CN113356172B - 一种用于建造船闸空箱结构的施工结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于建造船闸空箱结构的施工结构及施工方法，通过该施工结构以及方法不仅大大减少空箱结构中支架模板搭设的成本，提高施工效率，而且预制混凝土模板作为浇筑主体结构的一部分，免去大部分的拆除工作量和材料浪费，节约施工成本。并且侧壁模板与预埋钢筋采用错位连接结构，使侧壁模板中主筋与预埋钢筋的应力分散，避免应力集中在同一高度，造成混凝土主体结构不稳定，该结构可替代传统模板作用，又能与浇筑主体结合形成永久结构，将模板作为永久结构一部分，大大加快施工进度，节约了施工成本。

Description

一种用于建造船闸空箱结构的施工结构及施工方法

技术领域

本发明属于混凝土浇筑工程技术领域，涉及一种用于建造船闸空箱结构的施工结构及施工方法。

背景技术

目前常见的空箱结构施工一般采用内模法和充气囊法，类似千吨级船闸的空箱结构尺寸较大的，充气囊法不适用。内模法主要有两种，一种是采用钢管支架和模板，需在完成空箱结构浇筑后，施工人员进入空箱内部拆除模板及支架，因此空箱侧壁往往需要预留进人口，在搭设及拆除过程中均需要耗费大量的人工和材料，后期还要需对预留洞口进行二次封堵，严重影响施工进度。而另一种是采用预制混凝土模板在浇筑前先行搭建好空箱结构，浇筑完成后位于空箱结构内的预制混泥土模板无法拆除，因而会占据空箱结构的一部分空间，对空箱设计功能有一定程度的影响，加大了施工成本。

中国专利文献CN2199252中公开有一种箱式墙体预制品，它由混凝土在模型中灌浇钢筋网而制得。它具有由六块钢筋混凝土构成的中空箱体，其内部至少有一个钢筋混凝土加强柱，钢筋混凝土长板中的钢筋长度大于长板长度，钢筋伸出长板两端之外。该预制品可节约大量制砖的粘土，水泥，降低造价，但该空箱结构由于尺寸较小，多采用内模法和充气囊法进行浇筑，将该结构尺寸放大并应用至船闸主体等大型设施中时，需要搭建支架以及模板进行支撑，在浇筑完成后则需拆除，人力资源耗费，施工过程较复杂。

中国专利文献CN111733947A中公开一种超低净空箱涵改良结构及其快速简便施工方法，该改良结构包括有素砼垫层、U型槽、预制盖板以及顶板；该U型槽的开口朝上，U型槽由一体成型连接的底板和两侧板围构形成，底板叠合在素砼垫层上，每一侧板的顶部内侧均具有牛腿；该预制盖板的两端叠合在对应侧板的牛腿上，预制盖板盖住U型槽的开口；该顶板通过二期浇筑混凝土形成，顶板覆盖住预制盖板和两侧板的顶部。通过预先设置U型槽和预制盖板，并配合通过二期浇筑混凝土形成顶板，搭建结构简单，快速施工，成本低，具备整体性能好和防水效果佳的优点。但是该结构用于混凝土内部时，其改良结构与混凝土浇筑主体之间存在缝隙，与混凝土的连接效果较差，无法形成混凝土结构的一部分。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种用于建造船闸空箱结构的施工结构及施工方法，可替代传统模板作用，又能与浇筑主体结合形成永久结构，将模板作为永久结构一部分，大大加快施工进度，节约了施工成本。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于建造船闸空箱结构的施工结构，包括浇筑主体和空箱结构，所述空箱结构位于浇筑主体上，所述空箱结构包括封底模板和多块侧壁模板，所述封底模板平置于浇筑主体上，多块侧壁模板竖直设置于封底模板的四边，所述封底模板的四周设有埋设至浇筑主体内的预埋钢筋，每块侧壁模板中均包括多块预制混凝土模板，所述预制混凝土模板与预埋钢筋固定连接，所述预埋钢筋用于支撑固定预制混凝土模板，所述侧壁模板和封底模板共同拼接成所述空箱结构，

每块预制混凝土模板中包括位于空箱内侧的模板面和位于空箱外侧的浇筑面，每块预制混凝土模板的模板面均与封底模板的边沿平齐，且模板面的部分边缘与封底模板的侧面重叠；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个拉结筋，每根拉结筋的一端埋设于预制混凝土模板内部，另一端延伸出浇筑面；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个斜拉筋，所述斜拉筋的一端延伸至预制混凝土模板的浇筑面内，另一端斜向下延伸并埋设至浇筑主体内部。

进一步的，每块预制混凝土模板的内部均设埋设有多根主筋和多根分布筋，所述主筋等间隔分布于同一平面上，所述分布筋与主筋垂直，且所述分布筋之间等间隔分布于同一平面上，所述主筋与分布筋的交叉位置进行焊接固定，多根主筋和多根分布筋共同构成网格形支撑结构。

进一步的，所述主筋以及分布筋与模板面的距离P满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

进一步的，所述拉结筋端部延伸至预制混凝土模板的深度W满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

进一步的，每块预制混凝土模板中主筋的端部均延伸出预制混凝土模板的边缘，每块预制混凝土模板中相邻主筋交错排列，且相邻主筋之间的交错距离大于35倍的主筋直径。

进一步的，所述预埋钢筋与预制混凝土模板中主筋的直径相同，且所述预埋钢筋与主筋的连接位置设有正反丝连接套筒。

进一步的，每块预制混凝土模板中均设有多个吊装环，所述吊装环部分位于预制混凝土模板的边缘，且所述吊装环的一部分埋设于预制混凝土模板内部，每个吊装环的端部分别固定连接预制混凝土模板中最近位置的分布筋。

进一步的，本发明还公开了一种用于建造船闸空箱结构的施工方法，其包括如下步骤：

S100.依照预设的空箱结构尺寸制备预制混凝土模板：

利用主筋和分布筋搭建预制混凝土模板的钢筋结构，并向搭建完成的钢筋结构中浇筑混凝土制成预制混凝土模板，同时将吊装环以及拉结筋一同浇筑在预制混凝土模板中；

S200.模板维护：制造完成的预制混凝土模板进行编号堆放，并定时进行维护；当预制混凝土模板的强度达到设计强度的80%时，进行吊装拼接；

S300.空箱结构拼装：根据编号以及安装部位将预制混凝土模板吊装至施工场地相应位置，通过正反丝连接套筒将预埋钢筋和主筋连接固定，并采用斜拉筋对预制混凝土模板进行加固，拼接过程中相邻预制混凝土模板的缝隙采用密封软贴填充密封；

S400.混凝土浇筑：当空箱结构拼接完成后，采用木模板对空箱结构的钢筋连接位置进行封模，形成浇筑仓面，同时向浇筑主体上浇筑混凝土，直至混凝土平齐于预制混凝土模板的顶面。

进一步的，所述S400步骤中浇筑混凝土前，需对预制混凝土模板的浇筑面进行毛面处理，利用高压水射流对预制混凝土模板的浇筑面进行冲毛粗糙处理，使浇筑表面的凹凸不平，之后采用与预制混凝土模板同型号的混凝土向浇筑仓面以及浇筑主体上浇筑。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本发明中空箱结构的施工结构所使用的工具材料均为常见材料，无需额外定制，制造工艺简单，通过该施工结构以及方法不仅大大减少空箱结构中支架模板搭设的成本，提高施工效率，而且预制混凝土模板作为浇筑主体结构的一部分，免去大部分的拆除工作量和材料浪费，节约施工成本。并且侧壁模板与预埋钢筋采用错位连接结构，使侧壁模板中主筋与预埋钢筋的应力分散，避免应力集中在同一高度，造成混凝土主体结构不稳定。

本发明中构成空箱结构的每块侧壁模板中均设有拉结筋和斜拉筋，并且针对侧壁模板上与混凝土结合的表面进行毛面处理，在进行混泥土浇筑时，拉结筋和预埋钢筋可共同保持侧壁模板位置固定，浇筑过程中斜拉筋可对侧壁模板施加拉紧力，防止由于混凝土重量对侧壁模板挤压，造成侧壁模板向空箱内部偏移，并且通过拉结筋以及毛面处理，侧壁模板与浇筑的混凝土主体结构牢固连接为一体，使混凝土构成的侧壁模板构件作为浇筑主体上永久结构的一部分，减少拆除工序，大大节约施工时间和工程材料。

附图说明

图1是本实施例中一种用于建造船闸空箱施工结构的结构图；

图2是本实施例中预制混凝土模板的主视图；

图3是本实施例中预制混凝土模板的侧视图；

图4是图3中A位置的放大结构图。

附图中附图标记具体为：

1-浇筑主体、2-侧壁模板、3-主筋、4-分布筋、5-正反丝连接套筒、6-预埋钢筋、7-拉结筋、8-斜拉筋、9-封底模板、10-空箱结构、11-密封软贴、12-吊装环。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

结合图1所示，本实施例中公开有一种用于建造船闸空箱结构10的施工结构，包括浇筑主体1和空箱结构10，所述空箱结构10位于浇筑主体1上，所述空箱结构10包括封底模板9和多块侧壁 模板2，所述封底模板9平置于浇筑主体1上，多块侧壁 模板2竖直设置于封底模板9的四边，所述封底模板9的四周设有埋设至浇筑主体1内的预埋钢筋6，每块侧壁 模板2中均包括多块预制混凝土模板，所述预制混凝土模板与预埋钢筋6固定连接，所述预埋钢筋6用于支撑固定预制混凝土模板，所述侧壁 模板2和封底模板9共同拼接成所述空箱结构10，

每块预制混凝土模板中包括位于空箱内侧的模板面和位于空箱外侧的浇筑面，每块预制混凝土模板的模板面均与封底模板9的边沿平齐，且模板面的部分边缘与封底模板9的侧面重叠；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个拉结筋7，每根拉结筋7的一端埋设于预制混凝土模板内部，另一端延伸出浇筑面；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个斜拉筋8，所述斜拉筋8的一端延伸至预制混凝土模板的浇筑面内，另一端斜向下延伸并埋设至浇筑主体1内部。

其中，结合图2和3所示，每块预制混凝土模板的内部均设埋设有多根主筋3和多根分布筋4，所述主筋3等间隔分布于同一平面上，所述分布筋4与主筋3垂直，且所述分布筋4之间等间隔分布于同一平面上，所述主筋3与分布筋4的交叉位置进行焊接固定，多根主筋3和多根分布筋4共同构成网格形支撑结构。所述网格形支撑结构形成了预制混凝土模板的主体支撑结构，增强模板强度，以便于在形成空箱结构10后对空箱侧壁进行支撑，同时在搬运以及浇筑过程中避免模板损毁。

更近一步的是，结合图4所示，每块预制混凝土模板中的所述主筋3以及分布筋4与模板面的距离P满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

更详细的是，所述拉结筋7端部延伸至预制混凝土模板的深度W满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

结合上述两个条件，每块预制混凝土模板中主筋3和分布筋4的位置均靠近模板面，利用主筋3和分布筋4所形成的网格形支撑结构，可对模板面部分进行加固，增强模板面的结构强度；而拉结筋7的一端埋设于预制混凝土模板的内部，当拉结筋7端部延伸至预制混凝土模板的深度满足上述条件时，一方面可避免拉结筋7埋设深度不足，使预制混凝土模板与浇筑混凝土的连接强度较小，另一方面可避免拉结筋7埋设过深，造成另一端与混凝土连接深度不足，尽可能确保预制混凝土模板与浇筑混凝土的连接强度，确保两者构成一体结构。

更具体的，每块预制混凝土模板中主筋3的端部均延伸出预制混凝土模板的边缘，每块预制混凝土模板中相邻主筋3交错排列，且相邻主筋3之间的交错距离大于35倍的主筋3直径。并且所述预埋钢筋6与预制混凝土模板中主筋3的直径相同，且所述预埋钢筋6与主筋3的连接位置设有正反丝连接套筒5。通过将预制混凝土模板中相邻主筋3交错排列，使预埋钢筋6与预制混凝土模板中主筋3的连接位置在高度上也保持交错排列，避免应力集中于同一高度的钢筋连接位置，使每块预混凝土模板上钢筋连接位置的应力尽可能均匀分布，从而加强预混凝土模板的固定强度。

具体的，每块预制混凝土模板中均设有多个吊装环12，所述吊装环12部分位于预制混凝土模板的边缘，且所述吊装环12的一部分埋设于预制混凝土模板内部，每个吊装环12的端部分别固定连接预制混凝土模板中最近位置的分布筋4。该吊装环12用于吊装搬运预制混凝土模板，更便于搬运安装。

此外，更详细的，本实施例中基于上述施工结构，还公开了一种用于建造船闸空箱结构10的施工方法，其包括如下步骤：

S100.依照预设的空箱结构10尺寸制备预制混凝土模板：

利用主筋3和分布筋4搭建预制混凝土模板的钢筋结构，并向搭建完成的钢筋结构中浇筑混凝土制成预制混凝土模板，同时将吊装环12以及拉结筋7一同浇筑在预制混凝土模板中；

S200.模板维护：制造完成的预制混凝土模板进行编号堆放，并定时进行维护；当预制混凝土模板的强度达到设计强度的80%时，进行吊装拼接；

S300.空箱结构10拼装：根据编号以及安装部位将预制混凝土模板吊装至施工场地相应位置，通过正反丝连接套筒5将预埋钢筋6和主筋3连接固定，并采用斜拉筋8对预制混凝土模板进行加固，拼接过程中相邻预制混凝土模板的缝隙采用密封软贴11填充密封，由于预制混凝土模板是依照预设空箱尺寸进行制备的，每块预制混凝土模板的拼接位置是固定不变的，为便于安装，对每块预制混凝土模板进行编号，拼接时按照编号进行拼接即可，为确保拼接时各模板之间密封严密，每块模板的边缘需保持顺直，同时模板之间通过密封软贴11填充缝隙，以减少混凝土泄漏。

S400.混凝土浇筑：当空箱结构10拼接完成后，采用木模板对空箱结构10的钢筋连接位置进行封模，形成浇筑仓面，同时向浇筑主体1上浇筑混凝土，直至混凝土平齐于预制混凝土模板的顶面。并且在浇筑混凝土前，需首先对预制混凝土模板的浇筑面进行毛面处理，利用高压水射流对预制混凝土模板的浇筑面进行冲毛粗糙处理，使浇筑表面的凹凸不平，之后采用与预制混凝土模板同型号的混凝土向浇筑仓面以及浇筑主体1上浇筑，通过毛面处理可加强预制混凝土模板与浇筑混凝土的结合效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于建造船闸空箱结构的施工结构，其特征在于，包括浇筑主体和空箱结构，所述空箱结构位于浇筑主体上，所述空箱结构包括封底模板和多块侧壁模板，所述封底模板平置于浇筑主体上，多块侧壁模板竖直设置于封底模板的四边，所述封底模板的四周设有埋设至浇筑主体内的预埋钢筋，每块侧壁模板中均包括多块预制混凝土模板，所述预制混凝土模板与预埋钢筋固定连接，所述预埋钢筋用于支撑固定预制混凝土模板，所述侧壁模板和封底模板共同拼接成所述空箱结构，

每块预制混凝土模板中包括位于空箱内侧的模板面和位于空箱外侧的浇筑面，每块预制混凝土模板的模板面均与封底模板的边沿平齐，且模板面的部分边缘与封底模板的侧面重叠；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个拉结筋，每根拉结筋的一端埋设于预制混凝土模板内部，另一端延伸出浇筑面；所述预制混凝土模板的浇筑面上均匀分有多个斜拉筋，所述斜拉筋的一端延伸至预制混凝土模板的浇筑面内，另一端斜向下延伸并埋设至浇筑主体内部，

每块预制混凝土模板的内部均设埋设有多根主筋和多根分布筋，所述主筋等间隔分布于同一平面上，所述分布筋与主筋垂直，且所述分布筋之间等间隔分布于同一平面上，所述主筋与分布筋的交叉位置进行焊接固定，多根主筋和多根分布筋共同构成网格形支撑结构，

所述预埋钢筋与预制混凝土模板中主筋的直径相同，且所述预埋钢筋与主筋的连接位置设有正反丝连接套筒。

2.根据权利要求1所述的施工结构，其特征在于，所述主筋以及分布筋与模板面的距离P满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

3.根据权利要求1所述的施工结构，其特征在于，所述拉结筋端部延伸至预制混凝土模板的深度W满足以下条件：

；

其中T为预制混凝土模板的厚度。

4.根据权利要求1所述的施工结构，其特征在于，每块预制混凝土模板中主筋的端部均延伸出预制混凝土模板的边缘，每块预制混凝土模板中相邻主筋交错排列，且相邻主筋之间的交错距离大于35倍的主筋直径。

5.根据权利要求1所述的施工结构，其特征在于，每块预制混凝土模板中均设有多个吊装环，所述吊装环部分位于预制混凝土模板的边缘，且所述吊装环的一部分埋设于预制混凝土模板内部，每个吊装环的端部分别固定连接预制混凝土模板中最近位置的分布筋。

6.一种用于建造船闸空箱结构的施工方法，其利用了权利要求1-5任一项所述的施工结构进行建造船闸空箱结构，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S100.依照预设的空箱结构尺寸制备预制混凝土模板：

利用主筋和分布筋搭建预制混凝土模板的钢筋结构，并向搭建完成的钢筋结构中浇筑混凝土制成预制混凝土模板，同时将吊装环以及拉结筋一同浇筑在预制混凝土模板中；

S200.模板维护：制造完成的预制混凝土模板进行编号堆放，并定时进行维护；当预制混凝土模板的强度达到设计强度的80%时，进行吊装拼接；

S300.空箱结构拼装：根据编号以及安装部位将预制混凝土模板吊装至施工场地相应位置，通过正反丝连接套筒将预埋钢筋和主筋连接固定，并采用斜拉筋对预制混凝土模板进行加固，拼接过程中相邻预制混凝土模板的缝隙采用密封软贴填充密封；

S400.混凝土浇筑：当空箱结构拼接完成后，采用木模板对空箱结构的钢筋连接位置进行封模，形成浇筑仓面，同时向浇筑主体上浇筑混凝土，直至混凝土平齐于预制混凝土模板的顶面。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述S400步骤中浇筑混凝土前，需对预制混凝土模板的浇筑面进行毛面处理，利用高压水射流对预制混凝土模板的浇筑面进行冲毛粗糙处理，使浇筑表面的凹凸不平，之后采用与预制混凝土模板同型号的混凝土向浇筑仓面以及浇筑主体上浇筑。

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