CN106522234B - 一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构及其施工方法，所述水下灌浆模板结构包括：模板底面基础；单节钢模板，设置于既有柱体周围，由2块半边单节钢模板拼成单节钢模板以实现水下分节沉放拼装；滚轮滑道结构，安装在既有柱体上，用于实现单节钢模板的水中沉放的导向、支撑和限位；细调定位结构，安装于单节钢模板的四周和内部；锥形导向结构，位于单节钢模板的顶面法兰板和底面法兰板上；底部止浆橡胶条，位于底节单节钢模板的底面。本发明可以满足柱体顶部有桥面或码头面等覆盖结构的水下柱体截面加大的应用环境，使施工困难的水下灌浆模板结构及其施工方法变得易于操作，自动化程度高，质量可靠，降低施工风险和成本，提高工作效率。

Description

一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种模板结构，尤其涉及一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构，并涉及用于该柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法。

本发明可以满足柱体顶部有桥面或码头面等覆盖的柱顶结构的水下柱体截面加大的应用环境。

背景技术

海上或河内的桥梁、码头等工程结构因结构修补或改造，需要对桩、柱或筒等柱体结构扩大截面，达到提高承载力和稳定性的目的。而水下柱体扩大截面灌浆前需要在水中安装模板，这种水中模板是围水结构一种，即模板结构，实现把灌浆的空间独立分隔出来，防止灌浆外露。

目前水下柱体模板安装常用方法为采用振动锤在土中打入钢筒作为围水结构，或使用起吊设备吊整体模板入水安装，或吊分块模板在水下拼装，以上方法不适合在柱体顶部有桥面或码头面等覆盖的柱顶结构，水面上操作空间小、大水深、水质浑浊、水流急、波浪及涨退潮影响大等一种或几种限制条件下完成水中柱体截面加大灌浆模板的安装，特别不适合水下大截面高柱体截面加大的大型模板的施工。在以上条件下，潜水员在水下视线差，作业条件复杂，只能靠摸索着做一些简单的动作完成模板的安装，模板水下沉放拼装、调整对位、支撑、止浆和拆除施工难度大，作业安全风险高，质量控制难度大，施工效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够满足柱体顶部有桥面或码头面等覆盖的柱顶结构的柱体截面加大的水下灌浆模板结构，并提供用于该柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法。

对此，本发明提供一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构，包括：

模板底面基础，位于既有柱体的底部，包括支承模板结构和基面，实现支承水下灌浆模板和底部止浆橡胶条的压缩止浆；

单节钢模板，设置于既有柱体周围，将既有柱体截面加大的水下灌浆模板分节成单节钢模板制作，单节钢模板分成2块半边单节钢模板制作，然后拼装成单节钢模板以实现水下分节沉放拼装；

滚轮滑道结构，安装在既有柱体上，用于实现单节钢模板的水中沉放的导向、支撑和限位；

细调定位结构，安装于单节钢模板的四周和内部，用于水下细调和定位单节钢模板；

锥形导向结构，位于单节钢模板的顶面法兰板和底面法兰板上，用于上下位置的单节钢模板之间的水下导向对接；

底部止浆橡胶条，位于底节单节钢模板的底面，用于防止灌浆外露。

本发明的进一步改进在于，所述半边单节钢模板包括顶面法兰板、底面法兰板、竖直拼缝连接螺栓和钢面板，所述顶面法兰板和底面法兰板分别设置于所述钢面板的顶面和底面，竖直拼缝连接螺栓设置于同一水平高度的2块半边单节钢模板之间。

本发明的进一步改进在于，所述锥形导向结构包括导向锥体、锥底螺纹孔、锥体连接固定孔和锥体连接螺杆，所述锥体连接固定孔位于单节钢模板的顶面法兰板上，所述锥底螺纹孔位于导向锥体的底部，所述锥体连接螺杆通过锥体连接固定孔设置于所述导向锥体的底部，所述锥体连接螺杆的下端位于锥体连接固定孔的下方。

本发明还提供一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，所述施工方法用于实现如上所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构，并包括以下步骤：

步骤S1，在既有柱体的底部形成模板底面基础；

步骤S2，制作半边单节钢模板，陆上试拼装成单节钢模板和整套模板；

步骤S3，在试拼装合格的整套模板上安装锥形导向结构和细调定位结构；

步骤S4，对整套模板编号，然后拆成半边单节钢模板；

步骤S5，陆上安装底部止浆橡胶条；

步骤S6，滚轮滑道结构制作安装；

步骤S7，悬吊绳索上端系在柱顶结构上的起重设备或其他起重设备上，下端悬吊底节单节钢模板的2块半边单节钢模板于既有柱体两侧，安装竖直拼缝连接螺栓，在水面上或水面附近拼成单节钢模板，围抱既有柱体；

步骤S8，下放悬吊绳索，底节单节钢模板在水中沿所述滚轮滑道结构往下沉放，单节钢模板的底面接近所述模板底面基础的基面时暂停；

步骤S9，利用细调定位结构调整和定位单节钢模板，然后放松悬吊绳索，单节钢模板完全放下并支承在所述模板底面基础的基面上，压缩底部止浆橡胶条；

步骤S10，用同样的方法逐节沉放底节单节钢模板以上的各单节钢模板，利用锥形导向结构完成上下位置的单节钢模板水下导向对接；

步骤S11，每节单节钢模板对接后即时安装单节钢模板与单节钢模板之间的节间连接螺栓；

步骤S12，通过细调定位结构完成单节钢模板的调整定位；

步骤S13，直到模板安装完成并检查合格后进行水下灌浆；

步骤S14，灌浆的顶面上升接近细调定位结构的可调螺杆时，旋出可调螺杆直至可调螺杆的位于单节钢模板内的端头面与单节钢模板的钢面板的内面平齐；

步骤S15，在灌浆凝固后从上到下拆除辅助安装结构，分节分块拆除模板。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S1中，所述模板底面基础的基面平整度为30mm以内。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S5，底节单节钢模板的底部止浆橡胶条的横断面为方形，分成2条分别粘贴在2块半边单节钢模板的底面法兰板的底面，底部止浆橡胶条的长度和半边单节钢模板的底面法兰板的长度一致；底部止浆橡胶条安装方法为：在半边单节钢模板的底面法兰板底面或底部止浆橡胶条的顶面涂刷粘接剂后，把底部止浆橡胶条粘贴在半边单节钢模板的底面法兰板底面，随后吊起半边单节钢模板，保持底面法兰板底面朝下，立放在平整坚实的平台上，使底部止浆橡胶条在半边单节钢模板的重力作用下压缩并完全密贴于底面法兰板底面，实现牢固粘贴，防止模板水下安装和灌浆过程中底部止浆橡胶条脱落，用于底节单节钢模板的底面法兰板底面与模板底面基础的基面之间的堵缝与止浆。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S6中，滚轮滑道结构包括固定件、支撑杆、转动轴和滚轮；所述固定件固定在既有柱体上，所述支撑杆与固定件连接，该支撑杆的内端头顶撑在既有柱体上，所述转动轴位于支撑杆的外端头；所述滚轮中间开孔，以穿在转动轴上实现自由转动；所述滚轮滑道结构沿既有柱体垂直方向分层设置，每层环向布置3个以上的滚轮，所述滚轮的外边缘与单节钢模板的钢面板之间的间距10～50mm，用于实现单节钢模板在水中沉放的导向、支撑和限位。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S3和S10中，锥形导向结构的导向锥体采用圆形钢锥，表面光滑，利用导向锥体底部的锥底螺纹孔和下节单节钢模板的顶面法兰板的锥体连接固定孔安装锥体连接螺杆，将导向锥体固定在下节单节钢模板的顶面法兰板上，所述导向锥体的锥尖向上，在导向锥体安装位置正上方的上一节单节钢模板的底面法兰板上相应位置加工锥体导向洞，所述锥体导向洞直径比导向锥体底面直径大2～5mm，用于上下位置的单节钢模板之间的水下对接导向；上节单节钢模板沉放过程中，其底面法兰板的锥体导向洞自动对准并套入下节单节钢模板的顶面法兰板上的导向锥体的锥尖，在自重作用下沿导向锥体表面下滑，落在下节单节钢模板的顶面法兰板上，自动完成上下位置的2节单节钢模板之间的准确导向对接。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S9中，细调定位结构包括螺纹套筒和可调螺杆，所述螺纹套筒焊接在单节钢模板四周，位于同一水平面的十字对称轴上；螺纹套筒靠近既有柱体一侧的端头顶面与单节钢模板的钢面板内面在一个垂直面上；所述可调螺杆设置于所述螺纹套筒内，可旋进旋出，所述可调螺杆顶住既有柱体表面时旋进与旋出可带动模板，用于平面位置的细调与定位模板。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S14中，细调定位结构的可调螺杆在灌浆过程中旋出至灌浆范围外，使所述单节钢模板可拆除。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：所述柱体截面加大的水下灌浆模板结构及其施工方法，可以满足柱体顶部有桥面或码头面等覆盖的柱顶结构的水下柱体截面加大的应用环境，在水面上操作空间小、水上作业空间受限、大水深、水质浑浊、水流急、波浪及涨退潮影响大等一种或几种限制条件下也能够施工完成柱体截面加大的水下灌浆模板结构，使施工困难的水下灌浆模板结构及其施工方法变得易于操作，自动化程度高，质量可靠，安全风险得以降低，提高工作效率的基础上，还降低了施工成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例的正视结构示意图；

图2是本发明一种实施例的俯视结构示意图；

图3本发明一种实施例的半边单节钢模板结构示意图；

图4本发明一种实施例的锥形导向结构的细节结构示意图；

图5本发明一种实施例的锥形导向结构的俯视结构示意图；

图6本发明一种实施例的细调定位结构的结构示意图；

图7本发明一种实施例的细调定位结构的剖面结构示意图。

图中标记：1-既有柱体；2-柱顶结构；3-模板底面基础，31-支承模板结构，32-基面；4-单节钢模板，41-半边单节钢模板，411-顶面法兰板，412-底面法兰板，413-竖直拼缝连接螺栓，414-钢面板，42-节间连接螺栓；5-滚轮滑道结构；51-固定件；52-支撑杆；53-转动轴；54-滚轮；6-细调定位结构，61-可调螺杆；62-螺纹套筒；7-锥形导向结构；71-导向锥体；72-锥底螺纹孔；73-锥体连接固定孔；74-锥体连接螺杆；75-锥体导向洞；8-底部止浆橡胶条；9-悬吊绳索。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1至图7所示，本例提供一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构，包括：

模板底面基础3，设置于既有柱体1的底部，包括支承模板结构31和基面32，实现支承水下灌浆模板和底部止浆橡胶条8的压缩止浆；

单节钢模板4，设置于既有柱体1周围，将既有柱体1截面加大的水下灌浆模板分节成单节钢模板4制作，单节钢模板4分成2块半边单节钢模板41制作，拼装成单节钢模板4以实现水下分节沉放拼装；

滚轮滑道结构5，安装在既有柱体1上，用于实现单节钢模板4的水中沉放的导向、支撑和限位；

细调定位结构6，安装于单节钢模板4的四周和内部，用于水下细调和定位单节钢模板4；

锥形导向结构7，位于单节钢模板4的半边单节钢模板41的顶面法兰板411和底面法兰板412上，用于上下位置的单节钢模板4之间的水下导向对接；

底部止浆橡胶条8，位于底节单节钢模板4的底面，用于防止灌浆外露。

如图2至图7所示，本例所述半边单节钢模板41包括顶面法兰板411、底面法兰板412、竖直拼缝连接螺栓413和钢面板414，所述顶面法兰板411和底面法兰板412分别设置于所述钢面板414的顶面和底面，竖直拼缝连接螺栓413设置于同一水平高度的2块半边单节钢模板41之间。

如图4和图5所示，本例所述锥形导向结构7包括导向锥体71、锥底螺纹孔72、锥体连接固定孔73和锥体连接螺杆74。所述锥体连接固定孔73位于单节钢模板4的顶面法兰板411上，所述锥底螺纹孔72位于导向锥体71的底部，所述锥体连接螺杆74通过锥体连接固定孔73设置于所述导向锥体71的底部，所述锥体连接螺杆74的下端位于锥体连接固定孔73的下方。

本例模板底面基础3为基础构件，所述底节单节钢模板4的底部设置有底部止浆橡胶条8，所述底部止浆橡胶条8的横断面为方形，所述底部止浆橡胶条8粘贴在单节钢模板4的底面法兰板412的底面。所述导向锥体71采用圆形钢锥，表面光滑。所述模板底面基础3的基面32的平整度为30mm以内。所述单节钢模板4通过所述细调定位结构6的可调螺杆61实现可拆除。

本例所述模板底面基础3是整个水下灌浆模板结构的基础；所述单节钢模板4为将设置于既有柱体1周围的适用于拼装的模板拼装节段，所述半边单节钢模板41为半个单节钢模板，将2个半边单节钢模板41拼装在一起就能够得到单节钢模板4，而将所有的单节钢模板4拼装起来就能够得到完整的水下灌浆模板结构的模板，也就是说，2块半边单节钢模板41可以拼装成单节钢模板4，多个单节钢模板4可以拼装成所述水下灌浆模板结构的完整的模板；所述滚轮滑道结构5安装在既有柱体1上，用于通过滚轮滑道结构5的滚轮54实现单节钢模板4在水中沉放的导向、支撑和限位；所述细调定位结构6，安装于单节钢模板4的四周和内部，用于水下细调定位单节钢模板4；所述锥形导向结构7位于单节钢模板4的顶面法兰板411和底面法兰板412上，用于实现上下位置的单节钢模板4之间的水下导向对接；所述底部止浆橡胶条8，位于底节单节钢模板4的底面法兰板412的底面与模板底面基础3的基面32之间，也就是位于底层的单节钢模板4的底面与模板底面基础3的基面32之间，用于底节单节钢模板4的底面法兰板412的底面与模板底面基础3的基面32之间的堵缝与止浆，用于防止灌浆外露；本例上面所述的这些构件，都是工业化产生的产品，并且能够实现自动化的施工控制。

本例还提供一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构施工方法，所述施工方法用于实现如上所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构，并包括以下步骤：

步骤S1，在既有柱体1的底部形成模板底面基础；

步骤S2，制作半边单节钢模板41，陆上试拼装成单节钢模板4和整套模板；

步骤S3，在试拼装合格的整套模板上安装锥形导向结构7和细调定位结构6；

步骤S4，对整套模板编号，然后拆成半边单节钢模板41；

步骤S5，陆上安装底部止浆橡胶条8；

步骤S6，滚轮滑道结构5制作安装；

步骤S7，悬吊绳索9上端系在柱顶结构2上的起重设备或其他起重设备上，下端悬吊底节单节钢模板4的2块半边单节钢模板41于既有柱体1两侧，安装竖直拼缝连接螺栓413，在水面上或水面附近拼成单节钢模板4，围抱既有柱体1；

步骤S8，下放悬吊绳索9，底节单节钢模板4在水中沿所述滚轮滑道结构5往下沉放，单节钢模板4的底面接近所述模板底面基础3的基面时暂停；

步骤S9，利用细调定位结构6调整和定位单节钢模板4，然后放松悬吊绳索9，单节钢模板4完全放下并支承在所述模板底面基础3的基面32上，压缩底部止浆橡胶条8；

步骤S10，用同样的方法逐节沉放底节单节钢模板4以上的各单节钢模板4，利用锥形导向结构7完成上下位置的单节钢模板4的水下导向对接；

步骤S11，每节单节钢模板4对接后即时安装单节钢模板4与单节钢模板4之间的节间连接螺栓42；

步骤S12，通过细调定位结构6完成单节钢模板4的调整定位；

步骤S13，直到模板安装完成并检查合格后进行水下灌浆；

步骤S14，灌浆的顶面上升接近细调定位结构6的可调螺杆61时，旋出可调螺杆61直至可调螺杆61位于单节钢模板4内的端头面且与单节钢模板4的钢面板414的内面平齐；

步骤S15，在灌浆凝固后从上到下拆除辅助安装结构，分节分块拆除模板。

优选的，所述步骤S7中，若既有柱体1的截面加大灌浆料(所述灌浆料包括砂浆和混凝土等)中设有钢筋骨架，则所述滚轮滑道结构5的固定件51和支撑杆52可结合结构钢筋骨架加工成整体结构，并在水下安装固定在既有柱体1上；若既有柱体1的截面加大灌浆料中无钢筋骨架，则所述滚轮滑道结构5在制作后实现水下安装固定在既有柱体1上。所述步骤S14中，辅助安装结构包括锥形导向结构7的导向锥体71、细调定位结构6的可调螺杆61、单节钢模板4的半边单节钢模板41的竖直拼缝连接螺栓413、以及上下位置的两节单节钢模板4之间的节间连接螺栓42；即所述辅助安装结构指的是用于辅助安装的各个构件。

本例所述步骤S1中，所述模板底面基础3的基面32的平整度优选控制为30mm以内，所述模板底面基础3为新建混凝土板、既有的经整理的承台以及底板中的任意一种。

本例所述步骤S5中，底节单节钢模板4的底部止浆橡胶条8的横断面为方形，分成2条分别粘贴在2块半边单节钢模板41的底面法兰板412的底面，底部止浆橡胶条8的长度和半边单节钢模板41的底面法兰板412的长度一致；底部止浆橡胶条8安装方法为：在半边单节钢模板41的底面法兰板412底面或底部止浆橡胶条8的顶面涂刷粘接剂后，把底部止浆橡胶条8粘贴在半边单节钢模板41的底面法兰板412底面，随后吊起半边单节钢模板41，保持底面法兰板412底面朝下，立放在平整坚实的平台上，使底部止浆橡胶条8在半边单节钢模板41的重力作用下压缩并完全密贴于底面法兰板412底面，实现牢固粘贴，防止模板水下安装和灌浆过程中底部止浆橡胶条8脱落，用于底节单节钢模板4的底面法兰板412底面与模板底面基础3的基面32之间的堵缝与止浆。

本例所述步骤S3中，如图4和图5，锥形导向结构7的导向锥体71采用圆形钢锥，表面光滑，利用导向锥体71底部的锥底螺纹孔72和下节单节钢模板4的顶面法兰板411的锥体连接固定孔73安装锥体连接螺杆74，将导向锥体71固定在下节单节钢模板4的顶面法兰板411上，导向锥体71的锥尖向上，在导向锥体71安装位置正上方的上一节单节钢模板4的底面法兰板412上相应位置加工锥体导向洞75，锥体导向洞75直径比导向锥体71底面直径大2～5mm，用于上下位置的单节钢模板4之间的水下对接导向。

本例所述步骤S10中，上节单节钢模板4沉放过程中其底面法兰板412的锥体导向洞75自动对准并套入下节单节钢模板4的顶面法兰板411上的导向锥体71的锥尖，在自重作用下沿导向锥体71表面下滑，落在下节单节钢模板4的顶面法兰板411上，自动完成上下位置的2节单节钢模板4之间的准确导向对接。

本例所述步骤S3、S9和S12中，如图6和图7所示，所述细调定位结构6包括螺纹套筒62和可调螺杆61，所述螺纹套筒62焊接在单节钢模板4四周，位于同一水平面的十字对称轴上，螺纹套筒62靠近既有柱体1一侧的端头顶面与单节钢模板4的钢面板414内面在一个垂直面上；所述可调螺杆61的前端为螺纹丝杆，设置于所述螺纹套筒62内，通过手动转动可调螺杆61可实现可调螺杆61的旋进与旋出，所述可调螺杆61顶住既有柱体1表面，用于模板位置的细调与定位。本例所述模板为所述水下灌浆模板结构的简称。

本例所述步骤S6中，滚轮滑道结构5为通过钢材焊接成的空间结构，分两半制作安装，其内侧围抱固定在既有柱体1上，外侧安装滚轮54；该滚轮滑道结构8沿既有柱体1垂直方向分层设置，分层间距小于模板分节长度，可采用独立的单层结构，也可在上下层之间可设竖向连接杆件，形成空间结构；若桩体截面加大混凝土中设有钢筋骨架(笼)，滚轮滑道结构5附着在钢筋骨架上一起安装；若桩体截面加大灌浆料中无钢筋骨架，滚轮滑道结构5制作后，水下安装固定在既有柱体1上。单层的滚轮滑道结构5包括固定件51、支撑杆52、转动轴53和滚轮54。所述固定件51分两半制作安装，围抱并固定在既有柱体1上；所述支撑杆52与固定件51连接，内端头顶撑在既有柱体1上；所述转动轴53固定于支撑杆52外端头；所述滚轮54采用混凝土结构或混凝土外包不锈钢圆柱，直径约100mm，厚约50mm；滚轮54为圆柱体，采用细石混凝土或砂浆制作，中间留孔，穿在转动轴53上，可自由绕转动轴53转动。单层滚轮滑道结构5布置滚轮54的数量4～10个，所有滚轮54外缘处在同一水平面上，且与单节钢模板4的钢面板414的间距一致，间距宜为10～50mm，用于实现单节钢模板4在水中沉放的导向、支撑和限位。

本例所述水下灌浆模板结构的模板采用了分节分块制作，避免大型整体模板制作运输的困难，吊装时可使用较小的起重船机或葫芦等起重设备即可起吊沉放半边单节钢模板41或单节钢模板4，在既有柱体1的顶面有柱顶结构2覆盖的情况下，水面上操作空间小、大型起重设备无法使用时完成水下模板吊装；滚轮滑道结构5，其所述的滚轮滑道结构5安装在既有柱体1的结构上，用于单节钢模板4水中沉放的导向、支撑和限位，减小模板滑动摩擦，使上下节模板容易对位，使上节单节钢模板4上的锥体导向洞75自动对准并套入下节单节钢模板4的顶面法兰板411上的导向锥体71，并可在自重作用下自动沉落到位，完成上下位置的单节钢模板4的导向对接；细调定位结构6，其所述的可调螺杆61可准确调整模板的平面位置，稳固地支撑模板；锥形导向结构7，其所述的导向结构使得难度较大的上下位置的单节钢模板4水下对接变得简单且对位精度高、节间连接螺栓42能顺利安装；底部止浆橡胶条8，其所述的底部止浆橡胶条8受压缩时有效防止灌浆外露。

本例所述柱体截面加大的水下灌浆模板结构及其施工方法，可以满足柱体顶部有桥面或码头面等覆盖的柱顶结构2的水下柱体截面加大的应用环境，水面上操作空间小、大水深、水质浑浊、水流急、波浪及涨退潮影响大等一种或几种限制条件下也能够完成柱体截面加大的水下灌浆模板结构，使施工困难的水下灌浆模板结构及其施工方法变得易于操作，自动化程度高，质量可靠，安全风险得以降低，提高工作效率的基础上，还降低了施工成本。

本例所述单节钢模板4分2块半边单节钢模板41制作，试拼完成后拆成半边单节钢模板41，运输到安装位置后，采用悬吊绳索9悬吊2块半边单节钢模板41于既有柱体1的两侧，在水面上或水面附近拼成单节钢模板4，围抱既有柱体1，单节钢模板4在悬吊状态下往下沉放。底节单节钢模板4的底面距模板底面基础3的基面32的距离为50～300mm时暂停下放，使用单节钢模板4上的细调定位结构6定位后下放到位；最后旋紧可调螺杆61顶撑既有柱体1的表面，形成定位。底节以上的单节钢模板4用同样的方法分节拼装下沉，和下一节单节钢模板4对接完成后使用细调定位结构6完成调整定位。所述单节钢模板4的分节长度根据吊装设备的能力和现场施工条件决定，分节长度控制在3m以内为宜。

所述细调定位结构6，包括焊接在模板四周，位于同一水平面的十字对称轴上的螺纹套筒62和其中的可调螺杆61。在模板制作时在钢面板414上开孔，螺纹套筒62焊接在钢面板414上。可调螺杆61螺杆可旋进旋出，旋进顶住既有柱体1的表面，用于单节钢模板4位置调整和固定。细调定位结构6垂直分层设置在底节单节钢模板4的底部及顶部和顶节单节钢模板4的顶部，中间单节钢模板4的顶部可根据需要设置，每层对称均匀布置4个可调螺杆61。

底节单节钢模板4在悬吊状态下完成初步定位，方法为可调螺杆61旋进钢面板414内面的距离比钢面板414内面至既有柱体表面的设计距离小5～20mm时，先沉放单节钢模板4到底，随后旋进可调螺杆61顶紧柱体表面，完成定位；底节以上的单节钢模板4在完成上下位置的单节钢模板4对接后采用可调螺杆61调节定位。

如模板需要拆除，底节单节钢模板4的细调定位结构6的可调螺杆61在灌浆后浆体初凝前旋出至内端头平齐模板的钢面板414的内面，其他可调螺杆61在灌浆面上升接近可调螺杆61时旋出至内端头平齐模板的钢面板414的内面。可调螺杆61可单独拆除或随单节钢模板4一起拆除。如模板不拆除，细调定位结构6的可调螺杆61可留在混凝土中，用于单节钢模板4的锚固杆件。

所述锥形导向结构7，位于单节钢模板4的顶面法兰板411和底面法兰板412上。导向锥体71采用圆形钢锥，表面光滑，利用导向锥体71底部的锥底螺纹孔72和下节单节钢模板4的顶面法兰板411的锥体连接固定孔73安装锥体连接螺杆74，将导向锥体71固定在下节单节钢模板4的顶面法兰板411上，导向锥体71的锥尖向上，在导向锥体71安装位置正上方的上一节单节钢模板4的底面法兰板412上相应位置加工锥体导向洞75，锥体导向洞75直径比导向锥体71底面直径大2～5mm。上节单节钢模板4沉放过程中，其底面法兰板412的锥体导向洞75自动对准并套入下节单节钢模板4的顶面法兰板411上的导向锥体71的锥尖，在自重作用下沿导向锥体71表面下滑，落在下节单节钢模板4的顶面法兰板411上，自动完成上下位置的2节单节钢模板4之间的准确导向对接。随后安装节间连接螺栓42，完成模板连接。所述导向锥体71在模板安装完成或灌浆完成后即可拆除重复使用。

所述模板在灌浆的浆体强度达到设计或规范要求、且锥形导向结构7的导向锥体71、细调定位结构6的可调螺杆61、单节钢模板4的竖直拼缝连接螺栓413及节间连接螺栓42拆除后，采用模板安装使用的同样的悬吊绳索9及起重设备可分节分块拆除模板，模板修整后可重复使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，在既有柱体的底部形成模板底面基础；

步骤S2，制作半边单节钢模板，陆上试拼装成单节钢模板和整套模板；

步骤S3，在试拼装合格的整套模板上安装锥形导向结构和细调定位结构；

步骤S4，对整套模板编号，然后拆成半边单节钢模板；

步骤S5，陆上安装底部止浆橡胶条；

步骤S6，滚轮滑道结构制作安装；

步骤S7，悬吊绳索上端系在柱顶结构上的起重设备或其他起重设备上，下端悬吊底节单节钢模板的2块半边单节钢模板于既有柱体两侧，安装竖直拼缝连接螺栓，在水面上或水面附近拼成单节钢模板，围抱既有柱体；

步骤S8，下放悬吊绳索，底节单节钢模板在水中沿所述滚轮滑道结构往下沉放，单节钢模板的底面接近所述模板底面基础的基面时暂停；

步骤S9，利用细调定位结构调整和定位单节钢模板，然后放松悬吊绳索，单节钢模板完全放下并支承在所述模板底面基础的基面上，压缩底部止浆橡胶条；

步骤S10，用同样的方法逐节沉放底节单节钢模板以上的各单节钢模板，利用锥形导向结构完成上下位置的单节钢模板水下导向对接；

步骤S11，每节单节钢模板对接后即时安装单节钢模板与单节钢模板之间的节间连接螺栓；

步骤S12，通过细调定位结构完成单节钢模板的调整定位；

步骤S13，直到模板安装完成并检查合格后进行水下灌浆；

步骤S14，灌浆的顶面上升接近细调定位结构的可调螺杆时，旋出可调螺杆直至可调螺杆的位于单节钢模板内的端头面与单节钢模板的钢面板的内面平齐；

步骤S15，在灌浆凝固后从上到下拆除辅助安装结构，分节分块拆除模板；

所述施工方法用于实现如下所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构，所述柱体截面加大的水下灌浆模板结构，包括：

模板底面基础，位于既有柱体的底部，包括支承模板结构和基面，实现支承水下灌浆模板和底部止浆橡胶条的压缩止浆；

单节钢模板，设置于既有柱体周围，将既有柱体截面加大的水下灌浆模板分节成单节钢模板制作，单节钢模板分成2块半边单节钢模板制作，然后拼装成单节钢模板以实现水下分节沉放拼装；

滚轮滑道结构，安装在既有柱体上，用于实现单节钢模板的水中沉放的导向、支撑和限位；

细调定位结构，安装于单节钢模板的四周和内部，用于水下细调和定位单节钢模板；

锥形导向结构，位于单节钢模板的顶面法兰板和底面法兰板上，用于上下位置的单节钢模板之间的水下导向对接；

底部止浆橡胶条，位于底节单节钢模板的底面，用于防止灌浆外露。

2.根据权利要求1所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述半边单节钢模板包括顶面法兰板、底面法兰板、竖直拼缝连接螺栓和钢面板，所述顶面法兰板和底面法兰板分别设置于所述钢面板的顶面和底面，竖直拼缝连接螺栓设置于同一水平高度的2块半边单节钢模板之间。

3.根据权利要求1所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述锥形导向结构包括导向锥体、锥底螺纹孔、锥体连接固定孔和锥体连接螺杆，所述锥体连接固定孔位于单节钢模板的顶面法兰板上，所述锥底螺纹孔位于导向锥体的底部，所述锥体连接螺杆通过锥体连接固定孔设置于所述导向锥体的底部，所述锥体连接螺杆的下端位于锥体连接固定孔的下方。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述模板底面基础的基面平整度为30mm以内。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S5，底节单节钢模板的底部止浆橡胶条的横断面为方形，分成2条分别粘贴在2块半边单节钢模板的底面法兰板的底面，底部止浆橡胶条的长度和半边单节钢模板的底面法兰板的长度一致；底部止浆橡胶条安装方法为：在半边单节钢模板的底面法兰板底面或底部止浆橡胶条的顶面涂刷粘接剂后，把底部止浆橡胶条粘贴在半边单节钢模板的底面法兰板底面，随后吊起半边单节钢模板，保持底面法兰板底面朝下，立放在平整坚实的平台上，使底部止浆橡胶条在半边单节钢模板的重力作用下压缩并完全密贴于底面法兰板底面，实现牢固粘贴，防止模板水下安装和灌浆过程中底部止浆橡胶条脱落，用于底节单节钢模板的底面法兰板底面与模板底面基础的基面之间的堵缝与止浆。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，滚轮滑道结构包括固定件、支撑杆、转动轴和滚轮；所述固定件固定在既有柱体上，所述支撑杆与固定件连接，该支撑杆的内端头顶撑在既有柱体上，所述转动轴位于支撑杆的外端头；所述滚轮中间开孔，以穿在转动轴上实现自由转动；所述滚轮滑道结构沿既有柱体垂直方向分层设置，每层环向布置3个以上的滚轮，所述滚轮的外边缘与单节钢模板的钢面板之间的间距10～50mm，用于实现单节钢模板在水中沉放的导向、支撑和限位。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S3和S10中，锥形导向结构的导向锥体采用圆形钢锥，表面光滑，利用导向锥体底部的锥底螺纹孔和下节单节钢模板的顶面法兰板的锥体连接固定孔安装锥体连接螺杆，将导向锥体固定在下节单节钢模板的顶面法兰板上，所述导向锥体的锥尖向上，在导向锥体安装位置正上方的上一节单节钢模板的底面法兰板上相应位置加工锥体导向洞，所述锥体导向洞直径比导向锥体底面直径大2～5mm，用于上下位置的单节钢模板之间的水下对接导向；上节单节钢模板沉放过程中，其底面法兰板的锥体导向洞自动对准并套入下节单节钢模板的顶面法兰板上的导向锥体的锥尖，在自重作用下沿导向锥体表面下滑，落在下节单节钢模板的顶面法兰板上，自动完成上下位置的2节单节钢模板之间的准确导向对接。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S9中，细调定位结构包括螺纹套筒和可调螺杆，所述螺纹套筒焊接在单节钢模板四周，位于同一水平面的十字对称轴上；螺纹套筒靠近既有柱体一侧的端头顶面与单节钢模板的钢面板内面在一个垂直面上；所述可调螺杆设置于所述螺纹套筒内，可旋进旋出，所述可调螺杆顶住既有柱体表面时旋进与旋出可带动模板，用于平面位置的细调与定位模板。

9.根据权利要求1至3任意一项所述的柱体截面加大的水下灌浆模板结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S14中，细调定位结构的可调螺杆在灌浆过程中旋出至灌浆范围外，使所述单节钢模板可拆除。