CN108222496B - 一种柔性浇注模板及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性浇注模板及使用该模板进行施工的方法。柔性浇注模板包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，其中，第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑第一充气空间。柔性浇注模板的施工方法包括：预制柔性浇注模板，使浇注空间的形状与所需浇注的结构体形状相同；向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内填充气体，使柔性浇注模板完全展开；向浇注空间内填充材料，形成所需浇注的结构体。本发明利用整体充气结构在施工地点为建筑结构件直接提供模具，适用于陆地、水中及水下施工现场浇注结构体。

Description

一种柔性浇注模板及施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种柔性浇注模板及使用该模板进行施工的方法。

背景技术

近年来，我国每年新建建筑约20亿平方米。到2020年底，全国房屋建筑面积预计新增400亿平方米，建筑数量巨大，建设速度迅速。在建造过程中，无论是现浇混凝土结构，还是预制混凝土结构，模板都是必不可少的重要工具。模板工程一般占混凝土结构工程造价的30％以上，占结构工程用工量的35％，占工期约55％。模板技术直接影响到建筑工程的质量、进度和造价。

通常来说，混凝土成型模具由面板和支撑系统(包括龙骨、桁架、小梁等，以及垂直支承结构)、连接配件(包括螺栓、联结卡扣、模板面与支承构件以及支撑构件之间联结零、配件)组成。国内建筑施工主要在用模板按材料分为：钢模板、竹模板、木模板、塑胶板、铝模板等，均为刚性材料。

在分析模板技术要求时，有以下重要标准：第一，具有很好的刚度强度及稳定性；第二，模板结构要简单，拆卸灵活；第三，控制模板之间的缝隙。在实际使用模板技术中，必须对承载力情况进行仔细考虑，如果模板的承载力低于混凝土的侧压力和重量，则整个建筑主体就不能保持平衡，进而对一些关键构件造成严重影响。为了保证建筑主体的安全性和稳定性，在拆除模板前要确定结构是否处于稳定状态，同时浇筑体也不能完全凝结，这样在拆卸模板时会非常困难，且影响模板的完整性。控制拆卸模板的时间，浇筑后的凝结时间不要太长也不能太短，提高拆卸的效率，减轻施工人员的劳动强度。在拼接模板时要控制模板的接缝，遵循严密不留有缝隙的原则，控制浆液的漏出，保证浇注质量。

在模板体系中，滑模是比较先进的一种，其机械化程度较高，可以提高施工进度，同时保证施工质量要求。此外，滑模体系能够节约大量建筑材料，降低施工成本，使企业经济效益最大化。但是该体系使用支撑杆比较多，为了保证安全性，都选择钢材作为材料，一般每平方米使用钢材量为5kg，浪费了大量材料。此外，由于浇筑时重力非常大，支撑杆还容易弯曲，进而造成整个浇筑模板发生倾斜，混凝土有拉裂的危险，直接导致建筑物的倾斜和扭转现象地发生，不利于建筑物的坚实和稳定性。

大模板体系也是一种常用的模板体系，其具有很好的刚性，浇筑后混凝土成型质量高。但是其也存在一定的局限性，由于自身重量和体积都很大，在搬运过程中需要使用大型吊装机械，加大了施工难度。

总的说来，现有模板施工体系，不适用于异形结构、构件的施工建造，尤其像浮岛、船坞这样的大型结构件，模板搭建更为困难，支撑结构较为复杂，施工难度较大，浪费了支撑系统、连接配件等大量材料，成型后也不易拆卸。

例如，传统的大型海上人工浮岛采用模块化设计与建造，其建造方式分为三步：第一步，在陆地上预制结构模块；第二步，运送至指定海域；第三步，进行安装。

浮岛模块质量和尺寸巨大，为减少陆地运输距离，预制场所常定在近海地区；为了运输庞大的海上重型结构物，通常使用海上拖航等方式将模块从陆地运输到工作海域。

浮岛模块的下海运输，是指将陆上预制好的结构模块采用驳船或利用自身的浮力装置由拖轮拖航至海上安装地点。海上拖航的关键是选择拖轮和勘察拖航路线。拖轮应具有足够的功率，在设定的海洋环境条件下都能正确地控制被拖结构的稳定性，并保持一定的航速；拖航路线应避开可能出现海损事故和受恶劣气候影响的海区。

海上整体漂浮安装方法有浮托安装法和顶升安装法。浮托安装时，需锚泊定位，找正模块与桩基的安装位置，保证模块与桩对接的瞬间不发生碰撞，因此现有的浮托法安装必须在天气状况很好的条件下完成，受气候限制较大。顶升安装时，浮岛模块由一艘驳船拖航至桩基附近，再由两艘带有大功率卷扬机和举升刚臂的驳船将模块结构从两侧举起，缓慢前移至桩基上部，通过举升刚臂完成浮岛模块结构与桩基的对接。顶升法海上作业时，全部的荷载都作用在两条漂浮着的驳船上，其操作非常难于控制，因此海上施工难度大、安全性也较难把握，安装重量和使用范围有限。

现有的浮岛建造方法，运输成本极大，预制场所受限，装配制造隐蔽性差，安装时受海上环境的波动影响很大，浮岛的建造速度、浮岛的体量都受到了极大的限制。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种柔性浇注模板及施工方法。

本发明的技术方案如下：

一种柔性浇注模板，包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，所述第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，所述充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑充气空间。

所述浇注空间是第一充气空间、模板外壁围合形成的空间、模板外壁与其他物体之间形成的空间、第二充气空间中的一种或其任意组合。

所述充气骨架结构的横截面形状是圆形、正方形、长方形、梯形、三角形、不规则形状中的一种或其任意组合。

优选地，所述充气骨架结构是管状结构，管状结构的中心轴线与所述模板外壁的夹角是0度到90度的任意角度。

优选地，所述第一充气空间还包括：至少一个加强筋，所述加强筋的两端连接于所述模板外壁，在所述柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋沿所述第一充气空间的一个抗拉方向张紧地延伸。

优选地，所述加强筋为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。

优选地，所述柔性浇注模板的水平剖面是圆形、多边形、不规则形状或其组合。优选地，所述多边形是正多边形。更优选地，所述正多边形是正六边形。

本发明提供了一种应用所述柔性浇注模板浇注结构体的施工方法，包括：

步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所需浇注的结构体形状相同；

步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开；

步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所需浇注的结构体。

本发明还提供了一种应用所述柔性浇注模板形成浮岛的施工方法，包括：

步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所述浮岛的形状相同；

步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开，并且漂浮在第一介质表面或者悬浮于第一介质中；

步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述浮岛。

优选地，所述浮岛施工方法步骤c以后还包括：排出浮岛外部空腔内的第二介质，以使所述浮岛漂浮在第一介质表面；或向所述外部空腔内充入第二介质，以使所述浮岛悬浮于第一介质中。

优选地，所述浇注空间是第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间的组合。

优选地，所述凝结材料硬化形成所需浇注结构体后，移除或不移除所述柔性浇注模板。

利用本发明柔性浇注模板可以制造例如实心板、空心板、槽形板、管、实心球体、空心球体等造型。利用这些结构体，可制造多种建筑结构体，诸如屋面板、折板、密肋板、楼梯板、盖板、挡雨板、墙板、天沟板、车挡石、工业厂房用预制混凝土箱梁、涵洞框构、地基处理用预制混凝土桩、隧洞衬砌等。利用基本造型(例如，实心板、空心板、槽形板、管、实心球体、空心球体等造型)的结构体能够组成多种建筑结构体的特性，可利用制造基本造型的结构体的柔性浇注模板作为标准件反复使用，不仅能够加快建筑速度，而且节省了反复制造模板的时间成本和材料成本。

本发明可用于浮岛、围堰、防浪堤和船坞等的建造，使用本发明柔性浇注模板浇注形成的结构体也可以用作浮桥，海洋或水上发电，采油气，渔业，施工作业平台，码头，水上风力发电基础等。

本发明的另一方面，提供了一种用于形成结构件的柔性浇注模板，包括：

第一充气空间，所述第一充气空间内可填充气体，以使该柔性浇注模板完全展开；和

浇注空间，所述浇注空间的形状与所述结构件的形状相同，所述柔性浇注模板完全展开后，所述浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述结构件。

优选地，所述第一充气空间内进一步包括：

多个充气骨架结构，所述充气骨架结构用于支撑所述第一充气空间，以使该柔性浇注模板完全展开，所述充气骨架内结构具有第二充气空间，通过所述第一充气空间向第二充气空间内填充气体，以使所述充气模板完全展开。

优选地，包括：具有内部空腔的外壁，和为该内部空腔的第一充气空间，

所述浇注空间包括所述第一充气空间、和/或充气模板的外壁与外壁之间的外部空腔、和/或所述充气模板的外壁与其他物体之间形成的外部空间、和/或第一充气空间与所述第二充气空间的组合。

优选地，所述模板外壁形成封闭或者不封闭的内部空腔，所述模板外壁至少包括：

底壁；和

侧壁，所述侧壁与所述底壁相接，并且位于所述底壁的上方，所述侧壁和所述底壁围合形成所述内部空腔。

优选地，所述充气骨架结构包括：

横向管道，每个所述横向管道沿与所述侧壁垂直的方向延伸，每个横向管道的两端分别抵靠所述侧壁；和/或

纵向管道，每个所述纵向管道沿与所述侧壁平行的方向延伸，至少一部分纵向管道的外表面接触所述侧壁和/或底壁的内表面。

优选地，所述多个充气骨架结构之间相互连通或者相互独立。

优选地，所述第一充气空间内进一步包括：

至少一个加强筋，所述加强筋的两端连接于所述外壁的内表面，在所述柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋沿所述第一充气空间的一个抗拉方向张紧地延伸。

优选地，所述加强筋为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。

本发明还提供了一种浮岛的施工方法，该施工方法包括：

步骤a：预制柔性浇注模板，所述柔性浇注模板具有浇注空间和第一充气空间，所述浇注空间的形状与所述浮岛的形状相同；

步骤b：向第一充气空间内充气，以使所述柔性浇注模板完全展开、并且漂浮在第一介质表面或者悬浮于第一介质中；

步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述浮岛。

优选地，所述第一充气空间内进一步包括：

多个充气骨架结构，所述充气骨架结构内部具有第二充气空间；

所述步骤b包括：

通过第一充气空间向第二充气空间内充气，使得所述多个充气骨架结构支撑在所述第一充气空间内，以使所述柔性浇注模板完全展开、并且漂浮在第一介质表面或者悬浮于第一介质中。

优选地，所述柔性浇注模板包括：形成内部空腔的外壁，和为内部空腔的第一充气空间，

所述浇注空间包括所述第一充气空间，或者第一充气空间和第二充气空间。

优选地，所述步骤c以后进一步包括：

步骤d：从所述浮岛移除所述柔性浇注模板。

优选地，所述柔性浇注模板的外壁与外壁之间形成外部空腔，所述外部空腔为封闭或者上方具有开口的空间；

所述步骤b为：通过第一充气空间向第二充气空间内充气，以使所述柔性浇注模板完全展开，以使所述柔性浇注模板漂浮在第一介质表面；或者在所述外部空腔内充满所述第二介质，以使所述柔性浇注模板悬浮于第一介质中。

优选地，所述步骤c以后进一步包括：

步骤e：排出所述外部空腔内的所述第二介质，以使所述浮岛漂浮在第一介质表面。

优选地，所述步骤c以后进一步包括：

步骤f：向所述外部空腔内充满所述第二介质，以使所述浮岛悬浮于第一介质中。

优选地，所述外壁形成封闭或者不封闭的内部空腔，所述外壁至少包括：

底壁；和

侧壁，所述侧壁与所述底壁相接，并且位于所述底壁的上方，所述侧壁和所述底壁围合形成所述内部空腔。

优选地，所述第一充气空间内进一步包括：

至少一个加强筋，所述加强筋的两端连接于所述外壁的内表面，在所述柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋沿所述第一充气空间的一个抗拉方向张紧地延伸。

优选地，所述加强筋为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的柔性浇注模板利用整体充气结构在施工地点为建筑结构件直接提供模具，相比传统刚性模板，在施工现场无需繁琐的装配工作，搭建速度快，施工周期短。

本发明提供的柔性浇注模板相比传统刚性模板自重较轻且可以折叠，运输方便，在搬运过程中无需使用大型吊装机械，有效地降低了施工成本和运输成本，适用于陆地、水中及水下施工现场浇注各类结构体。

本发明提供的柔性浇注模板在水域环境中使用时，相比传统水下作业模板，施工过程无需现场装配和排水，可在水中快速形成结构体。浇注完成后的模板可选择不拆卸，起到进一步加固和防护的作用。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明的一个实施例的浮岛施工方法的流程图。

图2为本发明的一个实施例的柔性浇注模板的局部剖视图。

图3为本发明的一个实施例的柔性浇注模板的剖视图。

图4a至图4c为本发明中使用的柔性浇注模板的几个实施例的结构示意图。

图5a至图5c为本发明中的充气骨架结构的实施例的结构示意图。

图6a和图6b为本发明中的加强筋的两个实施例的结构示意图。

图7a至图7f示出了本发明中的一个实施例的浮岛施工示意图。

图8a和图8b是本发明中的充气骨架结构的实施例的结构示意图。

图中标号：10—浇注空间，20—第一充气空间，21—模板外壁，211—底壁，212—侧壁，22—加强筋，30—充气骨架结构，31—第二充气空间，32—横向管道，33—纵向管道，41—外部空腔，50—其他物体，60—外部空间，70—薄膜，71—外部空腔，80—第一介质，81—浮岛，82—第二介质，90—横截面。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

如图2所示，本发明的实施例提供了一种柔性浇注模板，具有模板外壁21、第一充气空间20和浇注空间10。其中，浇注空间10的形状与要建造的结构件的形状相同。第一充气空间20用于使柔性浇注模板完全展开，用于形成浇注空间10的模具，但在第一充气空间20的密封性不高的情况下，其支撑强度可能不能够满足对于浇注空间10的支撑。因此，在第一充气空间20内进一步设置用于支撑第一充气空间20、在第一充气空间20内部为其增加强度的至少一个充气骨架结构30，充气骨架结构之间可以相互连通或相互独立。充气骨架结构30内具有第二充气空间31，即第二充气空间31为充气骨架结构30的内部空腔，至少一个充气骨架结构与模板外壁接触来支撑第一充气空间20。所述第一充气空间20和第二充气空间31之间可以相互连通或相互独立。使用时向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间充入气体，待柔性浇注模板完全展开后，向浇注空间10内填充凝结材料，凝结材料硬化后形成所要浇注的结构件。也可以向浇注空间10内填充其它材料。

在本实施例中，柔性浇注模板具有第一充气空间20和浇注空间10，其中，第一充气空间20内全部或部分充气可使柔性浇注模板展开，通过第一充气空间20展开柔性浇注模板的目的在于使浇注空间10完全展开，在浇注空间10完全展开时，其形状与要建造的结构件形状相同，从而以浇注空间10为建造结构件所使用的模具。可以通过在浇注空间10内填充凝结材料，使凝结材料硬化后一体形成所需结构件的形状。

如图2所示，在本实施例中，浇注空间10是第一充气空间20和第二充气空间31的组合，柔性浇注模板的水平剖面形状是正六边形。

柔性浇注模板外壁21和充气骨架结构30可由质量轻、强度大、可折叠弯曲的材料制造，例如碳纤维材料。碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维材料柔软可加工性强的特点，是一种力学性能优异的新材料。碳纤维材料的拉伸强度为2-7Gpa，拉伸模量为200-700GPa，密度约为1.5-2.0g/cm³，其比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点。此外，碳纤维材料还具备纤维柔软可加工的特点，可加工成织物、毡、席、带、纸以及其他形式，不仅能够满足柔性浇注模板的刚度、强度、和稳定性的力学要求，又可实现无缝的定制裁剪。由碳纤维材料制造的柔性浇注模板自重较轻，折叠后体积较小，在搬运过程中无需使用大型吊装机械，降低了施工成本和施工难度。并且由于其采用整体充气填充，在现场搭建柔性浇注模板时，无需繁琐的组装工作，不仅柔性浇注模板的搭建速度快，而且稳定性和精度都很高。

由上可知，本实施例中的柔性浇注模板利用柔性材料构建可折叠的模板，具有节约空间、降低运输成本的优点，可实现模板的快速运输。并通过凝结材料浇注模板，可在短时间内形成结构件，从而提高施工效率，较快地满足结构件的使用要求。

使用柔性浇注模板进行结构体浇注时，可以选择性使用支架或刚性面板作为约束，防止柔性模板侧向撑开和浇注结构体变形。

本发明柔性浇注模板的充气骨架结构30可为气囊、气包、充气管道等多种形式，内部具有第二充气空间31，充气骨架结构30可由质量轻、强度大、可折叠弯曲的材料制造，例如碳纤维材料。如图8b所示，充气骨架结构30的横截面90形状既可以是规则形状，如圆形、正方形、三角形，也可以是不规则形状。其中，充气骨架结构30的横截面90形状是指垂直于充气骨架结构中心轴线的充气骨架结构截面的形状，如图8a所示。

如图3所示，模板外壁21可形成封闭或者不封闭的内部空腔，模板外壁21至少包括：底壁211和侧壁212，侧壁212与底壁211相接，并且位于211底壁的上方，侧壁212和底壁211围合形成内部空腔。当该内部空腔为封闭空间时，模板外壁21还包括自侧壁212的上方与侧壁212相接的顶壁，当该内部空腔为非封闭空间时，模板外壁21可能包括部分开口的顶壁或者不包括顶壁。

本发明柔性浇注模板的充气骨架结构30可以是管状结构。所述管状结构的中心轴线与所述模板外壁的夹角θ是0度到90度的任意角度，其中夹角θ是指管状结构的中心轴线与模板外壁的接触点处的模板平面或切平面的夹角θ。

具体地，如图5a所示，充气骨架结构30包括：

横向管道32，其中横向管道32的中心轴线与模板侧壁垂直，即中心轴线与所述模板外壁的夹角θ是90度，以实现对第一充气空间20的支撑；

充气骨架结构30还包括纵向管道33，横向管道33的中心轴线平行于模板侧壁，即中心轴线与所述模板外壁的夹角θ是0度。

当充气骨架结构30的横向管道32和/或纵向管道33内充满气体时，其能够形成具有较强支撑力的充气骨架结构30，该充气骨架结构30通过对模板外壁21的底壁211或者侧壁212的接触实现对第一充气空间20的强度支撑。

其中，充气骨架结构30可仅包括横向管道32，或者如图5b所示仅包括纵向管道33，其中多个充气骨架结构30相互独立，或者如图5a所示包括横向管道32和纵向管道33的组合，其中多个充气骨架结构30相互连通。又或者，充气骨架结构30可为球体结构，其通过位于任一中心轴的两端的外表面与模板外壁21的底壁211或者侧壁212接触。又或者，如图5c所示，管状结构的中心轴线与所述模板外壁21的夹角θ为锐角。

为了实现对第一充气空间20的支撑、以及实现柔性浇注模板的展开，充气骨架结构30的数量、形状和位置可根据浇注空间10以及第一充气空间20的结构进行选择。

在如图6a所示的本发明的一个优选实施例中，第一充气空间20内进一步包括：

至少一个加强筋22，加强筋22的两端连接于模板外壁21的相对的内表面，在柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋22沿第一充气空间20的一个抗拉方向张紧地延伸。其中，该抗拉方向可为第一充气空间20的截面方向，或者为与截面方向垂直的轴向方向。

其中，加强筋22可为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。图6a中示出了柔性加强筋的示例，该柔性加强筋可由抗拉纤维或其它抗拉材料制造，当柔性浇注模板完全展开时，通过气体产生的压力可使柔性加强筋22展开并张紧，其延伸方向为第一充气空间20的一个抗拉方向。柔性加强筋22的张紧力同时能够将第一充气空间20限定在其所在的抗拉方向上。当通过排放第一充气空间20内的气体拆除柔性浇注模板时，随着气体压力的减小，柔性加强筋22由张紧状态变为松弛状态，从而可随着模板外壁21一起实现折叠和搬运。加强筋还可以与模板外壁接触，加强外壁的侧向张力。

图6b示出了一种分段折叠式刚性加强筋的示意图。如图6b所示，刚性加强筋的结构特点使得其本身的展开即可实现对第一充气空间的支撑。因此可将该刚性加强筋设置在第一充气空间20的一个抗拉方向上，当柔性浇注模板完全展开、并且通过模板外壁21的相对内表面带动分段折叠式刚性加强筋也完全展开时，其沿着第一充气空间20的一个抗拉方向张紧地延伸，以将第一充气空间20限定在其所在的抗拉方向上。当通过排放第一充气空间20内的气体拆除柔性浇注模板时，随着气体压力的减小，模板外壁21的相对内表面之间的距离减小，使得刚性加强筋实现逐渐地折叠，由张紧状态变为松弛状态，从而可随着模板外壁21一起实现折叠和搬运。

图4a至图4c示出了本发明中使用的柔性浇注模板的几个实施例的结构示意图。在这几个实施例中，柔性浇注模板用于在硬性固体上形成结构体。

图4a示出了柔性浇注模板的一个实施例的结构示意图。如图4a所示，柔性浇注模板包括模板外壁21和第一充气空间20，其中，模板外壁21相互包围形成具有内部空腔的圆柱体形状，第一充气空间20即为其包围形成的内部空腔。在本实施例中，浇注空间10可为外部空腔41，即柔性浇注模板与现有的模具类似，在要建造的结构体外部形成限制结构体形状的模型，此时结构体为与外部空腔41的形状相同的实心体。在本实施例中，柔性浇注模板内的第一充气空间20内可不填充凝结材料，而仅为浇注空间10、即外部空腔41提供支撑。在本实施例中，柔性浇注模板的水平剖面形状是圆形。

图4b示出了柔性浇注模板的另一实施例的结构示意图。如图4b所示，柔性浇注模板包括模板外壁21和第一充气空间20，其中，模板外壁21相互包围形成具有内部空腔的立体形状，第一充气空间20即为其包围形成的内部空腔。柔性浇注模板放置在施工地点，其外轮廓与其他物体50、以及地面等可包围形成具有立方体形状的外部空间60，浇注空间10可包括该外部空间60，凝结材料可填充在该外部空间60内以形成结构体，该结构体的形状与该外部空间60的形状相同。

在本实施例中，浇注空间可为该外部空间，即柔性浇注模板与现有的模具类似，在要建造的结构体外部形成限制结构体形状的模型，与图4a所示的实施例不同的是，本实施例中由于限制结构体形状的模型除了柔性浇注模板的外轮廓以外，还包括与该柔性浇注模板相邻的其他物体和/或地面。其所形成的结构体为与外部空间60的形状相同的实心体，并且该实心体可和与该柔性浇注模板相邻的其他物体和/或地面形成为一体。在本实施例中，柔性浇注模板内的第一充气空间20内可不填充凝结材料，而仅为浇注空间10、即外部空间60提供支撑。

图4c示出了柔性浇注模板的另一实施例的结构示意图。如图4c所示，柔性浇注模板包括模板外壁21和第一充气空间20，其中，模板外壁21相互包围形成具有内部空腔的立方体形状，第一充气空间20即为其包围形成的内部空腔。相邻的模板外壁21之间通过薄膜70连接，模板外壁21的外轮廓与薄膜70一起相互包围形成具有外部空腔71的立方体形状。外部空腔71位于柔性浇注模板的外侧，由位于相邻的模板外壁21之间的薄膜70的表面围合而成，其底部和侧部均由薄膜70的表面限定，其可为封闭或者不封闭的空腔。当外部空腔71为封闭的空腔时，其顶部可由另外的物体覆盖而实现封闭。薄膜70可由与柔性浇注模板相同或者不同的材料制造。

在本实施例中，浇注空间10可为外部空腔71，柔性浇注模板与现有的模具类似，在要建造的结构体外侧形成限制结构体形状的模型，其中，由具有第一充气空间20的外壁21形成该模型的骨架，而连接在相邻的模板外壁21之间的薄膜70则形成限制结构体形状的平面结构。此时结构体为与外部空腔71的形状相同的实心体。在本实施例中，柔性浇注模板内的第一充气空间20内可不填充凝结材料，而仅为浇注空间10、即外部空腔71提供支撑。在本实施例中，柔性浇注模板的水平剖面形状是四边形。

在图4a至4c所示的实施例中，仅以圆柱形、立方体等基本形状为例示出了利用本实施例的柔性浇注模板可制造的结构体的造型，但本发明的柔性浇注模板可制造的结构体并不仅限于此。以上仅以一些示例的形式对柔性浇注模板的浇注空间的设置和应用进行了例示，但是本发明中的柔性浇注模板的浇注空间并非仅限于以上几个实施例，其还可为一个或几个实施例中的特征的组合，本领域技术人员可根据要建造的结构体的形状、应用场景、施工地点进行组合和选择。

本发明提供了一种应用所述柔性浇注模板浇注结构体的施工方法，按下述步骤进行：

步骤a:预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所需浇注的结构体形状相同；

步骤b:向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开；

步骤c:向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所需浇注的结构体。

如图1的流程图所示，本发明还提供了一种应用所述柔性浇注模板形成浮岛的施工方法，具体步骤包括：

步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所述浮岛的形状相同；

步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开，并且漂浮在第一介质表面或者悬浮于第一介质中；

步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述浮岛。

采用柔性浇注模板作为浇注浮岛所使用的模具，由于其采用充气的方式展开模板，因此可以利用柔性浇注模板能够漂浮在第一介质表面或者悬浮在第一介质中的特点，适应各种不同的施工地点。其中，第一介质可为例如水、油的液体，例如沙粒的颗粒体组合等。

在本发明的实施例中，以整体充气结构的模板方式代替现有技术中先预制结构模块、随后运输结构模块、最后在施工地点组装形成模具的方式，不仅节省了运输的时间和成本，而且适用于陆上、水中和水下浇注结构体。

在本实施例的浮岛施工方法中，通过向第一充气空间20内填充气体以使浇注空间10完全展开，如图7a所示，可以在外部空腔41内充入第二介质82，使所述柔性浇注模板漂浮于第一介质80中。根据浮岛使用环境与使用需求，在外部空腔41内充入的第二介质82与第一介质80可以为相同介质，也可以是不同介质，第二介质82可为例如水、油的液体，例如沙粒的颗粒体组合等。也可通过在外部空腔41内充入第二介质82的方法，使所述柔性浇注模板悬浮于第一介质80中。在通过在浇注空间内填充凝结材料，使凝结材料硬化后一体形成浮岛的形状。浇注完成后，进一步地，可通过排出部分或全部浮岛外部空腔41内的第二介质82，以使所述浮岛漂浮在第一介质80表面，如图7b所示。或如图7c向所述外部空腔41内充入第二介质82，以使所述浮岛悬浮于第一介质80中。

应用本发明柔性浇注模板建造浮岛时的浇注空间10可以是第一充气空间20与第二充气空间31的组合，也可以只是第一充气空间20。如图7d所示，柔性浇注模板包括模板外壁21和第一充气空间20，第一充气空间20内部设有多个充气骨架结构30，充气骨架结构之间相互连通，充气骨架结构内部具有第二充气空间31。向第一充气空间和第二充气空间内填充气体，以使所述柔性浇注模板展开。在外部空腔41内充入第二介质82使模板漂浮于第一介质80表面。如图7e所示，在本实施例中，浇注空间10是第一充气空间20，充气骨架结构30作为中空骨架支撑在浇注结构体内部，第一充气空间20展开后的形状与要建造的浮岛形状相同，通过向浇注空间10、即第一充气空间20内填充凝结材料以形成浮岛的形状。位于第一充气空间20内的充气骨架结构30可被凝结材料包裹在其中，以在凝结材料内部实现对其形状的支撑。浇注完成后，柔性浇注模板无需拆除，起到保护和加固结构体的作用。如图7f所示，在本实施例中，浇注空间10是第一充气空间20与第二充气空间31的组合，模板外壁21相互包围形成具有内部空腔的立方体形状，该内部空腔即为第一充气空间20，第一充气空间20内具有多个用于支撑第一充气空间20的充气骨架结构30，其内部空腔即为第二充气空间31。浇注空间包括第一充气空间20和第二充气空间31，在向浇注空间10中填充凝结材料以形成浮岛的形状时，除了向第一充气空间20中填充以外，还向第二充气空间31内也填充凝结材料，使得柔性模板内全部充满凝结材料，而非如以上实施例那样还具有部分气体填充的空间，从而提高浮岛的整体稳定性和刚度。

在凝结材料硬化形成浮岛或者结构体以后，可根据需要选择是否移除柔性浇注模板。若柔性浇注模板不移除，则可由其形成在浮岛或者结构体外表面以形成保护层或者外观层。若移除柔性浇注模板，则该柔性浇注模板可重复使用以建造另外的浮岛或者结构体。

根据浮岛的施工过程需求以及浮岛的使用环境需求，在本实施例的浮岛的施工方法中，在填充凝结材料之前，可利用柔性浇注模板的外壁与外壁之间形成的外部空腔41使得柔性浇注模板漂浮在介质表面或者悬浮在介质中；在凝结材料硬化形成浮岛以后，可利用该外部空腔41使得柔性浇注模板和/或浮岛漂浮在介质表面或者悬浮在介质中。

在本发明的实施例中，浮岛的施工以现场浇注的方式代替现有技术中先预制结构模块、随后运输结构模块、最后在施工地点组装形成浮岛的方式，不仅节省了运输的时间和成本，而且制造浮岛的过程简单易行，能够节省大量的人力物力。

以上列出的两个实施例是适用于本发明的用于浮岛的施工方法的柔性浇注模板，本发明中使用的柔性浇注模板还可用于其它结构体的制造，例如雕塑等。当用于制造雕塑时，浇注空间10可为第一充气空间20或者第一充气空间20与第二充气空间31的组合体，可对应雕塑的形状构建柔性浇注模板的模板外壁21，第一充气空间20的形状与雕塑的外形对应，通过在第一充气空间20内填充凝结材料可形成该雕塑。模板外壁21可作为雕塑的外表面而得以保留，或者通过拆除柔性浇注模板而露出第一充气空间20内的以凝结材料形成的雕塑本体。

在本发明的实施例中，浇注空间10可包括第一充气空间20和/或第二充气空间31，即用于支撑模具本身的第一充气空间20和/或第二充气空间31即可形成用于形成浮岛或者结构体的浇注空间10。这与现有技术中大为不同，在现有技术中，浇注空间往往为模具的外表面围合形成的立体空间，其仅适用于结构较为简单的结构体，例如立方体、球体等。而在本实施例中，第一充气空间20可既用于支撑柔性浇注模板，又用于充当浇注空间10，以限定所浇注的结构体或者浮岛，这种结构尤为适用于具有复杂形状的雕塑等结构体，不仅可形成具有复杂形状的薄板型结构，而且能够使用柔性浇注模具本身作为结构体的外表面，以提供坚固和美观的外观。

对于本发明的用于浮岛的施工方法的柔性浇注模板来说，其应用环境较为特殊，柔性浇注模板需要漂浮在介质表面或者悬浮在介质中，因此柔性浇注模板外部的空间不能用于形成浮岛的结构。但是对于在陆地上形成结构体的实施例来说，浇注空间可不仅限于第一充气空间以及位于第一充气空间内部的第二充气空间。

由上述技术方案可知，本发明中的浮岛的施工方法以及柔性浇注模板是一种基于充气模板的结构体制造方法，其具有快速搭建、一次成型、高稳固性、高安全性的优点。通过柔性材料构件浇注模板能够降低单格、多格结构模板的构件难度，同时可结合3D打印技术，以实现模板设计、生产的自动化、一体化。

本发明中的浮岛的施工方法可形成凝结材料与柔性纤维的组合体系，有利于确保浮岛的浇注强度，具有较高的稳固性和安全性。进一步地，本发明的施工方法能够允许水下施工，从而提高浮岛建造的隐蔽性与安全性。

本发明中的柔性浇注模板利用柔性材料构建可折叠的模板，具有节约空间、降低运输成本的优点，可实现模板的快速运输。并通过凝结材料浇注模板，可在短时间内形成结构体，从而提高施工效率，较快地满足各类结构体的使用要求。

本发明可用于浮岛、围堰、防浪堤、船坞和雕塑等的建造。利用本发明柔性浇注模板浇注形成的结构体也可以用作浮桥，海洋或水上发电，采油气，渔业，施工作业平台，码头，水上风力发电基础等。同时，模板内还可以填充其它材料，满足建筑或其它领域的使用要求。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用柔性浇注模板形成浮岛的施工方法，所述柔性浇注模板包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，其特征在于：所述第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑第一充气空间，所述浇注空间是第一充气空间、模板外壁围合形成的空间、模板外壁与其他物体之间形成的空间、第二充气空间中的一种或其任意组合，该施工方法包括：

步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所述浮岛的形状相同；

步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开，并且漂浮在第一介质表面或者悬浮于第一介质中；

步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述浮岛。

2.如权利要求1所述的施工方法，步骤c以后还包括：排出浮岛外部空腔内的介质，以使所述浮岛漂浮在第一介质表面；或向所述外部空腔内充入第二介质，以使所述浮岛悬浮于第一介质中。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述浇注空间是第一充气空间或第一充气空间与第二充气空间的组合。

4.如权利要求1所述的施工方法，步骤c以后还包括：所述凝结材料硬化形成所需浇注的结构体后，移除或者不移除所述柔性浇注模板。