CN116516911A - 一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体和施工方法，该发明涉及混凝土结构施工领域，包括：滑模面板，滑模面板包括主面板和与主面板两端铰接的两个铰接段面板，支撑架，设于滑模面板后面，包括两根工字钢主楞，两根所述工字钢主楞之间通过槽钢连接，滑模面板与工字钢主楞通过调节丝杆连接，多个角度调节装置，设于支撑架上，用于调节主面板和铰接段面板的角度，本发明相比传统翻模施工提高施工效率的同时节约了人工成本及模板制作的物料成本，经济效益明显，相比于可动态调整滑模模数曲面模板，灵活度更高、适应性更强。

Description

一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体和施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土结构施工领域，特别涉及一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体和施工方法。

背景技术

抽水蓄能已经成为最成熟、成本最低，同时也是装机最多的主流储能技术，在新能源革命的今天，抽水蓄能电站迎来了发展新高潮，2021年国家能源局提出加快抽水蓄能电站核准建设的要求，抽水蓄能电站上下库为封闭库盆，库盆防渗结构常为直曲相交的混凝土面板，其中曲面面板占比约达35％～40％。库盆面板一般采用滑模施工，其相对于常规的翻模施工，无需多次拆装、拼接，可提高施工效率，减少拼接缝对面板防渗性产生不利影响，但曲面模板滑模施工工艺尚不成熟，施工难度较大，特别是对于曲率、圆弧均随着高度变化的曲面面板，很大程度上影响了施工进度。

发明内容

本发明实施例提供一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，可以解决现有技术中存在曲面模板滑模施工工艺尚不成熟，施工难度较大，特别是对于曲率、圆弧均随着高度变化的曲面面板，很大程度上影响了施工进度的问题。

本发明实施例提供一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，包括：

滑模面板，滑模面板包括主面板和与主面板两端铰接的两个铰接段面板；

支撑架，设于滑模面板后面，包括两根工字钢主楞，两根所述工字钢主楞之间通过槽钢连接，滑模面板与工字钢主楞通过调节丝杆连接；

多个角度调节装置，设于支撑架上，用于调节主面板和铰接段面板的角度。

进一步，角度调节装置包括：

多根竖向槽钢，设于支撑架的背部，每根竖向槽钢顶部一端与支撑架上的主楞通过斜向钢固定连接；

多根斜拉螺杆，每根所述斜拉螺杆一端与槽钢顶部另一端铰接，另一端与铰接段面板上的工字钢铰接。

进一步，竖向调节丝杆处均设置有槽钢和工字钢主楞形成的调节“井”字架，调节“井”字架处设置标尺。

进一步，两个铰接段面板的外侧面均设有吊耳。

一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法，包括：

通过三维模型与实体水库对比，确定库盆面板体型，面板体型包括凹型面板和凸型面板；

根据设计图纸及三维模型的剖面计算待施工区段内弧长和弦高；

根据测量放样确定弦高变化点位，根据弦高变化点位确定放样点位，在放样点位处插入相应高度的竖向钢筋，基于竖向钢筋高度在顺坡向的沿线方向均匀设置三角形样架钢筋，在三角形样架钢筋上架设顺坡向的水平杆，形成控制样架；

将制作好的滑模体布置到控制样架上，并经过测量后进行严格校模和检查，滑模体与控制样架和库盆面板之间形成浇筑仓；

在坝面两侧放置两台相同的串联的卷扬机，将两台卷扬机的拖钩挂至滑膜体两侧的吊耳，利用两台卷扬机同步提升滑模，使得弧形滑模相对于中心轴线同步提升，避免发生滑模斜移，从而使面板厚度不均匀；

根据库盆面板体型以及计算的弦高和弧长，调节斜拉螺杆和竖向调节丝杆丝杆，以调节滑模面板的曲率和弦高，从而在滑模体滑升施工过程中使滑模体适应库盆面板曲率和圆弧渐变；

将库盆面板用混凝土运至水库的坝顶后，通过挖机将混凝土放入集料斗，通过溜槽将集料斗里的混凝土从下往上对浇筑仓进行分层浇筑，分层厚度100cm，通过设置两道主溜槽，再从主溜槽分支溜槽，分支溜槽下料口距离浇筑仓面高度不大于30cm，两道主溜槽设置在浇筑仓的等分位置，溜槽长度随浇筑高度变化而变化；

混凝土浇入浇筑仓后采用人工进行平仓，平仓结束后由人工采用软轴振捣器振捣浇筑仓内的混凝土，振捣完一层后，滑模体向上滑动一层，滑模面板的曲率和弦高调整一次，之后下料平仓，再进行下一循环施工；

在二次收面混凝土初凝后及时用化纤毛毯或土工布覆盖保湿，缩小混凝土与外部湿差，终凝后进行喷水连续养护。

本发明实施例提供一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体和施工方法，与现有技术相比，其有益效果如下：

通过建立抽水蓄能电站库盆三维实体模型，明确库盆面板体型，根据库盆面板体型，计算库盆面板各区段内弧长、弦高，通过测量放线在库盆面板上设置面板体型样架钢筋，形成控制样架，通过滑模体两侧斜拉螺杆和中间段竖向调节丝杆进行模板弧长、弦高的调整，滑升过程中不断调节滑模面板弧长、弦高，实现内(凹型曲面)外(凸型曲面)弧切换及滑模面板弧长与曲率随高度变化的曲面面板混凝土滑模施工，可变半径弧形面板滑模施工相比传统翻模施工提高施工效率的同时节约了人工成本及模板制作的物料成本，经济效益明显，相比于可动态调整滑模模数曲面模板，灵活度更高、适应性更强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的的外弧型模板底部图形示意图。

图2为本发明实施例提供的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的的外弧型模板顶部图形示意图；

图3为本发明实施例提供的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法的工艺流程图；

图4为本发明实施例提供的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法的库盆面板三维图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-2，一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，包括：

滑模面板1，滑模面板1包括主面板1-1和与主面板两端铰接的两个铰接段面板1-2；

支撑架，设于滑模面板1的后面，包括两根工字钢主楞，两根工字钢主楞之间通过槽钢连接，滑模面板与工字钢主楞通过竖向调节丝杆2连接；

多个角度调节装置，设于支撑架上，用于调节主面板1-1和铰接段面板1-2的角度。

滑模面板1的宽度、长度可根据具体需要设计，滑模面板1的两端分别设置铰接段面板1-2，滑模面板1的中部支撑架上的工字钢通过均匀间隔的竖向调节丝杆2与面板连接，滑模面板1采用约5mm厚的钢板。

在一种可能的实施方式中，角度调节装置包括：

多根竖向槽钢3-1，设于支撑架的背部，每根竖向槽钢3-1顶部一端与支撑架上的主楞通过斜向钢固定连接；

多根斜拉螺杆3-2，每根所述斜拉螺杆3-2一端与竖向槽钢3-1顶部另一端铰接，另一端与铰接段面板上的工字钢主楞铰接。

在本发明提供的实施例中，滑模面板1背部两侧的主楞采用工字钢，在饺接段与主面板铰接处背部设置有竖向槽钢3-1支撑，竖向槽钢3-1顶部与工字钢主楞端头铰接有斜拉螺杆3-2，竖向槽钢3-1另一侧与工字钢之间焊接有斜向钢3-3。

在一种可能的实施方式中，竖向调节丝杆处均设置有槽钢和工字钢主楞形成的调节“井”字架，调节“井”字架处设置标尺。

在本发明提供的实施例中，竖向调节丝杆2设置在与工字钢主楞连接的槽钢一侧，工字钢主楞与槽钢构成调节“井”字架，调节“井”字架的槽钢上设置标尺。

在一种可能的实施方式中，两个铰接段面板的外侧面均设有吊耳。

在本发明提供的实施例中，吊耳设置于铰接段面板的远离铰接段的外侧处，用于提升整个滑膜体。

本发明还提供一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法。

图3为本发明实施例提供的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法流程图，如图3所示，施工方法包括：滑模体制作、确定库盆面板体型、计算弧长与弦高、测量放样及布设辅助样架钢筋、钢筋安装、布置滑模、卷扬机同步提升、调节弦高和弧长、滑模体混凝土浇筑施工、库盆面板混凝土养护。

具体地，方法包括：

步骤101、通过三维模型与实体水库对比，确定库盆面板体型，面板体型包括凹型面板和凸型面板；

在步骤101中，根据实体水库，确定实体水库的三维模型体型，如图4所示，图4是库盆面板体型，三维模型的外侧表面为库盆面板，盆面板体型包括凸形面板和凹形面板，弧面向外拱出的是凸形面板，弧面凹陷的是凹型面板，从而确定模板体制作思路及方案。

步骤102、根据设计图纸及三维模型的剖面计算待施工区段内弧长和弦高；根据设计图纸构建库盆面板的三维模型，根据库盆面板的三维模型的剖面计算待施工区段内弧长和弦高。

需要说明的是弧长和弦高根据计算机自动计算，或根据图纸手动计算，运用几何方法计算弧长和弦高。

步骤103、根据测量放样确定弦高变化点位，根据弦高变化点位确定放样点位，在放样点位处插入相应高度的竖向钢筋，基于竖向钢筋高度在顺坡向的沿线方向均匀设置三角形样架钢筋，在三角形样架钢筋上架设顺坡向的水平杆，形成控制样架；

在步骤103中，制作控制样架可以避免由于弦高变化致使面板厚度不一致，同时根据测量放样确定弦高变化点位，根据弦高变化点位确定放样点位，可以减少弧形滑模体在上移过程测量放样次数。钢筋安装的位置、间排距、保护层及各部分钢筋的根数、型号及规格，严格按施工详图和有关设计文件进行。为保证保护层的厚度，钢筋和模板之间设置强度不低于设计强度的预埋有铁丝的混凝土垫块，并与钢筋扎紧，安装后的钢筋加固牢靠，且在混凝土浇筑过程中安排专人看护经常检查，防止钢筋移位和变形，否则要及时纠正。

步骤104、将制作好的滑模体布置到控制样架上，并经过测量后进行严格校模和检查，滑模体与控制样架和库盆面板之间形成浇筑仓；

在步骤104中，将制作好的弧形滑模就位，就位后由测量进行严格校模，模板要严密不漏浆，且保证混凝土浇筑过程中不变形、不发生位移，并在施工过程中安排专人检查，模板调整过程中连接处和面板是否有发生松动、破裂、变形等问题，若发现应立即解决。

步骤105、在坝面两侧放置两台相同的串联的卷扬机，将两台卷扬机的拖钩挂至滑膜体两侧的吊耳，利用两台卷扬机同步提升滑模，使得弧形滑模相对于中心轴线同步提升，避免发生滑模斜移，从而使面板厚度不均匀；

在步骤105中，在弧形滑模上移时，利用两台卷扬机同步提升滑模，确保弧形滑模相对于中心轴线同步提升，避免发生滑模斜移，使面板厚度不均匀。

步骤106、根据库盆面板体型以及计算的弦高和弧长，调节斜拉螺杆和竖向调节丝杆丝杆，以调节滑模面板的曲率和弦高，从而在滑模体滑升施工过程中使滑模体适应库盆面板曲率和圆弧渐变；

在步骤106中，根据面板的体型以及计算的弦高和弧长，调节斜向和竖向丝杆，以带动滑模面板发生曲率和弧度的改变，进而在滑生过程中控制滑模适应面板的曲率变化和内(凹型曲面)外(凸型曲面)弧切换，从而实现面板曲率和圆弧渐变段曲面面板的滑模施工。

步骤107、将库盆面板用混凝土运至水库的坝顶后，通过挖机将混凝土放入集料斗，通过溜槽将集料斗里的混凝土从下往上对浇筑仓进行分层浇筑，分层厚度100cm，通过设置两道主溜槽，再从主溜槽分支溜槽，分支溜槽下料口距离浇筑仓面高度不大于30cm，两道主溜槽设置在浇筑仓的等分位置，溜槽长度随浇筑高度变化而变化；

步骤108、混凝土浇入浇筑仓后采用人工进行平仓，平仓结束后由人工采用软轴振捣器振捣浇筑仓内的混凝土，振捣完一层后，滑模体向上滑动一层，

混凝土与外部湿差，终凝后进行喷水连续养护。

在步骤108中，滑模面板的曲率和弦高调整一次，之后下料平仓，再进行下一循环施工，模内的混凝土应随浇随摊平并捣固，不得堆积一大堆后才进行捣固，振捣时采用分层振捣的原则，即根据每次滑升的高度进行逐层(30cm)振捣，振捣密实后再进行上滑，减少后续修补。

步骤109、在二次收面混凝土初凝后及时用化纤毛毯或土工布覆盖保湿，缩小混凝土与外部湿差，终凝后进行喷水连续养护。

在步骤109中，养护水尽可能在室外水箱放置一段时间，避免系养护水与室外温差过大影响混凝土养护质量。养护时间至水库蓄水并不少于90天。

需要说明的是，滑模体的主材料见表1。

表1滑模体的主材料

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，其特征在于，包括：

滑模面板，所述滑模面板包括主面板和与所述主面板两端铰接的两个铰接段面板；

支撑架，设于所述滑模面板后面，包括呈井字型连接的多根主楞和次楞，所述主楞和次楞均为工字钢，所述滑模面板与所述工字钢通过竖向调节丝杆连接；

多个角度调节装置，设于所述支撑架上，用于调节所述主面板和所述铰接段面板的角度。

2.如权利要求1所述的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，其特征在于，所述角度调节装置包括：

多根竖向槽钢，设于所述支撑架的背部，每根所述槽钢顶部一端与所述支撑架上的所述主楞通过斜向钢固定连接；

多根斜拉螺杆，每根所述斜拉螺杆一端与所述槽钢顶部另一端铰接，另一端与所述铰接段面板上的工字钢铰接。

3.如权利要求1所述的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，其特征在于，所述竖向调节丝杆处均设置有槽钢和工字钢主楞形成的调节“井”字架，调节“井”字架处设置标尺。

4.如权利要求1所述的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体，其特征在于，两个所述铰接段面板的外侧面均设有吊耳。

5.应用如权利要求1-4任一项所述的一种曲率和圆弧渐变曲面面板混凝土滑模体的施工方法，其特征在于，包括：

步骤1、通过三维模型与实体水库对比，确定库盆面板体型，所述面板体型包括凹型面板和凸型面板；

步骤2、根据设计图纸及三维模型的剖面计算待施工区段内弧长和弦高；

步骤3、根据测量放样确定弦高变化点位，根据弦高变化点位确定放样点位，在放样点位处插入相应高度的竖向钢筋，基于竖向钢筋高度在顺坡向的沿线方向均匀设置三角形样架钢筋，在三角形样架钢筋上架设顺坡向的水平杆，形成控制样架；

步骤4、将制作好的滑模体布置到控制样架上，并经过测量后进行严格校模和检查，滑模体与控制样架和库盆面板之间形成浇筑仓；

步骤5、在坝面两侧放置两台相同的串联的卷扬机，将两台卷扬机的拖钩挂至滑膜体两侧的吊耳，利用两台卷扬机同步提升滑模，使得弧形滑模相对于中心轴线同步提升，避免发生滑模斜移，从而使面板厚度不均匀；

步骤6、根据库盆面板体型以及计算的弦高和弧长，调节斜拉螺杆和竖向调节丝杆，以调节滑模面板的曲率和弦高，从而在滑模体滑升施工过程中使滑模体适应库盆面板曲率和圆弧渐变；

步骤7、将库盆面板用混凝土运至水库的坝顶后，通过挖机将混凝土放入集料斗，通过溜槽将集料斗里的混凝土从下往上对浇筑仓进行分层浇筑，分层厚度100cm，通过设置两道主溜槽，再从主溜槽分支溜槽，分支溜槽下料口距离浇筑仓面高度不大于30cm，两道主溜槽设置在浇筑仓的等分位置，溜槽长度随浇筑高度变化而变化；

步骤8、混凝土浇入浇筑仓后采用人工进行平仓，平仓结束后由人工采用软轴振捣器振捣浇筑仓内的混凝土，振捣完一层后，滑模体向上滑动一层，滑模面板的曲率和弦高调整一次，之后下料平仓，再进行下一循环施工；

步骤9、在二次收面混凝土初凝后及时用化纤毛毯或土工布覆盖保湿，缩小混凝土与外部湿差，终凝后进行喷水连续养护。