CN112238518B - 一种基于离心法的免模板快速施工墩柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，涉及桥梁下部结构建设领域，包括第一预制管型膜壳和第二预制管型膜壳，所述第一预制管型膜壳位于所述第二预制管型膜壳的正下方，所述预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳上管端的端口处设置有第一管端连接钢板，所述预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳下管端的端口处设置有第二管端连接钢板。该基于离心法的免模板快速施工墩柱中发明了一种预制管型模壳，该模壳在工厂采用离心法预制，预制节段为标准长度，现场拼接组装，可作为浇筑墩柱核心混凝土的模板，现场无需拆立模板，施工速度快，生产效率高，同时节约了模板成本。

Description

一种基于离心法的免模板快速施工墩柱

技术领域：

本发明涉及桥梁下部结构建设领域，具体涉及一种基于离心法的免模板快速施工墩柱。

背景技术：

随着我国经济不断发展，桥梁等基础建设规模不断扩大，对桥梁建设的生产质量、生产效率、节能环保等各方面都提出了更高的要求，其中桥梁下部结构墩柱是桥梁建设中必不可少的构件，且需求量大。

传统的现浇墩柱为在施工现场架立模板、绑钢筋笼、浇筑混凝土，其优点是连接节点抗震性能强，结构整体性好，但存在如下缺点：

(1)需要现场拆立模板，模板需求量大，立模拆模耗时长，周转效率低，施工周期长；

(2)浇筑的墩身混凝土为普通混凝土，抗拉性能和耐久性等相对较弱，常常达不到设计年限就会产生墩身裂缝、腐蚀等病害，后期维护成本高；

(3)现浇墩柱所有工序现场操作，构件质量受工人技术水平、天气状况、周围环境等因素制约，且无法实现标准化生产，生产效率低，现场污染大，不节能环保。

传统全预制墩柱为在工厂预制好整个墩柱，运往施工现场进行吊装，浇筑连接节点形成桥梁结构整体，其优点是可实现工业化生产安装，但存在如下缺点：

(1)全预制墩柱与盖梁、承台等构件非整体浇筑，现场浇筑连接节点，连接质量难以保证，结构整体性相对较差，不适宜用在高烈度区；

(2)工厂预制好整体墩柱后运输至现场，墩柱重量大，运输成本高，现场吊装难度大；

(3)整体预制墩柱尺寸、长度固定，往往需要定制设计，组装灵活性差，通用性低。

发明内容：

为解决上述背景技术中提出的在保证桥梁结构整体性好、安全性高、抗震能力强、耐久性好的前提下，实现桥梁墩柱快速生产、模板节约、运输成本及吊装难度减小、生产效率提高问题，本发明提供了一种基于离心法的免模板快速施工墩柱。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，包括第一预制管型膜壳和第二预制管型膜壳，所述第一预制管型膜壳位于所述第二预制管型膜壳的正下方，所述第一预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳的上方管端的端口处均设置有第一管端连接钢板，所述第一预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳的下方管端的端口处均设置有第二管端连接钢板；

所述第一管端连接钢板的下方钢板平面焊接有若干第一预埋钢筋，若干所述第一预埋钢筋固定插接于所述第一管型膜壳与所述第二预制管型膜壳上方管端的膜壳内部，所述第一管端连接钢板的内侧固定焊接有若干限位钢筋；

所述第二管端连接钢板的上方钢板平面焊接有若干第二预埋钢筋，所述第二预埋钢筋固定插接于所述第一管型膜壳与所述第二预制管型膜壳下方管端的膜壳内部；

所述第一预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳的内部设置有若干内置纵筋与内置箍筋，所述内置纵筋与所述内置箍筋构成墩身内置钢筋骨架；

所述第一预制管型膜壳与所述第二预制管型膜壳的管道内部浇筑有管芯现浇混泥土。

优选的，所述第一预制管型模壳与所述第二预制管型膜壳为工厂采用离心法预制、材料采用纤维混凝土、节段长度标准化的薄壁管型壳。

优选的，所述第一管端连接钢板与所述第二管端连接钢板均为一定厚度环状钢板，所述第一管端连接钢板、所述第二管端连接钢板、所述第一预制管型模壳和第二预制管型膜壳的内外孔直径尺寸一致。

优选的，多组预制管型模壳通过相邻管端连接钢板对正环向连续焊接，连接成整体管型模壳。

优选的，所述第一预制管型膜壳的上方顶端设置有第一抱箍，所述第一抱箍有两组，且通过螺栓抱箍于所述第一预制管型膜壳的上方顶端，两组所述第一抱箍外侧壁的中间均焊接有弧形卡槽；

所述第二预制管型膜壳的下方底端设置有第二抱箍，所述第二抱箍有两组，且通过螺栓抱箍于所述第二预制管型膜壳的下方底端，两组所述第二抱箍外侧壁的中间均焊接有弧形卡板；

所述弧形卡板通过转动卡接于所述弧形卡槽的内壁，所述弧形卡板与所述弧形卡槽构成卡合结构。

本发明的工作原理以及具体流程：一种基于离心法的免模板快速施工墩柱的应用，首先，在工厂生产标准节段的第一预制管型模壳、第二预制管型模壳、第一管端连接钢板和第二管端连接钢板，预制管型模壳和管端连接钢板在工厂同期预制并预埋钢筋连接；然后，根据墩柱设计长度，现场拼接若干标准节段的第一预制管型模壳与第二预制管型模壳，先将两组第一抱箍通过螺栓抱箍在第一预制管型膜壳的上方顶端，两组第二抱箍通过螺栓抱箍于第二预制管型膜壳的下方底端，再将第二预制管型模壳吊起，通过限位钢筋对第二预制管型模壳进行限位，将第二预制管型模壳放置于第一预制管型模壳的上方，再通过转动第二预制管型膜壳，使得弧形卡板卡接于弧形卡槽的内壁，将第二预制管型膜壳相对于暂时固定在第一预制管型膜壳的上方，使得第一预制管型模壳与第二预制管型模壳完成更加准确的定位，同时确保拼接过程的安全性，之后，焊接相邻模壳端部第一管型连接钢板与第二管端连接钢板，形成整体管型模壳，拆除第一抱箍和第二抱箍，周转使用；最后，制作由内置纵筋与内置箍筋构成的墩身内置钢筋骨架，吊放墩身内置钢筋骨架进入整体管型模壳内舱，再向整体管型模壳舱内浇筑管芯现浇混凝土，通过将管芯现浇混凝土浇筑于若干第一预制管型模壳与若干第二预制管型膜壳的管道舱内，将内置纵筋与内置箍筋构成的墩身内置钢筋骨架与预制管型模壳连接成整体，养护形成完整墩柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该基于离心法的免模板快速施工墩柱中发明了一种预制管型模壳，该模壳在工厂采用离心法预制，预制节段为标准长度，现场拼接组装，可作为浇筑墩柱核心混凝土的模板，现场无需另外拆立模板，施工速度快，生产效率高，同时节约了模板成本。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱的管型模壳为采用纤维混凝土、采用离心法在工厂制作而成，材料性能优、强度高，作为墩柱的附加保护层能很大程度上加强墩柱的耐久性，增加使用寿命，减少后期病害，节约养护成本。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱中的预制管型模壳为标准长度预制节段，两端面预埋连接钢板，可根据墩柱设计长度灵活选择预制管型模壳数量进行组装，模壳之间通过端头钢板焊接连接，连接简单快速，便于标准化生产安装。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱中墩身核心混凝土为现浇混凝土，可实现墩身与盖梁、承台等相关连接节点整体浇筑，桥梁结构的整体性好、抗震能力强，可适用于高烈度区，适用范围广。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱中墩柱工厂预制部分质量轻、体量小，方便运输，节约运输成本，并且方便吊装。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱通过焊接有弧形卡板和弧形卡槽的抱箍配合安装，通过吊车将第二预制管型膜壳吊起与第一预制管型膜壳对正后，弧形卡板转动卡接于弧形卡槽的内壁，可将第二预制管型膜壳进行准确定位并实现临时固定，具有确保第一预制管型膜壳与第二预制管型膜壳对接位置准确、焊接稳定、安全施工的作用，另外，通过弧形卡板和弧形卡槽实现将第二预制管型膜壳与第一预制管型膜壳相对固定的过程，无需任何其它辅助固定用具，操作过程简单不繁琐，大大减小了劳动强度，在安全生产的前提下，提高了施工的效率。并且，焊接有弧形卡槽的第一抱箍和焊接有弧形卡板的第二抱箍通过螺栓临时抱箍于第一预制管型模壳和第二预制管型模壳外壁，待第二预制管型膜壳与第一预制管型膜壳焊接固定后，可将第二抱箍与第一抱箍拆除，在下一组预制管型膜壳上使用，实现循环周转使用，拧下螺栓即可拆除抱箍，拆除简单，且有效的避免了材料的浪费。

该基于离心法的免模板快速施工墩柱通过弧形卡板和弧形卡槽可实现第二预制管型膜壳和第一预制管型膜壳之间的精准定位，使得第二预制管型膜壳下方底端端口的第二管端连接钢板与第一预制管型模板上方的第一管端连接钢板准确的契合，使得后续的环形焊接连接工作更有效率的进行，另外，弧形卡板和弧形卡槽设置为折弯形，当两者卡接时，与预制管型膜壳之间空有间隙，方便环形焊接工作。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为免模板快速施工墩柱的结构示意图；

图2为第一预制管型膜壳、第一管端连接钢板、第一预埋钢筋和限位钢筋的连接关系结构示意图；

图3为第一预埋钢筋、第一管端连接钢板和限位钢筋结构示意图；

图4为第二预埋钢筋和第二管端连接钢板结构示意图；

图5为免模板快速施工墩柱的俯视结构示意图；

图6为第一预制管型膜壳与第二预制管型膜壳连接构造示意图；

图7为第一预制管型膜壳、第一抱箍和弧形卡槽的俯视结构示意图；

图8为第二预制管型膜壳、第二抱箍和弧形卡板的俯视结构示意图；

图9为弧形卡板和弧形卡槽的结构示意图；

其中：1、第一预制管型膜壳；2、第一管端连接钢板；3、内置纵筋；4、内置箍筋；5、第一预埋钢筋；6、限位钢筋；7、管芯现浇混泥土；8、第二预制管型膜壳；9、弧形卡板；10、弧形卡槽；11、第一抱箍；12、第二管端连接钢板；13、第二预埋钢筋；14、第二抱箍。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1：

请参阅图1-9，一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，包括第一预制管型膜壳1和第二预制管型膜壳8，第一预制管型膜壳1位于第二预制管型膜壳8的正下方，预制管型膜壳1与第二预制管型膜壳8的上方管端的端口处均设置有第一管端连接钢板2，预制管型膜壳1与第二预制管型膜壳8的下方管端的端口处均设置有第二管端连接钢板12；需要说明的是，第一预制管型模壳1与第二预制管型膜壳8为工厂采用离心法预制、材料采用纤维混凝土、节段长度标准化的薄壁管型壳；第一管端连接钢板2与第二管端连接钢板12均为一定厚度环状钢板，第一管端连接钢板2、第二管端连接钢板12、第一预制管型模壳1和第二预制管型膜壳8的内外孔直径尺寸一致。

第一管端连接钢板2的下方垂直钢板平面焊接有若干第一预埋钢筋5，若干第一预埋钢筋5固定插接于第一管型膜壳1与第二预制管型膜壳8上方管端的膜壳内部，第二管端连接钢板12的上方垂直钢板平面焊接有若干第二预埋钢筋13，第二预埋钢筋13固定插接于第一管型膜壳1与第二预制管型膜壳8下方管端的膜壳内部；第一管端连接钢板2的下方垂直钢板平面与第二管端连接钢板12的上方垂直钢板平面分别环绕均匀焊接若干第一预埋钢筋5与第二预埋钢筋13，管端连接钢板设置于预制管型模壳两端，通过将预埋钢筋预埋在在预制管型模壳的内部实现与预制管型模壳连接；另外，在第一管端连接钢板2的内侧固定焊接有若干限位钢筋6；为方便相邻第二预制管型模壳8对正，在下方第一预制管型模壳1的端头连接钢板2环内侧均匀焊接若干少量限位短筋6，限位短筋6顶部伸出第一预制管型模壳1一定长度，对上方待拼装第二预制管型模壳8进行限位。

第一预制管型膜壳1的上方顶端设置有第一抱箍11，第一抱箍11有两组，且通过螺栓抱箍于第一预制管型膜壳1的上方顶端，两组第一抱箍11外侧壁的中间均焊接有弧形卡槽10；第二预制管型膜壳8的下方底端设置有第二抱箍14，第二抱箍14有两组，且通过螺栓抱箍于第二预制管型膜壳8的下方底端，两组第二抱箍14外侧壁的中间均焊接有弧形卡板9；弧形卡板9通过转动卡接于弧形卡槽10的内壁，弧形卡板9与弧形卡槽10构成卡合结构。首先，将两组第一抱箍11通过螺栓固定套接在第一预制管型膜壳1的上方顶端，两组第二抱箍14通过螺栓固定套接于第二预制管型膜壳8的下方底端，再将第二预制管型膜壳8吊起放置于第一预制管型膜壳1的上方，之后，通过转动第二预制管型膜壳8，使得弧形卡板9卡接于弧形卡槽10的内壁，将第二预制管型膜壳8相对于暂时固定在第一预制管型膜壳1的上方；最后，需要说明的是，多组预制管型模壳通过相邻管端连接钢板对正环向连续焊接，连接成整体管型模壳；另外，第一抱箍和第二抱箍为临时构件，待预制管型模壳通过相邻管端连接钢板对正环向连续焊接成整体管型模壳后拆除，在下一组预制管型膜壳上使用，可循环周转使用。

第一预制管型膜壳1与第二预制管型膜壳8的内部设置有若干内置纵筋3与内置箍筋4，内置纵筋3与内置箍筋4构成墩身内置钢筋骨架；第一预制管型膜壳1与第二预制管型膜壳8的管道内部浇筑有管芯现浇混凝土7；通过将管芯现浇混凝土7浇筑于第一预制管型模壳1与第二预制管型膜壳8的管道舱内，将内置纵筋3与内置箍筋4构成的墩身内置钢筋骨架与第一预制管型模壳1和第二预制管型膜壳8连接成整体。

实施例2：

请参阅图1-9，该基于离心法的免模板快速施工墩柱，在工厂生产标准节段的第一预制管型模壳1、第二预制管型模壳8、第一管端连接钢板2和第二管端连接钢板12，预制管型模壳和管端连接钢板在工厂同期预制并通过预埋钢筋连接。

根据墩柱设计长度，现场拼接多组标准节段的第一预制管型模壳1与第二预制管型模壳8，先将两组第一抱箍11通过螺栓抱箍于第一预制管型膜壳1的上方顶端，两组第二抱箍14通过螺栓抱箍于第二预制管型膜壳8的下方底端，再将第二预制管型模壳8吊起，通过限位钢筋6对第二预制管型模壳8进行限位，将第二预制管型模壳8放置于第一预制管型模壳1的上方，在通过转动第二预制管型膜壳8，使得弧形卡板9卡接于弧形卡槽10的内壁，将第二预制管型膜壳8相对于暂时固定在第一预制管型膜壳1的上方，使得第一预制管型模壳1与第二预制管型模壳8完成更加准确的定位，同时确保拼接过程的安全性，最后，焊接第一管型连接钢板2与第二管端连接钢板12，形成整体管型模壳，焊接后，拆除第一抱箍和第二抱箍，在下一组预制管型膜壳上使用。

制作由置纵筋3与内置箍筋4构成的墩身内置钢筋骨架，吊放墩身内置钢筋骨架进入整体管型模壳内舱，再向整体管型模壳舱内浇筑管芯现浇混凝土7，通过将管芯现浇混凝土7浇筑于若干第一预制管型模壳1与若干第二预制管型膜壳8的管道舱内，将内置纵筋3与内置箍筋4构成的墩身内置钢筋骨架与多组第一预制管型模壳1和多组第二预制管型膜壳8组成的整体管型膜壳连接成整体，养护形成完整墩柱。

该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，包括第一预制管型膜壳(1)和第二预制管型膜壳(8)，其特征在于：所述第一预制管型膜壳(1)位于所述第二预制管型膜壳(8)的正下方，所述第一预制管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)的上方管端的端口处均设置有第一管端连接钢板(2)，所述第一预制管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)的下方管端的端口处均设置有第二管端连接钢板(12)；

所述第一管端连接钢板(2)的下方垂直钢板平面焊接有若干第一预埋钢筋(5)，若干所述第一预埋钢筋(5)固定插接于所述第一预制 管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)上方管端的膜壳内部；

所述第一管端连接钢板(2)的内侧固定焊接有若干限位钢筋(6)；

所述第二管端连接钢板(12)的上方垂直钢板平面焊接有若干第二预埋钢筋(13)，所述第二预埋钢筋(13)固定插接于所述第一预制 管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)下方管端的膜壳内部；

所述第一预制管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)的内部设置有若干内置纵筋(3)与内置箍筋(4)，所述内置纵筋(3)与所述内置箍筋(4)构成墩身内置钢筋骨架；

所述第一预制管型膜壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)的管道内部浇筑有管芯现浇混泥土(7)；

所述第一预制管型膜壳(1)的上方顶端设置有第一抱箍(11)，所述第一抱箍(11)有两组，且通过螺栓抱箍于所述第一预制管型膜壳(1)的上方顶端，两组所述第一抱箍(11)外侧壁的中间均焊接有弧形卡槽(10)；

所述第二预制管型膜壳(8)的下方底端设置有第二抱箍(14)，所述第二抱箍(14)有两组，且通过螺栓抱箍于所述第二预制管型膜壳(8)的下方底端，两组所述第二抱箍(14)外侧壁的中间均焊接有弧形卡板(9)；

所述弧形卡板(9)通过转动卡接于所述弧形卡槽(10)的内壁，所述弧形卡板(9)与所述弧形卡槽(10)构成卡合结构；

所述弧形卡板(9)和所述弧形卡槽(10)均为折弯形。

2.根据权利要求1所述的一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，其特征在于：所述第一预制管型膜 壳(1)与所述第二预制管型膜壳(8)为工厂采用离心法预制、材料采用纤维混凝土、节段长度标准化的薄壁管型壳。

3.根据权利要求1所述的一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，其特征在于：所述第一管端连接钢板(2)与所述第二管端连接钢板(12)均为一定厚度的环状钢板，所述第一管端连接钢板(2)、所述第二管端连接钢板(12)、所述第一预制管型膜 壳(1)和第二预制管型膜壳(8)的内外孔直径尺寸一致。

4.根据权利要求1所述的一种基于离心法的免模板快速施工墩柱，其特征在于：多组预制管型模壳通过相邻管端连接钢板对正环向连续焊接，连接成整体管型模壳。

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