CN111605047A - 装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板 - Google Patents

Abstract

一种装配式框架结构的混凝土锚墩钢模板，包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板；所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板、次梁侧板、次梁底板、钢楞、对拉螺栓、柱、主梁底板和混凝土锚墩的锚头部；两个主梁侧板与两个次梁侧板形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板和次梁侧板的四个交叉处，主梁侧板和次梁侧板通过混凝土肋钢模板连接。本发明的钢模板为新型混凝土锚墩设计，使用新拌混凝土在浇筑过程中按照之前设计的混凝土锚墩的位置以及相应的几何形状，使之硬化成为钢筋混凝土结构或构件的模型，具有减少现场施工步骤、缩短施工周期、实现规范化管理生产、保证质量、经济环保的特点。

Description

装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板

技术领域

本发明涉及边坡加固技术领域，特别是涉及一种新型装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板及施工方法。

背景技术

我国是个多山的国家，高原、丘陵和山地占了我国土地面积约70％，每年都会发生大量的滑坡、崩塌和泥石流灾害。再者，在土建工程中平整场地时常常遇到山体的大开挖、放坡等情况，需要对周边山体进行切削，而切削作业会破坏原有的平衡。为了保证边坡及其环境的安全，必须对边坡采取支护、加固和防护措施。边坡锚杆或锚索格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点，是边坡加固中常用的一种方法。

现有技术中，采用锚杆或锚索格构梁加固边坡时，其混凝土格构梁的建造方式通常是采用现场浇筑的方式，其缺点是：

(1)现浇格构梁制作时，由于边坡挖槽、钢模板加工、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护等工序较多，而施工过程整体机械化程度又低，导致所需施工周期偏长；

(2)现场浇筑工序较多，影响因素多，使得现浇混凝土格构梁的质量得不到保障；

(3)预应力锚杆或锚索的张拉须等外锚结构达到设计强度后才能进行，整体施工周期常常由于外锚结构物的养护而严重拖延；

(4)传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降，影响整体稳固性。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种新型装配式框架结构钢模板，该钢模板为新型混凝土锚墩设计，使用新拌混凝土在浇筑过程中按照之前设计的混凝土锚墩的位置以及相应的几何形状，使之硬化成为钢筋混凝土结构或构件的模型，具有减少现场施工步骤、缩短施工周期、实现规范化管理生产、保证质量、经济环保的特点。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案。

本发明的第一方面公开了一种装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板；

所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板、次梁侧板、次梁底板、钢楞、对拉螺栓、柱、主梁底板和混凝土锚墩的锚头部；

两个主梁侧板之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的横梁，并与主梁底板连接；两个次梁侧板之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的纵梁，并与次梁底板连接；

在每个主梁侧板和次梁侧板上焊接钢楞；

在两个主梁侧板之间和两个次梁侧板之间设置对拉螺栓，用于侧板之间的拉结；

混凝土锚墩的锚头部位于两个主梁侧板和两个次梁侧板的交叉部位的空间中的中间位置；

两个主梁侧板与两个次梁侧板形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板和次梁侧板的四个交叉处，主梁侧板和次梁侧板通过混凝土肋钢模板连接。

进一步的，所述混凝土锚墩的锚头部高于所述主梁侧板和所述次梁侧板，所述混凝土肋钢模板的高度低于所述主梁侧板和所述次梁侧板；

进一步的，位置靠下的钢楞平行于所在侧板的下边缘，位置靠上的钢楞平行于所在侧板的上边缘。

进一步的，在混凝土锚墩的锚头部附近的主梁侧板和次梁侧板上都留有锚孔，用于插入锚杆钢筋。

进一步的，所述混凝土锚墩钢模板纵向高度从中间到两端逐渐变小，混凝土锚墩钢模板中预留有设置纵筋、箍筋和预应力钢筋的空间。

进一步的，所述纵筋沿所述混凝土锚墩钢模板的横梁和混凝土锚墩钢模板的纵梁纵向设置，并与主梁侧板或次梁侧板平行；所述箍筋包围所述纵筋，所述预应力钢筋设置在所述箍筋内靠近所述混凝土锚墩钢模板的横梁或混凝土锚墩钢模板的纵梁下部，且并不接触所述箍筋。

进一步的，所述混凝土锚墩的锚头部包括凹槽、垫板和锚孔，所述凹槽设置于所述锚头部的上部，所述垫板设置于所述凹槽的底部、底板的上部。

进一步的，所述垫板中设置有与所述凹槽直径相同的锚孔，用于插入锚杆或钢筋。

进一步的，包括砌体结构，所述砌体结构是一个和混凝土锚墩钢模板单元相匹配的十字形状的砖体结构，在砌体结构的底部留一个洞，用于设置对拉螺栓。

本发明的第二方面公开了一种混凝土锚墩钢模板系统，包括上述装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，以及支承部件、紧固连接件。

本发明的第三方面公开了一种混凝土锚墩钢模板的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

确定混凝土锚墩钢模板满足结构施工要求的形状和尺寸；

选择大规格的混凝土锚墩钢模板和小规格的混凝土锚墩钢模板，其中，所述大规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁次梁的侧板，小规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁和次梁的梁末端的模板，以及主梁与次梁之间的连接构件模板；

拼装所述混凝土锚墩钢模板；

使用支承部件将拼装完毕的所述混凝土锚墩钢模板固定并支承在相应的边坡位置上。

综上所述，本发明提供一种装配式框架结构的混凝土锚墩钢模板，包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板；所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板、次梁侧板、次梁底板、钢楞、对拉螺栓、柱、主梁底板和混凝土锚墩的锚头部；两个主梁侧板与两个次梁侧板形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板和次梁侧板的四个交叉处，主梁侧板和次梁侧板通过混凝土肋钢模板连接。本发明的钢模板为新型混凝土锚墩设计，使用新拌混凝土在浇筑过程中按照之前设计的混凝土锚墩的位置以及相应的几何形状，使之硬化成为钢筋混凝土结构或构件的模型，具有减少现场施工步骤、缩短施工周期、实现规范化管理生产、保证质量、经济环保的特点。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、使用本发明钢模板的预制预应力混凝土锚墩钢模板是由若干预制混凝土锚墩单元钢模板相互拼接而成，每一钢模板所制作的混凝土锚墩单元更加简易、安装更加轻便、且安装时容易调节。

2、本发明钢模板制作的预制预应力混凝土锚墩采用预应力混凝土格构梁，可改善梁的截面性能，可改善梁的截面性能，承受更大的锚固力，解决了传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降的缺陷；预制的预应力混凝土锚墩可降低梁体的厚度或减少受力钢筋，提高材料利用率，可以简化制作工艺，方便安装，且安装时容易调节，缩短了施工周期，并节约了施工成本。

3、使用本发明钢模板的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，在工厂预制钢模板过程中，可以实现规范化管理、生产，使预制预应力混凝土锚墩受力和造型上能达到最佳状态，保证了预制预应力混凝土锚墩的质量。

附图说明

图1是本发明的混凝土锚墩钢模板的主视图；

图2是本发明的混凝土锚墩钢模板的侧视图；

图3是本发明的混凝土锚墩钢模板的俯视图；

图4是本发明的混凝土肋钢模板的结构示意图；

图5是本发明的混凝土锚墩钢模板的横截面示意图；

图6是本发明的混凝土锚墩钢模板的施工现场图；

图7是本发明的混凝土锚墩肋钢模板的俯视图；

图8是本发明的混凝土锚墩的锚头部示意图。

1：主梁侧板；2：次梁侧板；3：钢楞；4：对拉螺栓；5：柱；6：主梁底板；7：混凝土锚墩的锚头部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-7所示，本发明提供了一种新型装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，所述混凝土锚墩钢模板包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板，所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板1、次梁侧板2、次梁底板、钢楞3、对拉螺栓4、柱5、主梁底板6、混凝土锚墩的锚头部7。

两个主梁侧板1之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的横梁；两个次梁侧板2之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的纵梁；两个主梁侧板1与两个次梁侧板2形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板1和次梁侧板2的四个交叉处、设置在所述混凝土锚墩钢模板的横梁和混凝土锚墩钢模板的纵梁的交叉部位的俯视图的横截面的四个角上；主梁侧板1与混凝土肋钢模板呈一定角度连接，次梁侧板2与混凝土肋钢模板呈一定角度连接，主梁侧板1和次梁侧板2通过混凝土肋钢模板连接。

主梁侧板1与主梁底板6连接在一起，主梁侧板1与主梁底板6垂直；次梁侧板2与次梁底板连接在一起，次梁侧板2与次梁底板垂直。

在两个主梁侧板1之间设置对拉螺栓4，用于两个主梁侧板1之间的拉结；在两个次梁侧板2之间设置对拉螺栓4，用于两个次梁侧板2之间的拉结。设置对拉螺栓4能够加强混凝土锚墩钢模板的整体刚度，减少和避免钢模板的变形。

混凝土锚墩钢模板的混凝土锚墩的锚头部7位于两个主梁侧板1和两个次梁侧板2的交叉部位的空间中，具体的，混凝土锚墩的锚头部7位于两个主梁侧板1和两个次梁侧板2的交叉部位的空间中的正中间位置，且所述混凝土锚墩的锚头部7高于所述主梁侧板1和所述次梁侧板2；在混凝土锚墩的锚头部7附近的主梁侧板1和次梁侧板2上都留有锚孔，用于插入锚杆钢筋。

在每个主梁侧板1上焊接三或四个钢楞3，在每个次梁侧板2上焊接二或三个钢楞3。

该钢楞3的作用是为了加强该预应力混凝土锚墩钢模板的整体刚度，减少和避免该混凝土锚墩钢模板的变形，但该钢楞3自身没有着力点，这就要靠柱5的作用，柱5按一定的距离固定在钢楞3的外边，柱5与所述钢楞3垂直，当混凝土拌合物受到振捣器振捣作用时，混凝土自重及受振捣作用共同产生的侧向力挤压钢模板，混凝土锚墩钢模板将侧压力传递给钢楞3，钢楞3再传递给柱5，柱5则因来自其两侧钢楞3的水平力的作用，承受水平拉力，柱5的截面有足够的抗拉强度。钢楞3以柱5为支座，起到多跨连接梁的作用。

混凝土锚墩钢模板纵向高度从中间到两端逐渐变小，混凝土锚墩钢模板纵向截面为矩形或梯形，混凝土锚墩钢模板中预留有设置纵筋、箍筋和预应力钢筋的空间，所述纵筋沿所述混凝土锚墩钢模板的横梁和混凝土锚墩钢模板的纵梁纵向设置，即纵筋与主梁侧板或与次梁侧板平行放置；所述箍筋包围所述纵筋，所述预应力钢筋设置在所述箍筋内靠近所述混凝土锚墩钢模板的横梁或混凝土锚墩钢模板的纵梁下部，且并不接触所述箍筋。

如图3和图4所示，所述混凝土肋钢模板围成的空间区域可以是矩形或者圆形，矩形混凝土肋钢模板中预留设置有网格状钢筋或放射状钢筋的空间，圆形混凝土肋钢模板中也同样预留设置有网格状钢筋或放射状钢筋的空间，其中，所述钢筋为直径至少为20mm的HRB400普通钢筋、直径至少为10mm的HRB335箍筋或HRB400箍筋。

如图7或图8所示，所述混凝土锚墩钢模板的混凝土锚墩的锚头部7包括凹槽71、垫板72和锚孔73，其中混凝土锚墩的锚头部7设置于所述混凝土锚墩钢模板的横梁和混凝土锚墩钢模板的纵梁交叉部位的中间位置，凹槽71设置于锚头部7的上部，所述垫板72设置于所述凹槽71的底部、底板的上部，垫板中设置有与凹槽71直径相同的锚孔，用于插入锚杆或钢筋。

该混凝土锚墩钢模板的钢楞3使用角钢，位置靠下的钢楞3平行于所在侧板的下边缘，位置靠上的钢楞3平行于所在侧板的上边缘。钢楞3一般用圆钢管、矩形钢管、槽钢或内卷边槽钢。

在两个主梁侧板1之间和两个次梁侧板2之间设置对拉螺栓4，以增强混凝土锚墩钢模板抵抗混凝土挤压的能力。对拉螺栓4用于两个主梁侧板1或两个次梁侧板2之间的拉结，承受混凝土的侧压力和其他荷载，确保两个主梁侧板1或两个次梁侧板2之间的间距能满足设计要求，对拉螺栓4的布置对混凝土锚墩钢模板的整体性、刚度和强度影响很大，一般采用两端套丝的圆钢螺栓，又称穿墙螺栓，也有用扁钢两端留长孔，用楔形铁插入固定楔紧。

砌体结构是用砖砌成一个和十字混凝土锚墩钢模板相匹配的十字形状的砖体结构，在砌体结构的底部留一个洞，用于设置对拉螺栓4，该砌体结构的上边承载混凝土锚墩钢模板的主梁底板6以及次梁底板，相邻的主梁侧板1与次梁侧板2采用板件搭接，再用螺栓进行固定。

混凝土锚墩钢模板的主梁侧板1、次梁侧板2和底板均可采用2.5-2.8mm厚的钢板轧制而成，钢楞3采用3mm厚的扁钢板，与主梁侧板1或次梁侧板2焊接。为了便于混凝土锚墩钢模板之间的拼装连接，主梁侧板1和次梁侧板2上开有多个连接孔，相邻连接孔的孔距为150mm。

所述混凝土锚墩钢模板单元的高度为400-600mm；所述混凝土肋钢模板高度为200-500mm。

混凝土肋的高度低于所述预应力混凝土锚墩单元的高度，即所述混凝土肋钢模板的高度低于所述主梁侧板(1)和所述次梁侧板(2)。

混凝土锚墩钢模板系统包括混凝土锚墩钢模板、支承部件以及紧固连接件。

混凝土锚墩钢模板的施工方法，包括如下步骤：

确定混凝土锚墩钢模板满足结构施工要求的形状和尺寸；

选择大规格的混凝土锚墩钢模板和小规格的混凝土锚墩钢模板，其中，所述大规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁次梁的侧板，小规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁和次梁的梁末端的模板，以及主梁与次梁之间的连接构件模板；

拼装所述混凝土锚墩钢模板；

使用支承部件将拼装完毕的所述混凝土锚墩钢模板固定并支承在相应的边坡位置上。

从施工的实际条件出发，以满足结构施工要求的形状、尺寸为前提，以大规格的混凝土锚墩钢模板为主，小规格的混凝土锚墩钢模板为辅，其中，大规格的混凝土锚墩钢模板指主梁侧板和次梁侧板，小规格的混凝土锚墩钢模板指主梁和次梁梁末端的模板、以及主梁与次梁之间的连接构件模板。主梁侧板4块，次梁侧板4块，梁末端模板4块，主梁和次梁之间的连接构件模板4块。

减少混凝土锚墩钢模板块数，方便混凝土锚墩钢模板拼装，不足混凝土锚墩钢模板尺寸的部位用混凝土锚墩钢模板镶补，为了提高混凝土锚墩钢模板的整体刚度，可以采取错缝组拼。对于钢板材料不足以直接制造模板可以使用多块钢板进行拼接镶补，针对各个位置的模板，因地制宜的进行合理选取。

混凝土锚墩钢模板有平面钢模板、转角钢模板(包括阴角模、阳角模和连接角模)及各种卡具，所述卡具是用于连接紧固模板的小型构件。

支承部件的作用是将拼装完毕的混凝土锚墩钢模板固定并支承在相应的边坡设计位置上，承受混凝土锚墩钢模板传来的一切荷载。由于在施工中，一些较小零件容易丢失损坏，在工程中使用钢制脚手架做混凝土锚墩钢模板支撑，钢制脚手架包括扣件钢管脚手架、门形脚手架等。

综上所述，本发明提供一种装配式框架结构的混凝土锚墩钢模板，包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板；所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板、次梁侧板、次梁底板、钢楞、对拉螺栓、柱、主梁底板和混凝土锚墩的锚头部；两个主梁侧板与两个次梁侧板形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板和次梁侧板的四个交叉处，主梁侧板和次梁侧板通过混凝土肋钢模板连接。本发明的钢模板为新型混凝土锚墩设计，使用新拌混凝土在浇筑过程中按照之前设计的混凝土锚墩的位置以及相应的几何形状，使之硬化成为钢筋混凝土结构或构件的模型，具有减少现场施工步骤、缩短施工周期、实现规范化管理生产、保证质量、经济环保的特点。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述混凝土锚墩钢模板包括混凝土锚墩钢模板单元和混凝土锚墩肋钢模板；

所述混凝土锚墩钢模板单元包括：主梁侧板(1)、次梁侧板(2)、次梁底板、钢楞(3)、对拉螺栓(4)、柱(5)、主梁底板(6)和混凝土锚墩的锚头部(7)；

两个主梁侧板(1)之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的横梁，并与主梁底板(6)连接；两个次梁侧板(2)之间平行设置，形成混凝土锚墩钢模板的纵梁，并与次梁底板连接；

在每个主梁侧板(1)和次梁侧板(2)上焊接钢楞(3)；

在两个主梁侧板(1)之间和两个次梁侧板(2)之间设置对拉螺栓(4)，用于侧板之间的拉结；

混凝土锚墩的锚头部(7)位于两个主梁侧板(1)和两个次梁侧板(2)的交叉部位的空间中的中间位置；

两个主梁侧板(1)与两个次梁侧板(2)形成十字交叉型，所述混凝土锚墩肋钢模板位于所述混凝土锚墩钢模板单元的主梁侧板(1)和次梁侧板(2)的四个交叉处，主梁侧板(1)和次梁侧板(2)通过混凝土肋钢模板连接。

2.根据权利要求1所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述混凝土锚墩的锚头部(7)高于所述主梁侧板(1)和所述次梁侧板(2)，所述混凝土肋钢模板的高度低于所述主梁侧板(1)和所述次梁侧板(2)；

位置靠下的钢楞(3)平行于所在侧板的下边缘，位置靠上的钢楞(3)平行于所在侧板的上边缘。

3.根据权利要求2所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，在混凝土锚墩的锚头部(7)附近的主梁侧板(1)和次梁侧板(2)上都留有锚孔，用于插入锚杆或钢筋。

4.根据权利要求3所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述混凝土锚墩钢模板纵向高度从中间到两端逐渐变小，混凝土锚墩钢模板中预留有设置纵筋、箍筋和预应力钢筋的空间。

5.根据权利要求4所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述纵筋沿所述混凝土锚墩钢模板的横梁和混凝土锚墩钢模板的纵梁纵向设置，并与主梁侧板或次梁侧板平行；所述箍筋包围所述纵筋，所述预应力钢筋设置在所述箍筋内靠近所述混凝土锚墩钢模板的横梁或混凝土锚墩钢模板的纵梁下部，且并不接触所述箍筋。

6.根据权利要求5所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述混凝土锚墩的锚头部(7)包括凹槽(71)、垫板(72)和锚孔(73)，所述凹槽(71)设置于所述锚头部(7)的上部，所述垫板(72)设置于所述凹槽(71)的底部、底板的上部。

7.根据权利要求6所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，所述垫板(72)中设置有与所述凹槽(71)直径相同的锚孔，用于插入锚杆或钢筋。

8.根据权利要求7所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，其特征在于，包括砌体结构，所述砌体结构是一个和混凝土锚墩钢模板单元相匹配的十字形状的砖体结构，在砌体结构的底部留一个洞，用于设置对拉螺栓。

9.一种混凝土锚墩钢模板系统，其特征在于，包括权利要求1-8所述的装配式框架结构的预应力混凝土锚墩钢模板，以及支承部件、紧固连接件。

10.一种如权利要求1-8所述的混凝土锚墩钢模板的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

确定混凝土锚墩钢模板满足结构施工要求的形状和尺寸；

选择大规格的混凝土锚墩钢模板和小规格的混凝土锚墩钢模板，其中，所述大规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁次梁的侧板，小规格的混凝土锚墩钢模板代表主梁和次梁的梁末端的模板，以及主梁与次梁之间的连接构件模板；

拼装所述混凝土锚墩钢模板；

使用支承部件将拼装完毕的所述混凝土锚墩钢模板固定并支承在相应的边坡位置上。

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