梯形空心构件的预制模板及立式预制方法与流程

本发明涉及构件的预制技术领域。更具体地说，本发明涉及一种梯形空心构件的预制模板及立式预制方法。

背景技术：

长江南京以下12.5m深水航道二期工程仪征水道整治工程中头部潜堤、sl1丁坝、sl2丁坝采用“抛石基床+梯形空心构件”混合堤结构。作为混合堤结构的一部分，梯形空心构件首次应用于长江航道整治工程中，具有抗倾、抗滑稳定性好，适应能力强等特点。以往构件预制多采用卧式预制工艺，若按此方法施工，梯形构件的钢筋、混凝土均需分两次施工，容易造成施工缝明显，接缝处产生错台、漏浆等问题，且振捣时易产生气孔、麻面，影响美观，同时模板拆装工艺复杂，存在整体工效低、施工成本高等缺点。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种梯形空心构件的预制模板及立式预制方法，采用预制模板和立式预制方法预制出的梯形空心构件应用于混合堤施工时具有抗倾、抗滑稳定性好，适应能力强等特点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种梯形空心构件的预制模板，包括：底模，其固定于地面上且上表面水平；芯模，其为类等腰梯形结构，所述芯模设置于底模上表面；外模，其套设于所述芯模外且设置于底模上表面，所述外模包括四块外模板，所述外模板均包括靠近芯模的钢面板和固定于钢面板外侧面的桁架，四块外模板的钢面板竖直设置且其侧面互相紧贴，并可拆卸的固定构成与芯模相似的类等腰梯形结构，所述外模与所述芯模的中心线重合，以使所述钢面板、所述芯模与所述底模之间形成上表面开口的密封空腔。

优选的是，所述芯模包括中心模和四块侧模，所述中心模为与芯模相似的类等腰梯形结构且两者中心线重合，四块侧模分别为一对底侧模和一对腰侧模，四块侧模竖直设置且其侧面互相紧贴构成与中心模相似的类等腰梯形结构且两者中心线重合，四块侧模分别一一对应中心模的四个外侧面，且每块侧模与中心模外侧面之间均通过垂直于侧模的伸缩件可活动地连接，所述伸缩件在侧模与中心模外侧面之间均匀间隔设置多排多列多个。

优选的是，一对腰侧模的伸缩件包括一对第一固定块和第一连接块，一对第一固定块一端分别相对固定于腰侧模和与之相对的中心模外侧面，一对第一固定块的另一端分别与第一连接块的两端铰接连接。

优选的是，一对底侧模上的伸缩件包括一对第二固定块和一对第二连接块，一对第二固定块一端分别相对固定于一对底侧模和与之相对的中心模外侧面，一对第二固定块的另一端分别与一对第二连接块的一端铰接连接，一对第二连接块的另一端均与竖直的连接杆铰接连接，一对底侧模上同一列的伸缩件通过同一连接杆连接，一对底侧模上并排设置的多根连接杆的上端固定于水平的拉杆上，所述拉杆不凸出于芯模外。

优选的是，所述空腔的内侧壁以及底模上表面设置有润滑油涂层或铺设有油毡纸。

本发明还提供一种利用上述任一项所述的梯形空心构件的预制模板进行梯形空心构件的立式预制方法，包括以下步骤：

1)底模安装：采用50吨门机先将底模固定在地面上，使用水准仪对底模上表面进行测量找平并进行整改，直至底模上表面水平为止；

2)芯模安装：将芯模的所有伸缩件完全伸展后安装至底模上表面，待芯模四块侧模均垂直于底模且与底模紧密贴合后，固定；

3)钢筋加工绑扎和吊装：将钢筋一次绑扎成型为与芯模相似的类等腰梯形结构并焊接牢固，利用50吨门机采用自制的类等腰梯形吊架整体吊起钢筋，并套于芯模外，钢筋安装后钢筋与外模的间距不小于5cm；

4)安装吊孔预埋件：在钢筋的一对腰部分别安装有一个贯通的水平钢管形成翻转孔，在钢筋的下底面安装有多个具有底面的凹孔，形成吊环孔；

5)外模安装：将四块外模板依次吊装到钢筋外侧，并固定成型；

6)混凝土浇筑：在空腔中浇筑混凝土；

7)拆模：待混凝土达到5mpa以上时，拆除四块外模板及芯模；

8)梯形空心构件混凝土的养护；

9)梯形空心构件起吊、翻转、堆存：采用无缝钢管穿过预留翻转孔，挂门机主钩；预埋吊环孔挂门机副钩；同时提升主钩和副钩，使梯形空心构件向上距离底模90～100cm；梯形空心构件稳定后，主钩保持不动，缓慢放松副钩直至梯形空心构件旋转90°，即翻转至梯形空心构件下底面呈水平状态；此时门机行走到达预定堆存地点后，同时放松主钩和副钩使梯形空心构件缓慢平稳落地，然后脱钩。

优选的是，所述步骤(7)中拆模的方法为：外模包括四块外模板，逐块拆除即可；芯模拆除首先将一对底侧模向内靠近中心模外侧面，其次再将一对腰侧模收缩向内向上靠近中心模外侧面，最后再整体起吊芯模完成拆模。

优选的是，底模安装完成后，在其上铺设油毡纸或涂覆一层润滑油，芯模及外模支立固定好后，在空腔的内侧壁上也铺设油毡纸或涂覆一层润滑油。

优选的是，所述步骤(6)中混凝土浇筑的具体方法为：混凝土通过8m³罐车运输至预制现场，门机吊罐入仓，混凝土浇筑采用分层分灰、振捣、阶梯式推进施工，浇筑分层厚度为280mm～320mm，混凝土振捣采用φ50软轴长6m～8m高频插入式振捣器，振捣时每棒插入点间距为28cm～32cm。

优选的是，所述步骤(8)中梯形空心构件混凝土的养护具体方法为：混凝土的表面终凝后，夏天采用履盖土工布洒水养护，冬天采用蓄热法养护；混凝土的表面潮湿养护期不少于14天。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过梯形空心构件立式一次性预制、模板芯模铰接缩放整体脱模、构件整体翻转扶正，提高了梯形空心构件外观质量与预制模板拆装效率，降低了施工成本，实现了一种整体流程衔接紧密、预制高效的梯形空心构件预制翻转施工工艺。

2、本发明的梯形空心构件采用“立式”预制、一次浇注成型工艺取代传统“卧式”分层浇筑的工艺，有效减少了砼质量通病，砼外观质量有质的提高；构件预制模板的结构设计将芯模的三块外侧模通过伸缩件铰接连接起来，形成整体芯模，伸缩件可自由伸缩带动芯模外侧模收缩并整体提升，可整体拼装、整体拆卸，模板拼拆工效大大提高，减少模板和人工投入。

3、本发明的预制模板外模采用桁架式整体钢模板，取消了传统的对拉螺杆，减少了螺杆孔修补缺陷，构件外观质量大大提高，获得较好的经济效益和社会效益。

4、本发明的梯形空心构件结构形式更方便预制，同时预制质量更好控制，还可节省后期施工基床抛石的石料。

5、本发明的立式预制方法可以解决卧式分层预制容易产生蜂窝、麻面、缝隙夹层、漏石等质量问题。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的整体俯视图；

图2为本发明芯模的俯视图；

图3为本发明芯模脱模后的俯视图；

图4为本发明图2中a-a面的剖视图；

图5为本发明图2中b-b面的剖视图；

图6为本发明图3中c-c面的剖视图；

图7为本发明图3中d-d面的剖视图；

图8为本发明的梯形空心构件芯模整体起吊示意图；

图9为本发明梯形空心构件起吊初始状态图；

图10为本发明梯形空心构件起吊翻转过程状态图；

图11为本发明梯形空心构件起吊翻转完成状态图；

图12为本发明梯形空心构件预制工艺流程图。

1—钢面板，2—桁架，3—空腔，4—中心模，5—腰侧模，6—伸缩件，7—拉杆，8—底侧模，9—中心模外侧面，10—连接杆，11—构件，12—主钩，13—副钩，14—无缝钢管，15—门机，16—芯模，18—底模

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并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。

如图1至12所示，本发明提供一种梯形空心构件的预制模板，包括：底模18，其固定于地面上且上表面水平；芯模16，其为类等腰梯形结构，所述芯模16设置于底模18上表面；外模，其套设于所述芯模16外且设置于底模18上表面，所述外模包括四块外模板，所述外模板均包括靠近芯模16的钢面板1和固定于钢面板1外侧面的桁架2，四块外模板的钢面板1竖直设置且其侧面互相紧贴，并可拆卸的固定构成与芯模16相似的类等腰梯形结构，所述外模与所述芯模16的中心线重合，以使所述钢面板1、所述芯模16与所述底模18之间形成上表面开口的密封空腔3。

在上述技术方案中，本发明的预制模板主要是预制出梯形空心构件，首先是底模18，其主要起到密封的作用，底模18一般固定于地面上，其上表面要保证水平，底模18的形状也可以是类等腰梯形结构，与芯模16及外模的形状相似，同时其中心具有空心的结构，空心的结构不凸出于芯模16外侧，保证芯模16与外模之间形成密封的空腔3灌注混凝土形成梯形空心构件，底模18设置有空心的结构且形状大小与外模基本保持一致，可节省底模18的材料用量。芯模16为类等腰梯形结构并直接放置于底模18上表面即可，且放置后两者的中心线重合并紧密贴合。外模也为类等腰梯形结构，位于芯模16外，且与芯模16的中心线重合，外模包括四块外模板可拆卸地连接而成，且包括靠近芯模16的内侧钢面板1和位于外侧固定于钢面板1上的桁架2，钢面板1起到密封的作用，而桁架2起到支撑的作用，外模为可拆卸的结构，可方便后期拆模，四块外模板一般是包括一对底边外模板和一对腰边外模板，互相紧贴连接时在连接处通过圆弧形的企口连接方式，同时圆弧形外侧通过支撑杆顶住，支撑杆两端穿过相邻的桁架2通过角钢固定在桁架2上，钢面板1紧贴密封连接主要是通过相邻桁架2的固定实现的。

在另一种技术方案中，所述芯模16包括中心模4和四块侧模，所述中心模4为与芯模16相似的类等腰梯形结构且两者中心线重合，四块侧模分别为一对底侧模8和一对腰侧模5，四块侧模竖直设置且其侧面互相紧贴构成与中心模4相似的类等腰梯形结构且两者中心线重合，四块侧模分别一一对应中心模4的四个外侧面，且每块侧模与中心模外侧面9之间均通过垂直于侧模的伸缩件6可活动地连接，所述伸缩件6在侧模与中心模外侧面9之间均匀间隔设置多排多列多个。

在上述技术方案中，芯模16不是固定的一体式结构，而是可伸缩的整体式结构，其包括固定的中心模4和外侧可移动的侧模，中心模4也不一定是实心结构的，可以是空心的且内部通过撑杆连接，只要具有外侧面可稳固其形状并固定连接伸缩件6即可，侧模包括与中心模外侧面9一一对的的一对底侧模8和一对腰侧模5，侧模与中心模外侧面9通过伸缩件6可活动地铰接，伸缩件6在每一块侧模和与之相对的中心模外侧面9之间设置多个且均匀间隔设置多排多列，在空腔3中灌注混凝土成型梯形空心构件时，伸缩件6是伸展的状态，侧模和与之相对的中心模外侧面9之间的距离为伸缩件6完全伸展的长度，且此距离在固定成型构件时不发生任何变化；当灌注且成型完成后需要脱模时，伸缩件6在外力作用下收缩时，此时侧模靠近与之相对的中心模外侧面9，此时芯模16可脱离成型的梯形空心构件；另一方面当伸缩件6是伸展的状态时，四块侧模的连接接触面恰好紧密贴合没有任何缝隙。

在另一种技术方案中，一对腰侧模5的伸缩件6包括一对第一固定块和第一连接块，一对第一固定块一端分别相对固定于腰侧模5和与之相对的中心模外侧面9，一对第一固定块的另一端分别与第一连接块的两端通过销轴可转动的连接。一对腰侧模5的伸缩件6为第一固定块与第一连接块的相互作用实现伸缩，一对第一固定块始终保持不动，当需要收缩时，通过外力向上拉动腰侧模5，第一连接块绕着销轴转动为向上倾斜状态，从而实现收缩，腰侧模5脱模；当需要伸展时，通过外力向下拉动腰侧模5，第一连接块绕着销轴转动为水平状态，使得腰侧模5与中心模4之间的间隔最大，从而实现伸展。

在另一种技术方案中，一对底侧模8上的伸缩件6包括一对第二固定块和一对第二连接块，一对第二固定块一端分别相对固定于一对底侧模8和与之相对的中心模外侧面9，一对第二固定块的另一端分别与一对第二连接块的一端通过销轴可转动的连接，一对第二连接块的另一端均与竖直的连接杆10通过销轴可转动的连接，一对底侧模8上同一列的伸缩件6通过同一连接杆10连接，一对底侧模8上并排设置的多根连接杆10的上端固定于水平的拉杆7上，所述拉杆7不凸出于芯模16外。

在上述技术方案中，一对底侧模8上的伸缩件6结构不同于一对腰侧模5上的伸缩件6结构，还多一块连接块，一对第二固定块的固定连接方式还是一样的，且第一固定块和第二固定块可以为双拼槽钢，一对第二固定块的另一端分别连接一个第二连接块的一端，而第二连接块的另一端均铰接于连接杆10上，同一列的伸缩件6上的一对第二连接块均固定于同一竖直的连接杆10上，如此底侧模8与中心模4之间设置有多个相互平行的一排连接杆10，一排连接杆10的上端固定于水平的拉杆7上，当需要收缩时，通过外力向上拉动拉杆7，拉杆7带动与其连接的连接杆10向上运动，从而带动与连接杆10通过销轴活动连接的一对第二连接块转动为向上，从而拉动底侧模8靠近中心模4运动，实现脱模；当需要伸展时，逆方向运动即可。一对底侧模8与一对腰侧模5之间的伸缩件6设置为不同的结构，主要是为了方便操作脱模，首先是一对底侧模8实现脱模，底侧模8向内靠近中心模4即可；其次是一对腰侧模5实现脱模，腰侧模5的脱模是向内向上靠近中心模4，不与底侧模8发生相互干涉。

在另一种技术方案中，所述空腔3的内侧壁以及底模18上表面设置有润滑油涂层或铺设有油毡纸。润滑油涂层和油毡纸的设置是为了后期方便脱模。

本发明还提供一种梯形空心构件的立式预制方法，包括以下步骤：

1)底模18安装：采用50吨门机15先将底模18调整并固定在地面上，使用水准仪对底模18上表面进行测量找平并进行整改，直至底模18上表面水平为止；底模18为混凝土垫高，上面放一块钢板，与外模的形状一致，同时在底模18上刷油或铺设油毡纸，方便后期脱模，只要梯形空心构件11外侧面与模板接触的部分都要刷油或铺设油毡纸，如果模板与梯形空心构件11接触的位置生锈，使用之前先打磨。

2)芯模16安装：将芯模16的所有伸缩件完全伸展后安装至底模18上表面，一般会提前设置有固定位置，只要嵌固至指定位置即可，校正模板垂直度满足要求后进行固定，固定后再仔细检查芯模16的垂直度和底模18之间是否紧密贴合，待芯模16四块侧模均垂直于底模18且与底模18紧密贴合后，固定。

3)钢筋加工绑扎和吊安：将钢筋一次绑扎成型为与芯模16相似的类等腰梯形结构并焊接牢固，利用50吨门机15采用自制的类等腰梯形吊架整体吊起钢筋，并套于芯模16外，钢筋安装后钢筋与外模的间距不小于5cm，也就是安装后钢筋保护层不小于5cm。

4)安装吊孔预埋件：严格控制吊孔预埋件位置；在钢筋的一对腰部分别安装有一个水平贯通的钢管为翻转孔，在钢筋的下底面安装有多个具有底面的吊环孔；预埋件在腰部有两个翻转孔，贯通梯形空心构件11，用于挂主钩12；上底面钩子勾住的地方有两个固定测量架向下的凹槽孔，下底面具有四个可挂副钩13的挂孔，其为吊环孔。

5)外模安装：将四块外模板依次吊装到钢筋外侧，位于预先设定好的位置，并固定成型。

6)混凝土浇筑：在空腔中浇筑混凝土；混凝土通过8m³罐车运输至预制现场，门机15吊罐入仓，混凝土浇筑采用分层分灰、振捣、阶梯式推进施工，浇筑分层厚度为300mm左右，混凝土振捣采用φ50软轴长6m～8m高频插入式振捣器，振捣时每棒插入点间距为30cm左右。

7)拆模：待混凝土达到5mpa以上时，拆除外模板及芯模16；外模包括四块外模板，逐块拆除即可；芯模16拆除首先将一对底侧模向内靠近中心模外侧面，其次再将一对腰侧模收缩向内向上靠近中心模外侧面，最后再整体起吊芯模16达到整体拆模脱模效果。

8)梯形空心构件11混凝土的养护；混凝土的表面终凝后，夏天采用履盖土工布洒水养护，采用自来水进行喷淋养护；冬天采用蓄热法养护；混凝土的表面潮湿养护期不少于14天。

9)梯形空心构件11起吊、翻转、堆存：采用φ406×30mm无缝钢管14穿过预留翻转孔，挂门机15主钩12；预埋吊环孔挂门机15副钩13；同时提升主钩12和副钩13，使梯形空心构件11向上距离底模1890～100cm，只要保证梯形空心构件11能翻转过来的高度即可；梯形空心构件11稳定后，主钩12保持不动，缓慢放松副钩13直至梯形空心构件11旋转90°，即翻转至梯形空心构件11底面呈水平状态；此时门机15行走到达预定堆存地点后，同时放松主钩12和副钩13使梯形空心构件11缓慢平稳落地，然后脱钩。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。