CN114033159A - 一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法，涉及民建施工技术领域。该可适用于弧形结构的模板，包括构件1、构件2、构件3、构件4、自紧结构、扩展构件，所述构件1为模板/加固衬板，为定制尺寸，材质为铝合金或不锈钢，厚度应同时满足可塑性要求及荷载计算书，模板外侧，支架加固侧，根据大小有四或九个倒置梯形齿状结构，边缘部分倒梯形结构取二分之一。该可适用于弧形结构的模板及定位加固方法，通过对应方法进行参照点定位后，现场实际操作简单，使用快捷，可全盘替换或与传统脚手架结合使用互相进行补强的优点。

Description

一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法

技术领域

本发明涉及民建施工技术领域，具体为一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法。

背景技术

木质模板及圆钢管活动扣件脚手架支护体系是目前工民建施工过程中最常用的方法，施工工艺及相关图集规范最为成熟，施工难度及成本均较为适中，但随着相关工程难度的不断增加以及对建筑结构成品质量要求的日益提高，企业管理运作对成本控制的不断加强，其周转率偏低，可回收利用率不足，材料耗费及污染严重，精度控制不足的缺点也日渐暴露。

在业主单位为追求外观创新而不断增异形结构设计的当下，对弧形等非标准结构时的施工精度问题越发突出，传统模板加固支护体系费时费力费材的确定被不断放大，更存在因对木工及架工班组水平要求偏高而导致大量不稳定因素存在，无法规范化规模化施工。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法，解决了在业主单位为追求外观创新而不断增异形结构设计的当下，对弧形等非标准结构时的施工精度问题越发突出，传统模板加固支护体系费时费力费材的确定被不断放大，更存在因对木工及架工班组水平要求偏高而导致大量不稳定因素存在，无法规范化规模化施工的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可适用于弧形结构的模板，包括构件1、构件2、构件3、构件4、自紧结构、扩展构件；

所述构件1为模板/加固衬板，为定制尺寸，材质为铝合金或不锈钢，厚度应同时满足可塑性要求及荷载计算书，模板外侧，支架加固侧，根据大小有四或九个倒置梯形齿状结构，边缘部分倒梯形结构取二分之一，两块构件一短边拼合时可形成完成倒梯形，均用于与构件2相互咬合，倒梯形齿状结构正中应预留贯穿孔洞，用于安装固定插销或穿对拉螺杆，边缘部位贯穿孔洞同样取二分之一，可拼合成完成孔洞；

所述构件2为支架-模板连接件，包括2-A和2-B，支架-模板连接件，2-A一侧有梯形卡槽可与构件一倒梯形卡齿相互滑动咬合，并通过在预留孔洞内钉入插销或直接穿对拉螺杆来防止滑动，连接件背部有半圆形穿孔板结构，2-B为一组成对螺栓螺母，螺栓直径与2-A背部穿孔板孔径相等，在构件2与构件3相连后用于固定，并作为轴使构件2、3间角度可调；

所述构件3为可调支撑杆，由三个分构件3-A、3-B、3-C组成，3-A一侧为两片半圆形穿孔板，与构件2穿孔板结构对应，相互咬合后插入构件2-B固定，固定后可以2-B为轴转动调节角度，3-A另一侧为自紧结构A端，构件B为起主要支撑作用的杆件，可为空心管状结构也可为实行杆，构件3-B一端为自紧结构A，另一端为自紧结构B，可与3-A连接，也可收尾相连不断接长；

自紧结构包括自紧结构A、自紧结构B和自紧结构C；

其中自紧结构A为空心管状，内壁有顺时针螺纹，内径x,外壁有逆时针螺纹,外径y；

自紧结构B为空心管状，阶梯状结构，外径较小段外径x，逆时针螺纹，可与结构A内壁逆时针旋转咬合。外径较大段外径y，与结构A咬合后形成连续顺时针螺纹段；

自紧结构C为空心管状，内径有顺时针螺纹，且内径y，与结构A、B咬合后连续顺时针螺纹段可进行顺时针咬合；

构件4为支架固定件，包括4-A、4-B、4-C和4-D，4-A、4-B主体部分为空心圆钢管结构取二分之一，两侧有穿孔板，背部对应自紧结构A和结构B；

有两种连接组合方式，一种是形成空心圆筒包夹状，此时通过构件4-D固定互相贴合的穿孔板，用于夹紧构件3，一种是背侧自紧结构通过相当于自紧结构C的构件4-D相互连接，构件4自紧结构中对应内径x的顺时针螺纹与对应结构设计长轴取夹角为锐角，主要用于调整构件4-A、4-B对接角度，而非长度调整；

扩展构件：构件1替换为A1＜B1的短板，整体拼接效果呈履带状，构件2为直角等定制角度。

一种可适用于弧形结构的定位加固方法，包括上述所述的可适用于弧形结构的模板，具体操作如下：

包括三种方法，具体情况如下：

方法①：GPS或全站仪等其他设备做连续控制点并作出整体弧线，将构件1在现场原位调整弧度至与所放弧线相符，开始原位加固；

方法②：将椭圆分解成多个圆的部分圆弧，做多个圆心控制点，设极坐标系，弧形梁内侧半径R’，外侧半径R，取圆心O，取半径RD做同心圆控制线并在线上取控制点D，A、D点连线垂直与D点圆切线，AD长度应通过计算书核算荷载及安全性后确定，得半径RA同心圆控制线，做B、C控制点，使AB⊥AC，且AD均分∠BAC,且应通过计算书核算荷载及安全性后确定各点连线代表的不同受力状态下允许最大杆件长度，弧形梁对侧同理。

方法③：不做椭圆分解，设直角坐标系。设固定间距XY向控制线，应通过计算书核算荷载及安全性后确定间距代表不同受力状态下允许最大杆件长度，控制线与椭圆相交处做控制点B、C。过B、C做BA⊥CA，且BA∥X，CA∥Y。过A点做AD交椭圆于D点,取对侧控制点E，AE连线交椭圆于控制点D点。弧形梁对侧同理；

使用定位方法①：此时构件组仅起固定支撑作用，无需额外定位点。

下面步骤针对使用定位方法②或③的；

第一步、沿长轴方向连续排列构件1；

第二步、选取其中一块构件1将构件2分别与构件1背部卡齿一一拼合；

第三步、拼装构件3，并根据定位调整构件长度；

第四步、将构件2与构件3穿孔板部分拼合，并用2-B固定；

此处说明使用的构件1背部有9个卡齿，所以同水平面存在三个构件3，分别为构件3-1、3-2、3-3，注意构件3之间需要在水平面上下分别错开，所以于构件2相连时，应分别与三个穿孔板拼合；

第五步、部分组装构件4，组成4-A，4-B/4-A/4-B/4-A，4-B三部分。其中4-B/4-A/4-B/4-A上4-D不完全拧紧，仅做固定防脱落作用。调整4-B/4-A/4-B/4-A上自紧结构角度，使两自紧结构对应杆件夹角符合定位点A处杆件间夹角。

第六步、将构件4第五步中组合出的4-B/4-A/4-B/4-A套在构件3-2上，不夹紧，并使其对应定位点A所在位置。

第七步，第四步构件3-1与构件3-3在交叉定位点A处分别穿过构件4上下部未组合部分，并完整组合构件4，旋紧构件4-D，使其固定，并将构件3-1和3-3与构件1所连活动轴位置分别对应定位点B、C，定位点参见定位点示意图/方法②/方法③。

第八步、此时构件3-2自锁紧结构应拆除/未旋紧结构C部分，保证构件整体长度处于可调节状态，并进入下一步；

第九步、参照第五步固定构件3-2与构件4，根据定位要求顺/逆时针顺转构件3-2中段，通过自紧结构A、B调节构件长度，带动构件1发生弯曲形变；

第十步、调整完成后固定构件3-2自紧结构C；

此时，结构侧模版已定位并加固完成，可将该结构视作一个独立单元，并入整体脚手架支撑体系。

(三)有益效果

本发明提供了一种可适用于弧形结构的模板及定位加固方法。具备以下有益效果：

该可适用于弧形结构的模板及定位加固方法，通过对应方法进行参照点定位后，现场实际操作简单，使用快捷，可全盘替换或与传统脚手架结合使用互相进行补强的优点。根据定型化构件的选配及组合，可有效对弧形梁板进行定位支模或加固，也可以兼顾圆柱、普通梁柱板、乃至锐角等其他异形结构。其基本原理是利用金属模板的可塑性来适应弧形等异形结构，通过一组可自由调整角度及长度并自紧锁死的脚手架来进行精度控制并加固支撑侧模，同时也可以进一步延伸扩展至形成整体支架体系。

附图说明

图1为本发明构件1-3的结构示意图；

图2为本发明构件4和扩展构件的结构示意图；

图3为本发明自紧结构的结构示意图；

图4为本发明定位方法及点示意图；

图5为本发明第一至三步的步骤示意图；

图6为本发明第四第五步的步骤示意图；

图7为本发明第六第七步的步骤示意图；

图8为本发明第八至十步的步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种可适用于弧形结构的模板，包括构件1、构件2、构件3、构件4、自紧结构、扩展构件；

所述构件1为模板/加固衬板，为定制尺寸，材质为铝合金或不锈钢，厚度应同时满足可塑性要求及荷载计算书，模板外侧，支架加固侧，根据大小有四或九个倒置梯形齿状结构，边缘部分倒梯形结构取二分之一，两块构件一短边拼合时可形成完成倒梯形，均用于与构件2相互咬合，倒梯形齿状结构正中应预留贯穿孔洞，用于安装固定插销或穿对拉螺杆，边缘部位贯穿孔洞同样取二分之一，可拼合成完成孔洞；

所述构件2为支架-模板连接件，包括2-A和2-B，支架-模板连接件，2-A一侧有梯形卡槽可与构件一倒梯形卡齿相互滑动咬合，并通过在预留孔洞内钉入插销或直接穿对拉螺杆来防止滑动，连接件背部有半圆形穿孔板结构，2-B为一组成对螺栓螺母，螺栓直径与2-A背部穿孔板孔径相等，在构件2与构件3相连后用于固定，并作为轴使构件2、3间角度可调；

所述构件3为可调支撑杆，由三个分构件3-A、3-B、3-C组成，3-A一侧为两片半圆形穿孔板，与构件2穿孔板结构对应，相互咬合后插入构件2-B固定，固定后可以2-B为轴转动调节角度，3-A另一侧为自紧结构A端，构件B为起主要支撑作用的杆件，可为空心管状结构也可为实行杆，构件3-B一端为自紧结构A，另一端为自紧结构B，可与3-A连接，也可收尾相连不断接长；

自紧结构包括自紧结构A、自紧结构B和自紧结构C；

其中自紧结构A为空心管状，内壁有顺时针螺纹，内径x,外壁有逆时针螺纹,外径y；

自紧结构B为空心管状，阶梯状结构，外径较小段外径x，逆时针螺纹，可与结构A内壁逆时针旋转咬合。外径较大段外径y，与结构A咬合后形成连续顺时针螺纹段；

自紧结构C为空心管状，内径有顺时针螺纹，且内径y，与结构A、B咬合后连续顺时针螺纹段可进行顺时针咬合；

构件4为支架固定件，包括4-A、4-B、4-C和4-D，4-A、4-B主体部分为空心圆钢管结构取二分之一，两侧有穿孔板，背部对应自紧结构A和结构B；

有两种连接组合方式，一种是形成空心圆筒包夹状，此时通过构件4-D固定互相贴合的穿孔板，用于夹紧构件3，一种是背侧自紧结构通过相当于自紧结构C的构件4-D相互连接，构件4自紧结构中对应内径x的顺时针螺纹与对应结构设计长轴取夹角为锐角，主要用于调整构件4-A、4-B对接角度，而非长度调整；

扩展构件：构件1替换为A1＜B1的短板，整体拼接效果呈履带状，构件2为直角等定制角度。

一种可适用于弧形结构的定位加固方法，包括上述所述的可适用于弧形结构的模板，具体操作如下：

包括三种方法，具体情况如下：

方法①：GPS或全站仪等其他设备做连续控制点并作出整体弧线，将构件1在现场原位调整弧度至与所放弧线相符，开始原位加固；

方法②：将椭圆分解成多个圆的部分圆弧，做多个圆心控制点，设极坐标系，弧形梁内侧半径R’，外侧半径R，取圆心O，取半径RD做同心圆控制线并在线上取控制点D，A、D点连线垂直与D点圆切线，AD长度应通过计算书核算荷载及安全性后确定，得半径RA同心圆控制线，做B、C控制点，使AB⊥AC，且AD均分∠BAC,且应通过计算书核算荷载及安全性后确定各点连线代表的不同受力状态下允许最大杆件长度，弧形梁对侧同理。

方法③：不做椭圆分解，设直角坐标系。设固定间距XY向控制线，应通过计算书核算荷载及安全性后确定间距代表不同受力状态下允许最大杆件长度，控制线与椭圆相交处做控制点B、C。过B、C做BA⊥CA，且BA∥X，CA∥Y。过A点做AD交椭圆于D点,取对侧控制点E，AE连线交椭圆于控制点D点。弧形梁对侧同理；

使用定位方法①：此时构件组仅起固定支撑作用，无需额外定位点。

下面步骤针对使用定位方法②或③的；

第一步、沿长轴方向连续排列构件1；

第二步、选取其中一块构件1将构件2分别与构件1背部卡齿一一拼合；

第三步、拼装构件3，并根据定位调整构件长度；

第四步、将构件2与构件3穿孔板部分拼合，并用2-B固定；

此处说明使用的构件1背部有9个卡齿，所以同水平面存在三个构件3，分别为构件3-1、3-2、3-3，注意构件3之间需要在水平面上下分别错开，所以于构件2相连时，应分别与三个穿孔板拼合；

第五步、部分组装构件4，组成4-A，4-B/4-A/4-B/4-A，4-B三部分。其中4-B/4-A/4-B/4-A上4-D不完全拧紧，仅做固定防脱落作用。调整4-B/4-A/4-B/4-A上自紧结构角度，使两自紧结构对应杆件夹角符合定位点A处杆件间夹角。

第六步、将构件4第五步中组合出的4-B/4-A/4-B/4-A套在构件3-2上，不夹紧，并使其对应定位点A所在位置。

第七步，第四步构件3-1与构件3-3在交叉定位点A处分别穿过构件4上下部未组合部分，并完整组合构件4，旋紧构件4-D，使其固定，并将构件3-1和3-3与构件1所连活动轴位置分别对应定位点B、C，定位点参见定位点示意图/方法②/方法③。

第八步、此时构件3-2自锁紧结构应拆除/未旋紧结构C部分，保证构件整体长度处于可调节状态，并进入下一步；

第九步、参照第五步固定构件3-2与构件4，根据定位要求顺/逆时针顺转构件3-2中段，通过自紧结构A、B调节构件长度，带动构件1发生弯曲形变；

第十步、调整完成后固定构件3-2自紧结构C；

此时，结构侧模版已定位并加固完成，可将该结构视作一个独立单元，并入整体脚手架支撑体系。

传统脚手架支护体系在进行弧形结构施工过程中存在以下问题：

①放线定位复杂，定位点间缺少直观联系；

②定位点线难以指导支架搭设；

③支模架仅能做模糊定位，需要木工班组在支模时花费额外工时及材料利用方木及碎模板等进行辅助定位及支撑；

④支模架搭设现场实际不确定因素较多，缺少定型化，难以与BIM等设计工具相结合，提前做好支护设计以指导施工。

本发明优点如下：

①省时省力，在达到更好加固效果的同时，通过更合理的定型化构件规范化操作流程，综合缩短施工工期。

②节约成本，定型化金属模具增加材料周转次数，减少材料损耗，综合降低成本。

③提高精度，结合对应定位方法，可将椭圆等非标准结构进一步拆解为多个标准结构的组合体，尽可能减少支护体系中弧形等易发生形变的结构，转而更多使用三角形这种更为稳固的支撑结构。

本发明从原理上属于传统钢管脚手架的扩展运用，相当于对传统脚手架的创新升级，所以本发明亦可与传统支护结构混用，同时对一些异形构造有着良好的适应-性，让施工队伍可以更加快速的学习使用并根据现场实际进行灵活运用，比如增加扩展构件，使之可以对普通矩形柱，圆柱、异形柱进等其他非标结构行加固。

综上所述，该可适用于弧形结构的模板及定位加固方法，通过对应方法进行参照点定位后，现场实际操作简单，使用快捷，可全盘替换或与传统脚手架结合使用互相进行补强的优点。根据定型化构件的选配及组合，可有效对弧形梁板进行定位支模或加固，也可以兼顾圆柱、普通梁柱板、乃至锐角等其他异形结构。其基本原理是利用金属模板的可塑性来适应弧形等异形结构，通过一组可自由调整角度及长度并自紧锁死的脚手架来进行精度控制并加固支撑侧模，同时也可以进一步延伸扩展至形成整体支架体系。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种可适用于弧形结构的模板，其特征在于：包括构件1、构件2、构件3、构件4、自紧结构、扩展构件；

所述构件1为模板/加固衬板，为定制尺寸，材质为铝合金或不锈钢，厚度应同时满足可塑性要求及荷载计算书，模板外侧，支架加固侧，根据大小有四或九个倒置梯形齿状结构，边缘部分倒梯形结构取二分之一，两块构件一短边拼合时可形成完成倒梯形，均用于与构件2相互咬合，倒梯形齿状结构正中应预留贯穿孔洞，用于安装固定插销或穿对拉螺杆，边缘部位贯穿孔洞同样取二分之一，可拼合成完成孔洞；

所述构件2为支架-模板连接件，包括2-A和2-B，支架-模板连接件，2-A一侧有梯形卡槽可与构件一倒梯形卡齿相互滑动咬合，并通过在预留孔洞内钉入插销或直接穿对拉螺杆来防止滑动，连接件背部有半圆形穿孔板结构，2-B为一组成对螺栓螺母，螺栓直径与2-A背部穿孔板孔径相等，在构件2与构件3相连后用于固定，并作为轴使构件2、3间角度可调；

所述构件3为可调支撑杆，由三个分构件3-A、3-B、3-C组成，3-A一侧为两片半圆形穿孔板，与构件2穿孔板结构对应，相互咬合后插入构件2-B固定，固定后可以2-B为轴转动调节角度，3-A另一侧为自紧结构A端，构件B为起主要支撑作用的杆件，可为空心管状结构也可为实行杆，构件3-B一端为自紧结构A，另一端为自紧结构B，可与3-A连接，也可收尾相连不断接长；

自紧结构包括自紧结构A、自紧结构B和自紧结构C；

其中自紧结构A为空心管状，内壁有顺时针螺纹，内径x,外壁有逆时针螺纹,外径y；

自紧结构B为空心管状，阶梯状结构，外径较小段外径x，逆时针螺纹，可与结构A内壁逆时针旋转咬合。外径较大段外径y，与结构A咬合后形成连续顺时针螺纹段；

自紧结构C为空心管状，内径有顺时针螺纹，且内径y，与结构A、B咬合后连续顺时针螺纹段可进行顺时针咬合；

构件4为支架固定件，包括4-A、4-B、4-C和4-D，4-A、4-B主体部分为空心圆钢管结构取二分之一，两侧有穿孔板，背部对应自紧结构A和结构B；

有两种连接组合方式，一种是形成空心圆筒包夹状，此时通过构件4-D固定互相贴合的穿孔板，用于夹紧构件3，一种是背侧自紧结构通过相当于自紧结构C的构件4-D相互连接，构件4自紧结构中对应内径x的顺时针螺纹与对应结构设计长轴取夹角为锐角，主要用于调整构件4-A、4-B对接角度，而非长度调整；

扩展构件：构件1替换为A1＜B1的短板，整体拼接效果呈履带状，构件2为直角等定制角度。

2.一种可适用于弧形结构的定位加固方法，其特征在于：包括权利要求1所述的可适用于弧形结构的模板，具体操作如下：

包括三种方法，具体情况如下：

方法①：GPS或全站仪等其他设备做连续控制点并作出整体弧线，将构件1在现场原位调整弧度至与所放弧线相符，开始原位加固；

方法②：将椭圆分解成多个圆的部分圆弧，做多个圆心控制点，设极坐标系，弧形梁内侧半径R’，外侧半径R，取圆心O，取半径RD做同心圆控制线并在线上取控制点D，A、D点连线垂直与D点圆切线，AD长度应通过计算书核算荷载及安全性后确定，得半径RA同心圆控制线，做B、C控制点，使AB⊥AC，且AD均分∠BAC,且应通过计算书核算荷载及安全性后确定各点连线代表的不同受力状态下允许最大杆件长度，弧形梁对侧同理。

方法③：不做椭圆分解，设直角坐标系。设固定间距XY向控制线，应通过计算书核算荷载及安全性后确定间距代表不同受力状态下允许最大杆件长度，控制线与椭圆相交处做控制点B、C。过B、C做BA⊥CA，且BA∥X，CA∥Y。过A点做AD交椭圆于D点,取对侧控制点E，AE连线交椭圆于控制点D点。弧形梁对侧同理；

使用定位方法①：此时构件组仅起固定支撑作用，无需额外定位点。

下面步骤针对使用定位方法②或③的；

第一步、沿长轴方向连续排列构件1；

第二步、选取其中一块构件1将构件2分别与构件1背部卡齿一一拼合；

第三步、拼装构件3，并根据定位调整构件长度；

第四步、将构件2与构件3穿孔板部分拼合，并用2-B固定；

此处说明使用的构件1背部有9个卡齿，所以同水平面存在三个构件3，分别为构件3-1、3-2、3-3，注意构件3之间需要在水平面上下分别错开，所以于构件2相连时，应分别与三个穿孔板拼合；

第五步、部分组装构件4，组成4-A，4-B/4-A/4-B/4-A，4-B三部分。其中4-B/4-A/4-B/4-A上4-D不完全拧紧，仅做固定防脱落作用。调整4-B/4-A/4-B/4-A上自紧结构角度，使两自紧结构对应杆件夹角符合定位点A处杆件间夹角。

第六步、将构件4第五步中组合出的4-B/4-A/4-B/4-A套在构件3-2上，不夹紧，并使其对应定位点A所在位置。

第七步，第四步构件3-1与构件3-3在交叉定位点A处分别穿过构件4上下部未组合部分，并完整组合构件4，旋紧构件4-D，使其固定，并将构件3-1和3-3与构件1所连活动轴位置分别对应定位点B、C，定位点参见定位点示意图/方法②/方法③。

第八步、此时构件3-2自锁紧结构应拆除/未旋紧结构C部分，保证构件整体长度处于可调节状态，并进入下一步；

第九步、参照第五步固定构件3-2与构件4，根据定位要求顺/逆时针顺转构件3-2中段，通过自紧结构A、B调节构件长度，带动构件1发生弯曲形变；

第十步、调整完成后固定构件3-2自紧结构C；

此时，结构侧模版已定位并加固完成，可将该结构视作一个独立单元，并入整体脚手架支撑体系。

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