CN106759492A - 明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法 - Google Patents

明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法，该系统包括厚壁管涵隧道钢筋框架、内拱拱身模板子系统和外拱拱身模板子系统，厚壁管涵隧道钢筋框架包括内拱拱身钢筋网片、外拱拱身钢筋网片和桁架腹板，相邻两个桁架腹板交点位置处均安装有钢筋垫块，内拱拱身模板子系统包括内拱拱身模板、内拱背楞和内拱钢面板，外拱拱身模板子系统包括外拱钢面板、外拱背楞和外拱拱身模板；该方法包括步骤：一、拱座砼基础施工；二、搭建厚壁管涵隧道钢筋框架；三、支设内拱拱身模板子系统；四、支设外拱拱身模板子系统；五、支设弧形端部封口模板；六、管涵隧道拱身浇筑；七、模板的拆卸平移。本发明最大程度利用现场资源，降本增效。

Description

明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法
技术领域
本发明属于明挖厚壁管涵隧道施工技术领域，具体涉及一种明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法。
背景技术
传统的地下管涵隧道施工多采用复杂的外模加固桁架结构、内模桁架支撑结构和内外模之间的对拉结构。内模桁架支撑结构采用台车加装复杂的桁架支撑拱身，同时外模加固桁架结构采用复杂的桁架结构保证外拱模板不变形，且实际多采用吊车吊装外拱模板，占用空间大，耗费劳动力，内外模之间的对拉结构采用拉止水螺杆对模板进行固定，起到防水作用，由于拉止水螺杆对于防水要求严格的市政道路、水利水电及公路隧道等工程，渗漏隐患大，成本高昂，耗费能源和材料，同时拉止水螺杆易造成拱身变形。因此，现如今一种结构简单、节省空间减少劳动力、设计合理的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统及方法，以内拱拱身模板的支撑结构为钢架定形基础，通过在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片加入桁架腹板支撑措施来抑制外拱拱身模板的变形，形成了模板无支撑、无对拉定位的施工技术，在提高管涵结构的防水性能和耐久性能的基础上，提高了施工效率，降低了施工成本；另外，外拱模板采用顶升的安装方式，可通过行走轮推动外拱模板移动，占用空间小，绿色施工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其设计新颖合理，以内拱拱身模板子系统为厚壁管涵隧道钢筋框架刚性基础，通过在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片加入桁架腹板支撑措施来抑制外拱拱身模板的变形，形成了模板无支撑、无对拉施工，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：包括固定在拱座砼基础的厚壁管涵隧道钢筋框架、沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架内拱支设的内拱拱身模板子系统和沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架外拱支设的外拱拱身模板子系统，所述厚壁管涵隧道钢筋框架包括内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片，以及多个用于将所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片进行组合绑扎固定的桁架腹板，多个桁架腹板呈之字形排布，所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板交点位置处均安装有钢筋垫块，所述内拱拱身模板子系统包括内拱拱身模板和多个等间距安装在内拱拱身模板上的内拱背楞，以及安装在多个内拱背楞上且与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板，内拱拱身模板包括内拱顶模板和两个均与内拱顶模板转动连接且对称设置在内拱顶模板两侧的内拱侧模板，内拱拱身模板的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础的内壁上，内拱钢面板由一块内拱顶面板和两个对称弧度的内拱侧面板组成，所述内拱顶面板通过多个内拱背楞固定在内拱顶模板上，所述内拱侧面板通过多个内拱背楞固定在与其弧度相同的内拱侧模板上，所述外拱拱身模板子系统包括与所述外拱拱身钢筋网片外曲面一致的外拱钢面板和多个等间距安装在外拱钢面板上的外拱背楞，以及安装在多个外拱背楞上外拱拱身模板，所述外拱拱身模板包括两个对称结构的外拱拱身侧模板，外拱拱身侧模板上设置有外拱加强钢架和与外拱加强钢架固定连接的外模板，所述外拱拱身模板子系统的两个拱脚通过连接结构与拱座砼基础连接。
上述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述内拱拱身模板子系统通过台车装卸，所述厚壁管涵隧道壁厚大于1米，所述厚壁管涵隧道内铺设有供台车进出的轻轨，台车上设置升降传动机构和液压传动机构，所述升降传动机构控制内拱顶模板上下运动，所述液压传动机构同步控制两个内拱侧模板展开收缩运动，两个内拱侧模板均通过内拱模板铰接件与内拱顶模板铰接。
上述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述外模板沿厚壁管涵隧道延伸方向由多组钢板构件拼接而成，相邻的两组所述钢板构件之间设置有连接梁，外模板的外侧设置有供所述外拱拱身模板子系统在拱座砼基础上滑行的行走轮组，所述行走轮组包括多个行走机构，所述行走机构包括顶升装置和与顶升装置下部传动连接且延伸至拱座砼基础上的行走轮，连接结构包括伸入至拱座砼基础内的锚固钢筋和通过锚固螺栓安装在锚固钢筋上的锚固压板，锚固压板为中空结构，所述连接梁穿过锚固压板与拱座砼基础接触。
上述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：两个所述外拱拱身侧模板对称位置处设置有用于混凝土浇筑及振捣的下料口，外拱加强钢架的数量为两个，两个外拱加强钢架通过外拱模板铰接件铰接。
上述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：还包括安装在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板，所述弧形端部封口模板包括沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架断面径向由下向上设置的下部弧形封口模板、中部弧形封口模板和上部弧形封口模板，所述弧形端部封口模板的外侧纵向与横向均设置有肋板，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均设置有止水带压槽。
上述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述桁架腹板采用粗钢筋焊接而成。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可最大程度地利用现场资源，降本增效的明挖厚壁管涵隧道施工的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、拱座砼基础施工：首先，沿管涵隧道延伸的方向在管涵隧道基底层上铺设满足设计要求宽度的混凝土底板，确定厚壁管涵隧道壁厚，在所述混凝土底板两侧采用钢筋绑扎的方式对拱座钢筋基础定型，形成拱座基础并预留管涵隧道拱身对接端；然后，对拱座基础进行混凝土浇筑，形成拱座砼基础；最后，在所述混凝土底板内中部设置一组供台车滑行的轻轨；
步骤二、搭建厚壁管涵隧道钢筋框架：首先，采用内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片与步骤一中的所述管涵隧道拱身对接端连接，形成满足设计要求宽度的厚壁管涵隧道钢筋框架基础；然后，在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片之间呈之字形组合绑扎多个桁架腹板，并在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片内侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板交点位置处均设置焊接点，在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板交点位置处均设置钢筋垫块；最后，采用焊接方式将多个桁架腹板与所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片固定为一体，形成厚壁管涵隧道钢筋框架；
步骤三、支设内拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤301、安装内拱拱身模板：将两个内拱侧模板分别通过一个内拱模板铰接件转动连接在内拱顶模板的两侧，形成内拱拱身模板；
步骤302、安装内拱背楞以及内拱钢面板：首先，转动内拱模板铰接件使内拱拱身模板展开成与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的拱拱身模板，在拱拱身模板上等间距的焊接多个内拱背楞；然后，在多个内拱背楞上焊接与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板，内拱背楞和内拱钢面板与步骤301中的内拱拱身模板形成一体化可转动的内拱拱身模板子系统；
步骤303、调节内拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：首先，将内拱拱身模板子系统固定在台车上，保持内拱拱身模板子系统的两个拱脚处于同一高度，将台车上的液压传动机构中两个液压油缸分别与两个内拱侧模板固定连接；然后，调节台车在轻轨上移动确定内拱拱身模板子系统安装位置，控制所述升降传动机构上升使内拱顶模板到达指定位置，使内拱顶面板与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块接触，同步控制所述液压传动机构使两个内拱侧模板展开，保持两个内拱侧模板均与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块接触；最后，将内拱拱身模板子系统的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础的内壁上；
步骤304、移除台车：将内拱拱身模板子系统从台车上拆除，释放台车，采用内拱拱身模板子系统自身承载力支护管涵隧道拱身；
步骤四、支设外拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤401、安装外拱拱身模板子系统：首先，按照设计需求将外拱钢面板、外拱背楞和两个对称结构的外拱拱身侧模板焊接为一体，并在两个外拱拱身侧模板对称位置处设置用于混凝土浇筑及振捣的下料口；然后，采用外拱加强钢架和外模板对外拱拱身侧模板进行加固，两个外拱加强钢架通过外拱模板铰接件固定在两个外拱拱身侧模板上；最后，在外模板上安装行走轮组，保持行走轮组沿拱座砼基础滑行；
步骤402、调节外拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：通过行走轮组调节外拱拱身模板子系统位置，待外拱拱身模板子系统中的连接梁与预埋的锚固钢筋位置全部切合时，采用顶升装置收缩行走轮将所述连接梁拉入锚固钢筋内，采用锚固压板和锚固螺栓对外拱拱身模板子系统进行固定支设；
步骤五、支设弧形端部封口模板：在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端采用吊装机先吊装下部弧形封口模板，下部弧形封口模板与内拱拱身模板子系统端部的内拱钢面板固定连接，吊装机再吊装中部弧形封口模板，在中部弧形封口模板外侧安装固定型钢，吊装机最后吊装上部弧形封口模板，上部弧形封口模板与外拱拱身模板子系统端部的外拱钢面板固定连接，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均安装止水带；
步骤六、管涵隧道拱身浇筑：通过步骤401中预留的下料口均匀的为管涵隧道拱身浇筑混凝土，设定混凝土凝固时间；
步骤七、模板的拆卸平移：达到混凝土凝固时间后，首先，拆除厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板；然后，采用顶升装置控制行走轮下降，将外拱拱身模板子系统顶起脱离管涵隧道拱身，推动外拱拱身模板子系统沿拱座砼基础滑行平移完成管涵隧道拱身外拱拱身模板子系统的拆卸；最后，拆除内拱拱身模板拱脚的锚固连接，控制台车移动至待拆卸的内拱拱身模板子系统下，将台车中的升降传动机构与内拱顶模板固定连接，将台车中的液压传动机构与内拱侧模板固定连接，液压传动机构控制两个液压油缸收缩使两个内拱侧模板收缩，升降传动机构控制内拱顶模板下降，台车带动内拱拱身模板子系统沿轻轨滑行平移完成管涵隧道拱身内拱拱身模板子系统的拆卸。
上述的方法，其特征在于：所述内拱拱身模板子系统为超静定型钢支撑架体。
上述的方法，其特征在于：所述内拱背楞和外拱背楞均为槽钢背楞。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用台车装卸内拱拱身模板子系统，台车只进行内拱拱身模板子系统整体拆除、倒运、支设作业，不参与内拱拱身模板子系统的支撑，降低了投入成本，消除了安全隐患，简化了施工工序，提高了内拱拱身模板子系统使用效率，还改变了内拱拱身模板子系统支设与钢筋绑扎的紧前紧后工作关系，实现钢筋提前绑扎，极大的节约了工期，便于推广使用。
2、本发明将内拱拱身模板子系统通过锚固的方式拧固在拱座砼基础内壁上，内拱拱身模板子系统为超静定型钢支撑架体，可将内拱拱身模板子系统及施工荷载有效传递在管涵隧道的拱座砼基础上，可靠稳定，使用效果好。
3、本发明在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片之间之字形绑扎多个桁架腹板形成一个刚性整体，彼此约束，实现全方向无对拉定位，取代了用对拉螺杆进行内外固定的传统做法，不但使模板支设变得快捷、方便，还最大程度的消除了渗水质量隐患。
4、本发明采用平移及地锚限位的方式将外拱拱身模板子系统固定在厚壁管涵隧道钢筋框架上，采用内拱拱身模板子系统控制外拱拱身模板子系统的方式防止隧道拱身变形，便于推广使用。
综上所述，本发明设计新颖合理，以内拱拱身模板子系统为厚壁管涵隧道钢筋框架刚性基础，通过在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片加入桁架腹板支撑措施来抑制外拱拱身模板的变形，形成了模板无支撑、无对拉施工，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明厚壁管涵隧道钢筋框架与内拱拱身模板子系统和外拱拱身模板子系统位置关系的局部放大图。
图3为本发明外模板、行走轮、顶升装置、连接结构和拱座砼基础的安装关系示意图。
图4为本发明外模板锚固且行走轮收起的状态图。
图5为本发明外模板抬升且行走轮承载的状态图。
图6为本发明方法的流程框图。
附图标记说明:
1—拱座砼基础； 2—台车； 3—内拱顶模板；
4—内拱侧模板； 5—内拱背楞； 6—内拱钢面板；
7—桁架腹板； 8—钢筋垫块； 9—外拱钢面板；
10—外拱背楞； 11—外拱拱身侧模板； 12—外拱加强钢架；
13—内拱模板铰接件； 14—外拱模板铰接件； 15—外模板；
16—连接结构； 16-1—锚固钢筋； 16-2—锚固压板；
16-3—锚固螺栓； 17—行走轮； 18—顶升装置；
20—内拱拱身模板。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，包括固定在拱座砼基础1的厚壁管涵隧道钢筋框架、沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架内拱支设的内拱拱身模板子系统和沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架外拱支设的外拱拱身模板子系统，所述厚壁管涵隧道钢筋框架包括内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片，以及多个用于将所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片进行组合绑扎固定的桁架腹板7，多个桁架腹板7呈之字形排布，所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板7交点位置处均安装有钢筋垫块8，所述内拱拱身模板子系统包括内拱拱身模板20和多个等间距安装在内拱拱身模板20上的内拱背楞5，以及安装在多个内拱背楞5上且与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板6，内拱拱身模板20包括内拱顶模板3和两个均与内拱顶模板3转动连接且对称设置在内拱顶模板3两侧的内拱侧模板4，内拱拱身模板20的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础1的内壁上，内拱钢面板6由一块内拱顶面板和两个对称弧度的内拱侧面板组成，所述内拱顶面板通过多个内拱背楞5固定在内拱顶模板3上，所述内拱侧面板通过多个内拱背楞5固定在与其弧度相同的内拱侧模板4上，所述外拱拱身模板子系统包括与所述外拱拱身钢筋网片外曲面一致的外拱钢面板9和多个等间距安装在外拱钢面板9上的外拱背楞10，以及安装在多个外拱背楞10上外拱拱身模板，所述外拱拱身模板包括两个对称结构的外拱拱身侧模板11，外拱拱身侧模板11上设置有外拱加强钢架12和与外拱加强钢架12固定连接的外模板15，所述外拱拱身模板子系统的两个拱脚通过连接结构16与拱座砼基础1连接。
本实施例中，所述桁架腹板7采用粗钢筋焊接而成。
实际操作中，在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片之间之字形绑扎多个桁架腹板7形成一个刚性整体，彼此约束，多个桁架腹板7组成一个桁架整体，相邻的两个桁架腹板7与其之间的内拱拱身钢筋网片或外拱拱身钢筋网片组成一个三角区域，实现全方向无对拉定位，桁架腹板7不会再上下移动，取代了用对拉螺杆进行内外固定的传统做法，不但使模板支设变得快捷、方便，还最大程度的消除了渗水质量隐患，所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板7交点位置处均安装有钢筋垫块8是为了调控内外拱拱身模板子系统间距，也用于支撑外拱拱身模板子系统及防止其变形。
实际操作中，内拱拱身模板20的两个拱脚采用地锚分别锚固在拱座砼基础1的内壁上，内拱拱身模板子系统形状与所述厚壁管涵隧道钢筋框架内拱拱身曲面一致便于完全切合，内拱拱身模板子系统采用超静定型钢支撑架体，可将内拱拱身模板子系统及施工荷载有效传递在管涵隧道的拱座砼基础1上。
实际操作中，所述外拱拱身模板包括两个对称结构的外拱拱身侧模板11，两个对称结构的外拱拱身侧模板11，采用铰接的方式连接成与所述厚壁管涵隧道钢筋框架外拱拱身曲面一致便于完全切合，外拱拱身侧模板11上设置有外拱加强钢架12便于加固外拱拱身侧模板11，同时外拱加强钢架12上固定连接有外模板15，外模板15的底端通过连接结构16与拱座砼基础1锚固连接，以内拱拱身模板子系统为厚壁管涵隧道钢筋框架刚性基础，采用内拱拱身模板子系统控制外拱拱身模板子系统的方式防止隧道拱身变形，结构稳固。
如图1所示，本实施例中，所述内拱拱身模板子系统通过台车2装卸，所述厚壁管涵隧道壁厚大于1米，所述厚壁管涵隧道内铺设有供台车2进出的轻轨，台车2上设置升降传动机构和液压传动机构，所述升降传动机构控制内拱顶模板3上下运动，所述液压传动机构同步控制两个内拱侧模板4展开收缩运动，两个内拱侧模板4均通过内拱模板铰接件13与内拱顶模板3铰接。
实际操作中，内拱拱身模板20结构为内拱顶模板3和两个均与内拱顶模板3转动连接且对称设置在内拱顶模板3两侧的内拱侧模板4，两个内拱顶模板3均通过内拱模板铰接件13与内拱侧模板4铰接转动，采用台车2装卸内拱拱身模板子系统，台车2只进行内拱拱身模板子系统整体拆除、倒运、支设作业，不参与内拱拱身模板子系统的支撑，降低了投入成本，消除了安全隐患，简化了施工工序，提高了内拱拱身模板子系统使用效率，还改变了内拱拱身模板子系统支设与钢筋绑扎的紧前紧后工作关系，实现钢筋提前绑扎，极大的节约了工期，台车2上的升降传动机构控制内拱顶模板3上下运动，安装内拱拱身模板子系统时升降传动机构将内拱顶模板3升至与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块8接触，拆卸内拱拱身模板子系统时升降传动机构拉动内拱顶模板3降低高度，台车2上的液压传动机构同步控制两个内拱侧模板4展开收缩运动，安装内拱拱身模板子系统时液压传动机构将两个内拱侧模板4同时推向与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块8接触，拆卸内拱拱身模板子系统时液压传动机构同时拉动两个内拱侧模板4收缩两个内拱侧模板4，台车2装卸完毕内拱拱身模板子系统时均可通过轻轨滑动，在空间小、自重大、离地高、走向弯曲、以及大于1米壁厚的管涵隧道施工中用模板子系统自身代替脚手架进行支撑，节省了大量的劳动力、设施材料、木材、倒运费用，管涵隧道内部空间在拱身施工期间不影响人工、机械的通行，最大程度地利用现场资源，降本增效的同时，也符合国家及建筑行业的绿色施工理念。
如图3、图4和图5所示，本实施例中，所述外模板15沿厚壁管涵隧道延伸方向由多组钢板构件拼接而成，相邻的两组所述钢板构件之间设置有连接梁，外模板15的外侧设置有供所述外拱拱身模板子系统在拱座砼基础1上滑行的行走轮组，所述行走轮组包括多个行走机构，所述行走机构包括顶升装置18和与顶升装置18下部传动连接且延伸至拱座砼基础1上的行走轮17，连接结构16包括伸入至拱座砼基础1内的锚固钢筋16-1和通过锚固螺栓16-3安装在锚固钢筋16-1上的锚固压板16-2，锚固压板16-2为中空结构，所述连接梁穿过锚固压板16-2与拱座砼基础1接触。
实际操作中，所述外拱拱身模板与外拱加强钢架12和外模板15固定为一体，外模板15的外侧设置有供所述外拱拱身模板子系统在拱座砼基础1上滑行的行走轮组，所述外拱拱身模板子系统可根据设计需要提前绑扎焊接，在拱座砼基础1指定位置设置锚固钢筋16-1，当需要加装所述外拱拱身模板子系统时，可通过顶升装置18将行走轮17顶至拱座砼基础1表面，推动所述外拱拱身模板子系统，多个行走轮17带动所述外拱拱身模板子系统至指定位置与锚固钢筋16-1对接，采用锚固压板16-2封堵连接所述连接梁，通过锚固螺栓16-3挤压所述外拱拱身模板子系统避免管涵隧道拱身变形，同时防止所述外拱拱身模板子系统移动摆动。
如图1所示，本实施例中，两个所述外拱拱身侧模板11对称位置处设置有用于混凝土浇筑及振捣的下料口，外拱加强钢架12的数量为两个，两个外拱加强钢架12通过外拱模板铰接件14铰接。
实际操作中，两个所述外拱拱身侧模板11对称位置处设置有用于混凝土浇筑及振捣的下料口可保证对称浇筑均匀，混凝土观感质量佳。
本实施例中，还包括安装在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板，所述弧形端部封口模板包括沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架断面径向由下向上设置的下部弧形封口模板、中部弧形封口模板和上部弧形封口模板，所述弧形端部封口模板的外侧纵向与横向均设置有肋板，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均设置有止水带压槽。
实际操作中，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均设置有止水带压槽是为了埋设止水带，止水带的埋设实现了工具化施工，埋设简单快捷，且质量能可靠保证。
如图6所示一种明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位的方法，包括以下步骤：
步骤一、拱座砼基础施工：首先，沿管涵隧道延伸的方向在管涵隧道基底层上铺设满足设计要求宽度的混凝土底板，确定厚壁管涵隧道壁厚，在所述混凝土底板两侧采用钢筋绑扎的方式对拱座钢筋基础定型，形成拱座基础并预留管涵隧道拱身对接端；然后，对拱座基础进行混凝土浇筑，形成拱座砼基础1；最后，在所述混凝土底板内中部设置一组供台车2滑行的轻轨；
需要说明的是，拱座基础预留有管涵隧道拱身对接端是为了后续施工中将厚壁管涵隧道钢筋框架与拱座基础的钢筋结构焊接绑扎为一体，增加拱座砼基础1对厚壁管涵隧道的承载力，拱座基础一端的管涵隧道拱身对接端中包括两个钢筋伸出端，两个钢筋伸出端的间距确定管涵隧道的厚度，拱座基础的两端处于同一水平高度且对称施工。
步骤二、搭建厚壁管涵隧道钢筋框架：首先，采用内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片与步骤一中的所述管涵隧道拱身对接端连接，形成满足设计要求宽度的厚壁管涵隧道钢筋框架基础；然后，在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片之间呈之字形组合绑扎多个桁架腹板7，并在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片内侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板7交点位置处均设置焊接点，在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板7交点位置处均设置钢筋垫块8；最后，采用焊接方式将多个桁架腹板7与所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片固定为一体，形成厚壁管涵隧道钢筋框架；
实际操作中，在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片形成后采用绑扎的方式将多个桁架腹板7按照之字形排布，先确定厚壁管涵隧道钢筋框架的基础，多个桁架腹板7组成桁架结构拉紧内拱拱身钢筋网片与外拱拱身钢筋网片，在通过焊接方式将多个桁架腹板7与内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片固定为一体，避免使用对拉止水螺杆，减少晃动，提高结构的防水性能及耐久性能。
步骤三、支设内拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤301、安装内拱拱身模板：将两个内拱侧模板4分别通过一个内拱模板铰接件13转动连接在内拱顶模板3的两侧，形成内拱拱身模板20；
步骤302、安装内拱背楞以及内拱钢面板：首先，转动内拱模板铰接件13使内拱拱身模板20展开成与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的拱拱身模板20，在拱拱身模板20上等间距的焊接多个内拱背楞5；然后，在多个内拱背楞5上焊接与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板6，内拱背楞5和内拱钢面板6与步骤301中的内拱拱身模板20形成一体化可转动的内拱拱身模板子系统；
步骤303、调节内拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：首先，将内拱拱身模板子系统固定在台车2上，保持内拱拱身模板子系统的两个拱脚处于同一高度，将台车2上的液压传动机构中两个液压油缸分别与两个内拱侧模板4固定连接；然后，调节台车2在轻轨上移动确定内拱拱身模板子系统安装位置，控制所述升降传动机构上升使内拱顶模板3到达指定位置，使内拱顶面板与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块8接触，同步控制所述液压传动机构使两个内拱侧模板4展开，保持两个内拱侧模板4均与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块8接触；最后，将内拱拱身模板子系统的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础1的内壁上；
步骤304、移除台车：将内拱拱身模板子系统从台车2上拆除，释放台车2，采用内拱拱身模板子系统自身承载力支护管涵隧道拱身；
本实施例中，所述内拱拱身模板子系统为超静定型钢支撑架体。
实际操作中，内拱拱身模板子系统作为刚性承载基础，通过台车2平移刚性曲面模板，采用地锚限定内拱拱身模板子系统位置，内拱拱身模板子系统通过地锚承载支护管涵隧道拱身。
步骤四、支设外拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤401、安装外拱拱身模板子系统：首先，按照设计需求将外拱钢面板9、外拱背楞10和两个对称结构的外拱拱身侧模板11焊接为一体，并在两个外拱拱身侧模板11对称位置处设置用于混凝土浇筑及振捣的下料口；然后，采用外拱加强钢架12和外模板15对外拱拱身侧模板11进行加固，两个外拱加强钢架12通过外拱模板铰接件14固定在两个外拱拱身侧模板11上；最后，在外模板15上安装行走轮组，保持行走轮组沿拱座砼基础1滑行；
步骤402、调节外拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：通过行走轮组调节外拱拱身模板子系统位置，待外拱拱身模板子系统中的连接梁与预埋的锚固钢筋16-1位置全部切合时，采用顶升装置18收缩行走轮17将所述连接梁拉入锚固钢筋16-1内，采用锚固压板16-2和锚固螺栓16-3对外拱拱身模板子系统进行固定支设；
需要说明的是，采用锚固压板16-2和锚固螺栓16-3对外拱拱身模板子系统进行固定支设时可调节外拱拱身模板子系统与厚壁管涵隧道钢筋框架的接触程度，当外拱拱身模板子系统与厚壁管涵隧道钢筋框架接触挤压时，相邻的两个桁架腹板7与其之间的内拱拱身钢筋网片或外拱拱身钢筋网片组成一个三角区域，不晃动，外拱拱身模板子系统自身不摆动，内拱拱身模板子系统的两个拱脚通过锚固的方式固定在拱座砼基础1的内壁上，外拱拱身模板子系统的两个拱脚通过锚固的方式固定在拱座砼基础1上，内拱拱身模板子系统与桁架结构以及桁架结构与外拱拱身模板子系统，挤压紧固成为一个共同受力体，内拱拱身模板子系统与外拱拱身模板子系统相互约束，从而形成一个不可变的刚性体系，固定效率高。
步骤五、支设弧形端部封口模板：在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端采用吊装机先吊装下部弧形封口模板，下部弧形封口模板与内拱拱身模板子系统端部的内拱钢面板6固定连接，吊装机再吊装中部弧形封口模板，在中部弧形封口模板外侧安装固定型钢，吊装机最后吊装上部弧形封口模板，上部弧形封口模板与外拱拱身模板子系统端部的外拱钢面板9固定连接，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均安装止水带；
步骤六、管涵隧道拱身浇筑：通过步骤401中预留的下料口均匀的为管涵隧道拱身浇筑混凝土，设定混凝土凝固时间；
浇筑管涵隧道拱身混凝土时，在两个外拱拱身侧模板11对称位置处设置用于混凝土浇筑及振捣的下料口处，同时开启且对称下料，以使内拱拱身模板子系统与外拱拱身模板子系统对称均匀受力，防止不对称下料造成的模板整体扭曲变形。
步骤七、模板的拆卸平移：达到混凝土凝固时间后，首先，拆除厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板；然后，采用顶升装置18控制行走轮17下降，将外拱拱身模板子系统顶起脱离管涵隧道拱身，推动外拱拱身模板子系统沿拱座砼基础1滑行平移完成管涵隧道拱身外拱拱身模板子系统的拆卸；最后，拆除内拱拱身模板20拱脚的锚固连接，控制台车2移动至待拆卸的内拱拱身模板子系统下，将台车2中的升降传动机构与内拱顶模板3固定连接，将台车2中的液压传动机构与内拱侧模板4固定连接，液压传动机构控制两个液压油缸收缩使两个内拱侧模板4收缩，升降传动机构控制内拱顶模板3下降，台车2带动内拱拱身模板子系统沿轻轨滑行平移完成管涵隧道拱身内拱拱身模板子系统的拆卸。
本实施例中，所述内拱背楞5和外拱背楞10均为槽钢背楞。
实际操作中，为了节省施工时间，管涵隧道施工采用分段式施工方式，可先处理走向弯曲，长距离的拱座砼基础1，以便于台车2的移动和外拱拱身模板子系统的移动，内拱拱身模板子系统和外拱拱身模板子系统均为刚性结构，可重复使用，台车2台车不作为内拱拱身模板子系统支撑的组成部分进行使用，仅用于内拱拱身模板子系统的整体转运，外拱拱身模板子系统自带行走轮，内拱拱身模板子系统和外拱拱身模板子系统重复使用方便，节省空间；由于全部采用整体式组合钢模板支设，浇筑采用了两侧对称浇筑的方法，模板拼缝少，混凝土浇筑后观感质量效果好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：包括固定在拱座砼基础(1)的厚壁管涵隧道钢筋框架、沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架内拱支设的内拱拱身模板子系统和沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架外拱支设的外拱拱身模板子系统，所述厚壁管涵隧道钢筋框架包括内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片，以及多个用于将所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片进行组合绑扎固定的桁架腹板(7)，多个桁架腹板(7)呈之字形排布，所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板(7)交点位置处均安装有钢筋垫块(8)，所述内拱拱身模板子系统包括内拱拱身模板(20)和多个等间距安装在内拱拱身模板(20)上的内拱背楞(5)，以及安装在多个内拱背楞(5)上且与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板(6)，内拱拱身模板(20)包括内拱顶模板(3)和两个均与内拱顶模板(3)转动连接且对称设置在内拱顶模板(3)两侧的内拱侧模板(4)，内拱拱身模板(20)的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础(1)的内壁上，内拱钢面板(6)由一块内拱顶面板和两个对称弧度的内拱侧面板组成，所述内拱顶面板通过多个内拱背楞(5)固定在内拱顶模板(3)上，所述内拱侧面板通过多个内拱背楞(5)固定在与其弧度相同的内拱侧模板(4)上，所述外拱拱身模板子系统包括与所述外拱拱身钢筋网片外曲面一致的外拱钢面板(9)和多个等间距安装在外拱钢面板(9)上的外拱背楞(10)，以及安装在多个外拱背楞(10)上外拱拱身模板，所述外拱拱身模板包括两个对称结构的外拱拱身侧模板(11)，外拱拱身侧模板(11)上设置有外拱加强钢架(12)和与外拱加强钢架(12)固定连接的外模板(15)，所述外拱拱身模板子系统的两个拱脚通过连接结构(16)与拱座砼基础(1)连接。
2.按照权利要求1所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述内拱拱身模板子系统通过台车(2)装卸，所述厚壁管涵隧道壁厚大于1米，所述厚壁管涵隧道内铺设有供台车(2)进出的轻轨，台车(2)上设置升降传动机构和液压传动机构，所述升降传动机构控制内拱顶模板(3)上下运动，所述液压传动机构同步控制两个内拱侧模板(4)展开收缩运动，两个内拱侧模板(4)均通过内拱模板铰接件(13)与内拱顶模板(3)铰接。
3.按照权利要求1所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述外模板(15)沿厚壁管涵隧道延伸方向由多组钢板构件拼接而成，相邻的两组所述钢板构件之间设置有连接梁，外模板(15)的外侧设置有供所述外拱拱身模板子系统在拱座砼基础(1)上滑行的行走轮组，所述行走轮组包括多个行走机构，所述行走机构包括顶升装置(18)和与顶升装置(18)下部传动连接且延伸至拱座砼基础(1)上的行走轮(17)，连接结构(16)包括伸入至拱座砼基础(1)内的锚固钢筋(16-1)和通过锚固螺栓(16-3)安装在锚固钢筋(16-1)上的锚固压板(16-2)，锚固压板(16-2)为中空结构，所述连接梁穿过锚固压板(16-2)与拱座砼基础(1)接触。
4.按照权利要求3所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：两个所述外拱拱身侧模板(11)对称位置处设置有用于混凝土浇筑及振捣的下料口，外拱加强钢架(12)的数量为两个，两个外拱加强钢架(12)通过外拱模板铰接件(14)铰接。
5.按照权利要求4所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：还包括安装在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板，所述弧形端部封口模板包括沿所述厚壁管涵隧道钢筋框架断面径向由下向上设置的下部弧形封口模板、中部弧形封口模板和上部弧形封口模板，所述弧形端部封口模板的外侧纵向与横向均设置有肋板，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均设置有止水带压槽。
6.按照权利要求5所述的明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位系统，其特征在于：所述桁架腹板(7)采用粗钢筋焊接而成。
7.一种利用如权利要求6所述系统进行明挖厚壁管涵隧道平移式刚性曲面模板限位的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、拱座砼基础施工：首先，沿管涵隧道延伸的方向在管涵隧道基底层上铺设满足设计要求宽度的混凝土底板，确定厚壁管涵隧道壁厚，在所述混凝土底板两侧采用钢筋绑扎的方式对拱座钢筋基础定型，形成拱座基础并预留管涵隧道拱身对接端；然后，对拱座基础进行混凝土浇筑，形成拱座砼基础(1)；最后，在所述混凝土底板内中部设置一组供台车(2)滑行的轻轨；
步骤二、搭建厚壁管涵隧道钢筋框架：首先，采用内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片与步骤一中的所述管涵隧道拱身对接端连接，形成满足设计要求宽度的厚壁管涵隧道钢筋框架基础；然后，在内拱拱身钢筋网片和外拱拱身钢筋网片之间呈之字形组合绑扎多个桁架腹板(7)，并在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片内侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板(7)交点位置处均设置焊接点，在所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片外侧位于呈之字形排布的相邻两个桁架腹板(7)交点位置处均设置钢筋垫块(8)；最后，采用焊接方式将多个桁架腹板(7)与所述内拱拱身钢筋网片和所述外拱拱身钢筋网片固定为一体，形成厚壁管涵隧道钢筋框架；
步骤三、支设内拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤301、安装内拱拱身模板：将两个内拱侧模板(4)分别通过一个内拱模板铰接件(13)转动连接在内拱顶模板(3)的两侧，形成内拱拱身模板(20)；
步骤302、安装内拱背楞以及内拱钢面板：首先，转动内拱模板铰接件(13)使内拱拱身模板(20)展开成与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的拱拱身模板(20)，在拱拱身模板(20)上等间距的焊接多个内拱背楞(5)；然后，在多个内拱背楞(5)上焊接与所述内拱拱身钢筋网片外曲面一致的内拱钢面板(6)，内拱背楞(5)和内拱钢面板(6)与步骤301中的内拱拱身模板(20)形成一体化可转动的内拱拱身模板子系统；
步骤303、调节内拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：首先，将内拱拱身模板子系统固定在台车(2)上，保持内拱拱身模板子系统的两个拱脚处于同一高度，将台车(2)上的液压传动机构中两个液压油缸分别与两个内拱侧模板(4)固定连接；然后，调节台车(2)在轻轨上移动确定内拱拱身模板子系统安装位置，控制所述升降传动机构上升使内拱顶模板(3)到达指定位置，使内拱顶面板与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块(8)接触，同步控制所述液压传动机构使两个内拱侧模板(4)展开，保持两个内拱侧模板(4)均与所述内拱拱身钢筋网片外侧的钢筋垫块(8)接触；最后，将内拱拱身模板子系统的两个拱脚分别锚固在拱座砼基础(1)的内壁上；
步骤304、移除台车：将内拱拱身模板子系统从台车(2)上拆除，释放台车(2)，采用内拱拱身模板子系统自身承载力支护管涵隧道拱身；
步骤四、支设外拱拱身模板子系统，过程如下：
步骤401、安装外拱拱身模板子系统：首先，按照设计需求将外拱钢面板(9)、外拱背楞(10)和两个对称结构的外拱拱身侧模板(11)焊接为一体，并在两个外拱拱身侧模板(11)对称位置处设置用于混凝土浇筑及振捣的下料口；然后，采用外拱加强钢架(12)和外模板(15)对外拱拱身侧模板(11)进行加固，两个外拱加强钢架(12)通过外拱模板铰接件(14)固定在两个外拱拱身侧模板(11)上；最后，在外模板(15)上安装行走轮组，保持行走轮组沿拱座砼基础(1)滑行；
步骤402、调节外拱拱身模板子系统位置并对其进行限位安装：通过行走轮组调节外拱拱身模板子系统位置，待外拱拱身模板子系统中的连接梁与预埋的锚固钢筋(16-1)位置全部切合时，采用顶升装置(18)收缩行走轮(17)将所述连接梁拉入锚固钢筋(16-1)内，采用锚固压板(16-2)和锚固螺栓(16-3)对外拱拱身模板子系统进行固定支设；
步骤五、支设弧形端部封口模板：在厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端采用吊装机先吊装下部弧形封口模板，下部弧形封口模板与内拱拱身模板子系统端部的内拱钢面板(6)固定连接，吊装机再吊装中部弧形封口模板，在中部弧形封口模板外侧安装固定型钢，吊装机最后吊装上部弧形封口模板，上部弧形封口模板与外拱拱身模板子系统端部的外拱钢面板(9)固定连接，所述下部弧形封口模板与所述中部弧形封口模板的连接处以及所述中部弧形封口模板与所述上部弧形封口模板的连接处均安装止水带；
步骤六、管涵隧道拱身浇筑：通过步骤401中预留的下料口均匀的为管涵隧道拱身浇筑混凝土，设定混凝土凝固时间；
步骤七、模板的拆卸平移：达到混凝土凝固时间后，首先，拆除厚壁管涵隧道钢筋框架前后两端的弧形端部封口模板；然后，采用顶升装置(18)控制行走轮(17)下降，将外拱拱身模板子系统顶起脱离管涵隧道拱身，推动外拱拱身模板子系统沿拱座砼基础(1)滑行平移完成管涵隧道拱身外拱拱身模板子系统的拆卸；最后，拆除内拱拱身模板(20)拱脚的锚固连接，控制台车(2)移动至待拆卸的内拱拱身模板子系统下，将台车(2)中的升降传动机构与内拱顶模板(3)固定连接，将台车(2)中的液压传动机构与内拱侧模板(4)固定连接，液压传动机构控制两个液压油缸收缩使两个内拱侧模板(4)收缩，升降传动机构控制内拱顶模板(3)下降，台车(2)带动内拱拱身模板子系统沿轻轨滑行平移完成管涵隧道拱身内拱拱身模板子系统的拆卸。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述内拱拱身模板子系统为超静定型钢支撑架体。
9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述内拱背楞(5)和外拱背楞(10)均为槽钢背楞。
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