一种现浇拱小箱室的模板结构及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种现浇拱小箱室的模板结构及施工方法。


背景技术：

2.拱在我国工程建设史中较为悠久，拱由于其有非常好的受力特征，在大跨度结构中具有很强的技术优势。现浇拱结构充分利用了混凝土的抗压强度高的特点，应用较广，如桥梁、屋架等。在拱桥的设计中，拱轴线的形状多为圆曲形、抛物线或悬链线，拱轴线的选型直接影响主拱截面内力分布和大小，拱轴线的合理化选择可以尽可能的降低由荷载产生的偏心弯矩。合理的拱轴线是基本和荷载作用下的压力线重合的。一般采用恒载压力线作为拱轴线，恒载作用越大，这种选择越显得合理。因此拱结构在施工过程中严格控制拱桥的线性，使得施工后的实际拱轴线与设计拱轴线相符，是拱结构施工成功与否的关键。
3.拱圈作为钢筋混凝土拱桥最主要的承重结构，大跨径钢筋混凝土拱桥主要采用箱型截面。在场地环境和使用要求有限制时，为了减少拱结构自重，往往采取设置箱室和减少拱圈高度和提高拱圈的配筋率来实现拱的受力满足后期使用要求，在减少拱圈高度时，往往影响较大的是拱圈内箱室高度，这就形成了一种高配筋率的薄壁箱型主拱圈，这种薄壁箱型拱圈顶板和底板厚度较小，箱室高度低，满足结构受力要求。对于该类主拱施工现阶段采用的主要方法是对拱圈分环、分段浇筑,对拱圈的每一环，常采用分段浇筑的施工方法，即先在拱脚处对称整体现浇一段，再进行对称分环施工，由于箱室的高度由于较低，是箱室施工时由于空间较小，配筋较密，这就增加了施工难度，如施工不当后期拱圈变形会较大，对成桥线形及结构的稳定性会造成影响。此外，由于中腹板的设置，箱室空间小、数量多，箱室顶板预留拆模孔洞不仅增加了操作难度还破坏桥梁的整体性。现有技术通常是将箱室的芯模留置于箱室内，或预留人孔并在箱室具一定强度后通过人工进入箱室内进行芯模的拆除，为保证人员的通过人孔进出拱箱，需要将拱结构钢筋全部切断，后期在封堵人孔时进行焊接，封堵的人孔模板依旧留置在拱箱内 。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提出了一种现浇拱小箱室的模板结构及施工方法，旨在解决现有现浇拱小箱室内模板及支撑拆除难度较大的问题。
5.本发明提出了一种现浇拱小箱室的模板结构，包括：若干箱室腔体；其中，各所述箱室腔体分布在主拱圈内，每个所述箱室腔体内均具有压型模板构件、支撑胎膜和若干胎膜定位支撑组件；每个所述箱室腔体的外轮廓处与所述主拱圈的腹板和顶板接触的部位均设置有所述压型模板构件；每个所述箱室腔体内填充有所述支撑胎膜，所述胎膜定位支撑组件设置在所述支撑胎膜内，且所述胎膜定位支撑组件与所述压型模板构件相抵接，所述胎膜定位支撑组件
的底部预埋于所述主拱圈的底板基础中；每个所述箱室腔体的底部开设有排泥通道，每个所述箱室腔体的顶部开设有进水通道。
6.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构中，所述压型模板构件包括：相连接的顶板压型模板和两个腹板压型模板；其中，两个所述腹板压型模板呈夹角设置；所述顶板压型模板连接在两个所述腹板压型模板的顶部之间。
7.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构中，所述胎膜定位支撑组件包括：若干竖向支撑体和横向支撑体；其中，各所述竖向支撑体沿所述箱室腔体的高度方向间隔设置，且每个所述竖向支撑体的一侧与所述压型模板构件的顶壁相抵接；各所述横向支撑体沿所述箱室腔体的宽度方向设置，且每个所述横向支撑体的一侧与所述压型模板构件的侧壁相抵接。
8.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构中，所述主拱圈中相邻两个所述箱室腔体紧邻的两个所述压型模板构件的腹板压型模板之间通过对拉螺杆相连接。
9.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构中，所述压型模板构件的顶板压型模板为弧形结构，其弧度与所述主拱圈的弧度保持一致。
10.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构中，所述支撑胎膜包括砂层和位于所述砂层上方的细粒土层。
11.本发明中，通过在每个箱室腔体内设置压型模板构件，以形成箱室腔体的轮廓，并通过支撑胎膜为混凝土的浇筑提供支撑，通过胎膜定位支撑组件控制支撑胎膜的标高；通过在每个箱室腔体的顶部和底部分别开设进水通道和排泥通道，以实现支撑胎膜的顺利拆除，大大降低了拆除难度，降低箱室腔体自重的同时提高了施工效率。
12.另一方面，本发明还提出了一种现浇拱小箱室的模板结构的施工方法，包括以下步骤：步骤1，在每个箱室腔体的底部预留排泥通道，在每个箱室腔体的顶部预留进水通道，浇筑主拱圈的第一环混凝土；步骤2，安装各个箱室腔体的胎膜定位支撑组件；步骤3，安装各个箱室腔体的压型模板构件中的腹板压型模板，接着填充支撑胎膜后，安装顶板压型模板；步骤4，安装主拱圈钢筋并浇筑拱第二环混凝土。
13.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构的施工方法中，所述第一环混凝土浇筑的顺序依次为底板、横隔梁及腹板至底板的加腋处；第二环混凝土浇筑的顺序依次为横隔梁、腹板和顶板。
14.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构的施工方法中，在所述第一环混凝土浇筑完成后，对所述排泥通道进行临时封堵。
15.进一步地，上述现浇拱小箱室的模板结构的施工方法中，还包括：步骤5，在主拱圈的混凝土浇筑完成并强度达到设计要求后，将进水管与进水通道连接，将排水管与排泥通道连接，向箱室腔体内注入高压水，完成支撑胎膜的拆除。
16.本发明提供的施工方法，通过在每个箱室腔体的顶部和底部分别开设进水通道和排泥通道，来拆除箱室内的模板与支撑，相对于现有技术中，通过预留人孔的方式拆除模板
和箱室高度特别的低情况而言，操作简单、大大节约了人力和物力。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本发明实施例提供的现浇拱小箱室的模板结构中的主拱圈的横断面结构示意图；图2为本发明实施例提供的现浇拱小箱室的模板结构中的主拱圈的纵断面结构示意图；图3为本发明实施例提供的现浇拱小箱室的模板结构施工方法的分环浇筑示意图。
具体实施方式
18.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
19.参阅图1和图2，本发明实施例的现浇拱小箱室的模板结构包括：若干箱室腔体1；其中，各所述箱室腔体1分布在主拱圈内，每个所述箱室腔体1内均具有压型模板构件2、支撑胎膜3和若干胎膜定位支撑组件4；每个所述箱室腔体1的外轮廓处与所述主拱圈6的腹板11和顶板12接触的部位均设置有所述压型模板构件2；每个所述箱室腔体1内填充有所述支撑胎膜3，所述胎膜定位支撑组件4设置在所述支撑胎膜3内，且所述胎膜定位支撑组件4与所述压型模板构件2相抵接，所述胎膜定位支撑组件4的底部预埋于所述主拱圈的底板13基础中；每个所述箱室腔体1的底部开设有排泥通道14，每个所述箱室腔体1的顶部开设有进水通道15。
20.具体而言，箱室腔体1的数量及形状轮廓可以根据实际情况确定，多个箱室腔体1可以均匀分布在主拱圈内。箱室腔体1的高度往往根据主拱圈的高度来确定。每个箱室腔体1内均填充有支撑胎膜3，并通过若干胎膜定位支撑组件4对胎膜的标高进行定位，同时对各压型模板构件2进行支撑。
21.压型模板构件2包括：相连接的顶板压型模板21和两个腹板压型模板22；其中，两个所述腹板压型模板22呈夹角设置；所述顶板压型模板21连接在两个所述腹板压型模板22的顶部之间。
22.具体而言，两个腹板压型模板22之间的夹角可以根据实际需要确定。压型模板构件2的顶板压型模板21为弧形结构，其弧度与所述主拱圈的弧度保持一致。顶板压型模板21可以为塑料模板或塑料薄膜。
23.主拱圈中相邻两个所述箱室腔体1紧邻的两个所述压型模板构件2的腹板压型模板22之间通过对拉螺杆相连接。
24.支撑胎膜3包括砂层和位于所述砂层上方的细粒土层。支撑胎膜3可用细颗粒的沙土等颗粒较细的细粒土或砂，不得使用淤泥、沼泽土、泥炭土、冻土、有机土以及含生活垃圾的土以及不得含有碎石、碎砖及大于10cm 的硬块。箱室腔体1的顶部开设有进水通道15，用以将外部水源输入箱室腔体1内；箱室腔体1的底部开设有排泥通道14，用以将胎膜中的填料排走，以实现胎膜的拆除，相对于现有技术中预留人孔并在箱室具一定强度后通过人工进入箱室内进行芯模的拆除的方式而言，操作简单，易于克服操作空间受限的问题，且相对于现有技术中将的方式而言，大大减轻了箱室的自重。
25.实际中，排泥通道14和进水通道15中均埋设有一端带有内螺纹的钢管，以便于外部管道对接，实现水的输入和泥的排出。
26.所述胎膜定位支撑组件4包括：若干竖向支撑体41和横向支撑体42；其中，各所述竖向支撑体沿所述箱室腔体1的高度方向间隔设置，且每个所述竖向支撑体的一侧与所述压型模板构件2的顶壁相抵接；各所述横向支撑体沿所述箱室腔体1的宽度方向设置，且每个所述横向支撑体的一侧与所述压型模板构件2的侧壁相抵接。实际中，竖向支撑体和横向支撑体可以均采用钢筋或钢管制成，以对压型模板构件2进行支撑。竖向支撑体和横向支撑体的数量可以根据实际受力情况确定，本实施例中，竖向支撑体为3个，横向支撑体为1个，在保证对压型模板构件2的有效支撑的同时减少对材料的浪费。
27.上述显然可以得出，本实施例中提供的现浇拱小箱室的模板结构，通过在每个箱室腔体内设置压型模板构件，以形成箱室腔体的轮廓，并通过支撑胎膜为混凝土的浇筑提供支撑，通过胎膜定位支撑组件控制支撑胎膜的标高；通过在每个箱室腔体的顶部和底部分别开设进水通道和排泥通道，以实现支撑胎膜的顺利拆除，大大降低了拆除难度，降低箱室腔体自重的同时提高了施工效率。
28.本发明提供了一种现浇拱小箱室模板结构的施工方法，包括以下步骤：步骤s1，在每个箱室腔体1的底部预留排泥通道14，在每个箱室腔体1的顶部预留进水通道15，浇筑主拱圈的第一环混凝土。
29.具体而言，排泥通道14、进水通道15需要在主拱圈的第一环混凝土浇筑前预埋到位，并浇筑在拱混凝土中。在所述第一环混凝土浇筑完成后，对排泥通道14进行临时封堵。
30.结合图1-图3，第一环混凝土浇筑的顺序依次为底板13、横隔梁16及腹板11至底板13的加腋处。
31.步骤s2，安装各个箱室腔体1的胎膜定位支撑组件4。
32.具体而言，第一环混凝土浇筑完成后，安装胎膜定位支撑组件4，在每个箱室腔体1内沿纵桥向安装3个竖向支撑体，横桥向安装1个横向支撑体。胎膜定位支撑组件4的总长度应满足箱室高度和预埋深度之和，预埋深度可取10cm也可按照现场实际情况选择。
33.步骤s3，安装各个箱室腔体1的压型模板构件2中的腹板压型模板22，接着填充支撑胎膜3后，安装顶板压型模板21。
34.具体而言，在各个拱箱腹板11处安装腹板压型模板22。相邻两个箱室腔体1紧邻的两个腹板压型模板22采用对拉螺杆进行固定 。待所有腹板压型模板22安装完成后填筑支撑胎膜3。支撑胎膜3可用细颗粒的沙土等颗粒较细的细粒土或砂，不得使用淤泥、沼泽土、泥炭土、冻土、有机土以及含生活垃圾的土以及不得含有碎石、碎砖及大于10cm 的硬块。优选的，可在拱箱内先填筑一定厚度的砂层再填筑细粒土，砂层用于滤水和带走胎膜土。
35.具体实施时，支撑胎膜3应参考胎膜定位支撑组件4的标高进行填筑，填筑完成时应人工配合压实。支撑胎膜3的顶标与胎膜定位支撑组件4的标高一致，并按照主拱圈的线位调整支撑胎膜3标高。
36.步骤s4，安装主拱圈钢筋并浇筑拱第二环混凝土。
37.具体而言，支撑胎膜3填筑完成后，安装顶板压型模板21，顶板压型模板21可采用普通的塑料模板，在支撑胎膜3较为密实的情况下也可使用塑料薄膜代替，这时支撑胎膜3即为支撑与模板。顶板压型模板21安装后即可安装拱箱钢筋并浇筑拱第二环混凝土。
38.结合图1至图3，第二环混凝土浇筑的顺序依次为横隔梁16、腹板11和顶板12。图3中的虚线为第一环混凝土与第二环混凝土的分界线l。
39.本实施例中，还可以包括：步骤5，在主拱圈的混凝土浇筑完成并强度达到设计要求后，将进水管与进水通道15连接，将排水管与排泥通道14连接，向箱室腔体1内注入高压水，完成支撑胎膜3的拆除。
40.具体而言，在拱箱混凝土浇筑完成并强度达到设计要求后，将高压水管与进水通道15连接，排水管与排泥通道14连接，连接后向拱箱内注入高压水，通过高压水的冲洗作用将制作支撑胎膜3的砂土带入排泥通道14中，一同流入排水管中，通过集中收集进行处置。通过水的冲洗，完成支撑胎膜3的拆迁，确保了拱内箱室的支撑体系的拆除。
41.综上，本发明提供的施工方法，通过在每个箱室腔体的顶部和底部分别开设进水通道和排泥通道，来拆除箱室内的模板与支撑，相对于现有技术中，通过预留人孔的方式拆除模板和箱室高度特别的低情况而言，操作简单、大大节约了人力和物力。
42.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。