CN108149643A - 碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板及施工方法，它包括面板系统，所述面板系统的背部安装有用于固定面板系统的桁架支撑系统，所述面板系统和桁架支撑系统上安装有用于和已浇筑大坝混凝土相连的锚固系统，在桁架支撑系统上固定有工作平台系统，在桁架支撑系统的两侧沿高度方向各布置有多套横向调节器。模板以垂直叠放三块为一个施工单元，在碾压混凝土连续不间断施工的情况下，在混凝土已达到一定强度后将下层模板拆除，直接转移到上层安装，在混凝土浇筑过程中交替上升，可实现碾压混凝土不间断、连续上升施工。

Description

碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板及施工方法

技术领域

本发明属于碾压混凝土双曲拱坝施工技术领域，尤其涉及碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板及施工方法，适用于双曲拱坝的碾压混凝土施工。

背景技术

对于双曲拱坝，大坝沿垂直和水平方向的曲率都在不断地变化，这就要求模板最好能够在垂直和水平方向一定范围内进行移动调整，才能满足大坝体形不断变化的要求，又要要求模板能保证混凝土连续、不间歇、快速上升施工，模板高效周转的使用要求，这就需要一种完全不同于传统模板的新型模板。

例如在，CN201390951Y中公开了一种碾压混凝土大坝溢流面的台阶模板，此台阶模板适用于碾压混凝土坝的溢流面的施工，无法适用于大坝坝体的曲面施工需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板及施工方法，此模板依照坝体特征参数及已建拱坝模板设计经验，采用双向可调连续翻升模板。模板水平向分中间固定部分和两侧可调部分，以适应大坝水平向的曲率变化的要求；模板垂直向整体可调，适应大坝垂直曲率变化要求。模板以垂直叠放三块为一个施工单元（即三层模板），在碾压混凝土连续不间断施工的情况下，在混凝土已达到一定强度后将下层模板拆除，直接转移到上层安装，在混凝土浇筑过程中交替上升，可实现碾压混凝土不间断、连续上升施工。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，它包括面板系统，所述面板系统的背部安装有用于固定面板系统的桁架支撑系统，所述面板系统和桁架支撑系统上安装有用于和已浇筑大坝混凝土相连的锚固系统，在桁架支撑系统上固定有工作平台系统，在桁架支撑系统的两侧沿高度方向各布置有多套横向调节器。

所述面板系统采用第一面板和第二面板组装而成，在第一面板和第二面板上分别加工有多个第一预埋孔和第二预埋孔，所述第一面板和第二面板的背面焊接固定有边框板，在边框板之间焊接有多根竖向加强肋和横向加强肋，在边框板的边角位置焊接有加强角板；所述第一面板和第二面板的对组合端面采用对接板并由螺栓对接而成；在边框板上等间距加工有多个用于面板相互连接的螺纹孔。

所述锚固系统包括锚筋，在锚筋的其中一个末端加工有弯钩，在另一端加工有倾斜段，在倾斜段的末端加工有螺纹段，所述螺纹段上配合安装有锥形套筒，并将锚筋与面板系统固定相连，在螺纹段的尾部套装有倾斜垫板和垫圈，并通过螺母锁紧固定在桁架支撑系统上。

所述桁架支撑系统采用两榀支撑桁架，两榀支撑桁架外弦杆间用角钢通过螺栓相连，形成空间整体结构；它包括主支撑竖杆，所述主支撑竖杆与面板系统固定相连，所述主支撑竖杆的底端固定有底部连接耳板，在其顶端固定有顶部连接耳板；在主支撑竖杆上固定相连有第一倾斜桁架杆、第二倾斜桁架杆、水平桁架杆、第三倾斜桁架杆和第四倾斜桁架杆，桁架杆的另一端通过连接角板固定相连，所述连接角板固定在背部支撑竖杆上；所述背部支撑竖杆的底端安装有竖向调节器。

所述工作平台系统包括平台板，所述平台板的一端支撑在桁架支撑系统的第四倾斜桁架杆，另一端通过短支撑柱支撑在第四倾斜桁架杆上，所述短支撑柱和平台板之间通过螺栓固定相连。

所述横向调节器包括调节支座，所述调节支座上铰接有第一传动螺杆，所述第一传动螺杆上套装有螺纹套筒，所述螺纹套筒的另一端套装有第二传动螺杆，所述第二传动螺杆的另一端铰接在面板系统的横向加强肋上。

所述面板系统的顶部可拆卸的安装有护栏结构，所述护栏结构包括栏杆竖杆，在栏杆竖杆之间固定有栏杆横杆，所述栏杆竖杆通过螺栓组件固定安装在面板系统的竖向加强肋上。

所述面板系统的背部设置安装有挂梯，所述挂梯的顶部钩挂在面板系统的横向加强肋上。

相邻多组模板的上、下层面板系统之间通过桁架支撑系统上的顶部连接耳板和底部连接耳板配合连接，连接耳板之间通过插销相连；相邻多组模板的左、右模板系统通过沿高度方向各布置的3套横向调节器相连。

采用任意一项所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板的施工方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：模板以垂直叠放三块为一个施工单元，即三层模板，将邻的上、下层模板系统之间及左、右模板系统通过螺栓连接；上、下桁架系统之间通过插销和横向调节器连接，桁架与面板用连接螺栓固定；

Step2：翻转模板在工作状况时为悬臂结构，开始浇筑碾压混凝土后，混凝土侧压力通过面板系统传递给桁架支撑系统的桁架部分，再通过桁架支撑系统的竖向调节器传力给其下一层模板的支撑系统，最后传力给锚固系统；

Step3：待底层的碾压混凝浇筑完成之后，模板拆除顺序由下至上依次进行，其中最下层模板拆除标准为：埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土龄期满足要求，中间层模板锚筋达到设计要求的抗拔力；

Step4：最下层模板拆除前，先将中层模板锥形套筒紧固，再拆除最下层翻转模板并安装到最上层，依次进行，实现模板连续交替上升；

Step5：在模板不断拆除和安装过程中，通过调节两榀桁架两侧沿高度方向布置的3套横向调节器，以满足大坝水平向曲率变化的需要；上、下榀桁架之间通过插销和竖向调节器连接，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用上述的碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，适用于碾压混凝土双曲拱坝的施工，此翻升模板能够在垂直和水平方向一定范围内进行移动调整，进而适应大坝沿垂直和水平方向不断变化的曲率，进而适应其浇筑要求，而且此模板能保证混凝土连续、不间歇、快速上升施工，模板高效周转的使用要求。

2、模板以垂直叠放三块为一个施工单元，在碾压混凝土连续不间断施工的情况下，在混凝土已达到一定强度后将下层模板拆除，直接转移到上层安装，在混凝土浇筑过程中交替上升，可实现碾压混凝土不间断、连续上升施工。

3、施工时锚筋预埋在砼中，锚锥与锚筋旋紧后在锥型套筒表面套上塑料套以便于拆除，周转使用，锚锥另一端通过螺母和钢瓦斯将模板固定，由已经浇筑混凝土的那套模板承担正在浇筑混凝土的那套模板的总荷载，在竖向形成全悬臂式桁架受力结构，每一榀桁架布置2根锚筋，进而实现其连续施工。

4、在模板不断拆除和安装过程中，通过调节两榀桁架两侧沿高度方向布置的3套横向调节器，以满足大坝水平向曲率变化的需要；上、下榀桁架之间通过插销和竖向调节器连接，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。

5、通过所述的面板系统能够提供混凝土浇筑过程中的支撑，通过锚固系统提供整个模板浇筑过程中所受到的载荷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明模板整体结构侧视图。

图2是本发明模板整体结构后视图。

图3是本发明模板整体结构俯视图。

图4是本发明面板系统正面图。

图5是本发明面板系统背面图。

图6是本发明护栏结构和挂梯与面板系统连接结构示意图。

图7是本发明两块模板组装背视图。

图8是本发明多块模板组装施工过程示意图。

图中： 面板系统1、锚固系统2、桁架支撑系统3、工作平台系统4、横向调节器5、护栏结构6、挂梯7；

第一面板101、第一预埋孔102、第二面板103、第二预埋孔104、横向加强肋105、竖向加强肋106、边框板107、对接板108、加强角板109；

弯钩201、锚筋202、倾斜段203、锥形套筒204、倾斜垫板205、螺纹段206、垫圈207、螺母208；

主支撑竖杆301、底部连接耳板302、顶部连接耳板303、第一倾斜桁架杆304、第二倾斜桁架杆305、连接角板306、背部支撑竖杆307、水平桁架杆308、第三倾斜桁架杆309、第四倾斜桁架杆310、竖向调节器312；

平台板401、螺栓402、支撑柱403；

调节支座501、第一传动螺杆502、螺纹套筒503、第二传动螺杆504；

栏杆横杆601、栏杆竖杆602、螺栓组件603。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-7，碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，它包括面板系统1，所述面板系统1的背部安装有用于固定面板系统的桁架支撑系统3，所述面板系统1和桁架支撑系统3上安装有用于和已浇筑大坝混凝土相连的锚固系统2，在桁架支撑系统3上固定有工作平台系统4，在桁架支撑系统3的两侧沿高度方向各布置有多套横向调节器5。通过采用上述的双向可调翻升模板能够用于碾压混凝土双曲拱坝的施工，不仅能够满足双曲拱坝在水平方向上的曲率变化，而且能够适应其在竖直方向上的曲率变化，进而提高了施工质量和施工效率。

进一步的，所述面板系统1采用第一面板101和第二面板103组装而成，在第一面板101和第二面板103上分别加工有多个第一预埋孔102和第二预埋孔104，所述第一面板101和第二面板103的背面焊接固定有边框板107，在边框板107之间焊接有多根竖向加强肋106和横向加强肋105，在边框板107的边角位置焊接有加强角板109；所述第一面板101和第二面板103的对组合端面采用对接板108并由螺栓对接而成；在边框板107上等间距加工有多个用于面板相互连接的螺纹孔。

优选的，在实际工程项目中一面板101和第二面板103组装之后为矩形结构，一个施工单元并不断翻升满足浇筑投影3.0~4.8m升层的碾压混凝土要求。以折代曲，通过作图分析得知，垂直方向上游面最大偏差发生在大坝上游面1425.00m高程，偏差值为-10.0mm，其它部分偏差值在10.0mm以内；水平方向上游面最大偏差-7.0mm，其它大部分偏差在7.0mm以内，下游面1285.00m高程有一两处最大偏差，最大偏差值为+11.0mm，其它部分偏差值在10.0mm以内，下游面最大偏差处通过平移模板调整偏差以满足水工模板施工规范要求。

进一步的，所述锚固系统2包括锚筋202，在锚筋202的其中一个末端加工有弯钩201，在另一端加工有倾斜段203，在倾斜段203的末端加工有螺纹段，所述螺纹段上配合安装有锥形套筒204，并将锚筋202与面板系统1固定相连，在螺纹段206的尾部套装有倾斜垫板205和垫圈207，并通过螺母208锁紧固定在桁架支撑系统3上。

优选的，在项目中采用的锚筋是长100cm、直径φ25的普通圆钢，其末端加工成弯钩状；锚锥采用40Cr钢加工而成，长40.0cm，其与锚筋连接的一端为长7.5cm的锥型螺纹套筒，另一端为M36的螺杆。施工时锚筋预埋在砼中，锚锥与锚筋旋紧后在锥型套筒表面套上塑料套以便于拆除，周转使用，锚锥另一端通过螺帽和钢瓦斯将模板固定。由已经浇筑混凝土的那套模板承担正在浇筑混凝土的那套模板的总荷载，在竖向形成全悬臂式桁架受力结构，每一榀桁架布置2根锚筋。

进一步的，所述桁架支撑系统3采用两榀支撑桁架，两榀支撑桁架外弦杆间用角钢通过螺栓相连，形成空间整体结构；它包括主支撑竖杆301，所述主支撑竖杆301与面板系统1固定相连，所述主支撑竖杆301的底端固定有底部连接耳板302，在其顶端固定有顶部连接耳板303；在主支撑竖杆301上固定相连有第一倾斜桁架杆304、第二倾斜桁架杆305、水平桁架杆308、第三倾斜桁架杆309和第四倾斜桁架杆310，桁架杆的另一端通过连接角板306固定相连，所述连接角板306固定在背部支撑竖杆307上；所述背部支撑竖杆307的底端安装有竖向调节器312。工作过程中，模板以垂直叠放三块为一个施工单元，上、下层模板面板之间及左、右模板面板通过螺栓连接；上、下桁架之间通过插销和调节器连接，桁架与面板用连接螺栓固定。

进一步的，为了为适应大坝双向曲率变化的要求，在两榀桁架两侧沿高度方向各布置3套横向调节器，以满足大坝水平向曲率变化的需要；上、下榀桁架之间通过插销和调节器连接，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。

进一步的，所述工作平台系统4包括平台板401，所述平台板401的一端支撑在桁架支撑系统3的第四倾斜桁架杆310，另一端通过短支撑柱403支撑在第四倾斜桁架杆310上，所述短支撑柱403和平台板401之间通过螺栓402固定相连。通过工作平台系统4能够方便施工人员在其表面进行施工作业。

进一步的，所述横向调节器5包括调节支座501，所述调节支座501上铰接有第一传动螺杆502，所述第一传动螺杆502上套装有螺纹套筒503，所述螺纹套筒503的另一端套装有第二传动螺杆504，所述第二传动螺杆504的另一端铰接在面板系统1的横向加强肋105上。通过横向调节器5能够调节相邻模板系统之间的水平曲率，进而满足双曲拱坝水平曲率变化。

进一步的，所述面板系统1的顶部可拆卸的安装有护栏结构6，所述护栏结构6包括栏杆竖杆602，在栏杆竖杆602之间固定有栏杆横杆601，所述栏杆竖杆602通过螺栓组件603固定安装在面板系统1的竖向加强肋106上。工作过程中，通过护栏结构能够对施工过程中，坝面工作人员提供安全保障。

进一步的，所述面板系统1的背部设置安装有挂梯7，所述挂梯7的顶部钩挂在面板系统1的横向加强肋105上。通过挂梯7能够方便工作人员在相邻层模板系统之间移动。

进一步的，相邻多组模板的上、下层面板系统1之间通过桁架支撑系统3上的顶部连接耳板303和底部连接耳板302配合连接，连接耳板之间通过插销相连，以满足大坝水平向曲率变化的需要；相邻多组模板的左、右模板系统通过沿高度方向各布置的3套横向调节器5相连，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。

实施例2：

如图8，采用任意一项所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板的施工方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：模板以垂直叠放三块为一个施工单元，即三层模板，将邻的上、下层模板系统之间及左、右模板系统通过螺栓连接；上、下桁架系统之间通过插销和横向调节器5连接，桁架与面板用连接螺栓固定；

Step2：翻转模板在工作状况时为悬臂结构，开始浇筑碾压混凝土后，混凝土侧压力通过面板系统传递给桁架支撑系统3的桁架部分，再通过桁架支撑系统3的竖向调节器312传力给其下一层模板的支撑系统，最后传力给锚固系统；

Step3：待底层的碾压混凝浇筑完成之后，模板拆除顺序由下至上依次进行，其中最下层模板拆除标准为：埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土龄期满足要求，中间层模板锚筋达到设计要求的抗拔力；

Step4：最下层模板拆除前，先将中层模板锥形套筒204紧固，再拆除最下层翻转模板并安装到最上层，依次进行，实现模板连续交替上升；

Step5：在模板不断拆除和安装过程中，通过调节两榀桁架两侧沿高度方向布置的3套横向调节器5，以满足大坝水平向曲率变化的需要；上、下榀桁架之间通过插销和竖向调节器312连接，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。

本发明的工艺原理为：

翻转模板在工作状况时为悬臂结构，开始浇筑碾压混凝土后，混凝土侧压力通过面板系统传递给桁架支撑系统的桁架部分，再通过桁架支撑系统的竖向调节杆传力给其下一层模板的支撑系统，最后传力给锚固系统。作用在模板上的所有荷载最终转换为集中力由下层模板的4根锚筋共同承担。模板拆除顺序由下至上依次进行，最下层模板拆除标准为：埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土龄期满足要求，其中不同条件下，要求的混凝土龄期不一样，中间层模板锚筋达到设计要求的抗拔力。最下层模板拆除前，先将中层模板锚锥紧固，再拆除最下层翻转模板并安装到最上层，依次进行，实现模板连续交替上升。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：它包括面板系统（1），所述面板系统（1）的背部安装有用于固定面板系统的桁架支撑系统（3），所述面板系统（1）和桁架支撑系统（3）上安装有用于和已浇筑大坝混凝土相连的锚固系统（2），在桁架支撑系统（3）上固定有工作平台系统（4），在桁架支撑系统（3）的两侧沿高度方向各布置有多套横向调节器（5）。

2.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述面板系统（1）采用第一面板（101）和第二面板（103）组装而成，在第一面板（101）和第二面板（103）上分别加工有多个第一预埋孔（102）和第二预埋孔（104），所述第一面板（101）和第二面板（103）的背面焊接固定有边框板（107），在边框板（107）之间焊接有多根竖向加强肋（106）和横向加强肋（105），在边框板（107）的边角位置焊接有加强角板（109）；所述第一面板（101）和第二面板（103）的对组合端面采用对接板（108）并由螺栓对接而成；在边框板（107）上等间距加工有多个用于面板相互连接的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述锚固系统（2）包括锚筋（202），在锚筋（202）的其中一个末端加工有弯钩（201），在另一端加工有倾斜段（203），在倾斜段（203）的末端加工有螺纹段，所述螺纹段上配合安装有锥形套筒（204），并将锚筋（202）与面板系统（1）固定相连，在螺纹段的尾部套装有倾斜垫板（205）和垫圈（207），并通过螺母（208）锁紧固定在桁架支撑系统（3）上。

4.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述桁架支撑系统（3）采用两榀支撑桁架，两榀支撑桁架外弦杆间用角钢通过螺栓相连，形成空间整体结构；它包括主支撑竖杆（301），所述主支撑竖杆（301）与面板系统（1）固定相连，所述主支撑竖杆（301）的底端固定有底部连接耳板（302），在其顶端固定有顶部连接耳板（303）；在主支撑竖杆（301）上固定相连有第一倾斜桁架杆（304）、第二倾斜桁架杆（305）、水平桁架杆（308）、第三倾斜桁架杆（309）和第四倾斜桁架杆（310），桁架杆的另一端通过连接角板（306）固定相连，所述连接角板（306）固定在背部支撑竖杆（307）上；所述背部支撑竖杆（307）的底端安装有竖向调节器（312）。

5.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述工作平台系统（4）包括平台板（401），所述平台板（401）的一端支撑在桁架支撑系统（3）的第四倾斜桁架杆（310），另一端通过短支撑柱（403）支撑在第四倾斜桁架杆（310）上，所述短支撑柱（403）和平台板（401）之间通过螺栓（402）固定相连。

6.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述横向调节器（5）包括调节支座（501），所述调节支座（501）上铰接有第一传动螺杆（502），所述第一传动螺杆（502）上套装有螺纹套筒（503），所述螺纹套筒（503）的另一端套装有第二传动螺杆（504），所述第二传动螺杆（504）的另一端铰接在面板系统（1）的横向加强肋（105）上。

7.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述面板系统（1）的顶部可拆卸的安装有护栏结构（6），所述护栏结构（6）包括栏杆竖杆（602），在栏杆竖杆（602）之间固定有栏杆横杆（601），所述栏杆竖杆（602）通过螺栓组件（603）固定安装在面板系统（1）的竖向加强肋（106）上。

8.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：所述面板系统（1）的背部设置安装有挂梯（7），所述挂梯（7）的顶部钩挂在面板系统（1）的横向加强肋（105）上。

9.根据权利要求1所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板，其特征在于：相邻多组模板的上、下层面板系统（1）之间通过桁架支撑系统（3）上的顶部连接耳板（303）和底部连接耳板（302）配合连接，连接耳板之间通过插销相连；相邻多组模板的左、右模板系统通过沿高度方向各布置的3套横向调节器（5）相连。

10.采用权利要求1-9任意一项所述碾压混凝土双曲拱坝双向可调翻升模板的施工方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：模板以垂直叠放三块为一个施工单元，即三层模板，将邻的上、下层模板系统之间及左、右模板系统通过螺栓连接；上、下桁架系统之间通过插销和横向调节器（5）连接，桁架与面板用连接螺栓固定；

Step2：翻转模板在工作状况时为悬臂结构，开始浇筑碾压混凝土后，混凝土侧压力通过面板系统传递给桁架支撑系统（3）的桁架部分，再通过桁架支撑系统（3）的竖向调节器（312）传力给其下一层模板的支撑系统，最后传力给锚固系统；

Step3：待底层的碾压混凝浇筑完成之后，模板拆除顺序由下至上依次进行，其中最下层模板拆除标准为：埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土龄期满足要求，中间层模板锚筋达到设计要求的抗拔力；

Step4：最下层模板拆除前，先将中层模板锥形套筒（204）紧固，再拆除最下层翻转模板并安装到最上层，依次进行，实现模板连续交替上升；

Step5：在模板不断拆除和安装过程中，通过调节两榀桁架两侧沿高度方向布置的3套横向调节器（5），以满足大坝水平向曲率变化的需要；上、下榀桁架之间通过插销和竖向调节器（312）连接，以满足大坝竖向向曲率变化的需要。