镶合浇筑用模板及利用该模板的组合式预制桥墩施工方法

摘要

镶合浇筑用模板及使用该模板的组合式预制桥墩的施工方法，该模板包括上端镶板，其截面呈半圆形或“”形，两侧面沿长度方向形成有第一导轨，并在长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第一结合板；下端镶板，其与上端镶板以相同形态形成，两侧面沿长度方向形成有第二导轨，并在长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第二结合板；滚轴，其与第一导轨和第二导轨结合，能够沿导轨移动，且具有旋转轴；连杆，其两端能够通过铰链以连杆的中央部为中心进行旋转，且两端具备与滚轴的旋转轴相结合的轴承。本发明利用预制节块制作地基部、躯体部和顶部，在制作层积在上面的节块时，采用镶合浇筑方法，使节块之间的结合变得容易，消除了不连续面。

说明书

技术领域

本发明涉及组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，具体说明为，利用预制节块分别制作桥墩地基部、桥墩躯体部和桥墩顶部，在制作层积在上面的节块时，将已制作完成的节块上表面作为模板来制作新节块。

背景技术

一般来说，在现场搭设混凝土的桥梁施工方法，不仅施工周期较长，而且存在种种环境问题和民怨纠纷问题，因此，近来这种施工方法呈减少趋势，取而代之，开始广泛采用将预先成型的节块在现场进行组合的快速施工方法。

上述快速施工方法，不仅能够缩短桥梁整体施工周期，而且能够最大限度地减少环境问题和民怨纠纷问题，同时，这种快速施工方法需要利用大型设备，从而有利于构建机械化建设环境。

在组合上述节快时，为了实现节块之间存在的不连续面的剪力连接，需要设置剪力键，使其通过机械咬合发挥抗剪力。一般来说，对于预制混凝土节块，上述剪力键在节块制作过程中以节块一侧凸出部的形态形成。但是，制作上述在节块一侧凸出形成的剪力键时，在模板脱模过程中，稍不注意，就会发生剪力键断裂的现象。特别是，剪力键尺寸较小而凸出长度又较长的时候，在节块制作过程中更容易发生剪力键断裂现象。不仅如此，还经常由于混凝土没能完全填充模板的剪力键形成部分，而出现模板脱模时节块上没有形成所需形态剪力键的现象。

此外，制作节块时要先分别制作模板，然后利用这些模板制作节块，因此，最后将节块相互结合时，常常会因为剪力键的位置不一致而出现节块之间无法结合的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题而提出，其目的是，提供一种组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，具体说明为，利用预制节块分别制作桥墩地基部、桥墩躯体部和桥墩顶部，在制作层积在上面的节块时，采用将已制作完成的节块上表面作为模板制作新节块的镶合浇筑施工方法，使相邻节块之间的结合工序变得非常容易，从而消除不连续面。

此外，本发明目的是，提供一种组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，在制作与桥墩躯体部相应的节块时，使用能够以旋转滑动方式相互交替升降的模板制作节块，能够非常容易地设置或分离模板，从而缩短施工周期。

本发明目的还在于，提供一种组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，在将节块进行层积时，通过金属材质的剪力连接部件及连接插口进行相互连接，使节块之间能够牢固连接，从而有效支撑上部加载的负荷。

为达到上述目的，本发明提供了一种镶合浇筑用模板，该镶合浇筑用模板包括：上端镶板，该上端镶板的截面形状呈半圆形或“”形，两侧面沿长度方向形成有第一导轨，并在该上端镶板的长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第一结合板；下端镶板，该下端镶板与所述上端镶板以相同形态形成，两侧面沿长度方向形成有第二导轨，并在该下端镶板的长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第二结合板；滚轴，该滚轴与所述上端镶板的第一导轨和所述下端镶板的第二导轨结合，能够沿所述导轨移动，且具有旋转轴；连杆，该连杆的两端能够通过铰链以所述连杆的中央部为中心进行旋转，并且两端具备轴承，该轴承与所述滚轴的旋转轴相结合。

所述上端镶板和所述下端镶板的外侧面形成有肋拱，以增强强度。

所述上端镶板的第一导轨和所述下端镶板的第二导轨的两端结合有端罩，以防止所述滚轴脱离。

所述连杆的长度能够保证所述上端镶板和所述下端镶板能够相互交替地向各自的上方移动。

一对所述上端镶板相互结合，并且一对所述下端镶板相互结合，从而形成圆筒形或四边筒形。

本发明还提供了一种利用镶合浇筑用模板的组合式预制桥墩的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下工序：桥墩地基部制作工序，在桥墩地基用模板中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成桥墩地基用节块，之后，对所述桥墩地基用模板进行脱模；第1桥墩躯体部制作工序，在所述桥墩地基用节块上端使一对镶合浇筑用模板的下端镶板相互结合，从而将所述桥墩地基用节块的上表面，即，所述桥墩地基用节块与桥墩躯体部的接合面作为模板，并在所述镶合浇筑用模板的下端镶板中搭设混凝土，使混凝土凝固，从而制成第1桥墩躯体用节块；第2桥墩躯体部制作工序，在制作完成所述第1桥墩躯体用节块后，利用提升设备将设置有所述镶合浇筑用模板的所述第1桥墩躯体用节块与所述桥墩地基用节块分离，然后使所述一对镶合浇筑用模板的上端镶板相互连接，并相互连接所述上端镶板和所述下端镶板，使该上端镶板和下端镶板一体化，接着在所述上端镶板中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第2桥墩躯体用节块；第N桥墩躯体部制作工序，在制作完成所述第2桥墩躯体用节块后，将所述镶合浇筑用模板的下端镶板与所述第1桥墩躯体用节块分离，利用提升设备将所述第2桥墩躯体用节块与所述第1桥墩躯体用节块分离，并将所述镶合浇筑用模板的下端镶板旋转滑动到所述上端镶板的上端，然后使该对下端镶板相互连接，并使所述下端镶板和所述上端镶板相互连接，以使该下端镶板和上端镶板一体化，接着在所述下端镶板中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第N桥墩躯体用节块；以及桥墩顶部制作工序，在制作完成所述第N桥墩躯体用节块后，分离所述镶合浇筑用模板，利用提升设备将所述第N桥墩躯体用节块与所述第2桥墩躯体用节块分离，并在所述第N桥墩躯体用节块上表面设置桥墩顶部用模板，然后在该桥墩顶部用模板中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成桥墩顶部用节块。

本发明涉及的组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，利用预制节块分别制作桥墩地基部、桥墩躯体部和桥墩顶部，在制作层积在上面的节块时，采用将已制作完成的节块上表面作为模板制作新节块的镶合浇筑方法，使相邻节块之间的剪力连接部件和连接插口的结合变得非常容易，从而消除了不连续面，当在节块上连续配置张力材料时，能够防止因为节块之间的不连续面而出现的漏水现象。

此外，本发明在制作与桥墩躯体部相应的节块时，使用能够以旋转滑动方式相互交替升降的模板制作节块，能够非常容易地设置或分离模板，从而缩短了施工周期。

本发明在将节快进行层积时，通过金属材质的剪力连接部件及连接插口进行相互连接，使节块之间能够牢固连接，从而有效地支撑上部加载的负荷。

附图说明

图1是本发明涉及的镶合浇筑用模板的斜视图。

图2是沿图1中A-A线剖开的剖面示意图。

图3是本发明涉及的镶合浇筑用模板中滚轴和连杆的分解斜视图。

图4是本发明另一种实施方式涉及的镶合浇筑用模板的斜视图。

图5是沿图4中B-B线剖开的剖面示意图。

图6至图10是本发明涉及的镶合浇筑用模板的工作状态示意图。

图11及图12是对本发明涉及的组合式预制桥墩进行施工时采用的镶合浇筑施工方法的施工过程流程图。

图13至图21是对本发明涉及的组合式预制桥墩进行施工时采用的镶合浇筑施工方法的施工过程示意图。

附图标记

1：镶合浇筑用模板；10：上端镶板；20：下端镶板；30：滚轴；40：连杆；110：桥墩地基用模板；120：桥墩地基用节块；130-1、130-2、130-N：第1～N桥墩躯体用节块；140：桥墩顶部用模板；150：桥墩顶部用节块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明涉及的镶合浇筑用模板进行详细说明。

在下面的说明中，对于众所周知的相关功能或结构，如果认为对其进行详细说明可能会对理解本发明技术思想造成混乱，将省去详细说明。此外，下面用到的用语是在本发明功能的基础上定义的，有可能因为使用者的意图或习惯而有所不同。因此，其定义应以本说明书整体内容为基础进行理解。

图1是本发明涉及的镶合浇筑用模板的斜视图，图2是沿图1中A-A线剖开的剖面示意图，图3是本发明涉及的镶合浇筑用模板中滚轴和连杆的分解斜视图，图4是本发明另一种实施方式涉及的镶合浇筑用模板的斜视图，图5是沿图4中B-B线剖开的剖面示意图。

如图1至图5所示，本发明涉及的镶合浇筑用模板1包括上端镶板10、下端镶板20、滚轴30和连杆40。

上端镶板10由金属或合成树脂材料制成，截面为半圆形或“”形，两侧面沿长度方向形成有第一导轨11，并在长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第一结合板13。优选地，上端镶板10的外侧面形成有肋拱15，以增强强度。而且，第一导轨11的两末端结合有端罩17，以防止滚轴30脱离。另外，上端镶板10的第一结合板13上形成有多个螺钉孔19。

下端镶板20由金属或合成树脂材料制成，截面为半圆形或“”形，与上端镶板10对称，两侧面沿长度方向形成有第二导轨21，并在长度方向两末端及宽度方向两末端弯曲形成有第二结合板23。优选地，下端镶板20的外侧面形成有肋拱25，以增强强度。而且，第二导轨21的两末端结合有端罩27，以防止滚轴30脱离。另外，下端镶板20的第二结合板23上形成有多个螺钉孔29。

滚轴30具有旋转轴31，旋转轴31与上端镶板10的第一导轨11和下端镶板20的第二导轨21结合，并且沿着第一导轨11和第二导轨21移动。

连杆40由金属或合成树脂材料制成，两端能够通过铰链41以中央部为中心进行旋转，且两端具有轴承43，轴承43与滚轴30的旋转轴31结合。连杆40的长度能够保证上端镶板10和下端镶板20相互交替地向各自的上方移动。

另一方面，本发明涉及的镶合浇筑用模板1由上端镶板10及下端镶板20组成一组，该组与由与其对应的上端镶板10及下端镶板20组成的另一组通过螺钉相互结合，构成与桥墩躯体用节块外部轮廓形状对应的圆筒形或四边筒形。

此外，本发明涉及的镶合浇筑用模板1的上端镶板10及下端镶板20也可以如图4及图5所示，以“”形形成。

下面结合附图，对本发明涉及的镶合浇筑用模板的工作原理进行详细说明。

图6至图10是本发明涉及的镶合浇筑用模板的工作状态示意图。

首先，在向上移动上端镶板10的状态下，在下端镶板20的第二结合板23和另一个下端镶板20的第二结合板23上连接螺钉，使该两个下端镶板20相互结合。

在上述状态下，在下端镶板20中搭设混凝土，制成桥墩躯体用节块。

然后，利用提升设备使上端镶板10上升，滚轴30就会沿着下端镶板20的第二导轨21旋转移动，使上端镶板10以滑动方式上升。此时，连杆40会在自身重量及滚轴30重量作用下张开一定角度。

在上述状态下，为使上端镶板10重新与下端镶板20竖直对齐，只需向内侧推动上端镶板10，连杆40的张开角度就会在力的作用下发生变化，使上端镶板10和下端镶板20竖直对齐。

然后，在上端镶板10的第一结合板13和另一个上端镶板10的第一结合板13上连接螺钉，使该两个上端镶板10相互结合。

最后，在上端镶板10中搭设混凝土，制成桥墩躯体用节块。

按照上述方法，重新旋转滑动下端镶板20，使其与上端镶板10竖直对齐，依次制作桥墩躯体用节块。这里，在制作完成2段桥墩躯体用节块后，利用提升装置将该2段桥墩躯体用节块分离，并在分离的桥墩躯体用节块上表面制作新的桥墩躯体用节块。

下面参照附图对利用镶合浇筑用模板的组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法进行详细说明。

图11及图12是对本发明涉及的组合式预制桥墩进行施工时采用的镶合浇筑施工方法的施工过程流程图，图13至图21是对本发明涉及的组合式预制桥墩进行施工时采用的镶合浇筑施工方法的施工过程示意图。

如图11至图21所示，本发明涉及组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下工序：桥墩地基部制作工序S100，在桥墩地基用模板110中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成桥墩地基用节块120，之后，对桥墩地基用模板110进行脱模；第1桥墩躯体部制作工序S110，在所述桥墩地基用节块120上端使一对镶合浇筑用模板1的下端镶板20相互结合，从而将桥墩地基用节块120的上表面，即，桥墩地基用节块120与桥墩躯体部的接合面作为模板，并在镶合浇筑用模板1的下端镶板20中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第1桥墩躯体用节块130-1；第2桥墩躯体部制作工序S120，在制作完成第1桥墩躯体用节块130-1后，利用提升设备将设置有镶合浇筑用模板1的第1桥墩躯体用节块130-1与桥墩地基用节块120分离，然后使所述一对镶合浇筑用模板1的上端镶板10相互连接，并相互连接上端镶板10和下端镶板20，使上端镶板10和下端镶板20一体化，接着在上端镶板10中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第2桥墩躯体用节块130-2；第N桥墩躯体部制作工序S130，在制作完成第2桥墩躯体用节块130-2后，将镶合浇筑用模板1的下端镶板20与第1桥墩躯体用节块130-1分离，利用提升设备将第2桥墩躯体用节块130-2与第1桥墩躯体用节块130-1分离，并将镶合浇筑用模板1的下端镶板20旋转滑动到上端镶板10的上端，然后使该对下端镶板20相互连接，并相互连接下端镶板20和上端镶板10，使下端镶板20和上端镶板10一体化，接着在下端镶板20中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第N桥墩躯体用节块130-N；桥墩顶部制作工序S140，在制作完成第N桥墩躯体用节块130-N(N为正整数)后，完全分离镶合浇筑用模板1，利用提升设备将第N桥墩躯体用节块130-N与第2桥墩躯体用节块130-2分离，并在第N桥墩躯体用节块130-N上表面设置桥墩顶部用模板140，然后在桥墩顶部用模板140中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成桥墩顶部用节块150。

桥墩地基用节块120在上表面具有多个地基用剪力连接部件121；第1、2、N桥墩躯体用节块130-1、130-2、130-N在底面具有与地基用剪力连接部件121结合的躯体用连接插口133，并在上表面具有多个躯体用剪力连接部件131；桥墩顶部用节块150在底面具有与躯体用剪力连接部件131结合的顶部用连接插口151。

此外，桥墩地基用节块120和第1、2、N桥墩躯体用节块130-1、130-2、130-N以及桥墩顶部用节块150均设置有内部钢筋101和套管103。

下面参照附图，对本发明涉及的组合式预制桥墩的镶合浇筑施工方法的施工过程进行进一步详细说明。

桥墩地基部制作工序-S100：

首先，如图13所示，制作与桥墩地基用节块120外部轮廓具有相同形状的桥墩地基用模板110(S101)；在桥墩地基用模板110内部设置钢筋101、套管103以及固定部件105，并在桥墩地基用模板110上表面使用金属材料凸出设置地基用管状剪力连接部件121。

在上述状态下，在桥墩地基用模板110中搭设混凝土，并使混凝土凝固(S102)；制成桥墩地基用节块120(S103)；最后如图14所示，对桥墩地基用模板110进行脱模(S104)。

第1桥墩躯体部制作工序-S110：

如图15所示，为了将制作完成的桥墩地基用节块120的上表面，即，桥墩地基用节块120与桥墩躯体部接合的面作为模板，在桥墩地基用节块120的上端，在与桥墩躯体部的外部轮廓具有相同形状的圆筒形或四边筒形镶合浇筑用模板1的下端镶板20的第二结合板23和另一个下端镶板20的第二结合板23上连接螺钉，使该两个下端镶板20相互结合(S111)。此时，上端镶板10位于下端镶板20的上方。

然后，在下端镶板20的内部设置钢筋101和套管103，并在下端镶板20上表面使用金属材料凸出设置躯体用管状剪力连接部件131，在下端镶板20底面使用金属材料设置躯体用管状连接插口133，使该连接插口133能够与地基用剪力连接部件121结合。第1桥墩躯体用节块130可以以实心或中空状态形成，镶合浇筑用模板的形态也要进行相应变化。

在上述状态下，在镶合浇筑用模板1的下端镶板20中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第1桥墩躯体用节块130-1(S112、S113)。

第2桥墩躯体部制作工序-S120：

如图16所示，在制作完成第1桥墩躯体用节块130-1后，利用提升设备将设置有镶合浇筑用模板1的第1桥墩躯体用节块130-1与桥墩地基用节块120分离(S121)。

然后，利用提升设备提升上端镶板10，使其与下端镶板20竖直对齐，通过螺钉使一对上端镶板10相互连接，并通过螺钉相互连接上端镶板10和下端镶板20，使上端镶板10和下端镶板20形成一体(S122)。

在上述状态下，如图17所示，在上端镶板10内部设置钢筋101和套管103，并在上端镶板10上表面使用金属材料凸出设置躯体用管状剪力连接部件131，在上端镶板10底面设置与第1桥墩躯体用节块130-1的躯体用剪力连接部件131结合的躯体用连接插口133。

然后，在上端镶板10中搭设混凝土，并使混凝土凝固，如图17所示，制成第2桥墩躯体用节块130-2(S123、S124)。

第N桥墩躯体部制作工序-S130：

如图18所示，在制作完成第2桥墩躯体用节块130-2后，拧开镶合浇筑用模板1的下端镶板20的螺钉，将下端镶板20从第1桥墩躯体用节块130-1上分离，然后将下端镶板20移动到上端镶板10上方。

在上述状态下，利用提升设备将第2桥墩躯体用节块130-2与第1桥墩躯体用节块130-1分离(S131)。

然后，利用提升设备提升下端镶板20，使其与上端镶板10竖直对齐，通过螺钉使该对下端镶板20相互连接，并通过螺钉连接下端镶板20和上端镶板10，使下端镶板20和上端镶板10形成一体(S132)。

形成一体后，如图19所示，在下端镶板20的内部设置钢筋101和套管103，在下端镶板20的上表面使用金属材料凸出设置躯体用管状剪力连接部件131，在下端镶板20的底面设置与第2桥墩躯体用节块130-2的躯体用剪力连接部件131结合的躯体用连接插口133。

在上述状态下，在下端镶板20中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成第N桥墩躯体用节块130-N(S133、S134)。

重复上述工序，制作所需个数的桥墩躯体用节块。

最后，在完成第N桥墩躯体用节块130-N的制作后，对镶合浇筑用模板1进行脱模(S135)。

顶部制作工序-S140：

在对镶合浇筑用模板1进行脱模后，利用提升设备将第N桥墩躯体用节块130-N与第2桥墩躯体用节块130-2分离(S141)，然后在第N桥墩躯体用节块130-N上表面设置桥墩顶部用模板140(S142)。

在上述状态下，如图20所示，在桥墩顶部用模板140内部设置钢筋101、套管103及固定部件105，在桥墩顶部用模板140底面设置与躯体用剪力连接部件131结合的顶部用连接插口151。

然后，在桥墩顶部用模板140中搭设混凝土，并使混凝土凝固，从而制成桥墩顶部用节块150(S143、S144)。

完成桥墩顶部用节块150的制作后，对桥墩顶部用模板140进行脱模(S145)。

设置上述节块时，将各节块运送到桥墩设置工地后，从桥墩地基用节块120开始，依次进行层积，最后如图21所示，完成桥墩设置。这里，在桥墩地基用节块120的侧面通过现场搭设进行桥墩地基部施工工作。此外，插入纵向张力材料，在对桥墩地基用节块120、桥墩躯体用节块130及桥墩顶部用节块150进行层积后，拉紧张力材料107，使其固定。

本发明可以进行多种变形，采用多种形态，上述说明仅对本发明涉及的优选实施方式进行了叙述。但是，本发明并不局限于上述优选实施方式形态，在不脱离权利要求书所述的本发明技术思想的前提下进行的所有变形形式、等同形式以及置换形式均属于本发明权利要求的保护范围。