CN109339435A - 模板支撑调节件和异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模板支撑调节件和异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，属于建筑领域。该模板支撑调节件包括多根固定螺杆、外钢管和两边设置有多组第一螺栓孔的角钢；外钢管位于角钢内，其上设置有与第一螺纹孔配合的第二螺纹孔；外钢管内套设有内钢管，内钢管上设置有第三螺栓孔；每根固定螺杆依次穿过第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔；内钢管延伸出外钢管的一端设置有其自身长度可调的调节机构，调节机构与型钢连接。该异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系包括结构骨架，结构骨架的左右两侧面和顶面安装有上述模板支撑调节件。模板支撑调节件降低了异形混凝土模板搭设的施工难度，使得结构骨架与模板间的空隙可调节，而无需实时按照洞体尺寸改变结构骨架梁的长度。

Description

模板支撑调节件和异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种模板支撑调节件和异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系。

背景技术

洞体混凝土工程结构骨架施工中，诸如地铁、地下管廊及风洞实验室等结构，其截面变化较大，且建造的混凝土洞体截面尺寸较大，水平方向净宽度及竖直方向净高度均超过20米，属于异型混凝土结构，内部洞体全长收缩渐变，各个面沿纵向呈梯形收缩状态。因混凝土自重极大，而异型风洞内壁清水混凝土施工精度要求极高，最高精度控制在≤5mm/2m，最低精度控制在3mm/2m，故对支撑体系的刚度，弹性状态下的承载变形、部件装配及构件加工精度控制指标均有极高的要求。

采用传统实腹式型钢支撑方式进行模板施工，为提高支撑刚度，单根钢支撑杆件重量将会很大，很难采用小型设备或者人工进行安装及拆除。虽混凝土洞体可采取分段施工，但为保证洞体施工进度及成型质量，施工段长度依然在20米左右，且浇筑成型的洞体呈封闭状态，采用机械将内部支撑吊出的方案可行性很低，且由于吨位大，拆除时所采取的相应拆除技术实施难度极大，采用设备吊装安装精度控制难度也大。且由于洞体内截面变化大，支撑杆件及模板尺寸多样，重复利用率极低，整体用钢量大，费用高。混凝土到达龄期后，内部支撑体系拆除时，若采用机械拆除，拖拽重吨位支撑构件容易对洞体内壁造成表面划痕、修复费用高。

中国专利CN205894656公开了一种不规则曲面清水混凝土用钢板肋龙骨木模体系，能够用在不规则曲面混凝土施工中，尤其适用于质量要求较高的异型清水混凝土结构施工中，利用木模板量身定制可实现对异型现浇混凝土的有效支撑，钢板肋密集，可实现对支撑的刚度要求；但如用于工程量大的不规则洞体结构中，会使得材料用量很大，且木模板干湿变化会导致力学性能发生改变，且木材顺纹和横纹性能差别大，力学稳定性不如钢模，因此不适合用于自重大且工程量大的工程中，且支撑体系所用木模板回收再利用率低，会造成材料浪费使得造价升高，且施工速度也较慢，需要大量加工制作木模板，造成构件加工阶段的误差，大量推广应用受到限制。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供具有伸缩调节功能的模板支撑调节件和异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系。

为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种模板支撑调节件，其包括多根固定螺杆、外钢管和两边设置有多组第一螺栓孔的角钢；外钢管位于角钢内，其上设置有与第一螺纹孔配合的第二螺纹孔；外钢管内套设有内钢管，内钢管上设置有与第二螺栓孔配合的多组第三螺栓孔；每根固定螺杆依次穿过第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔，且其两端设置有固定螺母；内钢管延伸出外钢管的一端设置有其长度可调的调节机构，调节机构与型钢连接。

进一步地，型钢为H型钢。

进一步地，相邻两个第一螺栓孔之间的间距为100mm。

进一步地，调节机构包括端板和第一顶托底板，端板设置在内钢管的末端，第一顶托底板与型钢的翼缘可拆卸连接，端板与第一顶托底板之间通过至少两根调节螺杆连接，型钢的翼缘、第一顶托底板和端板上均设置有供调节螺杆穿过的安装孔，端板靠近内钢管的一面和型钢的内侧翼缘上均设置有与调节螺杆配合的固定螺母。

进一步地，调节螺杆与端板接触的面上设置有可拆卸的第二顶托底板，第二顶托底板上设置有供调节螺杆穿过的孔。

进一步地，第一顶托底板与型钢的翼缘通过高强度螺栓连接，第二顶托底板与端板通过高强度螺栓连接。

还提供一种异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，其包括结构骨架和上述任一种模板支撑调节件，模板支撑调节件安装在结构骨架的左右两侧面和顶面。

进一步地，结构骨架包括若干通过高强度螺栓相互连接的角钢柱、角钢梁和角钢斜撑，模板支撑调节件安装在位于结构骨架左右两侧面的角钢梁和位于结构骨架顶面的角钢柱上。

进一步地，异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的截面呈渐进收缩式八角形。

本发明的有益效果为：

通过固定螺杆调节内钢管末端与角钢的距离，从而调节型钢与角钢的距离，进而初步调节结构骨架与模板的间隙。通过调节机构微调型钢与角钢的距离，进而精确调节结构骨架与模板的间隙。因此，模板支撑调节件降低了异形混凝土模板搭设的施工难度，使得结构骨架与模板间的空隙可调节，而无需实时按照洞体尺寸改变结构骨架梁的长度，使得结构骨架与模板间连接快捷且安装精度高，满足精度控制指标要求的同时，减小了结构骨架梁的长度规格数，提高了结构骨架构件的回收利用率，进而降低了施工难度和工程造价。

附图说明

图1为具体实施例中模板支撑调节件的结构示意图；

图2为图1中A部的放大示意图；

图3为具体实施例中异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的结构示意图。

其中，1、型钢；2、内钢管；3、角钢；4、第一螺栓孔；5、外钢管；6、第一顶托底板；7、端板；8、安装孔；9、第二顶托底板；10、调节螺杆；11、钢模板；12、木模板；13、现浇基础；14角钢斜撑；15、角钢梁；16、角钢柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，本领域普通技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，该模板支撑调节件包括包括多根固定螺杆、外钢管5和两边设置有多组第一螺栓孔4的角钢3；外钢管5位于角钢3内，其上设置有与第一螺纹孔4配合的第二螺纹孔；外钢管5内套设有内钢管2，内钢管2上设置有与第二螺栓孔配合的多组第三螺栓孔；每根固定螺杆依次穿过第一螺栓孔4、第二螺栓孔和第三螺栓孔，且其两端设置有固定螺母。内钢管2延伸出外钢管5的一端设置有其长度可调的调节机构，调节机构与型钢1连接。

应用时，将多个模板支撑调节件安装在结构骨架的左右两侧面和顶面。采用上述结构，稳定性强，自重轻，通过固定螺杆调节内钢管2末端与角钢3的距离，从而调节型钢1与角钢3的距离，进而初步调节结构骨架与模板的间隙。通过调节机构微调型钢1与角钢3的距离，进而精确调节结构骨架与模板与的间隙。

模板支撑调节件降低了异形混凝土模板搭设的施工难度，使得结构骨架与模板间的空隙可调节，而无需实时按照洞体尺寸改变结构骨架梁的长度，使得结构骨架与模板间连接快捷且安装精度高，满足精度控制指标要求的同时，减小了结构骨架梁的长度规格数，提高了结构骨架构件的回收利用率，进而降低了施工难度和工程造价。

在实施时本方案优选外钢管5和内钢管2的直径相差2mm，型钢1为H型钢，使得整体结构更加稳定。相邻两个第一螺栓孔4之间的间距为100mm，使得单次初调节的最小距离为100mm，以更加广泛地适应工程需求。

另外，调节机构可以包括端板7和第一顶托底板6，端板7设置在内钢管2的末端，第一顶托底板6与型钢的翼缘可拆卸连接，第一顶底托板6用于调整平整度，端板7与第一顶托底板6之间通过至少两根调节螺杆10连接，型钢1的翼缘、第一顶托底板6和端板7上均设置有供两根调节螺杆10穿过的安装孔8，端板7靠近内钢管的一面和型钢1的内侧翼缘上均设置有与调节螺杆10配合的固定螺母。通过调节位于端板7和第一顶托底板6之间的调节螺杆10的长度，实现型钢1与角钢3之间距离的微调。微调的精度与调节螺杆10的螺纹间距有关，精度一般可达到1mm，若需要更高精度，可将调节螺杆10精加工，得到更小螺纹间距的调节螺杆10。

进一步地，调节螺杆10与端板7接触的面上设置有可拆卸的第二顶托底板9，第二顶托底板9上设置有供调节螺杆10穿过的孔。使得两根调节螺杆10、第一顶托底板6和第二顶托底板9作为整体式的装配式构件，进一步降低施工难度。其中，第一顶托底板6与型钢1的翼缘通过高强度螺栓连接，第二顶托底板9与端板7通过高强度螺栓连接。其中，高强度螺栓可以选用摩擦型高强螺栓，以进一步增强模板支撑调节件的稳固性。

本方案还提供一种异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，如图3所示，其包括结构骨架和上述任一种模板支撑调节件，模板支撑调节件安装在结构骨架的左右两侧面和顶面。结构骨架可以是现有支撑模板结构体系中的结构骨架，其与模板支撑调节件的安装可以采用现有通用的螺栓固定的方式。

在实施时，本方案优选结构骨架包括若干通过高强度螺栓相互连接的角钢柱16、角钢梁15和角钢斜撑14，模板支撑调节件安装在位于结构骨架左右两侧面的角钢梁15和位于结构骨架顶面的角钢柱16上。采用高强度螺栓连接，其装配精度高且拆装方便，节点连接处变形小，易满足支撑体系对刚度的要求，结构整体性强可靠性高。也可以选用摩擦型高强螺栓，进一步增强结构骨架的稳固性。另外，异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的截面呈渐进收缩式八角形。

角钢柱16、角钢梁15和角钢斜撑14这三种构件可以采用出厂的角钢，仅在其端部连接部位采用喷砂处理提高摩擦能力，不进行二次加工，降低构件加工阶段的误差；加工阶段构件无焊接，不存在焊接残余变形；因工程应用中对结构装配精度要求较高，因此对构件加工精度要求也高，加工费用对支撑体系整体造价影响较大，采用此种角钢构件，加工费用低。构件可以先在地面组装，后模块化吊装装配，提高施工速度的同时降低现场装配误差。

由于采用了上述结构，同类构件规格外形尺寸可以基本一致，再次降低了构件加工阶段的误差。并且采用模板支撑调节件调节结构骨架与模板的间隙，使得构件的重复利用率高达100％，且构件安装就位方便，累积误差传递小。

同时，施工监测重在构件布置规则，构件截面小易满足通透性要求，本异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系易于实现对内模板重点部位的变形监测，降低监测措施费。

水平方向施工荷载对施工阶段结构位移控制大于竖直方向，所有角钢梁15均可水平安装，不需要角度调整，降低了施工调控难度。

本异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的传力路径明确且直接，力学性能易于得到保证，且计算模型与实际结构的力学相关假定符合度高，便于结构设计；结构骨架具有明显的空间整体作用，构件间连接刚度大，抵抗由于顶部混凝土板坡度及侧面模板水平推力造成破坏的能力强。并且能够更好的克服变形易超出清水混凝土洞体表面高精度要求的工程限值的问题，能明显提高整体稳定性，在达到轻质高强的前提下，实现构件全部工厂化预制，现场全螺栓装配，现场无焊接不会产生焊接残余变形，并确保洞体施工对支撑体系的刚度要求。

具体实施例中的应用异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的实施主要步骤如下：

(1)在现场浇筑现浇基础13；

(2)现场拼接结构骨架，并安装模板支撑调节件；

(3)调节模板支撑调节件；

(4)吊装钢模板11和木模板12。

Claims (9)

1.模板支撑调节件，其特征在于：包括多根固定螺杆、外钢管(5)和两边设置有多组第一螺栓孔(4)的角钢(3)；所述外钢管(5)位于角钢(3)内，其上设置有与第一螺纹孔(4)配合的第二螺纹孔；所述外钢管(5)内套设有内钢管(2)，所述内钢管(2)上设置有与所述第二螺栓孔配合的多组第三螺栓孔；每根所述固定螺杆依次穿过第一螺栓孔(4)、第二螺栓孔和第三螺栓孔，且其两端设置有固定螺母；所述内钢管(2)延伸出所述外钢管(5)的一端设置有其长度可调的调节机构，所述调节机构与型钢(1)连接。

2.根据权利要求1所述的模板支撑调节件，其特征在于：所述型钢(1)为H型钢。

3.根据权利要求1所述的模板支撑调节件，其特征在于：相邻两个第一螺栓孔(4)之间的间距为100mm。

4.根据权利要求1所述的模板支撑调节件，其特征在于：所述调节机构包括端板(7)和第一顶托底板(6)，所述端板(7)设置在所述内钢管(2)的末端，所述第一顶托底板(6)与所述型钢的翼缘可拆卸连接，所述端板(7)与第一顶托底板(6)之间通过至少两根调节螺杆(10)连接，所述型钢(1)的翼缘、第一顶托底板(6)和端板(7)上均设置有供所述调节螺杆(10)穿过的安装孔(8)，端板(7)靠近所述内钢管的一面和所述型钢(1)的内侧翼缘上均设置有与所述调节螺杆(10)配合的固定螺母。

5.根据权利要求4所述的模板支撑调节件，其特征在于：所述调节螺杆(10)与所述端板(7)接触的面上设置有可拆卸的第二顶托底板(9)，所述第二顶托底板(9)上设置有供所述调节螺杆(10)穿过的孔。

6.根据权利要求5所述的模板支撑调节件，其特征在于：所述第一顶托底板(6)与型钢(1)的翼缘通过高强度螺栓连接，所述第二顶托底板(9)与端板(7)通过高强度螺栓连接。

7.异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，其特征在于：包括结构骨架和权利要求1-6任一所述的模板支撑调节件，所述模板支撑调节件安装在结构骨架的左右两侧面和顶面。

8.根据权利要求7所述的异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，其特征在于：所述结构骨架包括若干通过高强度螺栓相互连接的角钢柱(16)、角钢梁(15)和角钢斜撑(14)，所述模板支撑调节件安装在位于所述结构骨架左右两侧面的角钢梁(15)和位于所述结构骨架顶面的角钢柱(16)上。

9.根据权利要求8所述的异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系，其特征在于：所述异形洞体施工轻钢支撑模板结构体系的截面呈渐进收缩式八角形。