CN115387188A - 一种道路拓宽模板结构及应用该结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及道路施工领域，特别是一种道路拓宽模板结构及应用该结构的施工方法，该模板结构包括铺设在基坑底部的底板、固定在所述底板相对两侧端面上的第一侧板，所述底板与两侧的所述第一侧板形成用于浇筑的“U”型框架，且至少一侧的所述第一侧板朝所述“U”型框架内侧倾斜，倾斜的所述第一侧板与所述底板之间的倾斜角范围小于90°，大于0°，所述“U”型框架内侧设置有用于支撑所述第一侧板的支撑结构，第一侧板倾斜地与底板连接，便于承载回填时的土石，使其承受的负荷能够分解成水平和竖直的附加应力，从而减小对地底隧道结构的影响。

Description

一种道路拓宽模板结构及应用该结构的施工方法

技术领域

本申请涉及道路施工领域，尤其是涉及一种道路拓宽模板结构及应用该结构的施工方法。

背景技术

目前由于地铁交通普遍，在对地面道路施工时容易影响地铁隧道结构及隧道结构的刚度，特别是在拓宽工程中进行填土夯实，会通过夯实机对地面进行施力夯实，从而会对地铁隧道结构施加附加应力，甚至会导致下方的隧道结构出现不均匀沉降或者开裂，出现隧道结构的混凝土结构掉块和涌水涌沙的工程风险。

现有技术中通常在地铁隧道上方采用跨桥式的道路施工，不再进行大范围的基坑挖掘和填土工程，但桥梁结构的自身载荷仍会通过桥墩和桩基传到地底土层，从而相较于路面拓宽工程，跨桥式施工使得地铁隧道结构所受的附加应力甚至会更大，可靠性和安全性低。

发明内容

为了解决道路拓宽施工对土层施加大附加应力造成地铁隧道结构损坏的问题，本申请提供一种道路拓宽模板结构及应用该结构的施工方法。

本申请提供的一种道路拓宽模板结构采用如下的技术方案：

一种道路拓宽模板结构，包括铺设在基坑底部的底板、固定在底板相对两侧端面上的第一侧板，底板与两侧的第一侧板形成用于浇筑的“U”型框架，且至少一侧的第一侧板朝“U”型框架内侧倾斜，倾斜的第一侧板与底板之间的倾斜角范围小于90°，大于0°，“U”型框架内侧设置有用于支撑第一侧板的支撑结构。

通过采用上述技术方案，设置底板与第一侧板组成“U”型框架用于浇筑混凝土道路，第一侧板朝向“U”型内侧倾斜设置，第一侧板与底板之间的夹角为0°至90°之间，保证第一侧板在承受夯实作用力后将其传到地面时，其作用力能够分解成水平和竖直分力。在回填土石夯实过程中第一侧板作为承受板，承载夯实作用力，作用力垂直施加于第一侧板，第一侧板承受的作用力，即整个“U”型框架所承载的负荷，也为框架对地面的附加应力，其附加应力方向也垂直于第一侧板，从而使附加应力能够分解成水平和竖直作用力，分解后的竖直分力小于夯实作用力，从而能够减小夯实作用力对地底结构的影响，提高拓宽道路施工的可靠性与安全性；

另外，设置支撑结构能够避免第一侧板在承受作用力时与底板之间发生弯折。

进一步可优选的，模板结构还包括顶板、固定在顶板相对两侧端面上的第二侧板，两块第二侧板与两块第一侧板分别固定连接。

通过采用上述技术方案，设置顶板和第二侧板，使土石回填时，避免土石落入“U”型框架内，影响混凝土浇筑效果。

进一步可优选的，顶板上开设若干个用于浇筑混凝土且用于搅拌棒穿设的通孔，通孔与支撑结构错开设置。

通过采用上述技术方案，顶板上开设通孔，不仅可用于混凝土浇筑，还能穿设搅拌棒用于混凝土搅拌，使“U”型框架内的混凝土均匀铺设，避免第一侧板与底板之间存在浇筑空隙。

进一步可优选的，顶板上开设有凹槽，通孔开设于凹槽底部。

通过采用上述技术方案，通孔开设在凹槽底部，使混凝土从通孔中溢出使先滞留在凹槽内，避免混凝土从顶板上流出到基坑中造成浪费。

进一步可优选的，第一侧板与第二侧板之间设有连接机构，连接机构包括铰接结构，铰接结构包括铰接轴、与铰接轴均转动连接的两块铰接板，两块铰接板分别与第二侧板、第一侧板固定连接。

通过采用上述技术方案，适用于不同倾斜角度下第一侧板与第二侧板的固定安装，并且能够对第二侧板与第一侧板之间的连接处起到密封作用，防止土石进入模板内，以及防止浇筑混凝土时混凝土从模板内渗出造成浪费。

进一步可优选的，连接机构还包括设于第二侧板与第一侧板之间的连接板，连接板与第二侧板以及第一侧板之间均通过铰接结构连接。

通过采用上述技术方案，在第二侧板与第一侧板之间设置连接板，并通过交接机构将连接板与第二侧板、第一侧板固定连接，增强混凝土防渗效果。

进一步可优选的，铰接板（51）与铰接轴（52）之间连接有阻尼件。

通过采用上述技术方案，设置阻尼件使铰接机构在连接第二侧板、第一侧板或者连接板之间时，使铰接板能够紧贴在第二侧板、第一侧板及连接板上，便于固定安装。

本申请还提供一种应用道路拓宽模板结构的施工方法，其施工步骤为：

挖掘、测量：挖掘出拓宽道路所要浇筑混凝土的基坑，测量基坑与地铁隧道结构的相对位置，并将基坑两侧壁挖掘出斜坡，方便夯实机的放置；铺设底板：在基坑底部土层上沿拓宽道路长度方向铺设底板，并将支撑结构吊装在底板上，在底板沿拓宽道路长度方向的两侧端面上倾斜地焊接第一侧板，并使第一侧板抵接在支撑结构上；铺设顶板：在支撑结构顶部铺设顶板，并在顶板沿道路长度方向的两侧端面上焊接第二侧板； 安装连接机构：将连接机构固定安装在第二侧板与第一侧板之间，防止土石进入“U”型框架内以及防止混凝土从第一侧板与第二侧板之间渗出；浇筑：向“U”型框架内浇筑混凝土，直至混凝土刚好从“U”型框架顶部溢出，向“U”型框架内伸入搅拌棒并对混凝土进行搅拌，使混凝土能够均匀分布，避免倾斜的第一侧板与底板的夹角处出现浇筑空隙；基坑回填：向基坑内回填土石并通过夯实机夯实，夯实机的作用力大小恒定，其作用力方向垂直于第一侧板，减小对地面竖直方向的作用力，从而减小对地底隧道8施加的附加应力，第二侧板、第一侧板、顶板、底板以及连接机构防止土石进入“U”型框架内；二次浇筑：在顶板顶部继续浇筑混凝土，直至与标高地面平齐。

综上，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在本申请中，第一侧板倾斜地与底板连接，便于承载回填时的土石，使其承受的负荷能够分解成水平和竖直的附加应力，从而减小对地底隧道结构的影响；

2.在本申请进一步设置中，第一侧板与第二侧板之间设置连接结构，由于第一侧板倾斜设置，连接结构中两块铰接板之间可相对转动，便于将第一侧板、第二侧板固定，防止土石从第一侧板、第二侧板之间进入模板内，以及防止混凝土渗出；

3.在本申请进一步设置中，在顶板上开设出若干个通孔，方便浇筑混凝土，也方便搅拌棒通过通孔伸入模板内进行搅拌，混凝土也能够从通孔中满出直至到标高地面，完成道路浇筑。

附图说明

图1是一种道路拓宽模板结构设置于基坑中的立体结构示意图；

图2是图1中施工后的立体结构示意图；

图3是图1的正视示意图；

图4是实施例一的模板结构示意图；

图5是顶板的立体结构示意图；

图6是铰接结构的爆炸示意图；

图7是实施例二的模板结构示意图；

图8是图7中A的放大示意图；

图9是图7中B的放大示意图；

图10是实施例三的模板结构示意图；

图11是实施例四的模板结构示意图。

附图标记说明：1、标高地面；2、浇筑模具；21、顶板；22、底板；23、第二侧板；24、凹槽；25、第一侧板；26、通孔；3、基坑；4、钢筋笼；41、钢筋一；42、钢筋二；43、钢筋三；5、连接机构；51、铰接板；52、铰接轴；53、固定螺栓；55、连接孔；6、连接板；8、地底隧道；9、原始路面；10、斜坡。

具体实施方式

以下结合附图1-附图11对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种道路拓宽模板结构，用于地底隧道上方地面机动车道路或者人行道路的拓宽施工，需要说明的是，此处地底隧道上方地面与地底隧道在竖直方向上可有一定距离的错开，并不是指施工道路位于地底隧道正上方。

如附图1、2所示，在原始路面9旁边需要施工的拓宽道路中挖出基坑3，在基坑3内沿着道路施工长度方向依次铺设安装若干个模板结构，本实施例中若干个模板结构沿前后方向铺设，其模板结构的顶部等高且不超过标高地面1，模板结构安装后对模板左右两侧进行土石回填夯实，该模板结构主要用于减小回填过程中土石夯实作用力对地底隧道结构的影响。

具体地，本申请公开如下四种模板结构的实施例：

实施例一：

在本实施例中，如附图1-2，以地底隧道8结构位于基坑3的右下方为例进行说明，如附图3-4所示，模板结构包括顶板21、底板22、钢筋笼4三部分，底板22设置在基坑3底部，采用钢筋笼4作为支撑结构通过吊装放置在底板22上方，在底板22左右两侧端均焊接固定设置第一侧板25并形成“U”型状，通过钢筋笼4支撑住两侧的第一侧板25，其中左侧的第一侧板25与底板22垂直设置，右侧的第一侧板25朝“U”型内侧倾斜，通过工程测量，使得右侧的第一侧板25的延伸面指向地底隧道8，第一侧板25与底板22之间倾斜夹角大于0°，小于90°，在施工过程中，先吊装钢筋笼4再焊接第一侧板25，方便钢筋笼4的安装放置，在回填时将土石垂直第一侧板25进行夯实，第一侧板25作为承受板，且第一侧板25朝向“U”型内侧倾斜设置，方便土石回填夯实而第一侧板25承受的土石作用力，即整个“U”型模板所承载的负荷，其对基坑3底部的附加应力方向也垂直于第一侧板25，从而附加应力也能够分解成水平和竖直作用力，减小对地底结构的影响，提高拓宽道路施工的可靠性与安全性，在基坑3左右两侧壁挖掘出斜坡10，便于夯实机的放置以及对第一侧板25进行垂直施力。

顶板21沿前后方向铺设在钢筋笼4上端，顶板21左右两侧端均焊接固定设置第二侧板23，为避免顶板21、第二侧板23与钢筋笼4脱离，本实施例中右侧的第二侧板23倾斜设置并与右侧的第一侧板25处于同一平面，方便将第一侧板25与第二侧板23连接，由于第二侧板23与顶板21形成倒“U”型，在土石回填夯实过程中，倾斜的第二侧板23受到的作用力与第一侧板25受到的作用力相同，也能够分解成水平和竖直作用力。

本实施例中钢筋笼4由若干根钢筋一41、钢筋二42、钢筋三43焊接组装而成，其中钢筋二42沿前后方向水平设置，钢筋三43沿左右方向水平设置，钢筋一41则沿竖直方向设置，而位于右侧边缘处的钢筋一41抵接支撑在第一侧板25和第二侧板23的内侧表面进行支撑。

如附图5所示，在顶板21上开设出凹槽24，凹槽24底部开设出若干个用于浇筑混凝土的通孔26，本实施例中仅示意开设出一个通孔26，通孔26与钢筋笼4错开设置，避免浇筑混凝土时出现堵塞，凹槽24则滞留从通孔26中溢出的混凝土，避免通孔26中溢出的混凝土落入到基坑内造成浪费。

混凝土浇筑后可将搅拌棒通过通孔26伸入到模板结构内进行搅拌，使混凝土均匀分布，提高模板结构的稳定性，避免第一侧板25、第二侧板23与底板22形成的倾斜三角区域处出现混凝土未浇筑的空隙，影响第一侧板25夯实时的负载能力。

由于第二侧板23与第一侧板25之间存在缝隙，在同侧的第一侧板25与第二侧板23之间设置连接结构，将第一侧板25与第二侧板23之间的缝隙消除，避免土石回填夯实时进入模板内，也能够避免混凝土从缝隙中溢出造成浪费。

如附图6所示，连接机构5包括由两个铰接板51以及一根铰接轴52组成的铰接结构，铰接板51上开设出用于穿设铰接轴52的连接孔55，使铰接轴52与两块铰接板51均转动连接，通过转动连接使两块铰接板51能够分别贴附在第一侧板25、第二侧板23上，并通过固定螺栓53将两块铰接板51分别与第一侧板25、第二侧板23固定，从而堵住第一侧板25与第二侧板23之间的缝隙，并且铰接板51与第一侧板25、第二侧板23在前后方向上长度相等。

另外，为使铰接板51能够紧贴于第一侧板25、第二侧板23，铰接轴52与铰接板51之间设有弹簧阻尼件，在其弹力作用下使铰接板51紧贴第一侧板25、第二侧板23，并且为避免土石或混凝土影响阻尼件弹性作用，阻尼件设置在连接孔55内。

在其他实施例中，如地底隧道8位于基坑3左下方时，相应的，将左侧的第一侧板25、第二侧板23倾斜设置，右侧的第一侧板25、第二侧板23竖直设置即可。

实施例二：

附图7-9所示，与实施例一的区别在于，本实施例中倾斜的第一侧板25与倾斜的第二侧板23不在同一平面上，即第二侧板23也向“U”型内侧倾斜，减小第一侧板25、第二侧板23与底板22之间形成的倾斜三角区域，从而降低混凝土浇筑时出现未浇筑的空隙的施工风险。

实施例三：

如附图10所示，第一侧板25与第二侧板23之间的缝隙较大时，两块铰接板51不能完全密封缝隙，与实施例一的区别在于，本实施中的连接机构5包括一块连接板6和两个铰接结构，两个铰接结构分别连接在第一侧板25与连接板6之间以及第二侧板23与连接板6之间。

连接板6与第一侧板25、第二侧板23在前后方向上长度也相等。

实施例四：

如附图11所示，与实施例一的区别在于，本实施例中的地底隧道8位于基坑3正下方，左右两侧的第一侧板25均倾斜设置，其倾斜角度均选择45°，在土石回填过程中，模板左右两侧的土石分开进行回填，避免产生的附加应力直接竖直向下施加于地底隧道8结构。

本申请实施例还公开了一种应用道路拓宽模板结构的施工方法，其施工步骤为：

挖掘、测量：挖掘出拓宽道路所要浇筑混凝土的基坑3，测量基坑3与地铁隧道结构的相对位置，并将基坑3两侧壁挖掘出斜坡10，方便夯实机的放置；铺设底板：在基坑3底部土层上沿拓宽道路长度方向铺设底板22，并将支撑结构吊装在底板22上，在底板22沿拓宽道路长度方向的两侧端面上倾斜地焊接第一侧板25，并使第一侧板25抵接在支撑结构上；铺设顶板：在支撑结构顶部铺设顶板21，并在顶板21沿道路长度方向的两侧端面上焊接第二侧板23；安装连接机构：将连接机构5固定安装在第二侧板23与第一侧板25之间，防止土石进入“U”型框架内以及防止混凝土从第一侧板25与第二侧板23之间渗出；浇筑：向“U”型框架内浇筑混凝土，直至混凝土刚好从“U”型框架顶部溢出，向“U”型框架内伸入搅拌棒并对混凝土进行搅拌，使混凝土能够均匀分布，避免倾斜的第一侧板25与底板22的夹角处出现浇筑空隙；基坑回填：向基坑3内回填土石并通过夯实机夯实，夯实机的作用力大小恒定，其作用力方向垂直于第一侧板25，减小对地面竖直方向的作用力，从而减小对地底隧道8施加的附加应力，第二侧板23、第一侧板25、顶板21、底板22以及连接机构5防止土石进入“U”型框架内；二次浇筑：在顶板21顶部继续浇筑混凝土，直至与标高地面1平齐。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种道路拓宽模板结构，包括铺设在基坑（3）底部的底板（22）、固定在所述底板（22）相对两侧端面上的第一侧板（25），其特征在于：所述底板（22）与两侧的所述第一侧板（25）形成用于浇筑的“U”型框架，且至少一侧的所述第一侧板（25）朝所述“U”型框架内侧倾斜，倾斜的所述第一侧板（25）与所述底板（22）之间的倾斜角范围小于90°，大于0°，所述“U”型框架内侧设置有用于支撑所述第一侧板（25）的支撑结构。

2.根据权利要求1所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述模板结构还包括顶板（21）、固定在所述顶板（21）相对两侧端面上的第二侧板（23），两块所述第二侧板（23）与两块所述第一侧板（25）分别固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述顶板（21）上开设若干个用于浇筑混凝土且用于搅拌棒穿设的通孔（26），所述通孔（26）与所述支撑结构错开设置。

4.根据权利要求3所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述顶板（21）上开设有凹槽（24），所述通孔（26）开设于所述凹槽（24）底部。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述第一侧板（25）与所述第二侧板（23）之间设有连接机构（5），所述连接机构（5）包括铰接结构，所述铰接结构包括铰接轴（52）、与所述铰接轴（52）均转动连接的两块铰接板（51），两块所述铰接板（51）分别与所述第二侧板（23）、所述第一侧板（25）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述连接机构（5）还包括设于所述第二侧板（23）与所述第一侧板（25）之间的连接板（6），所述连接板（6）与所述第二侧板（23）以及所述第一侧板（25）之间均通过所述铰接结构连接。

7.根据权利要求6所述的一种道路拓宽模板结构，其特征在于：所述铰接板（51）与所述铰接轴（52）之间连接有阻尼件。

8.一种应用权利要求7所述的道路拓宽模板结构的施工方法，其特征在于：其施工步骤如下： 挖掘、测量：挖掘出拓宽道路所要浇筑混凝土的基坑（3），测量基坑（3）与地铁隧道结构的相对位置，并将基坑（3）两侧壁挖掘出斜坡（10），方便夯实机的放置；铺设底板：在基坑（3）底部土层上沿拓宽道路长度方向铺设底板（22），并将支撑结构吊装在底板（22）上，在底板（22）沿拓宽道路长度方向的两侧端面上倾斜地焊接第一侧板（25），并使第一侧板（25）抵接在支撑结构上；铺设顶板：在支撑结构顶部铺设顶板（21），并在顶板（21）沿道路长度方向的两侧端面上焊接第二侧板（23）；安装连接机构：将连接机构（5）固定安装在第二侧板（23）与第一侧板（25）之间，防止土石进入“U”型框架内以及防止混凝土从第一侧板（25）与第二侧板（23）之间渗出；浇筑：向“U”型框架内浇筑混凝土，直至混凝土刚好从“U”型框架顶部溢出，向“U”型框架内伸入搅拌棒并对混凝土进行搅拌，使混凝土能够均匀分布，避免倾斜的第一侧板（25）与底板（22）的夹角处出现浇筑空隙；基坑回填：向基坑（3）内回填土石并通过夯实机夯实，夯实机的作用力大小恒定，其作用力方向垂直于第一侧板（25），减小对地面竖直方向的作用力，从而减小对地底隧道（8）施加的附加应力，第二侧板（23）、第一侧板（25）、顶板（21）、底板（22）以及连接机构（5）防止土石进入“U”型框架内；二次浇筑：在顶板（21）顶部继续浇筑混凝土，直至与标高地面（1）平齐。

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