CN107090973B - 异形清水混凝土钢模板体系及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
一种异形清水混凝土钢模板体系及其安装方法，该体系包括内模板、外模板、对拉螺栓和螺栓孔眼密封装置。内模板和外模板均是由模板单元拼装而成的弧形模板，模板单元由至少四个面板单元拼装而成，相邻面板单元定位后拼缝处焊接固定。面板单元包括齿状面板、钢板封边和主龙骨。齿状面板上设置有连续的齿状体，齿状面板背面四周连接钢板封边，钢板封边上分布有连接孔。本发明结构简单，便于操作，模板强度高，耐久性强，截面尺寸控制良好，混凝土浇筑时孔眼无漏浆现象。采用本发明的模板体系施工完成的齿状弧形清水混凝土外环墙设计新颖，造型独特。墙体的齿状体凸显出构件的立体敦厚感，水平流畅的弧形线则给人一种柔和的视觉冲击。
Description
技术领域
本发明涉及一种异形清水混凝土构件的钢模板体系及其安装方法。
背景技术
越秀镜湖校区图书馆，建筑面积18915.86㎡，是由多色混凝土组成的大型清水混凝土建筑物。其中外环墙为齿状弧形清水混凝土构件，墙体中心直径44.00m，墙体厚度含内外齿状体0.810m，总高度38.75m。目前在各种异形清水混凝土构件中，齿状弧形的还无先例。根据齿状弧形清水混凝土构件的特点，由于木模板的局限性，决定了无法完成这样的齿状弧形清水混凝土构件。钢板可以利用自身的可塑性，加工成齿状，但将齿状模板拼装成所需要的弧形模板，且符合清水混凝土表面的要求，保证模板的拼缝严密，具有较大难度。由于钢模板为齿状，螺栓的位置不确定，所以钢模板安装时，混凝土的截面尺寸难以控制。再者模板上的螺栓孔眼部位是斜面，无法利用常规的堵头进行孔眼封闭，增加了安装的难度。
发明内容
本发明提供一种异形清水混凝土钢模板体系及其安装方法，要解决齿状弧形清水混凝土构件的模板难于加工、拼装的技术问题，以及模板拼缝严密性、混凝土的截面尺寸难于控制，常规堵头无法进行孔眼封闭的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种异形清水混凝土钢模板体系，包括内模板、外模板、对拉螺栓和螺栓孔眼密封装置；
所述内模板和外模板均是由模板单元拼装而成的弧形模板，所述模板单元由至少四个面板单元拼装而成，相邻面板单元定位后拼缝处焊接固定；所述面板单元包括齿状面板、钢板封边和主龙骨；所述齿状面板上设置有连续的齿状体，齿状体上的齿形转角角度大于90度，齿状面板背面四周连接钢板封边，钢板封边上分布有连接孔，齿状面板的上下钢板封边为平板，左右钢板封边的内边形状与齿状面板形状相适应，主龙骨连接于左右钢板封边之间，主龙骨中间与齿状面板对应开有对拉螺栓穿孔；
所述内模板和外模板在接触混凝土的一面带有喷砂层；
所述对拉螺栓连接在内模板和外模板之间；
所述螺栓孔眼密封装置由穿墙套管两端缠绕弹性材料构成，穿墙套管套在对拉螺栓上，两端的弹性材料分别封堵在相对内模板和外模板上的螺栓孔眼内。
所述上下钢板封边为矩形或梯形平板；当上下钢板封边为矩形平板时，左右钢板封边之间设置拉缝，使左右钢板封边相对齿状面板向外倾斜呈梯形。
所述主龙骨的间距视模板高度而定，高度在1500mm以上的设置两道，1000mm高的设置一道。
所述齿状面板背面的左右钢板封边之间连接有至少一道横向筋板；所述齿状面板背面的上下钢板封边之间连接有一道竖向筋板。
所述相邻面板单元之间由定位销定位，并由螺栓紧固。
所述弹性材料为双面胶带。
这种异形清水混凝土钢模板体系的安装方法，有如下步骤：
步骤一：齿状面板成型，根据模板的设计尺寸和建筑结构要求确定单个面板单元的加工尺寸，以及齿状面板上的齿状体角线的间距和高度，用钢板压制成型；
步骤二：面板单元拼装，在压制好的齿状面板背面四周用钢板封边，在齿状面板背面左右钢板封边之间连接主龙骨；
步骤三：模板单元拼装，按照模板设计要求的曲线弧度，将至少四个面板单元相互组装并焊接固定；
步骤四：喷砂处理，将模板单元接触混凝土的一面的焊缝打磨平整，板面做喷砂处理；
步骤五：模板单元安装：将模板单元按照设计顺序依次组装固定，分别形成内模板和外模板；
步骤六：截面控制，支设并定位内模板和外模板，同时用对拉螺栓连接相对内模板和外模板，使其达到设计规格；
步骤七：孔眼密封：将螺栓孔眼密封装置的穿墙套管套在对拉螺栓上，穿墙套管两端的弹性材料分别自行封堵相对内模板和外模板上的螺栓孔眼。
所述喷砂处理是将模板单元放在钢架上，砂罐内装满石英砂，空气压缩机的压力保持在0.5～0.6Mpa，保持喷射角度为35～70度，喷嘴距离模板表面为100～200mm，将砂粒均匀地喷射到金属表面，直到金属表面露出金属的本来颜色为止；所述喷砂所用的石英砂含水率小于1%，粒径为3.2～0.63mm，0.8 mm筛余量不小于40%。
所述截面控制采用多种方式相结合，模板底部用定位筋控制内部位置，模板外侧利用地锚和可调节螺栓顶紧，模板中间用混凝土支撑控制内部，并由不同断面尺寸的对拉螺栓保证模板不会外胀，模板上口用拉杆控制尺寸。
本发明的有益效果如下：
本发明充分考虑了齿状弧形墙的特殊造型，在钢板无法双向折弯的情况下，通过深化设计，先把钢板轧成齿形，再借弧线的规则，将单元模板分解成若干个直形块，形成假弧线，再将小块面板组装到一起，形成单元齿状弧形模板，使加工的模板能够达到设计要求，满足浇筑清水混凝土构件的需要。
本发明的面板采用薄钢板轧制成齿状，面板上的齿形转角均大于90度，不仅方便加工，模板容易拆除，使用中也更加安全。面板周边均带有钢板封边，并开有连接孔，方便相邻面板单元的拼装。上下钢板封边为矩形或梯形平板。当上下钢板封边为矩形平板时，左右钢板封边之间设置拉缝，从而方便控制面板相互拼装后形成一定弧度。面板背面的左右钢板封边之间连接主龙骨，并在主龙骨上设置螺栓穿孔，从而解决了齿状面板斜面难于穿设对拉螺栓的问题。面板背后焊接厚筋板可增加其强度。由于面板轧制成齿状后，再也无法使其弯曲成弧形。
模板单元拼装后将拼缝接触混凝土的一面进行打磨，并进行喷砂处理，使钢模板呈现出金属均一本色，有一定的粗糙度。本发明的喷砂处理后的钢模板性能可靠，其机械强度、耐磨性能均极好的满足了异形构件钢模板的要求，以及混凝土成品的观感效果。
模板单元安装时相邻模板先用定位销固定位置，再用螺栓紧固，保证了模板拼缝的严密。
模板单元安装时为了控制截面尺寸，除利用地面定位筋、上部锁扣拉杆及中间支撑外，还设计了不同长度的对拉螺栓，精确控制构件的规格。对拉螺栓连接后的螺栓孔眼则采用特别设计的螺栓套管加弹性材料进行封堵。在套管安装时，利用胶带的弹性也可穿入，加固完成后，胶带可自行封堵孔眼，避免混凝土浇筑时漏浆。
本发明结构简单，便于操作，模板强度高，耐久性强，截面尺寸控制良好，混凝土浇筑时孔眼无漏浆现象。采用本发明的模板体系施工完成的齿状弧形清水混凝土外环墙设计新颖，造型独特。墙体的齿状体凸显出构件的立体敦厚感，水平流畅的弧形线则给人一种柔和的视觉冲击。本发明的模板体系对具有特殊复杂造型的清水混凝土施工具有积极意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是内模板和外模板的组装平面图。
图2是内模板和外模板的组装剖面图。
图3是齿状面板背面的结构示意图。
图4是图3中A-A剖面的结构示意图。
图5是图3的侧视结构示意图。
图6是清水混凝土墙体成型后的结构剖面图。
图7是螺栓孔眼密封装置的结构示意图。
附图标记：1－内模板、2－外模板、3－对拉螺栓、4－面板单元、5－齿状面板、6－钢板封边、7－主龙骨、8－连接孔、9－齿状弧形清水混凝土、10－对拉螺栓穿孔、11-穿墙套管、12-弹性材料、13-横向筋板、14-竖向筋板。
具体实施方61式
实施例参见图1、图2所示，这种异形清水混凝土钢模板体系，包括内模板1、外模板2、对拉螺栓3和螺栓孔眼密封装置。所述内模板1和外模板2在接触混凝土的一面带有喷砂层。所述对拉螺栓3连接在内模板1和外模板2之间。
所述内模板1和外模板2均是由模板单元拼装而成的弧形模板，所述模板单元由至少四个面板单元4拼装而成，相邻面板单元4定位后拼缝处焊接固定。所述相邻面板单元4之间可先由定位销定位，并由螺栓紧固。
参见图2、图3所示，所述面板单元4包括齿状面板5、钢板封边6和主龙骨7。所述齿状面板5上设置有连续的齿状体，齿状体上的齿形转角角度大于90度。所述齿状面板上的齿状体角线高度在设计时，以室内建筑标高为最下一个齿形转角角线，向下延伸80mm为模板底平，留下20mm做找平。
参见图3-5所示，齿状面板5背面四周连接钢板封边6，钢板封边上分布有连接孔8，齿状面板的上下钢板封边为平板，左右钢板封边的内边形状与齿状面板5形状相适应。上下钢板封边为矩形或梯形平板；当上下钢板封边为矩形平板时，左右钢板封边之间设置拉缝，使左右钢板封边相对齿状面板向外倾斜呈梯形。主龙骨7连接于左右钢板封边之间，主龙骨中间与齿状面板对应开有对拉螺栓穿孔10。主龙骨7的间距视模板高度而定，高度在1500mm以上的设置两道，1000mm高的设置一道，500mm高的模板也可不设，用顶部的拉杆锁紧。
参见图3所示，所述齿状面板5背面的左右钢板封边之间连接有至少一道横向筋板13；所述齿状面板背面的上下钢板封边之间连接有一道竖向筋板14。
参见图7所示，所述螺栓孔眼密封装置由穿墙套管11两端缠绕弹性材料12构成。弹性材料12可为双面胶带。穿墙套管11套在对拉螺栓3上，两端的弹性材料12分别封堵在相对内模板和外模板上的螺栓孔眼内。
这种异形清水混凝土钢模板体系的安装方法，有如下步骤：
步骤一：齿状面板成型，根据模板的设计尺寸和建筑结构要求确定单个面板单元4的加工尺寸，以及齿状面板5上的齿状体角线的间距和高度，用钢板压制成型。
步骤二：面板单元拼装，在压制好的齿状面板5背面四周用钢板封边，在齿状面板5背面左右钢板封边之间连接主龙骨7。
步骤三：模板单元拼装，按照模板设计要求的曲线弧度，将至少四个面板单元4相互组装并焊接固定。
步骤四：喷砂处理，将模板单元接触混凝土的一面的焊缝打磨平整，板面做喷砂处理。所述喷砂处理是将模板单元放在钢架上，砂罐内装满石英砂，空气压缩机的压力保持在0.5～0.6Mpa，保持喷射角度为35～70度，喷嘴距离模板表面为100～200mm，将砂粒均匀地喷射到金属表面，直到金属表面露出金属的本来颜色为止；所述喷砂所用的石英砂含水率小于1%，粒径为3.2～0.63mm，0.8 mm筛余量不小于40%。
步骤五：模板单元安装：将模板单元按照设计顺序依次组装固定，分别形成内模板1和外模板2。
步骤六：截面控制，支设并定位内模板1和外模板2，同时用对拉螺栓3连接相对内模板和外模板，使其达到设计规格。所述截面控制采用多种方式相结合，模板底部用定位筋控制内部位置，模板外侧利用地锚和可调节螺栓顶紧，模板中间用混凝土支撑控制内部，并由不同断面尺寸的对拉螺栓3保证模板不会外胀，模板上口用拉杆控制尺寸。
步骤七：孔眼密封：将螺栓孔眼密封装置的穿墙套管11套在对拉螺栓3上，穿墙套管11两端的弹性材料12分别自行封堵相对内模板和外模板上的螺栓孔眼。
Claims (7)
1.一种异形清水混凝土钢模板体系，其特征在于：包括内模板（1）、外模板（2）、对拉螺栓（3）和螺栓孔眼密封装置；所述内模板（1）和外模板（2）均是由模板单元拼装而成的弧形模板，所述模板单元由至少四个面板单元（4）拼装而成，相邻面板单元（4）定位后拼缝处焊接固定；所述面板单元（4）包括齿状面板（5）、钢板封边（6）和主龙骨（7）；所述齿状面板（5）上设置有连续的齿状体，齿状体上的齿形转角角度大于90度，齿状面板（5）背面四周连接钢板封边（6），钢板封边上分布有连接孔（8），齿状面板的上下钢板封边为平板，左右钢板封边的内边形状与齿状面板（5）形状相适应，主龙骨（7）连接于左右钢板封边之间，主龙骨中间与齿状面板对应开有对拉螺栓穿孔（10）；所述内模板（1）和外模板（2）在接触混凝土的一面带有喷砂层；所述对拉螺栓（3）连接在内模板（1）和外模板（2）之间；所述螺栓孔眼密封装置由穿墙套管（11）两端缠绕弹性材料（12）构成，穿墙套管（11）套在对拉螺栓（3）上，两端的弹性材料（12）分别封堵在相对内模板和外模板上的螺栓孔眼内；
所述上下钢板封边为矩形或梯形平板；当上下钢板封边为矩形平板时，左右钢板封边之间设置拉缝，使左右钢板封边相对齿状面板（5）向外倾斜呈梯形；
所述齿状面板（5）背面的左右钢板封边之间连接有至少一道横向筋板（13）；所述齿状面板背面的上下钢板封边之间连接有一道竖向筋板（14）。
2.根据权利要求1所述的异形清水混凝土钢模板体系，其特征在于：所述主龙骨（7）的间距视模板高度而定，高度在1500mm以上的设置两道，1000mm高的设置一道。
3.根据权利要求1所述的异形清水混凝土钢模板体系，其特征在于：所述相邻面板单元（4）之间由定位销定位，并由螺栓紧固。
4.根据权利要求1所述的异形清水混凝土钢模板体系，其特征在于：所述弹性材料（12）为双面胶带。
5.一种根据权利要求1～4任意一项所述异形清水混凝土钢模板体系的安装方法，其特征在于有如下步骤：
步骤一：齿状面板成型，根据模板的设计尺寸和建筑结构要求确定单个面板单元（4）的加工尺寸，以及齿状面板（5）上的齿状体角线的间距和高度，用钢板压制成型；
步骤二：面板单元拼装，在压制好的齿状面板（5）背面四周用钢板封边，在齿状面板（5）背面左右钢板封边之间连接主龙骨（7）；
步骤三：模板单元拼装，按照模板设计要求的曲线弧度，将至少四个面板单元（4）相互组装并焊接固定；
步骤四：喷砂处理，将模板单元接触混凝土的一面的焊缝打磨平整，板面做喷砂处理；
步骤五：模板单元安装：将模板单元按照设计顺序依次组装固定，分别形成内模板（1）和外模板（2）；
步骤六：截面控制，支设并定位内模板（1）和外模板（2），同时用对拉螺栓（3）连接相对内模板和外模板，使其达到设计规格；
步骤七：孔眼密封：将螺栓孔眼密封装置的穿墙套管（11）套在对拉螺栓（3）上，穿墙套管（11）两端的弹性材料（12）分别自行封堵相对内模板和外模板上的螺栓孔眼。
6.根据权利要求5所述的异形清水混凝土钢模板体系的安装方法，其特征在于：所述喷砂处理是将模板单元放在钢架上，砂罐内装满石英砂，空气压缩机的压力保持在0.5～0.6Mpa，保持喷射角度为35～70度，喷嘴距离模板表面为100～200mm，将砂粒均匀地喷射到金属表面，直到金属表面露出金属的本来颜色为止；所述喷砂所用的石英砂含水率小于1%，粒径为3.2～0.63mm，0.8 mm筛余量不小于40%。
7.根据权利要求5所述的异形清水混凝土钢模板体系的安装方法，其特征在于：所述截面控制采用多种方式相结合，模板底部用定位筋控制内部位置，模板外侧利用地锚和可调节螺栓顶紧，模板中间用混凝土支撑控制内部，并由不同断面尺寸的对拉螺栓（3）保证模板不会外胀，模板上口用拉杆控制尺寸。
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- 2017-06-02 CN CN201710407142.3A patent/CN107090973B/zh active Active
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Also Published As
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