CN101476398B - 加强水泥柱体强度的方法及其所用的模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加强水泥柱体强度的方法和加强用模块，所述加强方法包括以下步骤：a用水泥模块环绕所述水泥柱体拼合成一层环形模壳；b逐层码放所述环形模壳到预定高度，在所述水泥柱体的外表面和所述模壳的内表面之间形成浇筑腔体；c向所述浇筑腔体里浇筑混凝土；d所述混凝土固化，并与所述环形模壳和被加强的所述水泥柱体形成一体，成为承重结构的一部分。由于所述加强用模块最后永久性地成为承重结构的一部分，所以本发明的加强效果显著，能有效修补外表破损的电线杆；而且彻底克服了现有技术中加强用模块与要加强结构分离的技术问题。

Description

加强水泥柱体强度的方法及其所用的模块

技术领域

本发明涉及现有的水泥柱体，具体是一种加强水泥柱体强度的方法及其所用的模块。

背景技术

为了加强现有的混凝土柱、梁等结构以对付其老化等情况，现有技术中采用两种方法，一种是在所述混凝土结构的中空部分里进行加强；另一种方法是在所述混凝土柱、梁的表面进行修复、加强。

第一种在中空部分进行加强的方法，由公开号为CN1438101A的发明专利公开，其具体公开了一种混凝土电线杆加强方法，该电线杆具有环形侧壁、内部中空结构，并具有一个在环形侧壁的一个位置形成的穿通的开口部分，该方法通过电线杆侧壁上的开口部分，向所述电线杆的内部中空部分里注入填充料，或者先向所述电线杆的中空部分里插入用于加强混凝土电线杆的加强部件然后再注入填充料，进而达到加强所述电线杆强度的目的。但是由于该专利文献公开的方法是填充加强电线杆的内部中空部分，所以只适用于空心的且具有环形侧壁的电线杆，不适用于实心的或者不具有环形侧壁的电线杆，所以该文献公开的加强方法适用范围有限。更为严重的是，选择在空心电线杆的内部中空部分进行填充和加强也很不科学，因为中空电线杆的承重部位都位于侧壁上，所以选择在空心电线杆的内部进行加强，没能充分利用填充料，加强的效果不好。而且该方法并不能对损伤的电线杆的外侧壁进行修补。

第二种在混凝土柱、梁的表面进行修复加强的方法，一般有纤维薄板加强方法、玻璃纤维薄板加强方法、芳香尼龙纤维薄板加强方法、钢板粘接和加强方法、用于加强其中含有加强纤维和热固树胶的合成树脂板的方法等。公开号为CN1449467A的发明专利公开了一种防止含加强纤维的薄片与结构剥离的加强结构的方法，其中的所述结构选自包括混凝土和钢结构的组中，可为梁、柱状物、通风管等。该方法的具体加强步骤是：首先在结构的表面上设置含加强纤维纱线的薄片或塑料板，然后再以柔性材料设置在所述结构的表面和所述薄片之间。所述薄片为具有许多加强材料的的薄片，所述柔性材料可为一种含有热固性或热塑性树脂或者它们的混合树脂的材料，所述柔性材料也可选择地含有除树脂之外所需的填充料或触变剂，设置所述柔性材料的功能是将结构产生的压力分散和传递到薄片上。所述柔性材料和所述加强用薄片可以依次粘接到所述结构的表面上，保证加强薄片充分持久地加强所述结构。本文献公开的加强方法也是将加强部件附加到要加强的物体上，即将加强用薄片粘结附加到结构上，其修补加强的步骤多，且同样存在着现有技术中存在的加强用薄片与结构分离的问题，加强效果有限。

授权公告号为CN2784505Y的实用新型专利公开了一种一次性模板，由横截面为L型或半圆形的混凝土预制件组成，施工过程中先将用一次性模板组件组合好的其横截面为U型或口字型或O型的一次性模板固定在需要浇注混凝土的部位，然后在向其框架内浇注混凝土，待混凝土凝固后，模板即和浇注的混凝土凝固成一个整体。本文献中公开的模板用于浇注混凝土圈梁或者立柱，简单方便。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于对水泥柱体外侧壁进行有效修补、简单易行的加强水泥柱体强度的方法及所用的加强模块。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

提供一种加强水泥柱体强度的方法，包括以下步骤：

a用水泥模块环绕所述水泥柱体拼合成一层环形模壳；

b逐层码放所述环形模壳到预定高度，在所述水泥柱体的外表面和所述模壳的内表面之间形成浇筑腔体；

c向所述浇筑腔体里浇筑混凝土；

d所述混凝土固化，并与所述环形模壳和被加强的所述水泥柱体形成一体，成为承重结构的一部分。

在所述步骤b形成浇筑腔体的过程中同时设置了预应力加强部件。

在所述b步骤之后、c步骤之前设置预应力加强部件。

所述逐层码放是指由最上层模壳层向最下层模壳层逐层码放：首先拼合一层模壳层，用夹持装置夹持所述模壳层使之保持为一体，之后由提升装置将所述夹持装置和所述夹持装置夹持的模壳层一起提升到至少一个模壳的高度；然后在所述提升后的模壳层下部再拼合一层模壳层，用夹持装置夹持新拼合的所述模壳层使之保持为一体，之后由提升装置将所述夹持装置和所述新拼合的模壳层一起提升到至少一个模壳的高度；再然后，重复上述步骤获得预定高度的浇筑腔体。

所述预应力加强部件为钢筋或者钢绞线。

在拼合最上层模壳层的同时设置上层锚具，所述锚具固定所述钢筋的一端，在拼合最下层模壳的同时设置下层锚具，所述下层锚具固定所述钢筋的另一端，并同时张紧所述钢筋。

所述锚具为由两个板状瓣体拼合形成的板体，其上设置有所述钢筋的固定部件和张紧部件。

同时提供在一种加强水泥柱体强度方法中使用的一种水泥模块，包括一个本体，所述本体具有一个内表面和一个外表面，在所述本体上设有一个上安置面，一个下安置面，以及一对端表面；所述上安置面和所述下安置面上分别设置有相互配合的用以保证相邻所述模块间牢固啮合的形状；在所述本体部分，所述内表面和所述外表面之间的距离基本相等；所述模块通过相对的所述端表面的拼合构成一层环形的模壳。

所述内表面和所述外表面都为圆柱形弧面。

所述模壳的截面为边数为2ⁿ的正多边形，其中n为大于或者等于2的自然数。

两个所述模块拼合成一层环形模壳。

在所述上安置面和所述下安置面的中间位置各具有一个凹部，每个所述凹部的两边设置有两个凸部，每个所述凹部在圆周方向上的长度为两个所述凸部在圆周方向上的长度之和；相邻所述模块的凸部配合形成的形状适于嵌入所述凹部中，并互补地相啮合。

所述模块还设置有防止拼合后的相邻所述模块在所述环形模壳的径向上移动的限位结构。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的加强水泥主体强度的方法，包括以下步骤：a用水泥模块环绕所述水泥柱体拼合成一层环形模壳；b逐层码放所述环形模壳到预定高度，在所述水泥柱体的外表面和所述模壳的内表面之间形成浇筑腔体；c向所述浇筑腔体里浇筑混凝土；d所述混凝土固化，并与所述环形模壳和被加强的所述水泥柱体形成一体，成为承重结构的一部分。由于所述加强用模块最后永久性地成为承重结构的一部分，所以本发明的加强效果显著，能有效修补外表破损的电线杆；而且彻底克服了现有技术中加强用模块与要加强结构分离的技术问题。本发明进一步公开了一种由最上层模壳层向最下层模壳层逐层码放的方法，由于该方法无需搭建大量脚手架，因此能最大程度的节省人力物力，更简单易行。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1本发明一个实施例模块从外侧观看的立体结构示意图；

图2是图1所示模块的从内侧观看的立体结构示意图；

图3是图1所示模块拼接后的浇筑腔体立体结构示意图；

图4是图3拼接结构的剖视图；

图5是图4中A部的局部放大图；

图6视图4中B部的局部放大图；

图7是本发明的另一实施方式模块的从内侧观看的立体结构示意图；

图8是本发明又一实施方式模块从外侧观看的立体结构示意图；

图9是图8所示模块从内侧观看的立体结构示意图。

图中附图标记表示为：1-上安置面，2-下安置面，3-左端表面，4-右端表面，5-内表面，6-外表面，11-凹部，12-凸部，51-凸筋，111-限位凸台，121-凹台。

具体实施方式

参见图1至图6，作为本发明的一个实施例，所述构筑加强水泥柱体强度的浇筑腔体的模块，包括一个上安置面1，一个下安置面2，一对端表面3和4，其中3为左端表面，4为右端表面，一个内表面5，一个外表面6，所述内表面5和所述外表面6都为同轴的半圆柱形弧面。在所述上安置面1和所述下安置面2的中间位置各具有一个凹部11，每个所述凹部11的两边对称设置有两个凸部12，每个所述凹部11在圆周方向上的长度为两个所述凸部12在圆周方向上的长度之和；相邻所述模块的凸部12配合形成的形状适于嵌入所述凹部11中，并互补地相啮合。在所述凹部11靠近所述内表面5的一侧设置有一个沿着圆周方向的凹台121，所述凹台121在圆周方向上的长度与所述凹部11在圆周方向上的长度相等；所述凸部12在靠近所述内表面5的一侧具有与所述凹台121相配合的限位凸台111，所述限位凸台111和所述凹台121的配合防止相邻的上下两个模块在所述环形模壳的径向上发生位移，所述限位凸台111为本发明限位结构的一种具体实施形式，只要能防止拼合后的相邻所述模块在所述环形模壳的径向上移动的结构都为本发明的所述限位结构。并且所述凹台121的深度大于所述限位凸台111的高度，使得构筑的所述浇筑腔体上相邻的所述限位凸台111和所述凹台121的连接处有空隙，在浇筑时水泥混凝土充满所述连接处的空隙，使得相邻的所述上下模块紧密连接。在所述左端表面3上设置有凹槽，在相对的所述端表面4上设置有与所述凹槽配合的榫，保证一个模块的所述左端面3和相邻的另一模块的所述右端面4的紧密连接，进而保证相邻的所述两个模块的紧密拼合。在所述内表面5上设置有两个沿所述模块的圆周方向连续分布的凸筋51。

参见图8和图9所示的另一模块示意图，所述模块包括一个上安置面1，一个下安置面2，一对端表面3和4，其中3为左端表面，4为右端表面，一个内表面5，一个外表面6，所述内表面5和所述外表面6都为同轴的半圆柱形弧面。在所述上安置面1和所述下安置面2的中间位置各具有一个凹部11，每个所述凹部11的两边对称设置有两个凸部12，每个所述凹部11在圆周方向上的长度为两个所述凸部12在圆周方向上的长度之和；相邻所述模块的凸部12配合形成的形状适于嵌入所述凹部11中，并互补地相啮合。仅在所述模块的一端在所述凹部11靠近所述外表面6的一侧设置有限位凸台111，所述限位凸台111沿所述模块的整个圆周方向延伸。所述限位凸台111同样起到防止相邻上下两个模块在所述环形模壳的径向上发生位移的作用。也可以在所述凹部11靠近所述内表面5和靠近所述外表面6两侧都设置所述限位凸台111。

参见图3至图6，使用本实施例的模块构筑浇筑腔体加强水泥柱体的具体过程如下：首先，将左右两块模块拼合成最底层的圆柱形模壳，通过所述左右两个端面3、4上的凹槽和榫紧密配合，使得相邻的所述左右两个模块紧密拼合；然后，再逐层码放上层所述圆柱形模壳到预定高度，同时将最上层和最下层所述模壳层上不平整的凸起裁掉，就构成图3所述的浇筑腔体；再然后，向所述浇筑腔体里放入加强用钢筋，所述钢筋沿着所述浇筑腔体的高度方向设置并被张紧；最后，向所述浇筑腔体浇筑水泥混凝土，就可完成所述水泥柱体的加固。随着水泥混凝土的凝固，所述模块与所述混凝土牢固结合为一体。由于本发明的模块构筑的浇筑腔体环绕所述水泥柱体设置，所以使得所述水泥混凝土都被添加到所述水泥柱体的侧壁位置，比起在所述水泥柱体的内部填充水泥混凝土和设置加强部件，本发明的模块充分利用材料，加强效果显著。可以对所述水泥柱体的外部进行有效修补。

本实施例中的所述钢筋也可替换为钢绞线，同样可以实现本发明的目的。

本实施例中所述圆柱形模壳由两个所述模块拼合而成，对本领域技术人员来说，也可采用三块或者更多块模块拼合上述圆柱形模壳，同样可以实现本发明的目的。

作为设置本实施例的预应力加强部件的一种替代方法，在拼合所述最底层的圆柱形模壳之前，所述加强用钢筋的一端先被固定在电线杆的最下端，并从所述最底层圆柱形模壳的内腔中穿过一直向上贯穿所述浇筑腔体。在最上层圆柱形模壳被码放后，再固定、张紧所述钢筋的另一端。同样可以设置预应力加强部件，实现本发明的目的。

作为本发明更优选的一种实施例，由最上层模壳层向最下层模壳层逐层码放所述模壳层，这种方法在电线杆的基部即可完成全部模壳层的逐层码放，无需搭建大量脚手架，所以更简单易行，能大量节约成本。具体实现过程如下：首先，在所述电线杆的基部对称设置两个滑轮机构作为提升装置，同时设置一个与所述提升装置连接的夹持装置，所述夹持装置用于夹持固定拼合后的所述圆柱形模壳，所述提升装置用于将所述夹持装置和其夹持的拼合后的所述圆柱形模壳提升到一定高度；然后，拼合一层所述圆柱形模壳层作为最上层的模壳层，用所述夹持装置夹持所述圆柱形模壳层使之保持为一体，之后由所述提升装置将所述夹持装置和所述夹持装置夹持的模壳层一起提升到两个模壳层的高度，在所述最上层模壳层上设置有与所述模块形状相适应的两个板状瓣体拼合而成的上层锚具，所述锚具是为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。所述上层锚具上设置有所述钢筋的固定部件和张紧部件，所述上层锚具固定所述钢筋的一端；再然后，在所述提升后的模壳层下部再拼合一层模壳层作为次下层模壳层，所述提升装置下降直到所述夹持装置夹持的模壳层落到次下层模壳层上之后，所述夹持装置松开原夹持的所述模壳层，转而夹持住所述次下层模壳层，所述提升装置将所述夹持装置和所述新拼合的次下层模壳层及其上的模壳层一起提升到两个模壳层的高度；重复本步骤直到需要的高度，在所述最下层模块层(即最后拼合的模壳层)下部设置与所述上层锚具配合的下层锚具，所述下层锚具固定所述钢筋的另一端，同时通过所述下层锚具上的张紧部件张紧所述钢筋；最后，向设置好的所述浇筑腔体里浇筑混凝土，所述混凝土固化，并与所述环形模壳和被加强的所述电线杆形成一体，成为承重结构的一部分，加强所述电线杆。本实施例中以将所述模壳层提升到两个模壳层高度为例，对本领技术人员来说，只需将所述模壳提升到至少一个模壳的高度，即可在提升后的所述模壳层下部拼合新的模壳层，即可实现本发明的目的。

对本领域的技术人员来说，根据本实施例的构筑方法，只需要增大所述模块的内外表面1、2所在圆柱的半径，即可增大所述浇筑腔体的半径和容积，就可获得更大的增强强度。

作为本发明的实施例一的一种变形，所述凸部12不对称地设置在所述凹部11的两侧，比如靠近左端表面3的凸起12在圆周方向上的长度是靠近右端表面4的凸起12在圆周方向上长度的两倍，只要相邻所述模块的凸部12配合形成的形状适于嵌入所述凹部11中，并互补地相啮合，同样可以实现本发明的目的。其它同实施例一，在此不再赘述。

参见图7所示的本发明另一个实施例的模块，包括一个上安置面1，一个下安置面2，一对端表面3和4，其中3为左端表面，4为右端表面，一个内表面5，一个外表面6，所述内表面5和所述外表面6都为截面为横放的方括号形。左右两个所述模块拼合后，形成截面为正方形的空心柱体。在所述上安置面1和所述下安置面2的中间位置各具有一个凹部11，每个所述凹部11的两边对称设置有两个凸部12，每个所述凹部11在圆周方向上的长度为两个所述凸部12在圆周方向上的长度之和；相邻所述模块的凸部12配合形成的形状适于嵌入所述凹部11中，并互补地相啮合。在所述凹部11靠近所述内表面5的一侧设置有一个沿着圆周方向的限位凸台111，所述限位凸台111在圆周方向上的长度与所述凹部11在圆周方向上的长度相等；所述凸部12在靠近所述内表面5的一侧具有与所述限位凸台111相配合的凹台121。并且所述凹台121的深度大于所述限位凸台111的高度，使得构筑的所述浇筑腔体上相邻的所述限位凸台111和所述凹台121的连接处有空隙，在浇筑时水泥混凝土充满所述连接处的空隙，使得相邻的所述上下模块紧密连接。本实施例模块的使用方法参见实施例一，此不赘述。

作为本发明的另一个实施例，所述上安置面1和所述下安置面2也可以分别设置有其它相互配合的用以保证相邻所述模块间牢固啮合的形状，比如锯齿形凸起，其它同实施例一，同样可以实现本发明的目的。

作为本发明的再一个实施例，所述一对端表面(3、4)上设置有其它相互配合的用以保证相邻所述模块牢度结合的形状，比如咬合式结构，代替实施例一中的凹槽和榫，同样可以实现本发明的目的。

对于本领域技术人员来说，可以将所述凸筋51设置内表面5上的任何位置处，并且所述凸筋51的方向可以任意设定，都能起到使得所述模块通过与所述浇筑填充料充分粘合，达到与所述水泥柱体牢度结合的目的。

当然本发明中的所述模块也可用于加固其它与所述水泥柱体类似的杆体或者柱体，比如烟囱等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种加强水泥柱体强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a用水泥模块环绕所述水泥柱体拼合成一层环形模壳；

b逐层码放所述环形模壳到预定高度，在所述水泥柱体的外表面和所述模壳的内表面之间形成浇筑腔体；

c向所述浇筑腔体里浇筑混凝土；

d所述混凝土固化，并与所述环形模壳和被加强的所述水泥柱体形成一体，成为承重结构的一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤b形成浇筑腔体的过程中同时设置了预应力加强部件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述b步骤之后、c步骤之前设置预应力加强部件。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述逐层码放是指由最上层模壳层向最下层模壳层逐层码放：首先拼合一层模壳层，用夹持装置夹持所述模壳层使之保持为一体，之后由提升装置将所述夹持装置和所述夹持装置夹持的模壳层一起提升到至少一个模壳的高度；然后在所述提升后的模壳层下部再拼合一层模壳层，用夹持装置夹持新拼合的所述模壳层使之保持为一体，之后由提升装置将所述夹持装置和所述新拼合的模壳层一起提升到至少一个模壳的高度；再然后，重复上述步骤直到获得预定高度的浇筑腔体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述预应力加强部件为钢筋或者钢绞线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在拼合最上层模壳层的同时设置上层锚具，所述上层锚具固定所述钢筋的一端，在拼合最下层模壳的同时设置下层锚具，所述下层锚具固定所述钢筋的另一端，并同时张紧所述钢筋。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述上层锚具为由两个板状瓣体拼合形成的板体，其上设置有所述钢筋的固定部件和张紧部件。

8.用于权利要求1-7任意一项方法中的水泥模块，包括一个本体，所述本体具有一个内表面(5)和一个外表面(6)，在所述本体上设有一个上安置面(1)，一个下安置面(2)，以及一对端表面(3、4)；其特征在于：在所述上安置面(1)和所述下安置面(2)的中间位置各具有一个凹部(11)，每个所述凹部(11)的两边设置有两个凸部(12)，每个所述凹部(11)在圆周方向上的长度为两个所述凸部(12)在圆周方向上的长度之和；相邻所述模块的凸部(12)配合形成的形状适于嵌入所述凹部(11)中，并互补地相啮合；在所述本体部分，所述内表面(5)和所述外表面(6)之间的距离基本相等；所述模块通过相对的所述端表面(3、4)的拼合构成一层环形的模壳。

9.根据权利要求8所述的模块，其特征在于：所述内表面(5)和所述外表面(6)都为圆柱形弧面。

10.根据权利要求8所述的模块，其特征在于：两个所述模块拼合成一层环形模壳。

11.根据权利要求9或10所述的模块，其特征在于：还设置有防止拼合后的相邻所述模块在所述环形模壳的径向上移动的限位结构。

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