一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置及安装方法

本发明涉及到大坝面板施工技术领域，具体涉及到一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置及安装方法。

背景技术：

混凝土面板堆石坝以其工程造价低、施工简便、对地形地质适应性强等优点，在水电建设中占据了越来越大的比重，成为当今最热门的坝型之一，应用广泛。混凝土面板浇筑主要采用滑模施工，待堆石体沉降稳定后，依次进行坡面固坡砂浆、斜坡垫层找平、钢筋制安、止水制安、滑模安装、混凝土浇筑、养护、表面止水等主要施工流程。堆石坝面板一般在面板中心布置双向单层钢筋网，其中钢筋制安施工时首先在坡面布置架立筋，然后将面板钢筋网绑扎或焊接在架立筋上，当混凝土浇筑时，随着滑模提升又需要及时割除架立筋，以消除架立筋对面板的约束，从而确保面板在斜坡向能够自由伸缩变形，避免产生过大约束应力致裂。

由此可见，架立筋对面板浇筑施工有重要的作用：面板钢筋安设过程中架立钢筋起固定钢筋网的作用，而在混凝土面板浇筑时，架立筋的存在又增加了面板和斜坡垫层的约束作用，研究表明，斜坡垫层接触面对面板约束程度对混凝土面板内部的受力状态、应力水平和分布特性有显著影响，斜坡垫层约束程度较高时，混凝土面板发生开裂的风险明显提高。目前，架立筋切割主要采用人工切割，由于钢筋网的阻隔，架立筋切割效率不高，而且还存在无法齐根切短断，残留的架立筋仍然约束了面板的自由收缩变形，增加了面板开裂风险。残留架立筋引起的面板约束是导致面板裂缝的一个不容忽视的因素，目前关于消除架立筋约束影响的装置还未见公布。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置及安装方法，改善混凝土面板的约束程度，降低面板开裂风险。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置，包括预埋在斜坡垫层内的套筒，所述套筒的开口端可拆卸的螺接有钢筋杆体，所述钢筋杆体上套设有套管；所述套管的一端与所述套筒之间设有软垫层，所述软垫层抵接并位于所述斜坡垫层上方；所述套管的另一端抵接有紧固组件，所述紧固组件均可拆卸的套设在所述钢筋杆体上；所述套管的外圆周上还连接有若干面板钢筋。

本无约束架立筋装置结构简单，设计巧妙，易于装配和拆卸，能够用于堆石坝面板施工；浇筑开始前，通过对应的套筒扳手可以旋转所述钢筋杆体与所述套筒的分离，当所述钢筋杆体拔出所述套筒后，所述套筒和所述套管分隔开，从而实现了套筒所在的斜坡垫层和套管所在的面板层在架立筋所在位置的无约束作用，降低了面板因残留架立筋引起的开裂风险。

本架立筋装置与传统架立筋相比，虽然主要增加了套筒和套管等部件，但是易于调节，安装到位后稳固牢靠，不仅能够起到支撑面板钢筋的作用，还有利于实现无约束作用；同时本装置施工安装简单、快捷，易于拆卸，所述钢筋杆体和所述紧固组件可重复使用。

所述软垫层的设置，主要起钢筋杆体拔出后，分离套筒和套管的作用；同时能够防止四周的泥土进入所述套筒或者所述套管内，阻碍后续钢筋杆体与套筒的扭转。

进一步的，所述钢筋杆体包括下部螺纹段、中部光杆段和上部螺纹段，所述下部螺纹段螺接在所述套筒内，所述中部光杆段位于所述套管内，所述上部螺纹段连接所述紧固组件；所述钢筋杆体的所述上部螺纹段一端的顶部部还设有帽头。

采用帽头等形式，便于通过套筒扳手拧紧和拧松所述钢筋杆体，所述帽头下部为螺纹，方便螺纹压紧所述套管。所述钢筋杆体与所述套管连接部分为光圆钢筋，减小了所述钢筋杆体和空心的所述套管的摩擦，便于所述钢筋杆体的拔出。进一步钢筋杆体端部可以均匀的涂抹黄油，防止锈死在所述套筒内。

进一步的，所述钢筋杆体为圆形钢筋，所述帽头为六角帽头或者方形帽头。

进一步的，所述套筒为一端封闭、另一端开口的螺纹套筒，所述套筒的内圆周和外圆周分别设有螺纹；所述套筒的外圆周与所述斜坡垫层之间还注有水泥砂浆。

采用该结构的套筒，主要为了防止斜坡垫层钻孔内的泥土进入所述套筒内部，阻碍后续钢筋杆体与套筒的扭转；而所述套筒采用外部螺纹结构，用以增加所述套筒和所述斜坡垫层的紧密连接；所述套筒通过内部螺纹与所述钢筋杆体固定连接更加方便快捷。进一步，可以通过水泥砂浆增强所述套筒和钻孔的锚固力。

进一步的，所述紧固组件包括套设在所述钢筋杆体上并抵接所述套管端部的垫块，以及套设在所述垫块外侧的所述钢筋杆体上的若干螺母。

所述垫块的设置一方面便于所述螺母的锁紧，另一方面能够临时封闭所述套管的上端口，避免施工安装过程中外部杂物进入所述套管内部。

进一步的，所述面板钢筋设置在所述套管远离所述套筒的一端，所述面板钢筋绑扎或者焊接在所述套管上。

使用螺母将所述钢筋杆体与所述套管固定后，所述面板钢筋通过绑扎或焊接在所述套管的合适部位，此时，所述套筒和所述钢筋杆体以及所述套管整体承受面板钢筋网的受力作用。

进一步的，所述套筒的上端面与所述斜坡垫层的上表面平齐，所述软垫层抵接所述套筒的上端面与所述斜坡垫层的上表面；所述软垫层的中部设有供所述钢筋杆体穿过的通孔。

进一步的，所述套管、所述套筒、所述紧固组件均为钢铁材质。

进一步的，所述斜坡垫层内设置有若干所述套筒，所述套筒上设有若干所述套管和面板钢筋，若干所述面板钢筋形成面板钢筋网。

进一步的,一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置的安装方法，与传统架立筋直接钢筋架设不同，由于本发明的无约束架立筋装置增加了套筒和套管部件，施工涉及装置组装、架设等过程，所述安装方法包括如下步骤：

步骤1：根据施工图纸，标记需要安置架立筋的位置，使用钻孔工具，如手风钻在斜坡垫层上钻孔；

步骤2：将套筒埋置在钻孔内部，采用水泥砂浆锚固所述套筒，水泥砂浆锚固时遮挡所述套筒端口，防止水泥砂浆进入所述套筒内部；

步骤3：将钢筋杆体与所述套筒连接，连接前在所述钢筋杆体的螺纹端均匀涂抹黄油，通过套筒扳手拧紧所述钢筋杆体；

步骤4：依次将软垫层、套管穿过所述钢筋杆体；然后安装垫块，拧紧所述套管端部的螺母使所述套管与所述套筒压紧，操作过程中使所述套管与所述钢筋杆体、所述软垫层、所述套筒对中；

步骤5：布置面板钢筋，根据设计，采用绑扎或者焊接的方式将所述面板钢筋固定在所述套管对应的位置上；

步骤6：待混凝土浇筑前，松开所述套管端部的螺母，采用套筒扳手拧松所述钢筋杆体，使所述钢筋杆体从所述套筒中分离，并从所述套管中拔出所述钢筋杆体；

步骤7：浇筑面板混凝土时，所述套筒落在所述斜坡垫层中，所述套管则留在面板混凝土中，混凝土通过所述套管填筑所述钢筋杆体拔出后留下的位置；

步骤8：浇筑完成后，检查所述套管内混凝土浇筑质量，视浇筑情况回填混凝土。

浇筑完成后，套筒落在斜坡垫层中，而套管则留在面板混凝土中，对应位置面板混凝土和斜坡垫层保持无约束作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本无约束架立筋装置结构简单，设计巧妙，易于装配和拆卸，能够用于堆石坝面板施工；当所述钢筋杆体拔出所述套筒后，所述套筒和所述套管分隔开，从而实现了套筒所在的斜坡垫层和套管所在的面板层在架立筋所在位置的无约束作用，降低了面板因残留架立筋引起的开裂风险；2、本架立筋装置与传统架立筋相比，虽然主要增加了套筒和套管等部件，但是易于调节，安装到位后稳固牢靠，不仅能够起到支撑面板钢筋的作用，还有利于实现无约束作用；同时本装置施工安装简单、快捷，易于拆卸，所述钢筋杆体和所述紧固组件可重复使用；3、所述软垫层的设置，主要起钢筋杆体拔出后，分离套筒和套管的作用；同时能够防止四周的泥土进入所述套筒或者所述套管内，阻碍后续钢筋杆体与套筒的扭转。

附图说明

图1为本发明一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置的整体示意图；

图2为为本发明中钢筋杆体的示意图；

图3为本发明中套筒的示意图；

图4为本发明中套管的示意图；

图中：1、套筒；2、钢筋杆体；201、下部螺纹段；202、中部光杆段；203、上部螺纹段；204、帽头；3、套管；4、软垫层；5、垫块；6、螺母；7、套筒扳手；8、斜坡垫层；9、面板钢筋。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1～图4所示，一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置，包括预埋在斜坡垫层8内的套筒1，所述套筒1的开口端可拆卸的螺接有钢筋杆体2，所述钢筋杆体2上套设有套管3；所述套管3的一端与所述套筒1之间设有软垫层4，所述软垫层4抵接并位于所述斜坡垫层8上方；所述套管3的另一端抵接有紧固组件，所述紧固组件均可拆卸的套设在所述钢筋杆体2上；所述套管3的外圆周上还连接有若干面板钢筋9。

本无约束架立筋装置结构简单，设计巧妙，易于装配和拆卸，能够用于堆石坝面板施工；浇筑开始前，通过对应的套筒扳手可以旋转所述钢筋杆体2与所述套筒1的分离，当所述钢筋杆体2拔出所述套筒1后，所述套筒1和所述套管3分隔开，从而实现了套筒1所在的斜坡垫层8和套管3所在的面板层在架立筋所在位置的无约束作用，降低了面板因残留架立筋引起的开裂风险。

本架立筋装置与传统架立筋相比，虽然主要增加了套筒1和套管3等部件，但是易于调节，安装到位后稳固牢靠，不仅能够起到支撑面板钢筋9的作用，还有利于实现无约束作用；同时本装置施工安装简单、快捷，易于拆卸，所述钢筋杆体2和所述紧固组件可重复使用。

所述软垫层4的设置，主要起钢筋杆体2拔出后，分离套筒1和套管3的作用；同时能够防止四周的泥土进入所述套筒1或者所述套管3内，阻碍后续钢筋杆体2与套筒1的扭转。

进一步的，所述钢筋杆体2包括下部螺纹段201、中部光杆段202和上部螺纹段203，所述下部螺纹段201螺接在所述套筒1内，所述中部光杆段202位于所述套管3内，所述上部螺纹段203连接所述紧固组件；所述钢筋杆体2的所述上部螺纹段203一端的顶部部还设有帽头204。

采用帽头204的形式，便于通过套筒扳手拧紧和拧松所述钢筋杆体2，所述帽头204下部为螺纹，方便螺纹压紧所述套管3。所述钢筋杆体2与所述套管3连接部分为光圆钢筋，减小了所述钢筋杆体2和空心的所述套管3的摩擦，便于所述钢筋杆体2的拔出。进一步钢筋杆体2端部可以均匀的涂抹黄油，防止锈死在所述套筒1和套管3内。

进一步的，所述钢筋杆2体为圆形钢筋，所述帽头204为六角帽头。

进一步的，所述套筒1为一端封闭、另一端开口的螺纹套筒，所述套筒1的内圆周和外圆周分别设有螺纹；所述套筒1的外圆周与所述斜坡垫层8之间还注有水泥砂浆。

采用该结构的套筒1，主要为了防止斜坡垫层8钻孔内的泥土进入所述套筒1内部，阻碍后续钢筋杆体2与套筒1的扭转；而所述套筒1采用外部螺纹结构，用以增加所述套筒1和所述斜坡垫层8的紧密连接；所述套筒1通过内部螺纹与所述钢筋杆体2固定连接更加方便快捷。进一步，可以通过水泥砂浆增强所述套筒和钻孔的锚固力。

进一步的，所述紧固组件包括套设在所述钢筋杆体2上并抵接所述套管3端部的垫块5，以及套设在所述垫块5外侧的所述钢筋杆体2上的若干螺母6。

所述垫块5的设置一方面便于所述螺母6的锁紧，另一方面能够临时封闭所述套管3的上端口，避免施工安装过程中外部杂物进入所述套管3内部。

进一步的，所述面板钢筋9设置在所述套管3远离所述套筒1的一端，所述面板钢筋9焊接在所述套管3上。

使用螺母6将所述钢筋杆体2与所述套管3固定后，所述面板钢筋9通过焊接在所述套管3的合适部位，此时，所述套筒1和所述钢筋杆体2以及所述套管3整体承受面板钢筋网的受力作用。

进一步的，所述套筒1的上端面与所述斜坡垫层8的上表面平齐，所述软垫层4抵接所述套筒1的上端面与所述斜坡垫层8的上表面；所述软垫层4的中部设有供所述钢筋杆体2穿过的通孔。

进一步的，所述套管3、所述套筒1、所述紧固组件均为钢铁材质。

进一步的，所述斜坡垫层8内设置有若干所述套筒1，每个所述套筒1上分别设有所述套管3和面板钢筋9，若干所述面板钢筋9形成面板钢筋网。

实施例二：

结合图1所示，一种用于堆石坝面板施工的无约束架立筋装置的安装方法，与传统架立筋直接钢筋架设不同，由于本发明的无约束架立筋装置增加了套筒和套管部件，施工涉及装置组装、架设等过程，所述安装方法包括如下步骤：

步骤1：根据施工图纸，标记需要安置架立筋的位置，使用手风钻在斜坡垫层8上钻孔；

步骤2：将套筒1埋置在钻孔内部，采用水泥砂浆锚固所述套筒1，水泥砂浆锚固时遮挡所述套筒1的端口，防止水泥砂浆进入所述套筒1内部；

步骤3：将钢筋杆体2与所述套筒1连接，连接前在所述钢筋杆体2的螺纹端均匀涂抹黄油，通过套筒扳手7拧紧所述钢筋杆体2；

步骤4：依次将软垫层4、套管3穿过所述钢筋杆体2；然后安装垫块5，拧紧所述套管3端部的螺母6使所述套管3与所述套筒1压紧，操作过程中使所述套管3与所述钢筋杆体2、所述软垫层4、所述套筒1对中；

步骤5：布置面板钢筋9，根据设计，采用焊接的方式将所述面板钢筋9固定在所述套管3对应的位置上；

步骤6：待混凝土浇筑前，松开所述套管3端部的螺母6，采用套筒扳手7拧松所述钢筋杆体2，使所述钢筋杆体2从所述套筒1中分离，并从所述套管3中拔出所述钢筋杆体2；

步骤7：浇筑面板混凝土时，所述套筒1落在所述斜坡垫层8中，所述套管3则留在面板混凝土中，混凝土通过所述套管3填筑所述钢筋杆体2拔出后留下的位置；

步骤8：浇筑完成后，检查所述套管3内混凝土浇筑质量，视浇筑情况回填混凝土。

浇筑完成后，套筒1落在斜坡垫层8中，而套管3则留在面板混凝土中，对应位置面板混凝土和斜坡垫层保持无约束作用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。