CN113957785A - 一种内模系统及空心桥墩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种内模系统及空心桥墩的施工方法，涉及桥梁施工技术领域，所述内模系统包含多节首尾相连的内模装置，每节内模装置包含由多块弧形模板组成的外框模板组件，以及驱动弧形模板向内收缩和转动的电机；工作状态的外框模板组件呈圆管状，所述电机安装于所述外框模板组件内，电机通过可伸缩的推杆组件与弧形模板连接；脱模状态的外框模板组件相对预制好的空心桥墩内壁形成脱模间隙。本申请内模系统及空心桥墩的施工方法，能够充当装配式空心桥墩的内模，能够实现高效脱模，便于拆卸，且可重复利用，且空心桥墩的施工效率高。

Description

一种内模系统及空心桥墩的施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种内模系统及空心桥墩的施工方法。

背景技术

在桥梁施工的过程中，某些环境下，特殊的气候和地理环境会导致桥梁的混凝土工程现浇及养护非常困难，桥梁施工质量得不到保障。在整个桥梁结构中，桥墩的现浇及养护难度尤其明显。为了解决这些难题，工程人员研究使用装配式施工技术，进行桥墩的施工；即先进行分节段制作，再进行装配组装形成桥墩整体。若该装配式施工技术研究成功，将为沙漠地区新建桥墩工程快速施工、保证施工质量提供有效的技术支持。

考虑到桥墩整体需要装配组装成型，故桥墩的各个节段不宜过重，因此各个节段内均设置圆柱形空腔，最终组装形成空心桥墩。而制作带圆柱形空腔的桥墩节段，除了需要设置外模板外，还需要设置内模，同时还需要在桥墩节段浇筑成型之后，对内模进行拆除。因此，如何设计一个便于拆卸且能够重复利用的内模应用于空心桥墩是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种内模系统及空心桥墩的施工方法，能够充当装配式空心桥墩的内模，能够实现高效脱模，便于拆卸，且可重复利用。

本申请提供了一种内模系统，所述内模系统包含多节首尾相连的内模装置，每节内模装置包含由多块弧形模板组成的外框模板组件，以及驱动弧形模板向内收缩和转动的电机；工作状态的外框模板组件呈圆管状，所述电机安装于所述外框模板组件内，电机通过可伸缩的推杆组件与弧形模板连接；脱模状态的外框模板组件相对预制好的空心桥墩内壁形成脱模间隙；多块所述弧形模板分别为顶面模板、底座模板和两个侧向模板，所述两个侧向模板在圆弧方向的一端分别铰接于所述底座模板的圆弧方向的两端；所述顶面模板相对设置于底座模板对面；工作状态时，顶面模板圆弧方向的两端分别与两个侧向模板紧密贴合；

所述推杆组件包括受所述电机控制且可伸缩的电动推杆，所述电动推杆的伸缩端连接于所述顶面模板，且伸缩端上铰接设置两个连杆结构；每个所述连杆结构的另一端分别铰接于一个侧向模板；所述顶面模板和两个侧向模板通过斜口匹配，两个侧向模板与顶面模板匹配的斜口相对称，且在内模装置的横截面中，两个侧向模板的斜口的延长线的交点远离电动推杆。

一些实施例中，所述内模装置还包含连接杆和过渡件，所述内模装置沿长度方向设置多组推杆组件；所述电机通过所述连接杆连接于所述过渡件，所述过渡件连接于多组推杆组件电动推杆。

一些实施例中，所述内模系统还包含电控柜，所有节段的内模装置的电机均与所述电控柜相连。

本申请还公开了一种使用上述内模系统的空心桥墩的施工方法，所述内模系统充当空心桥墩的内模，所述施工方法包含步骤：

S1：将多节内模装置首尾拼装成内模系统，将工作状态的内模系统吊装至空心桥墩的底模上，在底模上设置空心桥墩的外模；

S2：浇筑空心桥墩的混凝土，待空心桥墩达到设计强度，同时开启所有内模装置的电机；

S3：每节内模装置的外框模板组件的部分弧形模板在各自电机和推杆组件的作用下朝内收缩，并相对空心桥墩内壁形成脱模间隙；

S4：用外力牵引拉出内模系统，并拆除外模。

一些实施例中，多块所述弧形模板分别为顶面模板、底座模板和两个侧向模板，所述两个侧向模板的一端分别铰接于所述底座模板的圆弧方向的两端；所述顶面模板相对设置于底座模板对面；工作状态时，顶面模板圆弧方向的两端分别与侧向模板紧密贴合；

在步骤S3中，电机控制推杆组件收缩，顶面模板朝内收缩，两个侧向模板朝内旋转，并相对空心桥墩内壁形成脱模间隙。

一些实施例中，所述推杆组件包括电动推杆和两个连杆结构，所述电机可控制电动推杆伸缩；所述电动推杆的伸缩端连接于所述顶面模板；每个所述连杆结构的一端铰接于电动推杆的伸缩端，另一端铰接于一个侧向模板；

在步骤S3中，每节内模装置的电机带动各自的电动推杆收缩，电动推杆直接带动顶面模板朝内收缩，并通过两个连杆结构带动两个侧向模板朝内旋转。

一些实施例中，所述内模装置还包含连接杆，所述电机通过连接杆连接于过渡件，所述过渡件连接电动推杆；

所述内模系统还包含电控柜，所有节段的内模装置的电机均与所述电控柜相连；

在步骤S3中，电控柜控制所有电机开启，每个电机通过连接杆和过渡件带动所在内模装置的所有电动推杆收缩，进而带动顶面模板朝内收缩且两个侧向模板朝内旋转。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种内模系统及空心桥墩的施工方法，内模系统包含多节首尾相连的内模装置，每节内模装置包含外框模板组件和电机；外框模板组件分为多块弧形模板，工作状态的外框模板组件呈圆管状，用于充当空心桥墩的内模；电机安装于外框模板组件内；本申请的内模系统充当空心桥墩的内模，在使用时，将工作状态的内模系统放置于空心桥墩的外模内，在空心桥墩预制成功之后，用电机控制外框模板组件的多块弧形模板径向收缩，并相对预制好的空心桥墩的内壁形成脱模间隙，可轻易完成脱模工作，内模系统便于拆卸，且可重复利用，大大提升了空心桥墩的施工效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的内模系统在空心桥墩中施工的示意图。

图2为本申请实施例提供的内模系统在工作状态的横断面示意图。

图3为本申请实施例提供的内模系统在脱模状态的横断面示意图；

附图标记：1、内模系统；2、空心桥墩；3、脱模间隙；10、内模装置；101、顶面模板；102、侧向模板；103、底座模板；104、电动推杆；105、连杆结构；106、电机；107、连接杆；108、过渡件；109、环形钢带；110、底座；111、底模；1000、外框模板组件；1001、推杆组件；200、标准段；201、调节段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1和图2所示，本申请公开了一种内模系统的实施例，内模系统1包含多节首尾相连的内模装置10，多节内模装置10首尾可拆卸连接。每节内模装置10包含外框模板组件1000和电机106，外框模板组件1000由多块弧形模板组成，电机106能够驱动弧形模板向内(向内指的是朝向空心桥墩的轴线方向)收缩和转动。

外框模板组件1000具备两种状态，分别为工作状态和脱模状态。工作状态的外框模板组件1000呈圆管状，电机106安装于外框模板组件1000内，电机106通过可伸缩的推杆组件1001与弧形模板连接。电机106通过控制推杆组件1001进行伸缩，从而驱动部分弧形模板向内收缩，部分弧形模板向内转动。

脱模过程中，外框模板组件1000的部分弧形模板向内收缩，部分弧形模板向内转动，直至达到脱模状态；脱模状态的外框模板组件1000相对预制好的空心桥墩2内壁形成脱模间隙3。脱模间隙3能够使得本申请的内模系统在外力的牵引下，顺利从空心桥墩2内脱出。

在一个实施例中，多块弧形模板分别为顶面模板101、底座模板103和两个侧向模板102，两个侧向模板102在圆弧方向的一端分别铰接于底座模板103的圆弧方向的两端。顶面模板101相对设置于底座模板103对面。工作状态时，顶面模板101圆弧方向的两端分别与两个侧向模板102紧密贴合。具体地，圆弧方向的端部指的是如图2所示的横截面反向，长度方向指的是如图1所示的空心桥墩2的轴向。

在一个实施例中，每个推杆组件1001包括电动推杆104和两个连杆结构105，电动推杆104受电机106控制且可伸缩，电动推杆104的伸缩端连接于顶面模板101，可直接带动顶面模板101朝内收缩。电动推杆104的伸缩端上铰接设置两个连杆结构105，每个连杆结构105的一端铰接于电动推杆104的伸缩端，连杆结构105的另一端铰接于一个侧向模板102。电动推杆104的伸缩端向内收缩时，不仅可直接带动顶面模板101朝内收缩，还可通过两个连杆结构105带动两个侧向模板102，以侧向模板102与底座模板103的铰接点为基础，向内转动。

如图2和图3所示，在一个实施例中，顶面模板101和两个侧向模板102通过斜口匹配，两个侧向模板102与顶面模板101匹配的斜口相对称。在内模装置10的横截面中，两个侧向模板102的斜口的延长线的交点远离电动推杆104。顶面模板101和两个侧向模板102的斜口设置，能够在顶面模板101向内收缩时，给两个侧向模板102留出空间。

如图2所示，在一个实施例中，顶面模板101、底座模板103和两个侧向模板102沿长度方向的两端端面均设置朝内的环形钢带109，环形钢带109上开设通孔。相邻两节内模装置10的环形钢带109对齐，并通过螺栓连接。具体地，相邻两节内模装置10的顶面模板101与顶面模板对齐，底座模板103与底座模板103对齐，侧向模板102与侧向模板102对齐。内模系统的所有外框模板组件1000在脱模过程中，所有的顶面模板101、底座模板103和两个侧向模板102同步运动。

具体地，电动推杆104通过底座110安装于底座模板103，电机106设置于电动推杆104侧部。底座110的设计使得电动推杆104在提供较大收缩力和推力的同时，避免底座模板103发生变形。

优选地，在内模装置10的横截面中，每个电动推杆104所在直线将空心桥墩2分为对称的两半。

在一个实施例中，内模装置10还包含连接杆107和过渡件108，每个内模装置10沿长度方向设置多组推杆组件1001。电机106通过连接杆107连接于过渡件108，过渡件108连接于多组推杆组件1001电动推杆104。每个内模装置10的一个电机106通过连接杆107和过渡件108控制自身所有多组推杆组件1001，完成一对多的有效控制。

优选地，多组推杆组件1001沿外框模板组件1000的长度方向等间距设置，等间距设置的多组推杆组件1001能够提供更加均匀的收缩力和推力。

在一个实施例中，内模系统1还包含电控柜，所有节段的内模装置10的电机106均与电控柜相连，通过电控柜可以对所有的电机106进行统一控制。

在一个实施例中，多节内模装置10分为标准段200和调节段201，标准段200位于整个内模系统的底部，内模系统由一个标准段200和若干调节段201组成。根据空心桥墩2的设计高度，用一个标准段200和若干调节段201拼装成满足空心桥墩2的设计高度。本申请的内模系统的高度可以通过改变调节段201的数量进行灵活调控。

本申请的内模系统，内模系统包含多节首尾相连的内模装置10，每节内模装置10包含外框模板组件1000和电机106；外框模板组件1000分为顶面模板101、底座模板103和两个侧向模板102，工作状态的外框模板组件1000呈圆管状，用于充当空心桥墩2的内模；脱模状态的外框模板组件1000相对于空心桥墩2的内壁形成脱模间隙3。电机安装于外框模板组件1000内。本申请的内模系统充当空心桥墩2的内模，在使用时，将工作状态的内模系统放置于空心桥墩2的外模内，在空心桥墩2预制成功之后，用电机106控制推杆组件1001的电动推杆104收缩，电动推杆104带动顶面模板101向内收缩，并带动两个侧向模板102向内旋转，外框模板组件1000相对预制好的空心桥墩2的内壁形成脱模间隙，本申请的内模系统结构简单，能够实现高效脱模，便于拆卸，且可重复利用。

本申请还公开了一种使用上述内模系统的空心桥墩的施工方法，内模系统1充当空心桥墩2的内模，能够快速高效的完成空心桥墩2的施工。本申请空心桥墩的施工方法包含步骤：

S1：将多节内模装置10首尾拼装成内模系统1，将工作状态的内模系统1整体吊装至空心桥墩2的底模111上，在底模111上设置空心桥墩2的外模。外模与内模系统1形成截面为环形的空腔。

S2：浇筑空心桥墩2的混凝土，待空心桥墩2达到设计强度，同时开启所有内模装置10的电机106；

S3：每节内模装置10的外框模板组件1000的部分弧形模板在各自电机106和推杆组件1001的作用下朝内收缩，并相对空心桥墩2内壁形成脱模间隙3；

S4：用外力牵引拉出内模系统1，并拆除外模。

进一步地，多块弧形模板分别为顶面模板101、底座模板103和两个侧向模板102，两个侧向模板102在圆弧方向的一端分别铰接于底座模板103的圆弧方向的两端。顶面模板101相对设置于底座模板103对面。工作状态时，顶面模板101圆弧方向的两端分别与两个侧向模板102紧密贴合。

在步骤S3中(即脱模过程中)，电机106控制推杆组件1001收缩，顶面模板101朝内收缩，两个侧向模板102朝内旋转，顶面模板101和两个侧向模板102相对空心桥墩2内壁形成脱模间隙3。

进一步地，推杆组件1001包括电动推杆104和两个连杆结构105，电机106可控制电动推杆104伸缩。电动推杆104的伸缩端连接于顶面模板101；每个连杆结构105的一端铰接于电动推杆104的伸缩端，另一端铰接于一个侧向模板102。

在步骤S3中，每节内模装置10的电机106带动各自的电动推杆104收缩，电动推杆104直接带动顶面模板101朝内收缩，并通过两个连杆结构105带动两个侧向模板102朝内旋转。

进一步地，内模装置10还包含连接杆107，电机106通过连接杆107连接于过渡件108，过渡件108连接电动推杆104。内模系统1还包含电控柜，所有节段的内模装置10的电机106均与电控柜相连。

在步骤S3中，电控柜控制所有电机106开启，每个电机106通过连接杆107和过渡件108带动所在内模装置10的所有电动推杆104收缩，进而带动顶面模板101朝内收缩，两个侧向模板102朝内旋转。

进一步地，将内模系统1从空心桥墩2内牵引出来之后，横躺放置于存放托架上，并清理各个缝隙处的混凝土，以便于后续重复利用。在下次使用时，先从脱模状态恢复至工作状态。

本申请空心桥墩的施工方法，能够实现对空心桥墩2的高效施工，在浇筑完成空心桥墩2后，可以实现自动脱模过程，形成脱模间隙，之后在外力的牵引下将内模系统1从空心桥墩2中抽出，本申请的空心桥墩施工方法大大提升了空心桥墩的施工效率，对装配式桥墩的技术方案提供了有力的支撑。

Claims (7)

1.一种内模系统，其特征在于：所述内模系统(1)包含多节首尾相连的内模装置(10)，每节内模装置(10)包含由多块弧形模板组成的外框模板组件(1000)，以及驱动弧形模板向内收缩和转动的电机(106)；工作状态的外框模板组件(1000)呈圆管状，所述电机(106)安装于所述外框模板组件(1000)内，电机(106)通过可伸缩的推杆组件(1001)与弧形模板连接；脱模状态的外框模板组件(1000)相对预制好的空心桥墩(2)内壁形成脱模间隙(3)；多块所述弧形模板分别为顶面模板(101)、底座模板(103)和两个侧向模板(102)，所述两个侧向模板(102)在圆弧方向的一端分别铰接于所述底座模板(103)的圆弧方向的两端；所述顶面模板(101)相对设置于底座模板(103)对面；工作状态时，顶面模板(101)圆弧方向的两端分别与两个侧向模板(102)紧密贴合；

所述推杆组件(1001)包括受所述电机(106)控制且可伸缩的电动推杆(104)，所述电动推杆(104)的伸缩端连接于所述顶面模板(101)，且伸缩端上铰接设置两个连杆结构(105)；每个所述连杆结构(105)的另一端分别铰接于一个侧向模板(102)；

所述顶面模板(101)和两个侧向模板(102)通过斜口匹配，两个侧向模板(102)与顶面模板(101)匹配的斜口相对称，且在内模装置(10)的横截面中，两个侧向模板(102)的斜口的延长线的交点远离电动推杆(104)。

2.如权利要求1所述的一种内模系统，其特征在于：所述内模装置(10)还包含连接杆(107)和过渡件(108)，所述内模装置(10)沿长度方向设置多组推杆组件(1001)；所述电机(106)通过所述连接杆(107)连接于所述过渡件(108)，所述过渡件(108)连接于多组推杆组件(1001)电动推杆(104)。

3.如权利要求1所述的一种内模系统，其特征在于：所述内模系统(1)还包含电控柜，所有节段的内模装置(10)的电机(106)均与所述电控柜相连。

4.一种使用权利要求1所述内模系统的空心桥墩的施工方法，所述内模系统(1)充当空心桥墩(2)的内模，其特征在于，所述施工方法包含步骤：

S1：将多节内模装置(10)首尾拼装成内模系统(1)，将工作状态的内模系统(1)吊装至空心桥墩(2)的底模(111)上，在底模(111)上设置空心桥墩(2)的外模；

S2：浇筑空心桥墩(2)的混凝土，待空心桥墩(2)达到设计强度，同时开启所有内模装置(10)的电机(106)；

S3：每节内模装置(10)的外框模板组件(1000)的部分弧形模板在各自电机(106)和推杆组件(1001)的作用下朝内收缩，并相对空心桥墩(2)内壁形成脱模间隙(3)；

S4：用外力牵引拉出内模系统(1)，并拆除外模。

5.如权利要求4所述空心桥墩的施工方法，其特征在于：多块所述弧形模板分别为顶面模板(101)、底座模板(103)和两个侧向模板(102)，所述两个侧向模板(102)的一端分别铰接于所述底座模板(103)的圆弧方向的两端；所述顶面模板(101)相对设置于底座模板(103)对面；工作状态时，顶面模板(101)圆弧方向的两端分别与侧向模板(102)紧密贴合；在步骤S3中，电机(106)控制推杆组件(1001)收缩，顶面模板(101)朝内收缩，两个侧向模板(102)朝内旋转，并相对空心桥墩(2)内壁形成脱模间隙(3)。

6.如权利要求4所述空心桥墩的施工方法，其特征在于：所述推杆组件(1001)包括电动推杆(104)和两个连杆结构(105)，所述电机(106)可控制电动推杆(104)伸缩；所述电动推杆(104)的伸缩端连接于所述顶面模板(101)；每个所述连杆结构(105)的一端铰接于电动推杆(104)的伸缩端，另一端铰接于一个侧向模板(102)；

在步骤S3中，每节内模装置(10)的电机(106)带动各自的电动推杆(104)收缩，电动推杆(104)直接带动顶面模板(101)朝内收缩，并通过两个连杆结构(105)带动两个侧向模板(102)朝内旋转。

7.如权利要求4所述空心桥墩的施工方法，其特征在于：所述内模装置(10)还包含连接杆(107)，所述电机(106)通过连接杆(107)连接于过渡件(108)，所述过渡件(108)连接电动推杆(104)；

所述内模系统(1)还包含电控柜，所有节段的内模装置(10)的电机(106)均与所述电控柜相连；

在步骤S3中，电控柜控制所有电机(106)开启，每个电机(106)通过连接杆(107)和过渡件(108)带动所在内模装置(10)的所有电动推杆(104)收缩，进而带动顶面模板(101)朝内收缩且两个侧向模板(102)朝内旋转。

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