一种预防浇筑裂缝的模板控制装置及方法与流程

本发明涉及一种预防浇筑裂缝的模板控制装置及方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

混凝土在浇筑时会对底面、侧面模板产生竖向压力和侧向压力，从而引起模板变形，当浇筑尺寸较大、模板跨度较大时，模板会产生较大变形，不仅影响混凝土结构成型后的外观，并且使得混凝土在初凝阶段存在出现裂缝的隐患。

尤其是在浇筑宽度较大的桥梁节段时，混凝土节段底板出现变形裂缝较为普遍。尺寸较大的桥梁节段一般由下向上分次浇筑，在浇筑上层混凝土时，已浇筑的下层混凝土可能处于初凝阶段，上层混凝土重量会引起底部模板的变形，而下层混凝土强度还未完全达到标准强度，因此，下层混凝土可能因模板变形而产生裂缝。因此，混凝土浇筑施工过程中，控制模板变形至关重要。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种预防浇筑裂缝的模板控制装置及方法，在混凝土浇筑过程中，能够控制模板的变形在目标范围内，预防混凝土在初凝时因模板变形产生的裂缝，保障混凝土结构成型后的外观质量。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种预防浇筑裂缝的模板控制装置，所述模板为待浇筑混凝土构件的底部模板，所述模板下方靠近两侧端部设置有竖向支撑，所述模板控制装置包括：

转向器，均匀分布在模板同一横断面的下方且与模板底部固定设置，所述转向器上设置有通孔；

锚固装置，设置于模板底部靠近所述竖向支撑的部位且与转向器位于同一横断面上；

液压千斤顶和钢束，所述液压千斤顶固定设置于所述锚固装置内，所述钢束穿过所述转向器的通孔，两端分别与两侧的液压千斤顶固定连接；所述液压千斤顶为钢束提供张拉力并测量张拉力大小；

激光位移传感器和标靶，所述标靶安装于模板的最大变形部位下方，所述激光位移传感器安装于锚固装置或竖向支撑上，用于测量标靶的读数；

控制系统，与激光位移传感器信号连接，用于采集激光位移传感器测量的标靶竖向位移数据；控制系统与液压千斤顶连接，且内部设置有模板变形的预设限值Y限，根据竖向位移数据调节液压千斤顶的张拉力，将竖向位移控制在预设限值Y限内。

进一步，模板每个横断面上的转向器为奇数个，模板最大变形部位下方设置有1个转向器，其它转向器对称布设。

进一步，所述标靶固定设置于模板最大变形部位下方的转向器的底部。

进一步，所述模板控制装置设置于两个相邻的竖向支撑中点处的模板横断面上，所述模板下方设置多组所述模板控制装置。

进一步，所述模板控制装置设置于竖向支撑所在的模板横断面上，所述激光位移传感器设置于竖向支撑上。

相应地，本发明还提供了一种预防浇筑裂缝的模板控制方法，包括如下步骤：

步骤一，安装所述的模板控制装置，并记录钢束的张拉力初始值F0及激光位移传感器的初始读数Y0；

步骤二，混凝土浇筑过程中，激光位移传感器实时监测标靶的竖向位移，控制系统在固定间隔时间记录一次张拉力Ft及竖向位移读数Yt，计算张拉力的增量△Ft和变形量△Yt；

步骤三，当模板变形量△Yt超过预设限值Y限时，控制系统控制液压千斤顶张拉至控制张拉力F控，其中，F控＝Ft+k△Ft，其中K为控制系数；激光位移传感器采集对应的竖向位移读数Yt1，计算对应的△Yt1；

步骤四，若△Yt1仍超过预设限值Y限时，重复步骤三，直至模板竖向变形小于预设限值Y限时，返回步骤二；

步骤五，混凝土浇筑施工完毕后，拆除所述模板控制装置。

进一步，K＝0.5～1.0。

与现有技术相比，本发明的目的提供一种预防浇筑裂缝的模板控制装置，通过激光位移传感器和标靶测量模板的竖向位移，通过液压千斤顶控制钢束张拉力，通过转向器将钢束张拉力转化为模板向上的作用反力，从而控制模板的变形量，使混凝土浇筑过程中，模板变形控制在预设的范围内。通过该装置可控制浇筑混凝土时的模板变形，预防混凝土在初凝时因模板变形产生的裂缝，保障混凝土结构成型后的外观及质量。

附图说明

图1为本发明一实施例中的预防浇筑裂缝的模板控制装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的预防浇筑裂缝的模板控制装置的剖视图；

图3为模板控制装置的初始状态图；

图4为模板控制装置的竖向位移为时的状态图；

图5为模板控制装置的竖向位移为时的状态图。

图中标号如下：

1-模板；2-竖向支撑；3-转向器；4-锚固装置；5-液压千斤顶；6-钢束；7-激光位移传感器；8-标靶。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种预防浇筑裂缝的模板控制装置及方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

结合图1至图2所示，本实施例提供了一种预防浇筑裂缝的模板控制装置，模板1为待浇筑混凝土构件的底部模板1，待浇筑混凝土构件的横向跨度较大，比如桥的箱梁，所述模板1下方靠近两侧端部设置有竖向支撑2，所述模板1控制装置包括：

转向器3，均匀分布在模板1同一横断面的下方且与模板1底部固定设置，所述转向器3上设置有通孔；

锚固装置4，设置于模板1底部靠近所述竖向支撑2的部位且与转向器3位于同一横断面上；

液压千斤顶5和钢束6，液压千斤顶5固定设置于所述锚固装置4内；钢束6穿过所述转向器3的通孔，两端分别与两侧的液压千斤顶5固定连接；所述液压千斤顶5为钢束6提供张拉力并测量张拉力的大小；

激光位移传感器7和标靶8，所述标靶8安装于模板1的最大变形部位下方，所述激光位移传感器7安装于锚固装置4上，用于测量标靶8的读数；

控制系统(未示出)，与激光位移传感器7信号连接，用于采集激光位移传感器测量的标靶竖向位移数据；控制系统与液压千斤顶5连接，且内部设置有模板变形的预设限值Y限，根据竖向位移数据调节液压千斤顶的张拉力，将竖向位移控制在预设限值Y限内。

本发明的目的提供一种预防浇筑裂缝的模板控制装置，通过激光位移传感器7和标靶8测量模板1的竖向位移，通过液压千斤顶5控制钢束6张拉力，通过转向器3将钢束6张拉力转化为模板1向上的作用反力，从而控制模板1的变形量，使混凝土浇筑过程中，模板1变形控制在预设的范围内。通过该装置可控制浇筑混凝土时的模板变形，预防混凝土在初凝时因模板变形产生的裂缝，保障混凝土结构成型后的外观及质量。

进一步，结合图1和图2所示，每个横断面上的转向器3为3个，该横断面的中点处为最大变形部位，故横断面的中点处设置1个转向器3，另外两个对称布设于该转向器3的两侧。优选为，所述标靶8固定设置于模板1中间的转向器3(该转向器处的模板变形最大)的底部，激光位移传感器7设置于锚固装置4的底部，标靶上设置有刻度，下小上大，初始状态时激光位移传感器7的激光束照射在标靶8的下部刻度处(即小数值读数区域)，随着模板1的竖向变形增加，激光束在标靶8上的照射位置逐渐向上移动。

进一步，如图1所示，模板1上每一端设置有4个竖向支撑2，每两个相邻的竖向支撑2之间的中点处的横断面上设置一组模板1控制装置，共设置3组模板1控制装置。由于锚固装置4处的模板1受竖向支撑2的约束，变形可忽略，从而使激光位移传感器7的激光束可近似为一条水平线。当然为了使激光位移传感器7测量的标靶8竖向位移更加精确，可以将横断面选取为与竖向支撑2同一横断面处，将激光位移传感器7设置在竖向支撑2上，从而使激光位移传感器7的测量精度完全不受模板1变形的影响。

实施例二

本实施例还提供了一种预防浇筑裂缝的模板1控制方法，下面结合实施例一、附图1至5，对该模板1控制方法作进一步描述。该模板控制方法包括如下步骤：

步骤一，安装实施例一中的模板控制装置，如图3所示，记录钢束6的张拉力初始值F0及激光位移传感器7的初始读数Y0。

如图1和图2所示，模板1控制装置设置于两个相邻的竖向支撑2的中点处的模板1横断面的底部，在该横断面的两端且靠近竖向支撑2的位置各安装一个锚固装置4，在该横断面的中间安装转向器3，因为跨度较大，共均匀设置3个转向器3，中点处设置一个，另外两个对称布设；在锚固装置4中安装液压千斤顶5，在转向器3的通孔中穿插钢束6，钢束6的两端分别与两侧的液压千斤顶5锚固；在中间的转向器3的底部设置标靶8，标靶8的读数下小、上大，在锚固装置4底部设置激光位移传感器7，使初始状态时激光位移传感器7的激光束照射在标靶8的下部刻度处(即小数值区域)。结合图2和图3所示，液压千斤顶5记录钢束6的张拉力初始值F0，激光位移传感器7记录标靶8的初始读数Y0。随着模板1的竖向变形增加，激光束在标靶8上的照射位置逐渐向上移动。控制系统与激光位移传感器7信号连接，用于采集激光位移传感器7测量的标靶8竖向位移，控制系统与液压千斤顶5信号连接，用于控制液压千斤顶5的伸缸与缩缸操作，从而为钢束6提供张拉力。

步骤二，混凝土浇筑过程中，激光位移传感器7实时监测标靶8的竖向位移，控制系统在固定间隔时间记录一次张拉力Ft及竖向位移读数Yt，计算张拉力的增量△Ft和变形量△Yt。

结合图2至4所示，随着混凝土的浇筑，模板1的竖向作用力逐渐增减，模板1的竖向变形也逐渐增加，激光位移传感器7实时监测标靶8的竖向位移。作为举例，控制系统每间隔1分钟记录1次钢束6的张拉力Ft及标靶8的竖向位移Yt，计算张拉力的增量△Ft和变形量△Yt。

步骤三，当模板1变形量△Yt超过预设限值Y限时，控制系统控制液压千斤顶5张拉至控制张拉力F控，其中，F控＝Ft+k△Ft，其中K为控制系数；激光位移传感器7采集对应的竖向位移读数Yt1，计算对应的△Yt1。其中，K＝0.5～1.0，作为举例，K＝0.8，也就是说控制系统控制液压千斤顶5张拉钢束6至Ft+0.8△Ft，张拉力调整到位后，记录该时刻对应的竖向位移读数Yt1。通常情况下，K取较大的数值(如0.8～1.0)时，可一次将模板1变形量△Yt调整至预设限值Y限内。

步骤四，如图5，若△Yt1仍超过预设限值Y限时，重复步骤三，直至模板1的竖向位移小于预设限值Y限时，返回步骤二。

步骤五，混凝土浇筑施工完毕后，拆除所述模板控制装置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。