超高叠加单侧模板加固体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种超高叠加单侧模板加固体系及其施工方法。

背景技术

在大型地震工程模拟研究设施建造的过程中，为使地震模拟研究实验获得的数据更能真实反应地震破坏机理，模拟足尺实验尤为重要，足尺地震模拟试验时需要有足够大的反力支撑，因此地震模拟研究设施的基础常为可承担大载重的钢筋混凝土结构，该结构规格尺寸巨大，设备坑超深，且因工艺要求，对设备坑结构内壁精度要求极高。

如图1、图2所示，该超深设备坑A内口尺寸为26.85m×19.50m，累积坑深为9.4m，图中B表示待施工区域，工艺要求设备坑内侧混凝土完成面须保证平整光洁，不得二次抹灰找平，相对坑中轴线尺寸允许误差±5mm。而9.4m厚混凝土结构，由于结构设计特点，在施工工艺和工序安排上无法实现一次性浇筑，结构较厚，无法采用常规侧模板对拉的加固方式。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种超高叠加单侧模板加固体系及其施工方法，解决针对较厚的混凝土结构无法采用常规侧模板对拉进行加固的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种超高叠加单侧模板加固体系，包括：

下层模板，所述下层模板的高度为h1；

上层模板，沿竖向设置于所述下层模板上，所述上层模板的高度为h2，所述上层模板向混凝土侧预倾的预倾值为a，所述预倾值为混凝土对所述上层模板的侧压力导致所述上层模板产生的变形量，所述下层模板向混凝土侧预倾的预倾值n＝a·h1/(h1+h2)；

第一段模板支撑架，设于所述下层模板的一侧并与所述下层模板固定；

第二段模板支撑架，固定于每个所述第一段模板支撑架上并与所述上层模板固定。

本发明实施例中，第一段模板支撑架包括第一支撑底面、第一支撑顶面、第一支撑侧面及第一支撑斜面，所述第一支撑顶面位于所述第一支撑底面的上方，所述第一支撑侧面竖向连接于所述第一支撑顶面与所述第一支撑底面之间，所述第一支撑斜面斜向连接所述第一支撑顶面远离所述下层模板的一侧与所述第一支撑底面远离所述下层模板的一侧。

本发明实施例中，所述第二段模板支撑架包括第二支撑底面、第二支撑侧面及第二支撑斜面，所述第二支撑底面固定于所述第一支撑顶面上，所述第二支撑侧面垂直固定于所述第二支撑底面上，所述第二支撑斜面斜向连接所述第二支撑底面远离所述上层模板的一侧和所述第二支撑侧面远离所述上层模板的一侧。

本发明实施例中，所述下层模板设于已施工混凝土结构上，所述第一段模板支撑架设于所述已施工混凝土结构上，所述第一支撑斜面上固定有剪刀撑，所述剪刀撑的底端抵顶在所述已施工混凝土结构上。

本发明实施例中，所述下层模板包括围设形成矩形空间的四块，每块所述下层模板的内侧均固定有所述第一段模板支撑架，所述矩形空间的角部的相邻的所述第一段模板支撑架之间为错开设置。

本发明实施例中，所述超高叠加单侧钢模板加固体系还包括水平穿插固定于所述第一段模板支撑架内的盘扣架，所述盘扣架的两端分别抵顶两侧的所述下层模板。

本发明实施例中，所述盘扣架包括平行设置的两排。本发明实施例中，还包括预埋传力螺栓，所述预埋传力螺栓固定于所述第一段模板支撑架上并与所述下层模板固定。

本发明另提供一种超高叠加单侧模板加固体系的施工方法，包括以下步骤：

根据设备坑的深度，将设备坑划分形成上层混凝土浇筑空间和下层混凝土浇筑空间；

根据钢模板支撑体系的理论变形量确定所述上层模板向混凝土侧预倾的预倾值为a，计算下层模板向混凝土侧预倾的预倾值n＝a·h1/(h1+h2)，其中，与下层混凝土浇筑空间对应的下层模板的高度为h1，与上层混凝土浇筑空间对应的上层模板的高度为h2；

支设所述下层模板，在下层模板支设好后，在所述下层模板的一侧支设第一段模板支撑架并浇筑下层混凝土；

在下层混凝土结构强度达到要求时，在所述下层模板上支设上层模板，并在所述第一段模板支撑架上搭设第二段模板支撑架。

本发明实施例中，还包括在下层混凝土浇筑前，在第一段模板支撑架的顶部预埋用于与所述下层模板固定的预埋传力螺栓。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)本发明超高叠加单侧钢模板支撑体系通过整体设计，在施工时分两段叠加支设，以减小混凝土对模板的侧压力；本发明根据计算钢模板支撑体系的变形量确定钢模板顶端的预倾值，在支设时预倾，补偿钢模板受混凝土侧压力造成的变形。

(2)本发明预埋传力螺栓，提前预埋在下层浇筑的混凝土里，在上层模板支设时作为底部拉结使用，增强第一段模板支撑架对混凝土的抵抗作用。

(3)本发明设计了在第一斜立面支撑架斜立面上设置剪刀撑，使剪刀撑根部支撑在混凝土结构上，进一步增强了刚度，控制钢模板体系变形。

(4)本发明将常规竖向搭设的盘扣架体改为水平搭设，通过水平搭设对顶钢模板，解决了钢模板转角处的支撑难题。

附图说明

图1是现有技术中设备坑的平面示意图。

图2是现有技术中设备坑的立面示意图。

图3是本发明超高叠加单侧模板加固体系的平面示意图。

图4是本发明图3中P处的局部放大平面示意图。

图5是本发明超高叠加单侧模板加固体系中第一段模板支撑架的安装示意图。

图6是本发明超高叠加单侧模板加固体系的立面放大示意图。

图7是本发明图6中S处的局部放大示意图。

图8是本发明下层模板和上层模板向混凝土侧预倾的结构示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

下层模板1；上层模板2；第一段模板支撑架3；第二段模板支撑架4；预埋传力螺栓5；上盘扣架6；下层混凝土7；上层混凝土8；

具体实施方式

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

请参阅图3、图4、图5及图6所示，本发明提供一种超高叠加单侧模板加固体系，包括下层模板1、上层模板2、第一段模板支撑架3、第二段模板支撑架4，解决设备坑较厚时，无法采用常规的侧模板对拉方式加固的技术问题，本发明通过将较厚的设备坑设计为分两层浇筑，一方面避免一次性浇筑较厚的混凝土结构导致模板支设困难，另一方面两层浇筑能够保证混凝土结构的稳定性较好，防止分更多层浇筑造成混凝土结构稳定性；本发明通过分别支设上层模板2、下层模板1以及支设竖向分段设置的第一段模板支撑架3和第二段模板支撑架4，将设备坑分两层浇筑，并采用第一段模板支撑架3和第二段模板支撑架4的方式对模板支设提供支撑，能够减小混凝土浇筑对模板的变形量的影响，避免现有技术中无法采用对拉方式加固侧模板的技术问题。

具体来说，所述下层模板1的高度为h1；所述上层模板2沿竖向设置于所述下层模板1上，所述上层模板2的高度为h2，所述上层模板2向混凝土侧预倾的预倾值为a，如图8所示，竖直状态的为结构设计边线，向左倾斜的直线为考虑预倾值之后的实际结构边线，本实施例中预倾方向为自左向右，所述预倾值为混凝土对所述上层模板2的侧压力导致所述上层模板2产生的变形量，所述下层模板1向混凝土侧预倾的预倾值n＝a·h1/(h1+h2)；所述第一段模板支撑架3设于所述下层模板1的一侧并与所述下层模板1固定；所述第二段模板支撑架4固定于每个所述第一段模板支撑架3上并与所述上层模板2固定；本发明下层模板1和上层模板2均为钢模板。

本发明实施例中，还包括预埋传力螺栓5，所述预埋传力螺栓5固定于所述第一段模板支撑架3上并与所述下层模板1固定。所述预埋传力传力螺栓5用于供上层模板2支设时底部加强拉结传力使用，提高上层模板2的安装稳定性。

本发明实施例中，如图5所示，第一段模板支撑架3包括第一支撑底面、第一支撑顶面、第一支撑侧面及第一支撑斜面，所述第一支撑顶面位于所述第一支撑底面的上方，所述第一支撑侧面竖向连接于所述第一支撑顶面与所述第一支撑底面之间，所述第一支撑斜面斜向连接所述第一支撑顶面远离所述下层模板1的一侧与所述第一支撑底面远离所述下层模板1的一侧。具体地，所述第一段模板支撑架3为“梯形支撑架”。

本发明实施例中，所述第二段模板支撑架4包括第二支撑底面、第二支撑侧面及第二支撑斜面，所述第二支撑底面固定于所述第一支撑顶面上，所述第二支撑侧面垂直固定于所述第二支撑底面上，所述第二支撑斜面斜向连接所述第二支撑底面远离所述上层模板2的一侧和所述第二支撑侧面远离所述上层模板2的一侧。具体地，所述第二段模板支撑架4为“小三角形支撑架”，所述第二段模板支撑架4与所述第一段模板支撑架3共同组成“大三角形支撑架”。

本发明实施例中，所述下层模板1设于已施工混凝土结构上，所述第一段模板支撑架3设于所述已施工混凝土结构上，所述第一支撑斜面上固定有剪刀撑，所述剪刀撑的底端抵顶在所述已施工混凝土结构上，所述剪刀撑竖向搭设于所述下盘扣架上。

本发明实施例中，为了提高所述第一段模板支撑架3和第二段模板支撑架4的结构稳定性，所述第一段模板支撑架3和第二段模板支撑架4上还设置有斜拉杆及连接横梁。

本发明实施例中，如图3所示，所述下层模板1包括围设形成矩形空间的四块，每块所述下层模板1的内侧均固定有所述第一段模板支撑架3，所述矩形空间的角部的相邻的所述第一段模板支撑架3之间为错开设置。所述上层模板2包括围设形成矩形空间的四块，每块所述上层模板2的内侧均固定有所述第二段模板支撑架4，所述矩形空间的角部的相邻的所述第二段模板支撑架4之间为错开设置。错开设置避免了角部的相邻的第一段模板支撑架3冲突和相邻的第二段模板支撑架3冲突。

本发明实施例中，所述超高叠加单侧钢模板加固体系还包括水平穿插固定于所述第一段模板支撑架3内的下盘扣架(图未示)，进一步地，所述下盘扣架包括平行设置的两排，每排所述下盘扣架的两端分别抵顶两侧的所述下层模板1；所述超高叠加单侧钢模板加固体系还包括水平穿插固定于所述第二段模板支撑架4内的上盘扣架6，所述上盘扣架6包括平行设置的两排，两排所述上盘扣分别设于两排所述下盘扣架上，每排所述上盘扣架的两端分别抵顶两侧的所述上层模板2。本发明下盘扣架的设置解决了下层的第一段模板支撑架3在矩形空间角部的支撑问题，提高角部的支撑强度并避免了相邻的第一段模板支撑架3冲突；上盘扣架6的设置解决了上层的第二段模板支撑架4在矩形空间角部的支撑问题，提高角部的支撑强度并避免了相邻的第二段模板支撑架4冲突。

优选地，所述下盘扣架和所述上盘扣架6上分别固定有斜拉杆，所述斜拉杆竖向搭设于所述上盘扣架6上和所述下盘扣架上。

以上具体说明了本发明超高叠加单侧钢模板加固体系的结构，以下说明其施工方法，包括以下步骤：

根据设备坑的深度，将设备坑划分形成上层混凝土浇筑空间和下层混凝土浇筑空间；

根据钢模板支撑体系的理论变形量确定所述上层模板2向混凝土侧预倾的预倾值为a，计算下层模板1向混凝土侧预倾的预倾值n＝a·h1/(h1+h2)，其中，与下层混凝土浇筑空间对应的下层模板1的高度为h1，与上层混凝土浇筑空间对应的上层模板2的高度为h2；

支设所述下层模板1，在下层模板1支设好后，在所述下层模板1的一侧支设第一段模板支撑架3并浇筑下层混凝土7；

在下层混凝土结构强度达到要求时，在所述下层模板1上支设上层模板2，并在所述第一段模板支撑架3上搭设第二段模板支撑架4。

本发明实施例中，还包括在下层混凝土浇筑前，在第一段模板支撑架3的顶部预埋传力螺栓5。

本发明实施例中，在第一段模板支撑架3搭设好、下层混凝土7浇筑前，还包括在所述第一段模板支撑架3内水平穿插搭设下盘扣架；在第二段模板支撑架4搭设好、上层混凝土8浇筑前，还包括在所述第二段模板支撑架4内水平穿插搭设上盘扣架6；进一步地，下盘扣架包括平行设置的两排，下盘扣架的两端分别抵顶两侧的下层模板1，上盘扣架6也包括平行设置的两排，两排上盘扣架6固定于对应的下层盘扣架上，上盘扣架6的两端分别抵顶对应的上层模板2。

以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。