一种潮差区混凝土梁修复的自适应模板系统的制作方法

本发明涉及混凝土梁修复，尤其涉及一种潮差区混凝土梁修复的自适应模板系统，属于土木工程施工领域。

背景技术：

长期以来，混凝土结构物被不恰当地认为属于免修的结构。随着国内外混凝土结构物病害事故的增加，对混凝土劣化机理认识的加深，以及混凝土结构物被使用时间的增长，再加上设计、施工及使用环境等因素的综合影响，其自身的弱点逐渐的显露出来，尤其是裂纹问题，直接影响到混凝土结构的整体功能。所以提出一种有效的、快捷的、经济的混凝土修复方法是非常必要的，本发明便是针对混凝土梁的裂缝状况较为严重、需要清除存在裂缝部分并重新浇筑的情况，而提出的一种有效、快捷、经济的适用于潮差区的混凝土修复系统和修复方法。

现如今的混凝土梁修复方法是：将混凝土梁下部开裂的部分用机器全部清除掉，然后支一个模板架，重新浇筑混凝土。这种修复方法有如下几个方面的问题：这种修复方法只有在每日退潮的时候才能使用，当潮水涨回的时候就只能停止施工；这种修复方法的密封性不好，不能在水下使用；这种修复方法的模板都是一次性使用的，不能往复使用，每次完工后，模板都要丢掉，造成浪费；施工速度慢；还有的较为常用的方法是：采用环氧树脂砂浆修补和环氧树脂浆液进行表面封闭，由于环氧树脂属有机材料，不耐久，且施工有毒性，操作工艺复杂，使用过程中存在较多不利因素。

就利用模板修复混凝土梁而言，现如今的普通模板不能适应水下的工作环境，所以，从装模修复开始到拆模修复完毕这一段时间内，都必须保持整个模板和梁在水位以上，这就对施工的时间段有了苛刻的要求，如果水位不满足要求，则修复效果将无法保证。其次，由于施工多使用一次性的模板，所以在修复多个梁之后，造成大量浪费，再加上由于每次都要重新制作模板，然后组装拼接调整，导致整个过程的施工速度很慢。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有的技术不足，提供一种不受潮位水位变化的影响，具有良好密封性，可在潮差区正常工作，可反复使用，施工速度快的潮差区混凝土梁修复的自适应模板系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种潮差区混凝土梁修复的自适应模板系统，包括端部可伸缩式模板组件、身部定长式模板组件、拦腰封闭组件和自由适应端部组件，所述端部可伸缩式模板组件包括：固定侧板、可动侧板、端部底板、端部横向收紧装置、纵向收紧装置、可伸缩式端板，所述端部底板的一侧固定连接有固定侧板，另一侧设有可动侧板，所述端部横向收紧装置一端与所述端部底板连接，另一端与所述可动侧板连接，所述纵向收紧装置一端与所述端部底板连接，另一端与所述可伸缩式端板连接；所述身部定长式模板组件包括：身部固定侧板、身部可动侧板、身部底板和身部横向收紧装置，所述身部底板的一侧固定连接有身部固定侧板，另一侧设有身部可动侧板，所述身部横向收紧装置一端与所述身部底板连接，另一端与所述身部可动侧板连接；所述拦腰封闭组件包括：底部液压密封装置和安装在底部液压密封装置端部的侧密封装置，所述侧密封装置中设有竖向板心和横向板心；所述自由适应端部组件包括：自由伸缩板、充气密封条、板套横向收紧装置、底板套、可动侧板套、固定侧板套，所述底板套的一侧固定连接有固定侧板套，另一侧设有可动侧板套，所述底板套、可动侧板套、固定侧板套一端还设有自由伸缩板，所述自由伸缩板位于固定侧板套、可动侧板套、底板套内，并可滑动，所述底板套与可动侧板套内的自由伸缩板相交处还设有充气密封条。

作为优选，所述固定侧板、可动侧板、身部固定侧板、身部可动侧板以及可伸缩式端板的上部均设有双层密封装置，所述身部固定侧板和身部可动侧板上的双密封装置上设有浇筑排气口，所述浇筑排气口上设有密封板。

作为优选，所述端部横向收紧装置、身部横向收紧装置和板套横向收紧装置的结构相似，均包括：横向螺杆移动器、螺杆支架、横向l型螺杆，所述横向l型螺杆包括横杆部分与竖杆部分，横杆部分穿过所述螺杆支架且端部与横向螺杆移动器连接。

作为优选，对于端部可伸缩式模板组件，横向螺杆移动器固定于端部底板与固定侧板上，螺杆支架固定于端部底板上，横向l型螺杆销接于可动侧板上；对于身部定长式模板组件，横向螺杆移动器固定于身部底板与身部固定侧板上，螺杆支架固定于身部底板上，横向l型螺杆销接于身部可动侧板上；对于自由适应正端部组件，螺杆移动器固定于底板套与固定侧板套上，螺杆支架固定于底板套上，横向l型螺杆销接于可动侧板套上。

作为优选，所述可伸缩式端板包括外板套和内板心；内板心可在外板套内自由移动，并且在内板心与外板套之间设有弹簧。

作为优选，所述纵向收紧装置包括：纵向螺杆移动器、纵向u型螺杆；所述纵向螺杆移动器固定于端部底板上，所述纵向u型螺杆包括下横杆、竖杆和上横杆，所述下横杆的端部与所述纵向螺杆移动器连接，所述上横杆的端部连接可伸缩式端板。

作为优选，所述可动侧板和身部可动侧板的外侧还设有可拆卸的震动器。

作为优选，所述竖向板心置于侧密封装置内部且可上下移动，竖向板心与侧密封装置之间设置有弹簧，所述横向板心置于侧密封装置内部且可横向移动，所述横向板心与侧密封装置之间设置有弹簧；侧密封装置固定于身部可动侧板、可动侧板上，可随着可动侧板、身部可动侧板横向运动。

作为优选，所述自由伸缩板由多个可伸缩矩形条排列组成。

作为优选，所述充气密封条两端上部为t字结构，可嵌入插入可动侧板套内的自由伸缩板最下方的矩形条下部；所述充气密封条的中间为可充气的橡胶条。

本发明的有益效果是：

本发明提供的混凝土梁修复装置，解决了水下修复的适应性问题，只要在水位还未超过混凝土梁底部时将混凝土梁修复装置组装完毕，将混凝土浇筑完成，并且密封完成，之后就算水位漫过混凝土梁修复装置，也不会影响到混凝土梁的修复工作，这在一定程度上提高了工期时段选择的自由度；本发明提供的混凝土梁修复装置的所有组成构件都可以重复使用，解决了材料浪费问题；本发明提供的混凝土修复装置各组件型号，样式，拼接方式预先便确定，实际在现场的组装速度快，并且拥有横向与纵向的收紧装置，可以在一定程度上减少施工时间。

附图说明

图1为端部可伸缩式模板组件的立体结构示意图；

图2为端部可伸缩式模板组件的分解立体结构示意图；

图3为身部定长式模板组件的立体结构示意图；

图4为身部定长式模板组件的分解立体结构示意图；

图5为拦腰封闭组件的立体结构示意图；

图6为拦腰封闭组件的分解立体结构示意图；

图7为侧密封装置的立体结构示意图

图8为身部横向收紧装置的立体结构示意图；

图9为可伸缩式端板的立体结构示意图；

图10为纵向收紧装置的分解立体结构示意图；

图11为自由适应端部组件立体结构示意图；

图12为自由适应端部组件分解立体结构示意图；

图13为充气密封条的立体结构示意图；

图14为端部可伸缩式模板组件、身部定长式模板组件与拦腰封闭组件组合使用的立体结构示意图；

图15为身部定长式模板组件和拦腰封闭组件组合使用的立体结构示意图；

图16为身部定长式模板组件、拦腰封闭组件和自由适应端部组件组合使用的立体结构示意图；

图17为本发明装在梁柱交接处的装配效果图。

附图标记列表：

1、固定侧板，2、可动侧板，3、端部底板，4、端部横向收紧装置，5、纵向收紧装置，6、可伸缩式端板，7、震动器，8、链接件，9、身部固定侧板，10、身部可动侧板，11、身部底板,，12、身部横向收紧装置，13、底部液压密封装置，14、侧密封装置，15、竖向板心，16、横向板心，17、自由伸缩板，18、充气密封条，19、板套横向收紧装置，20、底板套、21、可动侧板套、22、固定侧板套。23、双层密封装置，24、密封板，401、横向螺杆移动器，402、螺杆支架，403、横向l型螺杆，501、纵向螺杆移动器，502、纵向u型螺杆，601、外板套，602、内板心。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1到图15所示，一种潮差区混凝土梁修复的自适应模板系统，包括：端部可伸缩式模板组件、身部定长式模板组件、拦腰封闭组件、自由适应端部组件，端部可伸缩式模板组件包括：固定侧板1、可动侧板2、端部底板3、端部横向收紧装置4、纵向收紧装置5、可伸缩式端板6，端部底板3的一侧固定连接有固定侧板1，另一侧设有可动侧板2，端部横向收紧装置4一端与端部底板3连接，另一端与可动侧板2连接，纵向收紧装置5一端与端部底板3连接，另一端与可伸缩式端板6连接；身部定长式模板组件包括：身部固定侧板9、身部可动侧板10、身部底板11和身部横向收紧装置12，身部底板11的一侧固定连接有身部固定侧板9，另一侧设有身部可动侧板10，身部横向收紧装置12一端与身部底板11连接，另一端与身部可动侧板10连接；拦腰封闭组件包括：底部液压密封装置13和安装在底部液压密封装置13端部的侧密封装置14，侧密封装置14中设有竖向板心15和横向板心16；自由适应端部组件包括：自由伸缩板17、充气密封条18、板套横向收紧装置19、底板套20、可动侧板套21、固定侧板套22，底板套20的一侧固定连接有固定侧板套22，另一侧设有可动侧板套21，板套横向收紧装置一端与底板套20连接，另一端与可动侧板套21连接，所述底板套20、可动侧板套21、固定侧板套22一端还设有自由伸缩板17，所述自由伸缩板17位于固定侧板套22、可动侧板套21、底板套20内，并可滑动，所述底板套20与可动侧板套21内的自由伸缩板17相交处还设有充气密封条18。

拦腰封闭组件分为正拦腰封闭组件和反拦腰封闭组件，正拦腰封闭组件和反拦腰封闭组件呈镜像对称，构造相同。自由适应端部组件分为自由适应正端部组件和自由适应反端部组件，自由适应正端部组件和自由适应反端部组件呈镜像对称，构造相同。

固定侧板1、可动侧板2、身部固定侧板9以、身部可动侧板10以及可伸缩式端板6的上部均设有双层密封装置23，如图2、图3所示，能在当水位没过被修复的梁时有效的防止水流进入混凝土修复装置内部；身部固定侧板9和身部可动侧板10上的双密封装置上设有浇筑排气口，用于浇筑混凝土和振捣混凝土排气，浇筑排气口上设有密封板24。

端部横向收紧装置4、身部横向收紧装置12和板套横向收紧装置19的结构相似，均包括：横向螺杆移动器401、螺杆支架402和横向l型螺杆403，如图8所示，横向l型螺杆403包括横杆部分与竖杆部分，横杆部分穿过螺杆支架402且端部与横向螺杆移动器401连接。对于端部可伸缩式模板组件，横向螺杆移动器401固定于端部底板3与固定侧板1上，螺杆支架402固定于端部底板3上，横向l型螺杆403销接于可动侧板2上；对于身部定长式模板组件，横向螺杆移动器401固定于身部底板11与身部固定侧板9上，螺杆支架402固定于身部底板11上，横向l型螺杆403销接于身部可动侧板10上；对于自由适应正端部组件，螺杆移动器固定于底板套20与固定侧板套22上，螺杆支架402固定于底板套20上，横向l型螺杆403销接于可动侧板套21上，当水下混凝土梁修复装置工作时，横向螺杆移动器401能够使横向l型螺杆403横向移动，可实现可动侧板2、身部可动侧板10及可动侧板套21的横向移动。

可伸缩式端板6包括：外板套601和内板心602；内板心602可在外板套601内自由移动，并且在内板心602与外板套601之间设有弹簧，能够使内板心602在外板套601内移动时具有横向向外的弹性，用以适应可动侧板2的横向移动，如图6所示。

纵向收紧装置5包括：纵向螺杆移动器502、纵向u型螺杆502，如图10所示；其中，纵向螺杆移动器502固定于端部底板3上，纵向u型螺杆502包括下横杆、竖杆和上横杆，竖杆的上端和下端分别与上横杆、下横杆连接，下横杆的端部与纵向螺杆移动器502连接，上横杆的端部连接可伸缩式端板6。纵向螺杆移动器502能够使u型螺杆纵向移动，从而实现可伸缩式端板6的纵向移动。如图1、图2所示。

可动侧板2和身部可动侧板10的外侧还设有震动器7，震动器7为可拆卸装置，当振捣混凝土时，将震动器7装于可动侧板2、身部可动侧板10外侧，如图2、图4所示，使振捣混凝土时，混凝土内的气体更易排出。

拦腰封闭组件可代替端部可伸缩式模板组件实现梁身的任意段的修复工作；拦腰封闭组件包括：底部液压密封装置13、侧密封装置14、竖向板心15、横向板心16，其中竖向板心15置于侧密封装置14内部可上下移动，并且刚好与底部液压密封装置13的可升降部分贴合，竖向板心15与侧密封装置14之间设置有弹簧，使竖向板心15可以随底部液压密封装置13可升降部分的升降而上下移动，同时保持侧密封装置14的密封性能；横向板心16与侧密封装置14之间设置有弹簧，使横向板心16在侧密封装置14内自由移动的同时，具有在被横向压缩时向外的弹性，能在混凝土浇筑时保证混凝土不会从拦腰密封装置处漏出，如图5、图6所示；侧密封装置14可固定于身部可动侧板10或可动侧板2上，可随着可动侧板2或身部可动侧板10横向运动，如图16所示。

自由适应首部组件的自由伸缩板17由多个可伸缩矩形条排列组成，用于适应梁与柱交接处的密封；充气密封条18两端上部为t字结构，可嵌入插入可动侧板套21内的自由伸缩板17最下方的矩形条下部；充气密封条18的中间为可充气的橡胶条；充气密封条18用于填充可动侧板套21内的可伸缩板与底板套20内的可伸缩板之间的缝隙，如图11、图12、图13所示。

本发明在各个横向收紧装置与纵向收紧装置5全部收紧之后，在可伸缩式端板6的内板心602与混凝土梁之间会存在一条微小的缝隙，可用任意密封物填充此处，使整个装置完全密封。

端部可伸缩式模板组件、身部定长式模板组件、拦腰封闭组件之间均通过链接件8相连接，链接件8通过螺栓与各组件相连接。

具体操作方法将通过以下两种在不同修复条件下的潮差区混凝土梁修复系统组装方法的分步讲解进行细致地说明。

（1）修复段包括梁悬臂端与梁中部时，修复系统的操作方法如下。

1)将混凝土梁下部损坏的部分凿除。根据损坏情况的不同，来选取不同的装置组合方式。

2)在梁周围搭设工作平台，底部设置两根刚好设置在螺杆支架402与横向螺杆移动器401下的工字钢即可。

3)将螺杆支架402与横向螺杆移动器401安装在工字钢上。

4)将端部可伸缩式模板组件、身部定长式模板组件的底板安装于螺杆支架402与横向螺杆移动器401上，将横向l型螺杆403插入螺杆支架402与横向螺杆移动器401。

5)将身部可动侧板10与身部可动侧板9分别安装在身部底板11与横向l型螺杆403上；将固定侧板1和可动侧板2分别安装于端部底和横向l型螺杆403上。

6)将纵向螺杆移动器502安装于端部可伸缩式模板组件的端部底板3上，将可伸缩式端板6插入可动侧板2与固定侧板1之间，将纵向u型螺杆502插入纵向螺杆移动器501，并且使纵向u型螺杆502的上端头与可伸缩式端板6相接。

7)将拦腰密封装置的底部液压密封装置13、安装了横向板心16与竖向板心15（15）的侧密封装置14分别安装于身部底板11与身部可动侧板10上。

8)调整整个装置组的位置，保证使双层密封住板的下板高于修复处上沿。

9)用螺栓连接各部分组件。

10)收紧身部横向收紧装置12、端部横向收紧装置4和纵向收紧装置5直至双层密封装置23贴合在混凝土梁上。

11)将底部液压密封装置13升起直至贴合混凝土梁底部。安装震动器7。

12)抽出密封板24，将混凝土从水下混凝土修复装置任意一侧的浇筑排气口注入，同时打开震动器7，振捣混凝土，使混凝土内的气体排出。

振捣完成后，将密封板24插入浇筑排气口，将有密封作用的物质涂于整套装置有缝隙的地方。安装完后的外观如图14所示。

（2）修复段包括梁柱交接处与梁身中部时，修复系统操作方法如下：

1)将混凝土梁下部损坏的部分凿除。根据损坏情况的不同，来选取不同的装置组合方式。

2)在梁周围搭设工作平台，底部设置两根刚好设置在螺杆支架402与横向螺杆移动器401下的工字钢即可。

3)将螺杆支架402与横向螺杆移动器401安装在工字钢上。

4)将身部定长式模板组件的身部底板11和插入了自由伸缩板17的底板套20安装于螺杆支架402与横向螺杆移动器401上，将横向l型螺杆403插入螺杆支架402与横向螺杆移动器401。

5)将充气密封条18嵌入可动侧板套21的自由伸缩板17的最下方的矩形条的下方。

6)将身部可动侧板10与身部固定侧板9分别安装在身部底板11与横向l型螺杆403上；将安装了自由伸缩板17的固定侧板套22和可动侧板套21分别安装于底板套20和板套横向收紧装置19上。

7)将拦腰密封装置的底部液压密封装置13、安装了横向板心16与竖向板心15（15）的侧密封装置14分别安装于身部底板11与身部可动侧板10上。

8)调整整个装置组的位置，使自适应首部组件贴合在不规则端部上，并且保证使双层密封住板的下板高于修复处上沿。如图17所示。

9)用螺栓连接各部分组件。

10)收紧身部横向收紧装置12与板套横向收紧装置19直至双层密封装置23贴合在混凝土梁上。

11)向充气密封条18内充气，使其能够封住其所在的缝隙。

12)将底部液压密封装置13升起直至贴合混凝土梁底部。安装震动器7。

13)抽出密封板24，将混凝土从水下混凝土修复装置任意一侧的浇筑排气口注入，同时打开震动器7，振捣混凝土，使混凝土内的气体排出。

振捣完成后，将密封板24插入浇筑排气口，将有密封作用的物质涂于整套装置有缝隙的地方。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。