CN104727229A - 适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统及预制大型混凝土构件底板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其包括若干活动底模台车及若干H型钢，相邻的H型钢之间构成定位槽，活动底模台车安置于定位槽内，每一活动底模台车包括多个串联连接的底模台车单元及至少一块独立于底模台车单元的表面涂刷有脱模剂的底模钢板，每个底模台车单元包括多套承重装置、多对行走轮及模板升降装置，模板升降装置与承重装置连接并安设于底模钢板下方用于顶升或降低底模钢板，以使混凝土浇筑时底模钢板顶面与H型钢的翼板顶面位于同一平面从而共同构成大型混凝土预制构件的底模板。本发明通过不同的拼装组合，可作为不同型号和尺寸大型混凝土构件预制的底模，既能做到快速拼装和拆模，也能兼顾构件的移运。

Description

适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统及预制大型混凝土构件底板的方法

技术领域

本发明专利涉及大型混凝土预制构件的施工技术领域。

背景技术

大型混凝土预制构件(如重力式码头的大型沉箱、混凝土梁板柱和墩台等)体积大、自重大，预制后需在构件与地面之间安放移动装置，进行构件平移。大型混凝土构件预制过程中的底模结构在满足构件预制的同时，还必须充分考虑构件预制完成后的移运。大型混凝土预制构件移运一般采用在构件底部预留沟槽内安放气囊或台车，顶升构件拆除支撑后，进行移运。因此，这种结构的底模既要求有一定的强度、刚度和稳定性，还应当在构件预制完成后预留沟槽，能够满足其移运的需求，否则将无法完成构件预制或者无法安全移运。目前，国内外底模结构主要有以下三种：1.混凝土基础预留顶升槽结构，2.铺设型钢预留顶升槽结构，3.填砂式预留顶升槽结构。

1.混凝土基础预留顶升槽结构；构件预制底模区域做强夯处理，强夯处理完成后再铺设块石和碎石垫层，以及浇筑一定厚度的混凝土基础，混凝土基础施工时预留顶升槽，顶升槽上设置钢筋混凝土盖板。混凝土基础和盖板上面布设构件预制底模板进行构件预制，预制完成后，利用预留沟槽安装台车或者气囊顶升构件，支垫后拆除底模结构。

2.铺设型钢预留顶升槽结构；混凝土基础不预留沟槽，采用I30的工字钢按照一定的间距铺设在混凝土基础上，在工字钢上敷设方木作为底模支撑结构，再安装底模结构进行构件预制，预制完成后，利用型钢之间的隔舱安装台车或者气囊顶升构件，支垫后拆除底模结构。

3.填砂式预留顶升槽结构；混凝土基础不预留沟槽，采用I30的工字钢按照一定的间距铺设在混凝土基础上，工字钢之间的隔舱敷设砂层，水冲密实后，再安装底模结构进行构件预制，预制完成后，清除工字钢隔舱之间的填砂，利用型钢之间的隔舱安装台车或者气囊顶升构件，支垫后拆除底模结构。

采用上述三种方法进行大型混凝土构件的预制，然后借助气囊或者台车顶升工艺，拆除模板，准备构件的移运。上述方法有如下缺点：

(1)机械化程度低。模板安装机械化程度低，拼装效率低，质量难以保证；

(2)模板周转效率低。模板拆除工艺复杂，周转速度慢，需要多套模板，投入高；

(3)模板拆除复杂。底模板拆除需要配合气囊或者台车顶升工艺，工艺复杂；

(4)构件预制效率低。由于底模结构处理工艺复杂，造成构件预制效率降低；

(5)劳动力需求大。模板拼装和拆除工序复杂，都需要大量的劳动力。

因此，有必要设计出一种新的大型混凝土预制构件活动底模台车，以保证大型混凝土构件的高效预制。

发明内容

为了解决目前大型混凝土构件预制底模结构存在的缺陷，本发明提供了一种基于小空间、高自动化技术的活动底模台车，以确保大型混凝土构件预制底模快速安装，预制完成后快速拆除，加快构件预制效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：包括若干活动底模台车及若干H型钢，若干H型钢平行铺设于混凝土基础上，相邻的H型钢之间构成定位槽，若干活动底模台车安置于所述定位槽内，

每一活动底模台车包括多个串联连接的底模台车单元及至少一块独立于底模台车单元的表面涂刷有脱模剂的底模钢板，每个底模台车单元包括承重装置、多对行走轮及模板升降装置，行走轮安装于承重装置底部，模板升降装置与承重装置有效固定连接并安设于底模钢板下方用于顶升或降低底模钢板，以使混凝土浇筑时底模钢板顶面与H型钢的翼板顶面位于同一平面从而共同构成大型混凝土预制构件的底模板。

所述承重装置包括承重箱型梁、承重底板、高强螺栓和滚动轴承，所述承重箱型梁由槽钢和钢板组合而成，承重箱型梁左右两侧底部分别固定连接于承重底板。承重装置采用型钢组合结构，支撑整个模板体系，使模板能够承受预制构件的自重和施工临时荷载。

每个底模台车单元还包括左右对称设置的若干组限位设备，每组限位设备包括上限位轮、水平限位轮和下限位轮，上限位轮固定连接于水平限位轮，上限位轮顶部放置有所述底模钢板，所述模板升降装置包括相互配合连接的蜗杆和蜗轮，蜗杆从下至上贯穿过承重箱型梁，蜗杆上部通过上滚动轴承与承重箱型梁的上部开口连接，蜗杆头部与水平限位轮内环构成螺旋传动副，蜗杆下部与下限位轮通过下滚动轴承连接，蜗轮受到外力作用旋转而带动蜗杆轴向旋转，使套接于蜗杆的上限位轮、水平限位轮相对于蜗杆上下升降。通过上下定位轮、水平定位轮和型钢的组合，一方面实现对行走装置的定位和导向，另一方面，既实现底模钢板的高精度定位，又实现了底模钢板脱模时的卡位，操作方便，应变能力强。通过蜗轮、蜗杆和底模钢板的组合设计，能够使加力杆(蜗杆)施加外力于受力板(型钢翼板)，使底模钢板能够克服与预制构件混凝土底面的粘结力，顺利脱模。

水平限位轮具有比上限位轮更大的外径，当底模台车过于靠近一侧的H型钢时，水平限位轮会碰到H型钢的腹板，从而限制了底模台车的继续侧移。

所述蜗杆位于H型钢的上翼板之下，上限位轮一部分位于H型钢的上翼板之下以使其升降受限于H型钢的上下翼板之间，上限位轮的另一部分位于H型钢的上翼板之外以用于承托底模钢板。通过这一方式，限制了上限位轮只能升降于H型钢的上下翼板之间，因此限制了底模钢板的升降范围。

每个底模台车单元包括3对前后串联的模板升降装置，每对模板升降装置左右对称设置并通过连接杆相连、前后的模板升降装置通过连接杆相连以保证3对模板升降装置同步升降。

承重箱型梁下端开口安装有行走轮，所述连接杆通过滚动轴承安装在所述承重底板上。

在混凝土浇筑前模板顶面与H型钢翼板的接缝处安装有橡胶条且黏贴有止浆胶，密封组合缝隙，防止预制构件施工时漏浆。

本发明的另一目的在于提供一种预制大型混凝土构件底板的方法，采用如上任一所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统进行施工，并包括以下步骤：

1、)在预制大型构件的底模区域做强夯处理，强夯处理完成后再铺设块石和碎石垫层、浇筑一定厚度的混凝土基础；

2、)在混凝土基础上面铺设H25的型钢，采用进行型钢准确定位；

3、)根据构件的尺寸和形状将若干个活动底模台车单元组合成一部活动底模台车，然后沿行走轨道将活动底模台车行走至预先铺设的由H25型钢构成的定位槽内，此时底模钢板已安置于活动底模台车单元之上；

4、)操作模板升降装置，上限位轮将底模钢板顶升起来，调整底模钢板顶面标高与H型钢翼板的顶面标高一致；

5、)底模钢板表面接缝处及底模钢板与H型钢翼板之间安装橡胶条和黏贴止浆胶，进行止浆处理；

6、)在底模钢板上涂刷脱模剂，绑扎大型混凝土构件底板钢筋，并浇筑混凝土；

7、)养护混凝土，混凝土强度达到脱模要求后，操作模板升降装置，使上限位轮下降，上限位轮带动底模钢板下降脱离，从而实现脱模；

8、)脱模成功后，将活动底模台车从H型钢之间的限位槽内移出，继续预制大型混凝土构件上部剩余部分结构；

9、)根据下一个构件的尺寸重新组装活动底模台车，准备下一预制施工操作。

本发明专利是一种大型混凝土预制构件活动底模台车，活动底模台车由若干个底模台车单元组成，通过不同的拼装组合，可作为不同型号和尺寸大型混凝土构件预制的底模，既能做到快速拼装和拆模，也能兼顾构件的移运。活动底模由底模钢板和型钢的翼板组合而成既有一定的强度也有一定的刚度，满足作为大型混凝土预制构件底模板的要求。

具体来说，本发明具有如下优势：

(1)结构轻巧，拆装简单，安全高效，形式灵活，控制精度高，能够适用于不同形式和尺寸的大型混凝土构件预制。

(2)本发明一次投入2‐3套活动底模台车，可以重复利用，成本低、工效高。

(3)本发明专利节约人力资源，促进了大型混凝土构件预制的技术进步，将大型混凝土预制构件施工由劳动力密集型向智力密集型转变。

(4)本发明专利产品可重复利用，节约了大量的混凝土、钢材和木材等其他耗材，节约了社会资源，可持续性强。

附图说明

图1为应用本发明的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统进行施工的流程图。

图2为本发明的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统的布置示意图。

图3为图2中A‐A剖面的示意图。

图4是两台活动底模台车单元拼装的平面示意图。

图5是图4的C‐C剖面的示意图。

图6是图4的B‐B剖面的示意图。

图7是图5的D放大图。

图8是图6的E放大图。

图9是承重装置的结构示意图。

其中，底模台车单元1、行走轮2、模板升降装置3、底模钢板4、承重装置5、限位设备6、止浆结构8、连接套筒9、H型钢10、连接杆11、蜗杆12、上滚动轴承13、蜗轮14、下滚动轴承15、上限位轮16、水平限位轮17、下限位轮18、混凝土基础19、大型混凝土构件20、钢板21、承重底板22、滚动轴承23、高强螺栓24、槽钢25。

具体实施方式

应理解，本说明书中的上、下、左、右、向上、向下、向左、向右等方向性术语是针对附图中所示的方位的描述，这些方位并不是限制性的。如果没有特定说明，本文中的术语向内、向外、内、外、内侧、外侧是指相对于部件中心的范围，例如以电机轴线作为参照，内和内侧指更靠近或指向电机轴线的位置或取向，外和外侧是指更远离电机中心部位。此外，术语水平、竖起、悬垂等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而允许可以稍微倾斜。如水平仅是指其方向相对竖直而言更加水平，并不是表示该结构要完全水平，而是可以稍微倾斜。

本发明的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，可以根据实际施工需要而包括若干台活动底模台车及若干条H型钢。图2中可见到，若干H型钢10平行铺设于混凝土基础平面上，相邻的H型钢10之间构成定位槽，每一定位槽内可供放置一部活动底模台车。

图3显示了从A‐A方向剖开，可以看到每一部活动底模台车可以由多个底模台车单元1串联连接起来，前后底模台车单元1之间经由连接套筒9连接起来，通过这种组装方式，装拆速度快，形式灵活，控制精度高。

图4所示为由两台底模台车单元1拼装成的一部活动底模台车的平面图。每一活动底模台车包括至少一块可移除的底模钢板4及2台串联连接的底模台车单元1，每台底模台车单元1包括为部件提供支撑和连接作用的承重装置、设置于承重装置底部的多对行走轮2、多套模板升降装置3、多套承重装置5、多组限位设备6等。

每对行走轮对应设置一套承重装置5，其包括承重箱型梁、承重底板22、滚动轴承23和高强螺栓24。如图9所示，承重装置5由槽钢25和钢板21组合成箱型梁，位于承重箱型梁左右两侧的承重底板22与承重箱型梁底部固定连接。高强螺栓24将滚动轴承23连接固定在承重底板上。承重装置采用型钢组合结构，支撑整个模板体系，使模板能够承受预制构件的自重和施工临时荷载。

如图7～8所示，一台底模台车单元可延其纵向设置多组左右对称设置的限位设备6，每组限位设备6包括上限位轮16、水平限位轮17和下限位轮18。上限位轮16套接固定于水平限位轮17之上，跟随水平限位轮同步转动。底模钢板4承托于左右上限位轮16之间。水平限位轮17具有比上限位轮16更大的直径，从而限制底模台车单元过度靠近H型钢的腹板。每个底模台车单元包括3对前后串联的模板升降装置，每对模板升降装置左右对称设置并通过连接杆相连、前后的模板升降装置通过连接杆相连以保证3对模板升降装置同步升降。滚动轴承23将连接杆11固定在承重底板22上，从而使承重装置起到固定连接杆，保证了连接杆转动时能够带动蜗轮转动。模板升降装置采用双向推力球轴承、蜗轮14、蜗杆12和转动轴组成升降传动系统，通过自动或者手动转动轴。

蜗杆从下至上贯穿过承重箱型梁，蜗杆上部通过上滚动轴承13与承重箱型梁的上部开口连接，蜗杆头部与水平限位轮内环构成螺旋传动副，下限位轮与蜗杆下部通过下滚动轴承15连接。蜗轮受到外力作用旋转而带动蜗杆轴向旋转，使套接于蜗杆的上限位轮16、水平限位轮17相对于蜗杆12上下升降。下限位轮18起到限制底模台车单元限位装置的最低位的作用及限制蜗杆12竖直度的作用。蜗杆12位于H型钢的上翼板之下，上限位轮部分位于H型钢的上翼板之下以使上限位轮受限于H型钢的上下翼板之间，上限位轮的另一部分位于H型钢的上翼板之外用于承托底模钢板4，从而限制了上限位轮只能升降于H型钢的上下翼板之间，因此限制了底模钢板4的升降范围。控制上限位轮的上升高度，使位于其上的底模钢板4的顶面与H型钢的上翼板的顶面持平，以使混凝土浇筑时底模钢板顶面与H型钢顶面位于同一平面共同构成大型混凝土预制构件的底模板。然后在其接缝处安装橡胶条且黏贴止浆胶，即可进行混凝土预制构件的浇筑了。在浇筑前，在底模钢板4的表面涂刷脱模剂，以方便后续的脱模操作。对于底模钢板与混凝土构件底面粘结后脱模难的问题，可通过蜗杆顶升H型钢翼板施加外荷载，而达到脱模的目的。

行走轮安装于承重装置的下部，将底模钢板的荷载从蜗杆传递到行走轮。较佳地，行走轮优选直径Φ90的特制钢轮，行走轮根据台车单元结构受力情况合理布置，采用单轴双轮结构，单个台车单元共设置12个钢轮，既能满足台车单元行走，又能承受构件预制施工的荷载。

如图1所示，利用本发明专利预制大型混凝土构件底板时包括以下步骤：

1、在预制大型构件的底模区域做强夯处理，强夯处理完成后再铺设块石和碎石垫层、浇筑一定厚度的混凝土基础。

2、在混凝土基础上面铺设H25的型钢，采用进行型钢准确定位。

3、根据构件的尺寸和形状将若干个活动底模台车单元组合成一部活动底模台车，然后沿行走轨道将活动底模台车行走至预先铺设的由H25型钢构成的定位槽内，此时底模钢板已安置于活动底模台车单元之上。

4、操作模板升降装置，上限位轮将底模钢板顶升起来，调整底模钢板顶面标高与H型钢翼板的顶面标高一致。

5、底模钢板表面接缝处及底模钢板与H型钢翼板之间安装橡胶条和黏贴止浆胶，进行止浆处理。

6、在底模钢板上涂刷脱模剂，绑扎大型混凝土构件底板钢筋，并浇筑混凝土。

7、养护混凝土，混凝土强度达到脱模要求后，操作模板升降装置，使上限位轮下降，上限位轮带动底模钢板下降脱离，从而实现脱模。

8、脱模成功后，将活动底模台车从H型钢之间的限位槽内移出，继续预制大型混凝土构件上部剩余部分结构。

9、根据下一个构件的尺寸重新组装活动底模台车，准备下一预制施工操作。

本发明包括但并不限于上述实施例及附图所示的内容，其它一切与本发明的技术方案具有相同实质性内容的产品结构均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：包括若干活动底模台车及若干H型钢，若干H型钢以腹板垂直于地面的方向平铺于混凝土基础上，相邻的H型钢之间构成间隔距离一致的定位槽，若干活动底模台车安置于所述定位槽内，每一活动底模台车包括多个串联连接的底模台车单元及至少一块独立于底模台车单元的表面涂刷有脱模剂的底模钢板，每个底模台车单元包括多套承重装置、多对行走轮及模板升降装置，行走轮安装于承重装置底部，模板升降装置与承重装置有效连接并安设于底模钢板下方用于顶升或降低底模钢板，以使混凝土浇筑时底模钢板顶面与H型钢的翼板顶面位于同一平面从而共同构成大型混凝土预制构件的底模板。

2.根据权利要求1所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：所述承重装置包括承重箱型梁、承重底板、高强螺栓和滚动轴承，所述承重箱型梁由槽钢和钢板组合而成，承重箱型梁左右两侧底部分别固定连接于承重底板，高强螺栓将滚动轴承连接固定在承重底板上。

3.根据权利要求2所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：每个底模台车单元还包括左右对称设置的若干组限位设备，每组限位设备包括上限位轮、水平限位轮和下限位轮，上限位轮固定连接于水平限位轮，上限位轮顶部放置有所述底模钢板，所述模板升降装置包括相互配合连接的蜗杆和蜗轮，蜗杆从下至上贯穿过承重箱型梁，蜗杆上部通过上滚动轴承与承重箱型梁的上部开口连接，蜗杆头部与水平限位轮内环构成螺旋传动副，蜗杆下部与下限位轮通过下滚动轴承连接，蜗轮受到外力作用旋转而带动蜗杆轴向旋转，使套接于蜗杆的上限位轮、水平限位轮相对于蜗杆上下升降。

4.根据权利要求3所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：水平限位轮具有比上限位轮更大的外径。

5.根据权利要求3所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：所述蜗杆位于H型钢的上翼板之下，上限位轮一部分位于H型钢的上翼板之下以使其升降受限于H型钢的上下翼板之间，上限位轮的另一部分位于H型钢的上翼板之外以用于承托底模钢板。

6.根据权利要求3所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：每个底模台车单元包括3对前后串联的模板升降装置，每对模板升降装置左右对称设置并通过连接杆相连、前后的模板升降装置通过连接杆相连以保证3对模板升降装置同步升降。

7.根据权利要求6所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：承重箱型梁下端开口安装有行走轮，所述连接杆通过滚动轴承安装在所述承重底板上。

8.根据权利要求1所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统，其特征在于：在混凝土浇筑前模板顶面与H型钢翼板的接缝处安装有橡胶条且黏贴有止浆胶。

9.一种预制大型混凝土构件底板的方法，其特征在于采用如权利要求1～8任一所述的适用于大型混凝土预制构件的活动底模台车系统进行施工，并包括以下步骤：

1、)在预制大型构件的底模区域做强夯处理，强夯处理完成后再铺设块石和碎石垫层、浇筑一定厚度的混凝土基础；

2、)在混凝土基础上面铺设H25的型钢，采用进行型钢准确定位；

3、)根据构件的尺寸和形状将若干个活动底模台车单元组合成一部活动底模台车，然后沿行走轨道将活动底模台车行走至预先铺设的由H25型钢构成的定位槽内，此时底模钢板已安置于活动底模台车单元之上；

4、)操作模板升降装置，上限位轮将底模钢板顶升起来，调整底模钢板顶面标高与H型钢翼板的顶面标高一致；

5、)底模钢板表面接缝处及底模钢板与H型钢翼板之间安装橡胶条和黏贴止浆胶，进行止浆处理；

6、)在底模钢板上涂刷脱模剂，绑扎大型混凝土构件底板钢筋，并浇筑混凝土；

7、)养护混凝土，混凝土强度达到脱模要求后，操作模板升降装置，使上限位轮下降，上限位轮带动底模钢板下降脱离，从而实现脱模；

8、)脱模成功后，将活动底模台车从H型钢之间的限位槽内移出，继续预制大型混凝土构件上部剩余部分结构；

9、)根据下一个构件的尺寸重新组装活动底模台车，准备下一预制施工操作。