装配式框格梁与装配式矩形布置边坡护坡结构的制作方法

本发明涉及边坡工程领域，具体是一种用于边坡护坡的装配式框格梁，以及通过该框格梁按矩形布置的护坡结构。

背景技术：

框格梁护坡多用于稳定性的土质边坡，主要作用为保护坡面，防止坡面土质松动和流失，增强边坡整体性，并保证坡面完整性。已有工程中框格梁护坡所采用的框格梁形式多样，矩形布置框格梁应用较为广泛，通常为现浇钢筋混凝土结构。现浇钢筋混凝土框格梁护坡结构主要工艺流程为：开挖基槽，支护模板，绑扎钢筋，混凝土浇筑，混凝土拆模养护。整个施工步骤多，工艺流程复杂，质量控制点多，工程产品质量很难保证。

现浇钢筋混凝土框格梁护坡结构缺点具体如下：(1)现浇钢筋混凝土框格梁护坡结构施工前需要开挖基槽，费时费力，人工开挖后尺寸及精度偏差大，而且基槽浮土清理不干净时，现浇框格梁与坡面贴合会出现松动，影响框格梁护坡效果。(2)模板支护、钢筋绑扎、混凝土浇筑与养护等流程多，时间长，费时费力。(3)模板支护及钢筋绑扎在现场施工时由于环境及人为因素影响，框格梁尺寸大小和内部钢筋间距及排布精度难以控制，钢筋接头施工质量保证率低。(4)混凝土现场浇筑及养护中经常出现振捣不密实，养护不到位，造成框格梁结构质量缺陷；现场框格梁浇筑混凝土成型后，截面尺寸有偏差，且后期养护不到位容易开裂。(5)整体现场因素导致最终结构产品质量下降甚至不满足结构设计要求，造成工程综合成本高。

技术实现要素：

本发明将现浇钢筋混凝土矩形布置框格梁转化为装配式结构，解决现浇钢筋混凝土框格梁施工步骤多、工艺流程复杂、质量控制点多，工程质量难以保证的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：装配式框格梁，包括五种模块，分别为中部装配模块、顶部装配模块、底部装配模块、侧边装配模块和角部装配模块；每种模块均包括横梁和纵梁，每种模块的横梁至少两条、纵梁至少两条且横梁和纵梁垂直交叉布置，每种模块的横梁和纵梁形成至少一个呈矩形的框格；中部装配模块的四周均预留接头，顶部装配模块的左右两侧和底部预留接头，底部装配模块的左右两侧和顶部预留接头，侧边装配模块的上下两侧、左侧或右侧预留接头，角部装配模块的上侧或下侧预留接头、左侧或右侧预留接头。

进一步的是：顶部装配模块、底部装配模块和侧边装配模块三种模块的任意两种模块的结构相同或三种模块的结构均相同。

进一步的是：每种模块的接头的结构相同，接头与临近的横梁和纵梁交叉点之间的距离是横梁和纵梁相邻两个交叉点之间的距离的一半。

进一步的是：横梁和纵梁的底部均呈尖锥形，尖锥的方向垂直于横梁和纵梁所在平面并向下布置。

具体的：横梁和纵梁均为钢筋砼，钢筋砼的外侧设置钢模板，横梁和纵梁的接头处均预留纵筋；横梁和纵梁的纵剖面的上部呈矩形、下部呈倒三角形，横梁和纵梁底部均置角钢，角钢与钢模板固定连接。

进一步的是：横梁和纵梁的两个侧面，至少一个侧面连续或间隔设置防滑结构。

具体的：防滑结构为横梁和纵梁两侧的竖直面均呈波浪形、凹凸形或齿状，或者横梁和纵梁的竖直面设置防滑桩，防滑桩为钢筋混凝土并与横梁或纵梁整体浇筑而成。

更具体的是：横梁和纵梁的交叉处为节点段，相邻两个节点段的中部设置平整段，节点段和平整段之间为齿口段；五种模块的接头处均设置平整段，节点段与接头处的平整段之间设置齿口段；齿口段的齿口由波峰和波谷间隔布置形成，波峰内设置环状箍筋，波峰和波谷竖向布置并形成防滑结构。

本发明还提供一种装配式矩形布置边坡护坡结构，同样解决现浇钢筋混凝土框格梁施工步骤多、工艺流程复杂、质量控制点多，工程质量难以保证的问题。本发明采用的技术方案是：装配式矩形布置边坡护坡结构，通过上述任一装配式框格梁在边坡形成矩形布置的护坡结构，其中，一个中部装配模块或多个中部装配模块通过接头连接形成的呈矩形的整体结构布置于边坡的中部，中部装配模块的顶部设置顶部装配模块，顶部装配模块位于边坡的顶部，中部装配模块的底部设置底部装配模块，底部装配模块位于边坡的底部，中部装配模块的左右两侧分别设置侧边装配模块，侧边装配模块位于边坡的两侧，中部装配模块的四角分别设置四个角部装配模块；五种模块的任意两种模块之间通过接头相互连接，同一种模块之间也通过接头相互连接。

进一步的是：五种模块的横梁和纵梁均为钢筋砼，每种模块的接头处均预留纵筋，接头之间通过搭接板连接，搭接板的两侧分别设置套筒，连接位置两侧的纵筋分别位于套筒内并焊接固定，搭接板处浇筑混凝土并连接为一个整体。

本发明的有益效果是：装配式框格梁将现浇的框格梁转化为装配式结构，五种模块在工程预制加工并进行养护，质量保证率高；而且显著减少现场模板支护和钢筋绑扎工作，利于框格梁尺寸及钢筋排布的紧密控制。装配式矩形布置边坡护坡结构在稳定边坡坡面上采用嵌入式安装，减少了基槽开挖量，提高了产品成型质量。

顶部装配模块、底部装配模块和侧边装配模块三种模块的任意两种模块的结构相同或三种模块的结构相同，可进一步将五种模块简化成为四种或三种规格，简化预制五种模块的要求。横梁和纵梁的底部均呈尖锥形，边坡无需大面积开挖基槽，小面积开挖后直接打入装配式框格梁即可，同时增加装配式框格梁与坡面的结合度。横梁和纵梁的侧面设置防滑结构，使装配式框格梁能与边坡更好地结合，避免滑移。接头之间通过搭接板连接，可减少纵筋搭接长度，简化施工难度。

附图说明

图1是本发明装配式框格梁的实施例的平面示意图。

图2是图1中的中部装配模块的立体结构图。

图3是本发明装配式框格梁的中部装配模块的平面图。

图4是本发明装配式框格梁的侧边装配模块的平面图。

图5是本发明装配式框格梁的顶部装配模块的平面图。

图6是本发明装配式框格梁的角部装配模块的平面图。

图7是本发明装配式框格梁的局部结构组成图。

图8是图7所示节点段的立体结构图。

图9是图7所示齿口段的立体结构图。

图10是图7所示平整段的立体结构图。

图11是本发明装配式框格的一种配筋方式示意图。

图12是图7所示平整段、节点段以及齿口段在波谷处的纵剖面的配筋示意图。

图13是图7所示齿口段在波峰处的纵剖面的配筋示意图。

图14是本发明装配式矩形布置边坡护坡结构中接头通过搭接板连接的示意图。

图15是图14中搭接板的放大图。

附图标记：中部装配模块ⅰ、顶部装配模块ⅱ、底部装配模块ⅲ、侧边装配模块ⅳ、角部装配模块ⅴ；节点段a、齿口段b、平整段c；钢模板1、角钢2；顶部纵筋31、上部构造纵筋32、腰部纵筋33、下部构造纵筋34、底部纵筋35、环状箍筋36、上部构造筋37、下部构造筋38；搭接板4、套筒41。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明装配式框格梁，用于布置于边坡形成护坡结构。如图1所示，装配式框格梁包括五种模块，按照各模块在边坡施工后所处的位置，分别为中部装配模块ⅰ、顶部装配模块ⅱ、底部装配模块ⅲ、侧边装配模块ⅳ和角部装配模块ⅴ。中部装配模块ⅰ的四周均预留接头，用于布置于边坡的中部，如图1和图2所示。顶部装配模块ⅱ的左右两侧和底部均预留接头，顶部装配模块ⅱ的顶部无需预留接头，用于布置于边坡的顶部。底部装配模块ⅲ的左右两侧和顶部均预留接头，底部装配模块ⅲ的底部无需预留接头，用于布置于边坡的底部。侧边装配模块ⅳ的上下两侧预留接头，左侧或右侧预留接头，用于布置于边坡的左侧和右侧。角部装配模块ⅴ的上侧或下侧预留接头、左侧或右侧预留接头，用于布置于边坡的四角。

五种模块中，每种模块均包括横梁和纵梁，横梁和纵梁的结构可相同或不相同，例如横梁和纵梁均为钢筋混凝土结构且结构相同。每种模块的横梁至少两条、纵梁至少两条，横梁和纵梁垂直交叉布置，每种模块的横梁和纵梁形成至少一个呈矩形的框格。框格可为长方形或正方形，最好为正方形。五种模块可以是五种不同的规格。为了减少五种模块的规格，简化工厂生产装配式框格梁的工序，顶部装配模块ⅱ、底部装配模块ⅲ和侧边装配模块ⅳ三种模块的任意两种模块的结构相同或者三种模块的结构均相同，这样可将五种模块的规格简化为四种或三种。五种模块预留的接头在施工时现场连接，接头用于同一种模块之间进行连接，也用于两种模块之间的连接。为了便于五种模块的生产以及现场的施工，五种模块的接头完全相同。例如，五种模块的接头分别预留相同的纵筋接头，施工时现场连接纵筋接头，支模并浇筑混凝土实现连接。为了使两个同种或不同种的模块连接后形成的框格与模块的框格大小相同，接头与临近的横梁和纵梁交叉点之间的距离是横梁和纵梁相邻两个交叉点之间的距离的一半。

边坡开挖基槽后，需要将五种模块分别放入基槽，为了便于将五种模块打入基槽，同时增加框格梁与坡面的结合度，横梁和纵梁的底部均呈尖锥形，尖锥的方向垂直于横梁和纵梁所在平面并向下布置。例如，横梁和纵梁均为钢筋砼，横梁和纵梁的纵剖面的上部呈矩形、下部呈倒三角形。为了增强横梁和纵梁底部尖锥部分的强度，横梁和纵梁底部均设置角钢，角钢的内侧可直接与横梁和纵梁的结构钢筋固定连接，或者如图11所示，钢筋砼的外侧设置钢模板1，横梁和纵梁底部均置角钢2，并且角钢2与钢模板1固定连接，例如焊接连接或螺栓连接。钢模板1为浇筑横梁和纵梁的模板，浇筑后无需脱模；钢模板1可布置于横梁和纵梁的两侧的整个侧面，或者仅布置于下部呈倒三角形的部分。

为了使装配式框格梁能与边坡更好地结合，避免滑移。横梁和纵梁的两个侧面，至少一个侧面连续或间隔设置防滑结构。防滑结构用于使框格梁更稳定地嵌入边坡，防滑结构为横梁和纵梁两侧的竖直面均呈波浪形、凹凸形或齿状，或者横梁和纵梁的竖直面设置防滑桩，防滑桩为钢筋混凝土并与横梁或纵梁整体浇筑而成。

下面对五种模块进行具体说明。

中部装配模块ⅰ用于组成矩形式框格梁护坡结构的中间部。如图3所示，中部装配模块ⅰ中单个框格的长宽分别记为l1和l2，中部装配模块ⅰ长度方向的框格数量为n，n为正整数，左右两侧各伸出l1/2为预留的接头，总长度为：2×l1/2+n×l1＝(n+1)l1。中部装配模块ⅰ宽度方向的框格数量为m，m为正整数，上下两侧各伸出l2/2为预留的接头，总宽度为：2×l2/2+m×l2＝(m+1)l2。中部装配模块ⅰ整体在工厂预制加工，结构不设置分缝，接头部位预留连接接头。

顶部装配模块ⅱ和底部装配模块ⅲ用于布置于边坡的坡顶和坡脚，顶部装配模块ⅱ和底部装配模块ⅲ可相同或不同。如图5所示，顶部装配模块ⅱ单个框格的长宽记为l1和l2，顶部装配模块ⅱ的长度方向的框格数量为n，n为正整数，左右两侧各伸出l1/2为预留的接头，总长度为：2×l1/2+n×l1＝(n+1)l1。顶部装配模块ⅱ宽度方向的框格数量为m，m为正整数，m最好为1，下侧伸出l2/2为预留的接头，总宽度为：l2/2+m×l2＝(m+0.5)l2。顶部装配模块ⅱ和底部装配模块ⅲ整体在工厂预制加工，结构不设置分缝，接头部位预留连接接头。

侧边装配模块ⅳ用于布置于边坡的两侧，本处以布置于边坡左侧的为例进行说明。如图4所示，侧边装配模块ⅳ单个框格的长宽记为l1和l2，侧边装配模块ⅳ长度方向的框格数量为n，n为正整数且最好取1，右侧伸出l1/2为预留的接头，总长度为：l1/2+n×l1＝(n+0.5)l1。侧边装配模块ⅳ宽度方向的框格数量为m，m为正整数，上下侧分别伸出l2/2为预留的接头，总宽度为：2×l2/2+m×l2＝(m+1)l2。侧边装配模块ⅳ整体在工厂预制加工，结构不设置分缝，接头部位预留连接接头。

角部装配模块ⅴ用于布置于边坡的四角。如图6所示，角部装配模块ⅴ单个框格的长宽记为l1和l2，角部装配模块ⅴ长度方向和宽度方向的框格至少一个，优选为一个，角部装配模块ⅴ相邻的两边分别伸出l2/2或l1/2为预留的接头。角部装配模块ⅴ在工厂预制加工，结构不设置分缝，接头部位预留连接接头。

五种模块的横梁和纵梁结构最好相同。为了便于接头的连接，同时使横梁和纵梁具有防滑结构，下面给出一种关于横梁和纵梁的具体实施方案。如图7所示，横梁和纵梁的交叉处为节点段a，节点段a的立体图如图8所示。相邻两个节点段a的中部设置平整段c，节点段a和平整段c之间为齿口段b，节点段a、平整段c和齿口段b为一个整体，其中平整段c和齿口段b的立体结构如图10和图9所示。节点段a和平整段c的侧壁均为平整面。齿口段b上部的侧面呈锯齿状，下部为平整面。齿口段b的齿口由波峰和波谷间隔布置形成，波谷处的截面的与平整段c截面完全相同。节点段a、平整段c和齿口段b为完整的钢筋混凝土，配筋可如图11所示，或者如图12所示。为了保证齿口段b在波峰处的强度，齿口段b的波峰处设置环状箍筋，波峰和波谷竖向布置并形成防滑结构。齿口段b在波峰和波谷的横截面的配筋如图13和图12所示。

平整段c和齿口段b的波谷处的配筋如图12所示。齿口段b在波峰处的配筋如图13所示。顶部纵筋31均布排列，根数至少两根；腰部纵筋33两侧排列，为两根；底部纵筋35居中排列，为一根；上部构造纵筋32两侧布置，排数m≥1，每排两根；下部构造纵筋34两侧布置，排数m≥1，每排两根。环状箍筋36由一个环形箍和上部构造筋37、下部构造筋38组合而成。齿口段b在波峰处的配筋，可将图12所示的环状箍筋36在侧向进行扩大，使波峰对应的混凝土内含有钢筋，或者在波峰对应的位置增设一圈环状箍筋36，增设的环状箍筋36延伸至波峰对应的混凝土内。图12和图13中，顶部纵筋31、上部构造纵筋32、腰部纵筋33、下部构造纵筋34和底部纵筋35在预留的接头处分别保留一定长度的接头。

本发明的第二个主题是装配式矩形布置边坡护坡结构，通过上述装配式框格梁在边坡形成矩形布置的护坡结构。其中，一个中部装配模块ⅰ或多个中部装配模块ⅰ通过接头连接形成的呈矩形的整体结构布置于边坡的中部。中部装配模块ⅰ的顶部设置顶部装配模块ⅱ，顶部装配模块ⅱ为一个或多个，顶部装配模块ⅱ位于边坡的顶部。中部装配模块ⅰ的底部设置底部装配模块ⅲ，底部装配模块ⅲ为一个或多个，底部装配模块ⅲ位于边坡的底部。中部装配模块ⅰ的左右两侧分别设置侧边装配模块ⅳ，侧边装配模块ⅳ为一个或者多个，侧边装配模块ⅳ位于边坡的两侧。中部装配模块ⅰ的四角分别设置四个角部装配模块ⅴ。

五种模块的任意两种模块之间通过接头相互连接，同一种模块之间也通过接头相互连接。接头的每种模块的接头处均预留纵筋，预留的纵筋搭接后，再支模进行混凝土浇筑即可。为了减少搭接长度，接头之间通过搭接板4连接，如图14所示。如图15，搭接板4的两侧分别设置套筒41，套筒41的数量和位置与接头处的纵筋匹配，两个模块的接头处的纵筋分别插入搭接板4两侧的套筒41内并焊接固定，搭接板4处通过高一标号的细石混凝土浇筑为一个整体。套筒41可固定连接于搭接板4，或者套筒41可转动连接于搭接板4。套筒41可转动安装于搭接板4时，套筒41内部设置螺纹，纵筋设置螺纹接头，套筒41和纵筋之间螺纹连接。