一种预制构件空腔成型所用芯模及其组装方法与流程

本发明属于桥梁技术领域，涉及一种预制空心板梁所用芯模及其组装方法。

背景技术：

传统的木质内模或组合钢模的制作工艺相对复杂；安装和拆除困难，在混凝土振捣过程中会产生浮模现象；周转次数较低，模板容易产生变形或损坏，需要进行局部更换，周转使用次数较低。

另一种传统方式为采用橡胶气囊内模成型的方法，因气囊自重较轻，在混凝土浇筑过程中会产生浮模现象，造成顶板混凝土厚度不够；充气不足刚度差、易漏气导致刚度较低，几何尺寸不易控制，容易造成两侧腹板厚度不均；而且容易损坏，循环利用率低；一般需在底板浇筑完毕方可安装气囊，导致需二次浇筑混凝土，影响施工进度。

预制空心板梁在公路桥梁中广泛使用，如果采用传统木模、组合钢模板或橡胶气囊内模，内模周转率低、变形大，梁体几何尺寸难以保证。

技术实现要素：

为了克服上述两种传统内模损耗高、材料回收周转率低、刚度不足导致变形大、安拆繁琐且易浮模等通病，本发明根据点阵成型原理，提供一种预制构件空腔成型所用芯模及内膜成型方法，具有杆件截面小、可组成任意形式截面、刚度大变形小、不易浮模的优点，对预制构件的生产过程中使用内模的制作与施工提供了新的参考。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种预制构件空腔成型所用芯模，采用横断面环向条分法分解，利用长细杆件组拼成型为任意等截面内模，主要由内部支撑框架、主体杆件构成，所述主体杆件包括若干根长细杆件，若干根长细杆件紧箍在内部支撑框架上组拼成型为任意等截面内模。

具体施工方法包括以下步骤：

（1）在台座上将内模组拼胎架等距纵向分布安设就位；

（2）组拼胎架安设就位后，在上面排摆主体杆件；

（3）在已经排摆好的底层主体杆件上安设内部支撑框架；

（4）内模支撑框架安设完毕后，在其上安装剩余主体杆件；

（5）主体杆件紧密摆铺就位后，用打包带将主体杆件紧箍在支撑框架上，至此一段内模组装完成。

本发明中，将预制构件空腔芯模采用横断面环向条分法分解，利用长细杆件组拼成型为任意等截面内模。

本发明中，所述杆件为不限于矩形管的一切长细杆件。

本发明中，所述的预制构件不仅限于公路空心板，其包括一切类似需预制成型的空心构件。

本发明具有如下优点：

（1）本发明利用“积分”式点阵成型原理，采用小截面杆件组拼为任意形状的大断面空腔。

（2）预制构件细长杆件拼装内模结构允许偏差完全符合规范要求，内模安装牢固、无松动、无跑模现象，模板拼缝密实，无漏浆现象。在混凝土浇筑过程中没有发生内模上浮现象。

（3）实践证明，在预制构件空腔等截面的情况下，尤其小空腔不利于人员进入操作时，采用细长构件组拼任意截面形式内模的方法比较经济，构件内空心成型质量也较好。该内模不仅具备整体刚度大、工效高、适用性强、拆装简便易行的优点，且适用于各种几何断面的预制构件施工。

（4）在保证预制构件质量的同时也有效降低了成本、缩短了施工周期。其相对独特的施工工艺，对于今后空心预制构件的施工有一定的借鉴意义。

附图说明

图1为芯模结构示意图；

图2为芯模组装图；

图中：1-临时托架，2-长细杆件，3-内部支撑框架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

预制空心板梁在公路桥梁上部构造中广泛使用，本发明结合工程实例介绍了细长杆件组拼任意截面形式芯模的设计原理，内模安装、拆除等施工工艺，具体内容如下：

1、工程概况

公路上跨桥位于直线上，与铁路线路正交，上部结构设计为后张预应力混凝土空心板梁，其中16m跨空心板高800mm；20m跨空心板高950mm，梁宽均为1240mm，混凝土强度等级C50。根据现场施工的实际情况，采用集中预制的方法制梁，预制场内设10个预制台座，4套侧模，4套内模。

2、内模设计思想

本工程需要预制69片梁，按照施工图纸和设计要求，空心板梁混凝土整体浇注，一次成型。总结以往的施工经验，结合梁场的实际情况，论证模板的支撑工艺，决定采用细长杆件组拼任意截面形式空腔成型内模的方法，其目的在于梁板成型规整，做到内实外美。

3、内模的设计

3.1 设计原理：结合本工程实际情况，根据梁图截面形式，选取矩形钢管作为细长杆件材料为例，说明预制构件采用细长杆件组拼任意截面形式芯模的方法。采用打包带将摆铺好的矩形钢管整体绑扎牢固，使之形成梁的内模板。混凝土浇筑完毕并达到拆模条件后，拆卸内模支撑框架，矩形钢管自然脱落，实现模板与混凝土面的分离，再将支撑框架及钢管从梁内取出即可。

3.2 内模的组成

内模组成主要的部件为：临时托架采用槽钢焊接制成，面板采用矩形钢管或圆钢管，钢管围成的空腔内支撑框架采用型钢制成，沿预制构件纵向按一定间距设置（如每延米设置一道）。

如图1所示，预制构件空腔内膜采用条分法分解，利用长细杆件组拼成型为任意等截面内模。

4、施工工艺与应用

工艺流程：底板和腹板钢筋绑扎→安装内模→绑扎顶板钢筋→安装侧模→浇筑混凝土→抽取内模、拆除侧模→混凝土养护→预应力张拉→压浆→封端。

4.1 底板和腹板钢筋绑扎

由于空心板梁较宽和腹板钢筋较细，预先在加工场制成立体骨架片，则稳定性较差，故腹板钢筋采用在底板上进行绑扎，并按设计坐标布设波纹管及定位筋（直线段定位筋间距为1.0m、曲线段间距为0.5m），波纹管内穿入塑料衬芯管，以防因波纹管漏浆而影响钢绞线穿入与张拉。绑扎时须按施工规范进行，保持钢筋间距、尺寸准确。钢筋保护层采用砼垫块形成且保护层厚度满足设计要求。

4.2 内模安装工艺

内模分段组装具体施工步骤：（1）在台座上将临时组拼胎架等距安设就位，间距3m；（2）胎架安设就位后，在上面排摆矩形钢管，由于梁长为16m和20m，钢管需分段连接；（3）在已经排摆好的底层钢管上安设内模支撑框架，纵向每延米一道；（4）内模支撑框架安设完毕后，在上面安装剩余钢管，组成闭合空腔；（5）检查调整钢管，使之端面平齐，再用打包带将钢管紧箍在支撑框架上，每一道紧箍的间距为2m。至此一段内模组装完成。内模组装详见图2。

内模的整体拼装：首先在绑扎好的底板和腹板钢筋上铺设塑料薄膜形成隔离层，防止破损漏浆。在浇筑混凝土时，隔离层保证内模与混凝土的隔离，便于后期内模的顺利拆除。使用汽车吊将组拼好的内模吊放在底板定位马蹬钢筋上，两段内模接缝处采用1mm厚300mm宽的白铁皮包裹绑扎。内模全部吊装完毕后，对其平面位置、顶面高程、断面连接及纵横稳定性进行检查。检查调整合格后，用透明塑料胶带将塑料薄膜搭接处粘牢，以防止漏浆。因内模整体置于梁体中，浇筑混凝土时混凝土和振捣棒从两侧腹板插入，由于振动力的影响及底部混凝土产生的向上胀力，内模会随之向上浮动，梁体断面尺寸及受力情况会随之改变，必须采取措施限制内模上浮，因本芯模自重较传统芯模自重大，具有较高的抗浮模能力。

4.3内模拆除工艺

采用矩形钢管排联内模施工要严格控制内模脱模时间。拆模过早会使混凝土松动甚至产生裂纹，影响混凝土外观质量和内在质量。拆模过晚会出现粘结力过大不易脱模的现象，给施工造成极大困难。模板拆除时，切勿猛砸硬拆，要严格按照作业指导书规定的要求施工，轻拆轻放，拆除后的模板要将粘附在模板上的杂物清除干净，然后下垫木方分门别类码放整齐，以备下次使用。