一种用于混凝土预制的自适应外模系统的制作方法

本实用新型涉及混凝土预制施工结构技术领域，具体地指一种用于混凝土预制的自适应外模系统。

背景技术：

大型混凝土预制构件施工常规采用大面钢模配合临时支架作为基础进行施工，具体实施时，需要投入超大型机械设备、专业安装人员和大量施工钢材等，不但造价昂贵，而且功效很低，现场的施工环境差；大面积钢模现场安装和倒换时，需要借助起重设备和大量的施工人员进行不断地安拆专业，功效较低，实用性也不强，并且施工安全性也很差。

为了解决上述技术问题，有专利号为“cn208343136u”的名为“一种自行全断面预制沉管模板”的中国实用新型专利提供了一种模板结构，该结构中的外模板结构实际上为一组龙门架结构，侧向支撑桁架下端滑动连接于滑移轨道上，顶部支撑桁架上安装有横向油缸用于调整外侧上角模板，侧部模板通过对拉杆与内侧模板台车固定，外侧固定通过地面的锚固结构来实现，这种模板结构虽然能够减小外部模板拆卸的工程量，但是由于外侧模板需要通过对拉杆与内侧模板进行固定，浇筑过程中会在沉管侧壁上产生薄弱点，这种沉管使用过程中，可能会造成薄弱点漏水、渗水等安全事故，不利于大范围的推广使用。另外该结构的外侧木板无论是合模还是脱模都比较困难，需要投入大量的人力物力，严重影响沉管浇筑的效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种用于混凝土预制的自适应外模系统。

本实用新型的技术方案为：一种用于混凝土预制的自适应外模系统，包括顶层桁架以及可沿纵向滑移的行走小车，其特征在于：还包括，

侧模桁架，所述侧模桁架下端可沿横向滑移的连接于行走小车；

角模桁架，所述角模桁架下端可旋转地铰接连接于侧模桁架上；

侧模，所述侧模固定在侧模桁架内侧；

角模，所述角模固定在角模桁架内侧；

所述顶层桁架的横向两端分别可横向滑移地连接于两侧的侧模桁架顶端；所述侧模桁架上下两端设置有用于驱动侧模桁架横向移动的驱动结构。

进一步的所述驱动结构包括上驱动结构；所述上驱动结构包括固定在侧模桁架顶端的上横移平台、与顶层桁架固定的小车架；所述小车架通过滚轮可横向滑移地连接于上横移平台；所述上横移平台与小车架之间设置有用以驱动小车架横向移动的上横移油缸。

进一步的所述上横移平台与小车架之间设置有在侧模桁架调节到位后对上横移平台和小车架进行横向和纵向限位的锁止结构。

进一步的所述锁止结构包括纵向锁止杆和横向锁止杆；所述纵向锁止杆为沿纵向穿设于上横移平台和小车架用于横向限位的杆状结构；所述横向锁止杆为沿横向穿设于上横移平台和小车架用于纵向限位的杆状结构。

进一步的所述驱动结构包括下驱动结构；所述下驱动结构包括连接于侧模桁架下端的下横移平台、与行走小车固定的行走平台；所述下横移平台沿横向滑移地连接于行走平台，下横移平台与行走平台之间设置有用于驱动下横移平台横向移动的下横移油缸。

进一步的所述侧模桁架外侧设置有在侧模合模后承担侧模桁架横向荷载的支撑结构。

进一步的所述支撑结构包括承载底座和反力墩；所述反力墩为修筑与侧模桁架外侧地面上的凸起结构；所述承载底座包括固定在侧模桁架下端的承载桁架以及多根沿纵向间隔布置于承载桁架外侧的支撑杆；所述支撑杆一端可旋转地铰接连接于承载桁架外侧，另一端在合模时沿横向支撑于反力墩内侧端面、在脱模时沿竖直方向支撑于地面。

进一步的所述支撑结构包括锚固在地面上的第一埋件支座、支撑于第一埋件支座与侧模桁架之间的沿竖向倾斜布置的撑腿系梁；所述撑腿系梁上端可旋转地铰接连接于侧模桁架、下端在合模时支撑于第一埋件支座上；所述侧模桁架上设置有在脱模时用于沿竖向提升撑腿系梁的系梁翻转油缸。

进一步的还包括第二埋件支座和抗风拉杆；所述第二埋件支座为锚固在侧模桁架下方地面上的预埋结构；所述抗风拉杆下端锚固在第二埋件支座上，上端沿竖直方向延伸并锚固在侧模桁架上。

进一步的所述顶层桁架纵向两端设置有沿横向布置的滑轨；所述滑轨上安装有用于吊装端模的电动葫芦。

本实用新型的优点有：1、通过在侧模桁架的上下两端设置驱动结构，驱动结构对侧模桁架施加横向作用力，解决了现有模板结构需要通过对拉杆对侧模桁架进行固定会存在薄弱点的问题，提高了沉管浇筑的结构完整性，浇筑的沉管结构更加稳定；

2、通过上横移油缸驱动侧模桁架横向移动，可为侧模桁架提供横向的作用力，解决了现有驱动结构仅仅在侧模桁架的下端设置驱动结构导致的上端受力不平衡的问题，且将顶层桁架和另一侧的侧模桁架作为反力结构，驱动方式更加简单、高效；

3、通过下横移油缸驱动侧模桁架横向移动，即侧模桁架的上下两端可同步进行横向驱动，保证了侧模桁架横向受力更加均匀，沉管浇筑更加精确，提高了施工效率；

4、通过在侧模桁架的外侧设置支撑结构，用于承担侧模桁架在浇筑过程中产生的横向荷载，提高侧模桁架浇筑过程的稳定性，避免由于没有使用拉杆而出现的侧模偏差；

5、通过撑腿系梁与第一埋件支座的组合结构，能够为侧模桁架提供横向的支撑作用力，且撑腿系梁的结构简单，操作方便；

6、通过第二埋件支座和抗风拉杆的组合结构，能够对侧模桁架进行稳固，避免在侧模桁架收到风力影响或是浇筑过程中产生的上浮问题，使浇筑使用过程更加稳定、安全；

7、通过在顶层桁架上设置滑轨和电动葫芦，便于端模安装，且顶层桁架上还设置有多组电动葫芦用于对沉管中的钢筋笼进行定位。

本实用新型的外模系统结构简单，操作方便，减小了拆卸施工的工作量，提高了工作效率，解决了需要使用拉杆对外模进行固定会产生薄弱点的问题，提高了浇筑结构的完整性，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：外模系统合模时的主视图；

图2：外模系统一侧脱模时的主视图；

图3：外模系统的侧视图；

图4：撑腿系梁与系梁翻转油缸连接结构示意图；

图5：承载底座的俯视图；

图6：承载底座的侧视图；

图7：上驱动结构的侧视图；

图8：上驱动结构的俯视图；

图9：下驱动结构的侧视图；

图10：下驱动结构与行走小车连接结构示意图；

图11：角模桁架结构示意图；

图12：顶层桁架俯视图；

图13：顶层桁架侧视图；

图14：支撑结构安装示意图；

其中：1—顶层桁架；1.1—滑轨；1.2—电动葫芦；

2—行走小车；2.1—主动轮组；2.2—从动轮组；2.3—轨道；

3—侧模桁架；3.1—上横移平台；3.2—小车架；3.3—滚轮；3.4—上横移油缸；3.5—纵向锁止杆；3.6—横向锁止杆；3.7—下横移平台；3.8—行走平台；3.9—下横移油缸；3.10—调平油缸；

4—角模桁架；4.1—角模翻转油缸；4.2—角模撑杆；

5—侧模；6—角模；

7—承载底座；7.1—承载桁架；7.2—支撑杆；

8—反力墩；9—第一埋件支座；10—撑腿系梁；11—系梁翻转油缸；12—第二埋件支座；13—抗风拉杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实施例的外模包括侧模5和角模6，其中侧模5固定在侧模桁架3的内侧端面，角模6固定在角模桁架4的内侧端面。如图1、2和14所示，本实施例的侧模桁架3用于固定侧模5，可在三个方向对侧模5进行调整，如图1、2和14所示，本实施例侧模桁架3下端连接于行走小车2。

如图10所示，本实施例的行走小车2包括主动轮组2.1和从动轮组2.2，主动轮组2.1和从动轮组2.2滑动连接于铺设在地面上的轨道2.3上，轨道2.3为工字钢结构，通过主动轮组2.1驱动，行走小车2沿轨道2.3移动。侧模桁架3连接于行走小车2，通过行走小车2进行纵向移动。

本实施例侧模桁架3的上下两端设置有驱动侧模桁架3横向移动的驱动结构，如图7～8所示，驱动结构包括上驱动结构，上驱动结构包括固定在侧模桁架3顶端的上横移平台3.1、与顶层桁架1固定的小车架3.2，小车架3.2通过滚轮3.3(本实施例的滚轮3.3上设置有限位结构，通过限位结构避免滚轮3.3脱出上横移平台3.1)可横向滑移地连接于上横移平台3.1，上横移平台3.1与小车架3.2之间设置有用以驱动小车架3.2横向移动的上横移油缸3.4。上横移油缸3.4驱动整个侧模桁架3沿水平横向移动，其反力结构实际上是通过顶层桁架1与另一侧的侧模桁架3来完成的。

本实施例在上驱动结构在横向调节完成后，需要对上横移平台3.1与小车架3.2进行限位，避免在浇筑过程中，两者产生滑移。如图8所示，锁止结构包括纵向锁止杆3.5和横向锁止杆3.6，纵向锁止杆3.5为沿纵向穿设于上横移平台3.1和小车架3.2用于横向限位的杆状结构，横向锁止杆3.6为沿横向穿设于上横移平台3.1和小车架3.2用于纵向限位的杆状结构。纵向锁止杆3.5和横向锁止杆3.6通过螺栓配合使用，达到纵向和横向限位的作用。

本实施例的驱动结构还包括下驱动结构，如图9所示，下驱动结构包括连接于侧模桁架3下端的下横移平台3.7、与行走小车2固定的行走平台3.8，下横移平台3.7沿横向滑移地连接于行走平台3.8，下横移平台3.7与行走平台3.8之间设置有用于驱动下横移平台3.7横向移动的下横移油缸3.9。下横移油缸3.9与上横移油缸3.4协同作用，驱动侧模桁架3横向移动，在侧模桁架3的上下两端均设置驱动油缸，同时驱动，能够避免受力不平衡的问题发生。

本实施例为了实现侧模桁架3的竖向调节，如图9所示，本实施例在下横移平台3.7的上端设置有多组调平油缸3.10，调平油缸3.10下端固定在下横移平台3.7上，上端固定在侧模桁架3下端的承载底座7上。通过调平油缸3.10可以实现对侧模桁架3的竖向调节以及调平。

侧模桁架3在浇筑过程中会承受横向的荷载，针对这部分荷载，本实施例在侧模桁架3外侧设置有在侧模5合模后承担侧模桁架3横向荷载的支撑结构。如图14所示，支撑结构包括承载底座7和反力墩8，反力墩8为修筑与侧模桁架3外侧地面上的凸起结构，如图5～6所示，承载底座7包括固定在侧模桁架3下端的承载桁架7.1以及多根沿纵向间隔布置于承载桁架7.1外侧的支撑杆7.2，支撑杆7.2一端可旋转地铰接连接于承载桁架7.1外侧，另一端在合模时沿横向支撑于反力墩8内侧端面、在脱模时沿竖直方向支撑于地面。

承载底座7可以有效消除针对侧模桁架3下端位置的横向荷载，为了消除侧模桁架3中间部位的横向荷载，本实施例的支撑结构还包括锚固在地面上的第一埋件支座9、支撑于第一埋件支座9与侧模桁架3之间的沿竖向倾斜布置的撑腿系梁10，如图4和14所示，撑腿系梁10上端可旋转地铰接连接于侧模桁架3、下端在合模时支撑于第一埋件支座9上，侧模桁架3上设置有在脱模时用于沿竖向提升撑腿系梁10的系梁翻转油缸11(侧模桁架3的外侧设置有沿水平高横向延伸的平联结构，系梁翻转油缸11的上端连接于平联结构，下端连接于撑腿系梁10上)。

合模时，将撑腿系梁10的下端支撑在第一埋件支座9上，驱动系梁翻转油缸11使其对撑腿系梁10进行竖向支撑避免撑腿系梁10翻转，保证侧模桁架3的横向荷载通过撑腿系梁10传递到第一埋件支座9上。当脱模时，驱动系梁翻转油缸11，使撑腿系梁10绕铰支点转动，解除撑腿系梁10对侧模桁架3的支撑。

实际使用过程中，为了消除风力影响和解决上浮问题，本实施例在侧模桁架3的下方地面上设置有第二埋件支座12，第二埋件支座12上安装有抗风拉杆13，抗风拉杆13下端锚固在第二埋件支座12上，上端沿竖直方向延伸并锚固在侧模桁架3上。通过抗风拉杆13可以将作用到侧模桁架3竖直向上的浮力传递到第二埋件支座12上，抗风拉杆13还能够提高整个侧模桁架3的稳定性，避免出现倾覆问题。

如图1、2和11所示，为本实施例的角模桁架4结构示意图，角模桁架4下端可旋转地铰接连接于侧模桁架3上，角模桁架4与侧模桁架3之间设置有驱动角模桁架4绕铰支点转动的角模翻转油缸4.1，角模翻转油缸4.1驱动角模桁架4翻转实现角模6的脱模或者是合模，当合模时，为了增加角模桁架4的稳定性，本实施例在角模桁架4与侧模桁架3之间设置有角模撑杆4.2。合模后需要通过角模撑杆4.2对角模桁架4进行支撑固定，脱模时，需要将角模撑杆4.2进行拆除。

本实施例的顶层桁架1用于端模吊装和钢筋调平，如图1～3和12～13所示，顶层桁架1在纵向两端设置有吊架，在吊架上设置有沿水平横向布置的滑轨1.1，滑轨1.1上连接有电动葫芦1.2，电动葫芦1.2吊装端模沿滑轨1.1移动实现对端模的吊装。另外本实施例在顶层桁架1上设置有多组电动葫芦，电动葫芦可实现对沉管钢筋的调平处理。

使用时，侧模桁架3纵向移动到位后，驱动调平油缸3.10对侧模桁架3进行竖向调位和调平处理，同步驱动侧模桁架3上端和下端的上横移油缸3.4和下横移油缸3.9，完成后对顶层桁架1和侧模桁架3进行限位锁止。驱动一侧的侧模桁架3沿水平横向移动导致，完成一侧的侧模5合模，驱动角模翻转油缸4.1实现角模6的合模，在角模桁架4与侧模桁架3之间安装角模撑杆4.2，完成一侧的外模合模。然后驱动系梁翻转油缸11使撑腿系梁10支撑在第一埋件支座9上，调节支撑杆7.2使其支撑在反力墩8上，锚固抗风拉杆13，完成外模的一侧合模。然后按照上述流程进行另一侧的外模合模。

浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求后，进行脱模处理。驱动系梁翻转油缸11使撑腿系梁10脱离第一埋件支座9，调节支撑杆7.2使其支撑在地面上，拆除抗风拉杆13和角模撑杆4.2，驱动角模翻转油缸4.1完成对角模6的脱模。驱动上横移油缸3.1和下横移油缸3.9，使侧模桁架3沿水平横向移动，完成侧模5的脱模，如图2所示。同样的，完成一侧的外模脱模后，按照上述流程完成另一侧的外模脱模。

待两侧的脱模全部完成后，通过主动轮组2.1同步驱动两侧的侧模桁架3一起沿轨道2.3移动到下一浇筑施工工位，然后按照上述流程依次进行，直至所有的节段完成浇筑施工。

本实施例在浇筑过程中，可以通过顶层桁架1进行端模的吊装和钢筋的调平。

另外，为了提高协同作业的统一性，本实施例在侧模桁架3上安装有液压及智能控制系统和施工平台。

如图1所示，本实施例的纵向指图纸的上下方向，横向指垂直图纸的方向，竖向指图纸的左右方向。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。