CN113293694A - 一种用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺，其翻模框架结构包括墩身模板、托架以及框架平台；墩身模板用于定位在墩身上，并可作为墩身混凝土浇筑模板；托架设置在墩身模板的顶部外侧；框架平台设在托架上，框架平台中设有走道和爬梯，框架平台内设有用于控制墩身主筋位置的主筋定位结构。所述墩身模板的顶部设有护栏，框架平台的下端位于护栏内。本发明克服了常规劲性骨架不可周转的局限，受力明确、传力可靠，不仅能精确控制钢筋的线形，确保混凝土保护层厚度满足设计要求，而且能有效实现定位结构的快速周转，对于墩身钢筋快速安装、定位及保护层厚度控制具有广泛的使用性，施工高效，降低了成本。

Description

一种用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种用于桥梁现浇墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺。

背景技术

随着我国经济的发展，越来越多的工程注重以全寿命周期和耐久性提升为导向，根据最新规范《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017)混凝土保护层作为钢筋混凝土结构耐久性的重要指标，在质量验收过程中作为关键项目，质量合格率要求不得低于95％。

为了控制墩身保护层厚度，提高墩身结构的耐久性，目前多采用设置劲性骨架的方法来提高墩身钢筋的刚度，进而控制钢筋变形，从而达到控制保护层厚度的目的。

由于劲性骨架无法拆除，只能作为施工辅助措施浇筑到墩身内，造成施工成本的增加，对于引桥墩身较多的项目而言，这类措施费用的成本投入较大，不经济。

为了节约成本，对于墩高不超过30m的墩身现浇混凝土，可以不设置劲性骨架，直接通过在承台上放样定位出主筋的位置，再通过控制混凝土保护层垫块和模板间的间距来控制混凝土保护层厚度。

传统工艺分为两种，均存一定的不足：

(1)通过立脚手架施工

作为传统工艺，采用脚手架施工墩身，是通过在墩身周围架立脚手架(碗扣式、锁扣式、门架式等等)，利用脚手架作为施工平台，进行墩身钢筋安装，并控制模板的安装和拆卸，这种工艺用于墩身高度较小(10m以内)是比较合适的，但是对于高度超过10m的墩身，采用这种工艺局限性在于：

1、支架刚度小，容易产生变形而导致墩身混凝土保护层厚度超标，不利于墩身质量控制；

2、落地支架的用钢量大，不经济；

3、施工作业面狭小，对于翻模施工，每施做一节墩身需要将该节墩身的支架拆卸以后才能进行模板的拆卸和墩身下一节段的支模，支架搭设和拆卸周期长，工效低，影响施工进度；

4、由于上述原因，支架不能高于上一节墩身，因此对于墩身钢筋不能设置定位装置，钢筋线形难以控制，墩身混凝土保护层厚度容易超标，不利于墩身质量控制。

(2)通过装配式落地防护支架进行墩身施工

采用装配式落地防护支架是对传统脚手架施工墩身的一种改进，施工原理与传统工艺没有变化，只是通过装配式的工艺将传统脚手架的刚度和支架本身加工质量进行提升，并通过模块式的吊装拆卸，在一定程度上提高了墩身的施工工效。

但这种工艺还是存在以下不足：

1、用钢量大，不经济；

2、施工作业面狭小，对于翻模施工，每施做一节墩身需要将该节墩身的支架拆卸以后才能进行模板的拆卸和墩身下一节段的支模，支架搭设和拆卸周期长，工效仍然较低；

3、由于上述原因，支架不能高于上一节墩身，因此对于墩身钢筋不能设置定位装置，钢筋线形难以控制，墩身混凝土保护层厚度容易超标，不利于墩身质量控制。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺，其墩身主筋定位简便，可确保墩身混凝土保护层质量，施工高效，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种用于墩身高效施工的翻模框架结构，包括：

墩身模板，用于定位在墩身上，并可作为墩身混凝土浇筑模板；

托架，托架设置在墩身模板的顶部外侧；

框架平台，框架平台设在托架上，框架平台中设有走道和爬梯，框架平台内设有用于控制墩身主筋位置的主筋定位结构。

所述墩身模板的顶部设有护栏，框架平台的下端位于护栏内。

所述墩身模板为方形模板结构，相邻模板通过拼装固定，托架的内端焊接在墩身模板的顶部。

所述框架平台为中空的方形框架结构，框架结构内设有两层以上的走道，不同层走道之间通过爬梯相连，主筋定位结构设在方形框架结构内侧。

所述主筋定位结构包括一组基准套管和用于墩身主筋定位的一组定位钢管，基准套管对应方向框架结构内拐角设置，一组定位钢管形成方形结构设在基准套管上。

所述框架平台内的主筋定位结构为上下设置的两层以上定位结构。

所述基准套管和定位钢管之间可拆卸相连。

一种利用所述用于墩身高效施工的翻模框架结构的墩身施工工艺，包括以下步骤：

步骤1：在承台上放出首节墩身角点，用墨线定出墩身混凝土外轮廓线，并吊装框架平台设在承台上；

步骤2：框架平台安装就位；

步骤3：框架平台内安装定位钢管；

步骤4：架设墩身主筋，通过定位钢管对墩身主筋定位；

步骤5：墩身主筋定位后，进行箍筋绑扎；

步骤6：墩身标准节箍筋全部绑扎完成后，通过吊装设备吊离框架平台；

步骤7：在承台上安装墩身模板，之后在模板顶部安装托架；

步骤8：自下而上完成首节墩身第一、二节模板安装；

步骤9：浇筑首节墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，拆除第一节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤10：吊装框架平台置于基准模后进行定位和调平；

步骤11：重复上述步骤3～6完成第二节段墩身钢筋安装；

步骤12：自下而上完成墩身第一、三节模板安装；

步骤13：浇筑第二节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第二、一节墩身模板，并保留第三节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤14：重复上述步骤2～6完成第三节段墩身钢筋安装；

步骤15：自下而上完成墩身第二、一节模板安装；

步骤16：浇筑第三节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第三、二节墩身模板，并保留第一节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤17：重复上述步骤2～6完成第四节段墩身钢筋安装；

步骤18：自下而上完成墩身第三、二节模板安装；

步骤19：浇筑第四节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第一、三节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节施工基准模；

步骤20：重复以上翻模施工步骤10～19，直至墩身完成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

该用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺设计合理，克服了常规劲性骨架不可周转的局限，受力明确、传力可靠，不仅能精确控制钢筋的线形，确保混凝土保护层厚度满足设计要求，而且能有效实现定位结构的快速周转，对于墩身钢筋快速安装、定位及保护层厚度控制具有广泛的使用性，施工高效，降低了成本。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明结构立面布置示意图。

图2为本发明结构平面布置示意图。

图3为本发明墩身标准段模板结构示意图。

图4为本发明托架布置结构示意图。

图5为本发明框架平台立面示意图。

图6为本发明框架平台平面示意图。

图7为本发明首节墩身框架平台安装示意图。

图8为本发明首节墩身第一、二节模板安装示意图。

图9为本发明框架平台置于基准模上第二节钢筋绑扎示意图。

图10为本发明安装第一、三节模板浇注第二节段墩身示意图。

图11为本发明第三节段钢筋绑扎示意图。

图12为本发明安装第二、一节模板浇注第三节段墩身示意图。

图13为本发明第四节段钢筋绑扎示意图。

图14为本发明安装第三、二节模板浇注第四节段墩身示意图。

图15为本发明墩身总体施工流程图。

图中：

1.墩身模板、2.托架、3.护栏、4.框架平台、5.走道、6.基准套管、7.定位钢管、8.爬梯、9.横梁、10.立柱、11.承台、12.墩身主筋、13.墩身。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图15所示，该用于墩身高效施工的翻模框架结构，包括墩身模板1、托架2以及框架平台4；墩身模板1用于定位在墩身13上，并可作为墩身混凝土浇筑模板；托架2设置在墩身模板的顶部外侧；框架平台4设在托架上，框架平台中设有走道5和爬梯8，框架平台内设有用于控制墩身主筋12位置的主筋定位结构。

墩身模板1为方形模板结构，相邻模板通过紧固件拼装固定，托架的内端焊接在墩身模板的顶部；墩身模板的顶部设有护栏3，框架平台的下端位于护栏内，安全可靠。

框架平台4内的主筋定位结构为上下设置的两层以上定位结构；框架平台为中空的方形框架结构，框架结构内设有两层以上的走道，不同层走道之间通过爬梯相连，主筋定位结构设在方形框架结构内侧，便于对墩身的主筋定位操作。

主筋定位结构包括一组基准套管6和用于墩身主筋定位的一组定位钢管7，基准套管对应方向框架结构内拐角设置，一组定位钢管形成方形结构设在基准套管上；基准套管和定位钢管之间可拆卸相连，可根据主筋形线调整定位钢管的位置，主筋定位操作简便。

通过在模板上设置牛腿形的托架，对应每侧模板的顶部均设有水平的一组牛腿托架，并在托架上设置整体式翻模框架平台，模板、托架和翻模框架平台均在工厂标准化制作，避免了高墩身需要架立高支架而导致用钢量太大的缺点，降低了成本。

模板和托架依托已经浇筑完毕的墩身，框架平台立于托架上，结构刚度大、受力明确、结构本身自重小，上节墩身的钢筋架设完成后仅需将框架平台吊离托架，然后完成常规翻模操作将上节墩身混凝土浇筑，该节墩身施工完成后，再将框架平台立于托架上，实施工艺可操作性强，工效高。

框架平台4能高于上一节墩身，提供一种适用于墩身钢筋安装及混凝土保护层控制定位结构，它通过设置在墩身模板上的平台以及平台与钢筋间可快速拆卸的脚手管组成。依托该平台可以快速进行墩身钢筋的安装；平台上设置有定位结构，通过该结构可以快速、有效地控制墩身钢筋的安装线形，不需要设置劲性骨架，降低了成本。

本发明中通过可快速拆卸的脚手管将墩身主筋控制在一个平面位置，可确保墩身混凝土保护层质量。

墩身模板为分离的三节，通过三节墩身模板循环利用，实现高效施工；利用所述用于墩身高效施工的翻模框架结构的墩身施工工艺，包括以下步骤：

步骤1：在承台11上放出首节墩身角点，用墨线定出墩身混凝土外轮廓线，并吊装框架平台设在承台上；步骤2：框架平台安装就位；步骤3：框架平台内安装定位钢管；步骤4：架设墩身主筋，通过定位钢管对墩身主筋定位；步骤5：墩身主筋定位后，进行箍筋绑扎；步骤6：墩身标准节箍筋全部绑扎完成后，通过吊装设备吊离框架平台；步骤7：在承台上安装墩身模板，之后在模板顶部安装托架；步骤8：自下而上完成首节墩身第一、二节模板安装；步骤9：浇筑首节墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，拆除第一节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节段施工基准模；步骤10：吊装框架平台置于基准模后进行定位和调平；步骤11：重复上述步骤3～6完成第二节段墩身钢筋安装；步骤12：自下而上完成墩身第一、三节模板安装；步骤13：浇筑第二节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第二、一节墩身模板，并保留第三节墩身模板作为下一节段施工基准模；步骤14：重复上述步骤2～6完成第三节段墩身钢筋安装；步骤15：自下而上完成墩身第二、一节模板安装；步骤16：浇筑第三节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第三、二节墩身模板，并保留第一节墩身模板作为下一节段施工基准模；步骤17：重复上述步骤2～6完成第四节段墩身钢筋安装；步骤18：自下而上完成墩身第三、二节模板安装；步骤19：浇筑第四节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第一、三节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节施工基准模；步骤20：重复以上翻模施工步骤10～19，直至墩身完成。

本发明用于墩身高效施工的翻模框架结构及施工工艺设计合理，克服了常规劲性骨架不可周转的局限，受力明确、传力可靠，不仅能精确控制钢筋的线形，确保混凝土保护层厚度满足设计要求，而且能有效实现定位结构的快速周转，对于墩身钢筋快速安装、定位及保护层厚度控制具有广泛的使用性，施工高效，降低了成本。

优选具体实例为：

本发明由墩身模板1、固定在模板上的托架2、设置在托架上的框架平台4和平台与钢筋间可快速拆卸的定位结构四部分组成。

模板作为墩身混凝土浇筑模板，采用型钢和钢板在工厂精加工而成，运至现场后进行预拼装，经检验无误后，再在指定位置焊接固定在模板上的托架，为确保后续的框架平台平面位置和高程准确无误，各牛腿托架间的顶口必须保证平齐。

设置在托架上的框架平台由型钢焊接而成，型钢的截面尺寸根据墩身截面大小和墩身周围风荷载的情况经计算而确定。框架平台总高度为7.2m，由外围4个立柱10、内侧4个立柱通过每2m设置一层横梁9连接成整体，分4层，为方便主筋连接，箍筋安装(绑扎或焊接)，梁上铺设走道；为了提高框架平台的整体稳定性，在外围立柱之间通过斜撑杆相连成整体。

可快速拆卸的主筋定位结构由基准套管和定位钢管组成：为了有效控制墩身主筋的安装架立精度，防止主筋脱离设计平面位置，在框架平台上设置有基准套管，基准套管共分为上下两层、每层基准套管在框架平台内侧的四个立柱上各设有两个基准套管(每层共8个，呈直角布置，上下错开约20cm,方便定位钢管安装)；定位钢管则在框架平台的平面及高程调整到位后，依托基准套管设置，每层定位钢管共4个。墩身主筋安装如图1和图2所示。

墩身施工工艺包括以下步骤：

步骤一：在承台上放出首节墩身(6m)角点，用墨线定出墩身混凝土外轮廓线，并吊装框架平台。

步骤二：框架平台安装就位(通过基准套管下放铅垂线动态调整框架平台的水平位置，使其底座保持在同一个水平面上，另根据混凝土外轮廓线精确定位框架平台的平面位置，保证后续定位钢管位置安装准确)。

步骤三：安装定位钢管(定位钢管上根据墩身主筋的间距刻有刻度)。

步骤四：架设墩身主筋(按照定位钢管上的刻度，通过铁丝将墩身主筋绑扎在定位钢管上，从而精确定位墩身主筋的平面位置和钢筋间距)。

步骤五：墩身主筋定位后，进行箍筋绑扎，可确保箍筋绑扎精度，有效提高保护层合格率。

步骤六：墩身标准节箍筋全部绑扎完成后，通过吊装设备吊离框架平台。

步骤七：安装模板牛腿托架(设置在模板背面，采用焊接进行连接)，为了使框架平台的基底标高一致，注意牛腿托架顶面调平。

步骤八：自下而上完成首节墩身第一、二节模板安装(3m/节，共6m)；见图8。

步骤九：浇筑首节墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，拆除第一节墩身模板，并保留第二节墩身模板(含牛腿托架)作为下一节段施工基准模。

步骤十：吊装框架平台置于基准模后进行精确定位和调平(方法同步骤二)。见图9。

步骤十一：重复上述步骤三～六完成第二节段墩身钢筋安装。

步骤十二：自下而上完成墩身第一、三节模板安装(3m/节，共6m)；见图10。

步骤十三：浇筑第二节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第二、一节墩身模板，并保留第三节墩身模板(含牛腿托架)作为下一节段施工基准模。

步骤十四：重复上述步骤二～六完成第三节段墩身钢筋安装；见图11。

步骤十五：自下而上完成墩身第二、一节模板安装(3m/节，共6m)；见图12。

步骤十六：浇筑第三节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第三、二节墩身模板，并保留第一节墩身模板(含牛腿托架)作为下一节段施工基准模。

步骤十七：重复上述步骤二～六完成第四节段墩身钢筋安装；见图13。

步骤十八：自下而上完成墩身第三、二节模板安装(3m/节，共6m)；见图14。

步骤十九：浇筑第四节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第一、三节墩身模板，并保留第二节墩身模板(含牛腿托架)作为下一节施工基准模。

步骤二十：重复以上翻模施工步骤十～十九，直至墩身完成。

本发明框架平台的采用基准套管和定位钢管共同组合形成钢筋定位系统，有效控制墩身主筋的安装架立精度；模板与牛腿托架组合，提高了框架平台的安装效率；框架平台结构整体刚度大、自重轻，可以实现快速周转使用；实施工艺可操作性强，不增加设备投入，不影响施工工期。

上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：包括：

墩身模板，用于定位在墩身上，并可作为墩身混凝土浇筑模板；

托架，托架设置在墩身模板的顶部外侧；

框架平台，框架平台设在托架上，框架平台中设有走道和爬梯，框架平台内设有用于控制墩身主筋位置的主筋定位结构。

2.如权利要求1所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述墩身模板的顶部设有护栏，框架平台的下端位于护栏内。

3.如权利要求1所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述墩身模板为方形模板结构，相邻模板通过拼装固定，托架的内端焊接在墩身模板的顶部。

4.如权利要求1所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述框架平台为中空的方形框架结构，框架结构内设有两层以上的走道，不同层走道之间通过爬梯相连，主筋定位结构设在方形框架结构内侧。

5.如权利要求4所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述主筋定位结构包括一组基准套管和用于墩身主筋定位的一组定位钢管，基准套管对应方向框架结构内拐角设置，一组定位钢管形成方形结构设在基准套管上。

6.如权利要求5所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述框架平台内的主筋定位结构为上下设置的两层以上定位结构。

7.如权利要求5所述用于墩身高效施工的翻模框架结构，其特征在于：所述基准套管和定位钢管之间可拆卸相连。

8.一种利用如权利要求1至7任一项所述用于墩身高效施工的翻模框架结构的墩身施工工艺，其特征在于：所述墩身施工工艺包括以下步骤：

步骤1：在承台上放出首节墩身角点，用墨线定出墩身混凝土外轮廓线，并吊装框架平台设在承台上；

步骤2：框架平台安装就位；

步骤3：框架平台内安装定位钢管；

步骤4：架设墩身主筋，通过定位钢管对墩身主筋定位；

步骤5：墩身主筋定位后，进行箍筋绑扎；

步骤6：墩身标准节箍筋全部绑扎完成后，通过吊装设备吊离框架平台；

步骤7：在承台上安装墩身模板，之后在模板顶部安装托架；

步骤8：自下而上完成首节墩身第一、二节模板安装；

步骤9：浇筑首节墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，拆除第一节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤10：吊装框架平台置于基准模后进行定位和调平；

步骤11：重复上述步骤3～6完成第二节段墩身钢筋安装；

步骤12：自下而上完成墩身第一、三节模板安装；

步骤13：浇筑第二节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第二、一节墩身模板，并保留第三节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤14：重复上述步骤2～6完成第三节段墩身钢筋安装；

步骤15：自下而上完成墩身第二、一节模板安装；

步骤16：浇筑第三节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第三、二节墩身模板，并保留第一节墩身模板作为下一节段施工基准模；

步骤17：重复上述步骤2～6完成第四节段墩身钢筋安装；

步骤18：自下而上完成墩身第三、二节模板安装；

步骤19：浇筑第四节段墩身混凝土，混凝土养护完成并达到设计强度后，依次拆除第一、三节墩身模板，并保留第二节墩身模板作为下一节施工基准模；

步骤20：重复以上翻模施工步骤10～19，直至墩身完成。

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