CN201128905Y - 多自由度趾板异型滑模 - Google Patents

Abstract

一种多自由度趾板异型滑模，属水利水电工程的面板混凝土堆石坝施工模具。由工字钢框架和面板焊接组成水平模板和斜向模板，二者结合部经螺栓连接；固定在斜向模板左、右两侧的两根支撑立柱经行走轮置于一根钢管导轨上，水平模板置放在另一钢管导轨上，两钢管导轨焊接在锚固在基岩上的多根螺纹锚杆上；具有两个自由度的连接模块设置在斜向模板上，连接模块可滑动地设置在与斜向模块平行的滑槽之中；斜向模板上的配重水箱与水平模板上的配重水箱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆，斜向模板上的配重水箱与两根支撑立柱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆。它能适应趾板在结构上多变的要求，具有快速施工、保证施工质量的优点。

Description

多自由度趾板异型滑模

技术领域

本实用新型是水利水电工程建筑领域的面板混凝土堆石坝快速施工模具。

背景技术

目前，混凝土面板堆石坝趾板滑模施工主要是采用常规组合钢模板施工，但施工速度慢，质量难以保证；后来在天生桥一级电站使用趾板固定异型滑模，但滑模体积笨重，不能适用于趾板多变结构的特点，使用效率不高。我公司在施工新疆吉林台一级电站混凝土面板堆石坝时，其趾板总长697m，由于施工工期短，我们成立了课题研究小组，经过多次实验和改进，成功完成了适应趾板变结构的多自由度趾板异型滑模研究、设计工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的问题而提供一种多自由度趾板异型滑模，以适应趾板化结构上多变的要求，满足快速施工，保证施工质量的要求。

本新型的目的是这样实现的：一种多自由度趾板异型滑模，包括由工字钢框架和面板焊接组成的模板，模板为两段：一段是由工字钢框架和面板组成的水平模板，另一段是由工字钢框架和面板组成的斜向模板，二者接合部经螺栓连接；水平模板和斜向模板上均置放有配重水箱，斜向模板的左、右两侧分别焊接有两根支撑立柱，两支撑立柱下端安装有行走轮，两行走轮同时置于一根钢管导轨上，水平模板后部自由滑动地放置在另一钢管导轨上，两钢管导轨焊接在多根锚固在基岩上的螺纹锚杆上；斜向模板上还设置有带有两个自由度的连接模块：由工字钢和面板焊接组成模板，该模板一端焊接弧形板，另一端与条形板铰接，两个螺栓分别经弧形板上的弧形条孔和条形板上的条形孔，将二者活动地穿挂在滑槽上，滑槽设置在斜向模板上、并与斜向模板平行；斜向模板上的配重水箱和与之邻近的水平模板上的配重水箱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆，斜向模板上的配重水箱与两根支撑立柱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆。

参见图1，图中示出了趾板的断面形状。

针对本工程，趾板滑模需要解决的技术问题主要有：

1、滑模宽度BC要适应6m，8m和10m的变化，BC边长度要适应12种变化；

2、滑模厚度AB要适应0.6m，0.7m和0.8m三种变化；

3、滑模鼻坎段CD边长度要适应12种变化；

(1)滑模对趾板结构复杂性及止水位置和设计断面外模板的适应：

为了保证趾板的传力效果，在开挖边坡和底部基岩时超挖应控制在规范允许范围内。但是由于地质条件的复杂性和***控制偏差，使得开挖难免会出现不符合规范的超欠挖。考虑趾板各段的X线方向不同、周边止水在侧面位置不同和开挖成型的不利条件，趾板结构不适宜全断面滑模施工，最佳方案是三个外露面的滑模施工。因此，本工程上游侧边坡超挖采用在趾板结构尺寸外立面模，趾板混凝土浇筑时回填同标号的混凝土，基岩超挖用C20混凝土进行回填，然后在趾板下游侧EF和FG两面支立常规模板，用滑模浇筑BC、CD、DE三面，从而解决了趾板不同厚度变化、周边止水位置变化及不同超欠挖回填模板变化的问题。

(2)滑模对左、右岸趾板不对称性结构的适应：

高面板坝的趾板结构相似，但左、右岸在同一高程上的趾板断面并不对称。因此，为了满足施工方便和工期要求，水平趾板用常规模板浇筑，斜坡趾板左、右岸根据各自的断面特点各设一套滑模。左岸滑模的平直段加工成四节，以适应BC边的5种变化。右岸滑模在平直段加工成五节，以适应BC边的6种变化。鼻坎段把DE边加工成有两个自由度的滑块，以适应CD边和∠β、∠θ的不同变化。

本实用新型的有益效果是：

可以在满足趾板混凝土快速施工、保证混凝土浇筑质量的同时，适应趾板复杂多变的结构要求，结构设计简单，安装、施工操作方便。

附图说明

图1是趾板的断面形状图；

图2是本实用新型模具的左岸部分的结构图；

图3是本实用新型模具的右岸部分的结构图；

图4是图3的施工示意图(斜向上方浇筑施工时，从图3左面观察的情形)；

图5是图3所示螺旋伸缩连接杆的结构图；

图6是图3所示本新型的立体图(未示出带有两个自由度的连接模块)；

图7是带有两个自由度的连接模块的主视图。

具体实施方式

图中：1、1a(Φ50)钢管导轨；2、配重水箱；3、螺旋伸缩连接杆；4、带两个自由度的连接滑块；5、滑槽；6a、6b支撑立柱；7a、7b工字钢框架；8a、8b面板；9、连接螺栓；10、(配重水箱)放水阀；11、11a(导轨)行走轮；12、连接角钢；13、连接立柱；14、混凝土振捣施工平台；15、收光平台连接架；16、收光平台；17、安全防护栏；18、卷扬机牵引钢丝绳。

图3图6示出，左岸趾板滑槽结构如下：包括工字槽钢框架和面板焊接组成的模板，模板为两段：一段是水平模板，另一段是斜向模板，二者接合部经螺栓连接；水平模板和斜向模板上均置放有配重水箱2，斜向模板的左、右两侧分别焊接有两根支撑立柱6a、6b，两支撑立柱6a、6b下端安装有行走轮11、11a，两行走轮同时置于一根钢管导轨1上，水平模板后部自由滑动地设置在另一钢管导轨1a上，两钢管导轨焊接在多根锚固在基岩上的螺纹锚杆19a、19b、19c上；参见图7，斜向模板上还设置有带有两个自由度的连接模块4：由工字钢4a和面板4b焊接组成模板，该模板一端焊接弧形板4c，另一端与条形板4e铰接，两个螺栓4d、4f分别活动地穿过弧形板上的弧形条孔和条形板上的条形孔，将二者活动地穿挂在滑槽5上，滑槽5设置在斜向模板上、并与斜向模板平行；斜向模板上的配重水箱和与之邻近的水平模板上的配重水箱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆3，斜向模板上的配重水箱前部与两根支撑立柱6a、6b之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆3，通过伸缩连接杆可调整模板与导轨间的距离。斜向模板上的滑槽5可以由一根工字钢和一根槽钢间隔设置形成，也可以由两槽钢间隔设置形成。支撑立柱由两根工字钢和连接板条组成，行走轮11安装在两工字钢之间。水平模板为多节(四节或五节)，水平模板上的配置水箱2相应为多个(4个或五个)，配重水箱之间以及配重水箱与水平模板之间(和与斜向模板之间)均经螺栓固定连接。连接模块4的模板与斜向模板的夹角大于90°(参见图7，连接模块的模板可以以趾板X线为轴在一定角度范围转动)。参见图4，水平模板和斜向模板上还搭建有混凝土振捣施工平台和收光平台。施工时，可采用卷扬机使滑模在导轨上定向移动。图2中，左岸趾板滑模结构与右岸趾板滑槽的结构相同(对称)。图1中，螺纹锚杆19a、19b、19c等锚固在基岩上，锚杆19a、19b顶部焊接钢管导轨1构成行走导轨(图中仅示出一段导轨)，焊接在斜向模板前部两侧的支撑立柱6a、6b通过行走轮11在导轨上行走移动，进行滑模施工，水平模板左侧不设立柱和行走轮(以图6为例，以斜向模板为前，水平模板为后，观者正对斜向模板前部来判断左、右方位)，模板面在钢管导轨1a上自由滑动。

图5示出，螺旋伸缩连接杆结构为：套筒3c前部有一大头螺母3b，套筒后部设有铰接用孔3e，螺杆3a后端与大头螺母旋接、并伸入套筒3c中，螺杆前端设有铰接孔用3d。

在图1、图2中，趾板滑模浇筑时，先根据趾板设计边线安装模板承重锚杆，在锚杆顶部焊接钢管导轨，然后在斜坡趾板起坡位置搭设安装平台，根据斜坡趾板宽度安装滑模底板和底梁，用连接螺栓9固定，安装配重水箱2，用连接螺栓固定后，开始安装螺旋伸缩连接杆，将水平段和斜坡段连接起来，再安装支撑立柱和连接滑块4。

滑模强度、刚度、扰度要求：

滑模的最不利荷载情况为滑模就位后至混凝土入仓浇注前的状况。滑模最大跨度为10m，考虑滑模的行走轮支柱满足强度要求，滑模行走导向管满足强度、绕度及稳定性要求，滑模的结构满足刚度和扰度要求，行走轮支腿用4根10#工字钢加工，滑模骨架用10#工字钢加工，面板用厚度为6mm的钢板加工。模板配重设计考虑在滑模上安装配重水箱(6mm钢板加工)，利用配重水箱加大滑模断面尺寸，用两排4根调节螺旋拉杆把平直段和鼻坎段连接在一起，并在底部角顶点上安装2颗阻滑螺栓，防止调节拉杆时斜坡段与平直段滑模连接处发生错位，同时以满足∠α的不同变化。配重水箱加工成多节，与不同段趾板长度相适应。水箱之间用M16螺栓相互连接，并与底模连成整体。当平直段变短时，卸下结构尺寸外的滑模和水箱即可。

经过计算，滑模的扰度为10mm，满足水工模板规范要求，刚度及强度均满足要求。

滑模在宽度上的要求：

规范规定，滑模的宽度在1.0-1.5m。根据新疆气候昼夜温差大，白天在阳光照射下蒸发量大的特点，混凝土露天浇筑后会在表面形成干缩硬壳，并产生表面裂缝，同时给混凝土表面收光带来困难。为了减少气候对混凝土质量的影响，避免由于表面蒸发干缩产生裂缝，把滑模宽度定为1.5m，以延长混凝土的出模时间，保证混凝土发生初凝后出模。

滑模使用安装及稳定性要求：

滑模安装时为了保证混凝土的保护层，防止滑模跑偏，滑模内侧采用在边坡内侧趾板外距AB边5cm的表面位置支立一根平行钢管，使滑模的平直段在钢管上滑动。用能够控制方向的行走轮托起滑模鼻坎段，行走轮支腿用两排4根螺旋调节拉杆与滑模鼻坎段连接，以控制行走支腿与趾板边线的安全距离，通过行走轮在滑模外侧钢管导轨上行走来控制滑模方向。钢管导轨用φ48脚手架钢管与φ25螺纹钢焊制。即在趾板外侧等距安装一排φ25螺纹钢锚筋，锚筋间距为1.5m，在锚筋顶部焊φ48脚手架钢管，撑点增加一根斜撑，以保证导轨的稳定性满足滑模行走要求。

滑模配重

滑模配重常用的有混凝土块、石块、砂袋、钢板等。本工程趾板滑模用水箱加水配重。浇筑过程中，根据配重需要增减配重水的重量，同时利用水箱内的水进行混凝土养护和收光抹面。

Claims (5)

1、一种多自由度趾板异型滑模，包括由工字钢框架和面板焊接组成的模板，其特征是：所述模板为两段：一段是由工字钢框架(7b)和面板(8b)组成的水平模板，另一段是由工字钢框架(7a)和面板(8a)组成的斜向模板，二者接合部经螺栓连接；水平模板和斜向模板上均置放有配重水箱(2)，斜向模板的左、右两侧分别焊接有两根支撑立柱(6a、6b)，两支撑立柱(6a、6b)下端安装有行走轮(11、11a)，两行走轮同时置于一根钢管导轨(1)上，水平模板后部自由滑动地放置在另一钢管导轨(1a)上，两钢管导轨(1、1a)焊接在多根锚固在基岩上的螺纹锚杆(19a、19b、19c)上；斜向模板上还设置有带有两个自由度的连接模块(4)：由工字钢(4a)和面板(4b)焊接组成模板，该模板一端焊接弧形板(4c)，另一端与条形板(4e)铰接，两个螺栓(4d、4f)分别经弧形板上的弧形条孔和条形板上的条形孔，将二者活动地穿挂在滑槽(5)上，滑槽(5)设置在斜向模板上、并与斜向模板平行；斜向模板上的配重水箱和与之邻近的水平模板上的配重水箱之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆(3)，斜向模板上的配重水箱与两根支撑立柱(6a、6b)之间铰接有四根螺旋伸缩连接杆(3)。

2、根据权利要求1所述多自由度趾板异型滑模，其特征是：所述支撑立柱由两根工字钢和连接板条组成，行走轮(11)安装在两工字钢之间。

3、根据权利要求2所述多自由度趾板异型滑模，其特征是：所述水平模板为多节，水平模板上的配重水箱(2)相应为多个，配重水箱之间以及配重水箱与水平模板之间均经螺栓固定连接。

4、根据权利要求3所述多自由度趾板异型滑模，其特征是：所述连接模块(4)的模板与斜向模板的夹角大于90°。

5、根据权利要求4所述多自由度趾板异型滑模，其特征是：所述水平模板和斜向模板上还搭建有混凝土振捣施工平台和收光平台。

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