长钢板的长度(l)、短钢板的长度(l)与支撑钢板的宽度(b)分别满足以下关系：

更优选地，所述长钢板的支承端端部与支撑钢板的距离比所需h型钢翼缘的厚度大1～5mm。

所述装置的工作原理为：

所述平台钢板为所述支撑钢板与所述人字斜撑提供安装平台，所述支撑钢板为焊接h型钢腹板提供竖向支撑，所述人字斜撑作为焊接h型钢翼缘的定位装置，所述人字斜撑可根据需要通过合页铰链进行位置调整。

根据本发明的另一个方面，提供一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板施工方法，所述方法包括如下步骤：

第一步、利用轻型龙门吊吊装焊接h型钢腹板，使焊接h型钢腹板的长度方向与平台钢板的长度方向平行，并水平放置于支撑钢板的支承边上，同时焊接h型钢腹板的两边与支撑钢板的边缘平齐；

第二步、利用轻型龙门吊，将焊接h型钢翼缘板条沿人字斜撑的支承面滑入焊接位置，使焊接h型钢翼缘板条的一边置于支撑钢板与人字斜撑支承端形成的缝隙内，焊接h型钢翼缘板条的板面放置于人字斜撑支承面上；

第三步、以焊接h型钢翼缘板条位于支撑钢板与人字斜撑支承端形成的缝隙内的一边为轴，拉动焊接h型钢翼缘板条的另一边，使其直立并紧挨焊接h型钢腹板；将焊接h型钢腹板与焊接h型钢翼缘板条进行点焊定位后再进行单侧满焊；再以同样的方法，焊接另一焊接h型钢翼缘板条与焊接h型钢腹板；

第四步、利用轻型龙门吊，将已经单面焊接的焊接h型钢腹板吊离模板并翻转，在放入模板后再焊接另外一面的焊接h型钢腹板与两翼缘间的焊缝。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明针对施工现场场地复杂、所需h型钢尺寸较大的特点，通过一套焊接h型钢模板装置，实现h型钢构件的制作。所述装置大大简化了h型钢制作工艺流程，减少了生产安全隐患，提高了生产效率，降低了生产成本。利用所述装置生产的h型钢，能够满足工程需要，符合施工现场对施工器械的要求，具有很好的工程应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一优选实施例的h型钢焊接模板装置俯视图；

图2为本发明一优选实施例的h型钢焊接模板装置侧视图；

图3为本发明一优选实施例的人字斜撑构造图；

图4为本发明一优选实施例的合页铰链细节图；

图中：

1为平台钢板、2为支撑钢板、3为人字斜撑、4为合页铰链、5为固定螺栓、6为人字斜撑长钢板、7为人字斜撑短钢板、8为支撑短钢筋。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明一实施例中，提供一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板装置，用于制造一种h型钢，其长度为5200mm，腹板高度为1200mm，翼缘板宽度为390mm，腹板及翼缘板厚度均为10mm。当然在其他实施例中，也可以是制造其他尺寸和类型的h型钢。

如图1-图4所示，所述地下连续墙接头用h型钢焊接模板装置包括：平台钢板1、支撑钢板2、人字斜撑3以及合页铰链4，其中：

所述平台钢板1平铺于地面为所述支撑钢板2提供焊接平台，为合页铰链4在相应位置提供安装螺孔；

所述支撑钢板2等间隔、沿平台钢板1长度方向平行布置，且所述支撑钢板2板面垂直于平台钢板1平面，支撑钢板2长边垂直于平台钢板1长边，所述支撑钢板2长边焊接于平台钢板1上；

所述人字斜撑3通过合页铰链4与平台钢板1连接固定，分布于支撑钢板2长度方向两侧。

作为一优选的实施方式，所述平台钢板1为一块矩形钢板，钢板平面平整，长度为6000mm，宽度为2000mm，厚度为10mm。

作为一优选的实施方式，所述支撑钢板2为矩形钢板，矩形钢板的长边长度为1100mm、宽度为190mm、厚度为10mm；矩形钢板的一条长边与平台钢板1焊接、不与平台钢板1焊接的长边为支承边；各所述支撑钢板2的支承边均处于同一平面内，且该平面与平台钢板1所在平面平行。

进一步地，所述支撑钢板2相互平行，且布置间距均为0.5m。

如图1、图2所示，进一步地，在所述支撑钢板2的两侧分别焊接3根支撑短钢筋8，用以保证支撑钢板2能够承受较大的压力而保持垂直于平台钢板1。

进一步的，所述支撑短钢筋8与支撑钢板2、平台钢板1呈三角形。

进一步的，所述支撑短钢筋8直径为30mm，钢筋型号为hrb335，长度为260mm。

如图3所示，作为一优选的实施方式，所述人字斜撑3由人字斜撑长钢板6、人字斜撑短钢板7焊接呈人字形，其中：人字斜撑长钢板6的一面与人字斜撑短钢板7的端部焊接、另外一面作为支承面，支承面与平台钢板1平面呈角度为60°；人字斜撑长钢板6与人字斜撑短钢板7所呈锐角为40°。

进一步地，所述人字斜撑长钢板6的长度为240mm、宽度为250mm、厚度为10mm；所述人字斜撑短钢板7的长度为105mm、宽度为250mm、厚度为10mm。

进一步地，所述人字斜撑长钢板6的底部支承端端部与支撑钢板2的距离为2mm。

如图3所示，进一步地，所述人字斜撑长钢板6、人字斜撑短钢板7的底部支承端分别通过合页铰链4与平台钢板1连接固定，两个合页铰链4分别位于人字斜撑长钢板6与平台钢板1连接处、人字斜撑短钢板7与平台钢板1连接处，合页铰链4转动轴平行于人字斜撑长钢板6板面、人字斜撑短钢板7板面、平台钢板1板面，两个合页铰链4一合页分别与人字斜撑长钢板6板面、人字斜撑短钢板7板面焊接，另一合页通过螺栓与平台钢板1连接固定。

所述装置中：所述平台钢板1为所述支撑钢板2与所述人字斜撑3提供安装平台，所述支撑钢板2为焊接h型钢腹板提供竖向支撑，所述人字斜撑3作为焊接h型钢翼缘的定位装置，所述人字斜撑3可根据需要通过所述合页铰链4进行位置调整。

基于上述的装置，一种地下连续墙接头用h型钢焊接模板施工方法，包括如下步骤：

第一步、利用轻型龙门吊吊装焊接h型钢腹板，使焊接h型钢腹板长度方向与平台钢板1长度方向平行，水平放置于支撑钢板2的支承边上，并使焊接h型钢腹板的两边与支撑钢板2的边缘平齐；

第二步、利用轻型龙门吊，将焊接h型钢翼缘板条沿人字斜撑3的支承面滑入焊接位置，使焊接h型钢翼缘板条的一边置于支撑钢板2与人字斜撑3的支承端形成的缝隙内，焊接h型钢翼缘板条的板面放置于人字斜撑支承面上；

第三步、以焊接h型钢翼缘板条位于支撑钢板2与人字斜撑3的支承端形成的缝隙内一边为轴，拉动焊接h型钢翼缘板条的另一边，使其直立并紧挨焊接h型钢腹板；将h型钢腹板与焊接h型钢翼缘板条进行点焊定位后再进行单侧满焊；再以同样的方法，焊接另一焊接h型钢翼缘板条与焊接h型钢腹板；

第四步、利用轻型龙门吊，将已经单面焊接的焊接h型钢腹板吊离模板并翻转，在放入模板后再焊接另外一面的焊接h型钢腹板与两翼缘间的焊缝。

本发明针对施工现场场地复杂、所需h型钢尺寸较大的特点，通过一套焊接h型钢模板装置，实现h型钢构件的制作；所述装置大大简化了h型钢制作工艺流程，减少了生产安全隐患，提高了生产效率，降低了生产成本；而且利用所述装置生产的h型钢能够满足工程需要，符合施工现场对施工器械的要求，具有很好的工程应用前景。

以上对本发明的具体实施例进行描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。