提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法及所用的模板装置与流程

本发明涉及一种提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法及所用的模板装置，属于桥梁墩柱施工技术领域。

背景技术：

在高速公路组成部分中，墩柱结构通常作为较常用的下部结构。在桥梁工程中墩柱需要通过钢筋保护层进行保护，而只有钢筋保护层达到一定厚度才能够保证对桥梁墩柱起到较好保护作用，因此在实际施工过程中一项十分重要的工作就是保证钢筋保护层厚度，保证其达到合格标准。墩柱钢筋保护层对混凝土结构受力起到较好作用，墩柱钢筋保护层厚度较大时，无法保证受力需要，外侧混凝土无较大钢筋受力抗力，受弯时易造成混凝土表面开裂；墩柱钢筋保护层厚度较小时，无法抗拒外侧环境对钢筋保护作用，随着混凝土碳化严重，外界环境对钢筋会产生影响。因此，目前较多规范、地方标准均对钢筋保护层提出较高控制要求。因此，工程施工中，为解决上述技术问题，需要采取控制措施提高钢筋保护层控制精度，要求装置施工操作方便，控制精度较高。

但实际施工过程中往往会有不合格现象出现，因此需采取一定措施使合格率得以提高，从而对墩柱进行较好保护，进而保证工程质量。因此，需要一种能简易的模板装置及施工方法，使得墩柱施工过程中，能快速、安全施工，并且使得钢筋保护层合格率达到施工质量标准要求。

中国一冶集团有限公司申请了一种适用于桥梁墩柱钢筋保护层调节装置及施工方法的专利(申请号：cn201910575417.3)，该装置设置在桥梁墩柱施工的位置，桥梁墩柱施工中设置有钢筋笼和钢模板，钢模板水平设置，多个钢筋笼等间距设置，且钢筋笼与钢模板相互垂直；该装置设置在钢模板的一端，包括：手动钢丝绳绞盘、手摇杆、钢丝绳和绞盘挂钩；其中：钢模板一端设置有螺栓孔，绞盘挂钩勾住螺栓孔，钢丝绳一端与绞盘挂钩相连，另一端绕装在手动钢丝绳绞盘上，手摇杆安装在手动钢丝绳绞盘的中心位置；通过下压手摇杆使钢丝绳带动钢筋笼向手动钢丝绳绞盘一侧移动，并对钢筋笼加设垫块实现对钢筋笼的调节。但是该方法操作稍显复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法及所用的模板装置。该施工方法和装置现场便于实施，操作方便，根据现场监测数据反馈，钢筋保护层控制精度较高，经济效果显著。

本发明的技术方案：一种提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：墩柱钢筋施工→系梁混凝土浇筑→墩柱放样→绑扎保护层垫块→底部定位模板安装→上部模板结构安装→混凝土浇筑。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法，具体的施工步骤为：

a.系梁施工前，预先完成墩柱钢筋安装，施工中需要认真复核首节墩柱钢筋安装位置，调整好墩柱轴线位置，系梁浇筑前认真复核，必须保证位置准确无误；

b.完成系梁混凝土浇筑；

c.进行墩柱位置放样，放样出墩柱中心与墩柱钢筋的钢筋笼位置中心，比较两者偏差，保证在设计允许偏差范围内；

d.对墩柱钢筋上部位置进行保护层垫块绑扎；

e.以钢筋笼中心为点，安装底部定位模板，现场直接量测底部定位模板安装准确性，确认无误后，通过底部定位模板底端水平结合连接板的预留孔洞，穿过膨胀螺栓，将底部定位模板固定在系梁表面；

f.安装上部模板结构，以底部定位模板作为定位基础，将上部模板结构对应固定安装在底部定位模板上；

g.完成混凝土浇筑。

一种提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置，包括有固定于系梁顶端的底部定位模板，底部定位模板顶部固定有上部模板结构系统，底部定位模板以及上部模板结构系统内部为墩柱钢筋，上部模板结构系统由多个上部模板结构重叠固定形成，底部定位模板与上部模板结构端部之间，以及上部模板结构端部相互之间采用公母榫结构进行连接。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述底部定位模板和上部模板结构结构相同，包括有圆环形结构的面板，面板的外壁环形阵列有竖肋，竖肋外侧设有多层环向抱箍结构的横肋。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述底部定位模板与上部模板结构端部之间，以及上部模板结构端部相互之间通过结合连接板进行连接，结合连接板包括有设置在面板两端向外延伸出的水平结合连接板，面板由2个半圆环形结构构成，每个半圆环形结构的两端部均设有向外延伸出的竖向结合连接板。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，底部定位模板通过膨胀螺栓穿过其底端水平结合连接板上的预留孔洞将其固定在系梁上。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述水平结合连接板和竖向结合连接板上均设有预留孔洞，相邻的水平结合连接板和竖向结合连接板之间通过螺栓穿过预留孔洞进行连接。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述上部模板结构内侧壁与邻近的墩柱钢筋之间设置有保护层垫块。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述保护层垫块沿墩柱钢筋长度方向均匀分布，保护层垫块为蝴蝶型结构，为预制混凝土混凝土垫块。

前述的提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置中，所述底部定位模板高度小于上部模板结构。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明创新性地提出了采用两种长度不同节段模板，控制墩柱钢筋与模板之间的间隙，从而控制好钢筋保护层合格率，采用底部定位模板进行定位，以此为基础，作为墩柱模板一个安装基础，利用其墩柱钢筋下部位置刚度较大，变形小特性，其安装精确性难以掌握，利用较小尺寸底部定位模板能较为精确的控制。而对上部位置，上部模板结构为正常模板，利用其墩柱钢筋上部位置刚度较小，变形大特性，模板与钢筋的控制采用保护层垫块控制。创新性地利用两者之间的优劣条件，提出采用两种模板对应组合的措施控制钢筋安装。底部定位模板、上部模板结构、保护层垫块以及一系列施工工艺措施，通过利用施工存在的条件，提出具体的模板结构，形成可以利用施工条件优势的装置，提高墩柱钢筋保护层。并且模板采用公母榫结构，通过改变接触位置，凹凸接触，可以保证模板拼装严密，模板拼装无错台现象。虽然为分节段模板进行施工，但是无较大混凝土外观质量错台，施工现场应用毕竟方便，经现场钢筋保护层测试，钢筋保护层合格率能控制在90％以上，并且钢筋保护层偏差基本处于±4mm偏差范围，完全满足《公路桥涵施工技术规范》jtg/tf50-2011中对保护层厚度允许偏差的技术要求，质量控制完全满足要求，可操作性较强，具有较好的推广应用价值。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为底部定位模板和上部模板结构相互连接的结构示意图；

附图3为底部定位模板或上部模板结构的结构示意图；

附图4为附图3的a-a向剖视图；

附图5为附图3的b-b向剖视图；

附图6为保护层垫块的安装示意图；

附图标记：1-底部定位模板，2-上部模板结构，3-墩柱钢筋，4-系梁，5-保护层垫块，6-面板，7-竖肋，8-横肋，9-结合连接板，91-水平结合连接板，92-竖向结合连接板，10-公母榫结构，11-膨胀螺栓，12-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种提高墩柱保护层合格率的施工方法步骤为：墩柱钢筋3施工→系梁4混凝土浇筑→墩柱放样→绑扎保护层垫块5→底部定位模板1安装→上部模板结构2安装→混凝土浇筑。

初始地，先进行墩柱钢筋3的安装，一般墩柱结构设计中，墩柱底部通常设计一道系梁4，系梁4施工前，预先完成墩柱钢筋3的安装，首节墩柱钢筋3安装对后期墩柱影响起到决定性作用，墩柱钢筋3安装偏差过大，后期为保证墩柱轴线位置，则会采取牺牲墩柱钢筋3保护层厚度以达到目的，便会降低墩柱施工质量，以便调整好墩柱轴线位置。因此，首节墩柱钢筋3安装位置精确至关重要，施工中需要认真复核首节墩柱钢筋3的安装位置，系梁4浇筑前认真复核，必须保证位置准确无误；

进一步地，完成系梁4混凝土浇筑；

进一步地，进行墩柱位置放样，放样出墩柱中心与墩柱钢筋3的钢筋笼位置中心，比较两者偏差，要求在设计允许偏差范围内；

进一步地，对墩柱钢筋3上部位置进行保护层垫块绑扎5，优选地，保护层垫块5选用“蝴蝶型”结构，“蝴蝶型”结构中间凹下去的部分可以使得混凝土从其进入至其底部下方，而且可以防止拆模后有明显刻痕在墩柱钢筋3上，保护层垫块5材料选用强度不低于墩柱混凝土强度的预制混凝土垫块。

进一步地，以钢筋笼中心为点，安装底部定位模板1，底部定位模板1，其高度方向尺寸较小，主要利用墩柱钢筋3下部位置刚度较大，变形小特性，其直接安装精确性难以掌握，容易造成半边悬空、半边贴面的现象，利用较小尺寸的底部定位模板1能较为精确的控制，现场直接量测底部定位模板1安装的准确性，确认无误后，通过底部定位模板1底端的水平结合连接板91上的预留孔洞，穿过膨胀螺栓11，将底部定位模板1固定在系梁4表面。

进一步地，安装上部模板结构2，上部模板结构2以此对应安装在固定在系梁表面的底部定位模板1上，底部定位模板1作为一个定位基础。上部钢筋3与模板位置的准确性，利用墩柱钢筋3上部位置刚度较小，变形大的特性，上部模板结构2与墩柱钢筋3的控制采用前期绑扎好的保护层垫块5控制，前期墩柱钢筋3表面绑扎好按照设计保护层厚度预制好的保护层垫块5，使得上部模板结构2安装后，保护层垫块5与上部模板结构2的面板6的内壁接触。优选地，纵横向间距1个/m控制保护层垫块5绑扎数量。能够较好地控制墩柱钢筋3与面板6之间的间距。

进一步地，可完成混凝土浇筑。然后不断在上部模板结构2上固定新的上部模板结构2节段即可，重复进行混凝土的浇筑。

整个施工过程中通过上下模板结合、采用扬长避短施工方法，对于现有施工存在的薄弱部分，采取对应的措施进行补强，能有效增加施工精度控制。

一种提高墩柱钢筋保护层合格率的施工方法所用的模板装置，如附图1-6所示，包括有固定于系梁4顶端表面的底部定位模板1，底部定位模板1的顶部端面固定有上部模板结构系统，底部定位模板1以及上部模板结构系统内部为墩柱钢筋3，上部模板结构系统由多个上部模板结构2重叠固定形成，底部定位模板1与上部模板结构2端部之间，以及上部模板结构2端部相互之间采用公母榫结构10进行固定连接。整个模板装置中以底部定位模板1最为定位基础，由于最底部的墩柱钢筋3刚度较大，变形小特性，以钢筋笼的中心为点放置好底部定位模板1以后，通过调整底部定位模板1的安装位置，就能使得墩柱钢筋3与底部定位模板1之间的偏差就能得到较好地控制。由于最底部的墩柱钢筋3刚度较大，浇筑混凝土过程中其也不会发生摆动，从而使得浇筑出来的墩柱钢筋保护层厚度完全符合要求。然后以该底部定位模板1为定位基础，在其上安装上部模板结构2，上部模板结构2与墩柱钢筋3之间的位置就容易控制了，而底部定位模板1与上部模板结构2之间采用公母榫结构10进行固定连接，通过公母榫结构10进行限位，避免上下方向出现水平方向的位移，从而避免了后期浇筑混凝土过程中出现错台外观质量缺陷。

所述底部定位模板1和上部模板结构2结构相同，均包括有1个圆环形结构的面板6，面板6的外壁环形阵列有竖肋7，竖肋7外侧设有多层环向抱箍结构的横肋8。竖肋7与横肋8共同组成支撑体系支撑面板6，其中竖肋7支撑面板6，横肋8环向抱箍竖肋7组成支撑体系。

所述底部定位模板1与上部模板结构2端部之间，以及上部模板结构2端部相互之间通过结合连接板9进行连接，结合连接板9包括有设置在面板6两端向外延伸出的水平结合连接板91，底部定位模板1与上部模板结构2的面板6均由2个半圆环形结构构成，每个半圆环形结构的两端部均设有向外延伸出的竖向结合连接板92。模板的水平结合连接板91连接处，均通过改变水平结合连接板91与面板6接触位置，形成公母榫结构10，模板之间相互连接时公母榫结构10相互咬合，保证底部定位模板1与上部模板结构2之间以及上部模板结构2自身相互之间接触密实。通过将2个相邻的水平结合连接板91固定在一起，从而实现相邻模板的固定连接。而面板6本身则通过将相邻的2个竖向结合连接板92固定连接在一起，从而形成1个完整的面板6。

底部定位模板1安装时通过膨胀螺栓11穿过其底端水平结合连接板91上的预留孔洞将其固定在系梁4上实现固定。使用膨胀螺栓11可以避免其水平方向发生任何微小的位移。

所述水平结合连接板91和竖向结合连接板92上均设有预留孔洞，底部定位模板1与上部模板结构2连接时，或者相邻的2个上部模板结构2连接时，相邻的水平结合连接板91之间通过螺栓11穿过预留孔洞进行连接。而底部定位模板1和上部模板结构2其本身的2个半圆环形结构的面板6进行连接时，通过螺栓11穿过相邻2块竖向结合连接板92上的预留孔洞进行连接。

所述上部模板结构2内侧壁与邻近的墩柱钢筋3之间设置有保护层垫块5。通过保护层垫块5控制墩柱钢筋3与上部模板结构2的面板6内侧壁之间的距离。

所述保护层垫块5沿墩柱钢筋3长度方向均匀分布，保护层垫块5为蝴蝶型结构，为预制混凝土混凝土垫块。

所述底部定位模板1高度小于上部模板结构2。底部定位模板1上部采用高一些的上部模板结构2，在保证墩柱钢筋3安装精度的同时还能不影响工程进度。底部定位模板1高度一般为20公分左右，这样便于调整控制，上部模板结构2高度为4m左右。

本发明主要利用墩柱钢筋3的高度位置越低，其刚度就越大的特点，因此底部安装高度尺寸较小的底部定位模板1，方便定位，也便于检查浇筑后的墩柱钢筋保护层尺寸是否正确，并能及时进行调整，底部定位模板1通过膨胀螺丝11限制其位移，安装完成后紧接着安装上部模板结构2，上部模板位置，利用墩柱钢筋3柔性较好特性，辅以保护层垫块5，便于实现墩柱钢筋3定位.本发明通过将墩柱模板，创新性的改装成底部定位模板1与上部模板结构2组成的模板结构，不影响墩柱模板安装效率，并且对墩柱钢筋3定位比较准确，能较好地提高墩柱钢筋3的定位准备，提高墩柱钢筋保护层合格率，并且模板之间采用公母榫结构10，避免了错台外观质量缺陷，较好地提高墩柱施工实体质量。