一种双层充气膜混凝土模板体系及其施工方法与流程

本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种双层充气膜混凝土模板体系及其施工方法。

背景技术：

充气芯膜作为混凝土模板类的产品，目前主要产品是充气橡胶芯模，主要应用于空心板、箱梁等领域，并已充分体现出在省工省时方面的优势。凭借着充气膜混凝土模板工业化程度高、运输方便、支模迅速等优势，它的主要潜力是应用于现场预制的装配式建筑。其主要实施方法是在施工现场布置混凝土构件预制场地，此预制场地尽量布置在大型起吊设备的作业范围内。将工业化生产的充气膜模板及钢筋笼运输至预制场地后，有序地进行模板充气、钢筋笼拼装、钢筋笼吊装及浇筑混凝土，待混凝土达到强度后再一次吊装混凝土构件，完成装配式施工。

目前的气膜模板支模结构复杂，混凝土构件掏空成混凝土桁架需要投入额外的支模成本才能有效减轻混凝土自重，目前的气膜模板支模结构不利于大体积吊装及装配式施工，现有的混凝充气土模板刚度不足，成型效果欠佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双层充气膜混凝土模板及其施工方法，具有内外双层充气膜结构，对混凝土模板同时起到双重支撑和成型的作用，增强了混凝土模板的刚度，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种双层充气膜混凝土模板体系，包括混凝土桁架、固定充气芯模、连接充气芯模、叠加充气芯模和气枕式膜结构单元，所述固定充气芯模、连接充气芯模和叠加充气芯模中均填充有气枕式膜结构单元；

所述叠加充气芯模安装在所述混凝土桁架上并连接形成桁架吊装单体，若干个所述桁架吊装单体通过所述连接充气芯模依次连接构成横向土桁架单元，所述横向土桁架单元的两侧与所述固定充气芯模连接，若干个所述横向土桁架单元通过防水层纵向层叠浇筑构成混凝预制土梁。

进一步地，所述气枕式膜结构单元包括内层膜和外层膜，所述内层膜包括至少两个圆柱型橡胶气柱，相邻的圆柱型橡胶气柱之间通过透气隔膜连接构成内层膜，所述外层膜包裹在所述内层膜上，所述外层膜的内壁上设有多个气囊。

进一步地，所述混凝土桁架包括钢筋笼、端部充气芯模和中部充气芯模，所述中部充气芯模布置于所述工字型钢筋笼的横梁上，所述端部充气芯模布置于所述工字型钢筋笼的横梁端部，所述端部充气芯模和中部充气芯模中均填充有气枕式膜结构单元。

进一步地，所述钢筋笼为工字型钢筋笼，所述横向土桁架单元的钢筋笼的底部安装有支撑芯模，所述支撑芯模中填充有气枕式膜结构单元，所述相邻的固定充气芯模、支撑芯模及连接充气芯模之间安装有h型钢支撑部。

进一步地，所述钢筋笼为箱型钢筋笼。

进一步地，所述端部充气芯模中的气枕式膜结构单元由5个圆柱型橡胶气柱互相层叠连接构成锐角三角形内膜单元，所述外层膜裹设于所述锐角三角形内膜单元。

所述中部充气芯模中的气枕式膜结构单元由4个圆柱型橡胶气柱互相层叠连接构成等腰三角形内膜单元，所述外层膜裹设于所述等腰三角形内膜单元。

进一步地，所述固定充气芯模由2个圆柱型橡胶气柱纵向层叠连接构成矩形内膜单元，所述矩形内膜单元的透气隔膜呈水平分布；

所述连接充气芯模由两组所述的矩形内膜单元横向排列构成正方形内膜单元。

进一步地，所述叠加充气芯模和支撑芯模均由2个圆柱型橡胶气柱横向层叠连接构成多边形内膜单元，所述多边形内膜单元的透气隔膜呈竖直分布。

进一步地，所述叠加充气芯模由4个圆柱型橡胶气柱层叠连接构成正方形内膜单元，所述正方形内膜单元的透气隔膜的连接线呈竖直分布。

一种双层充气膜混凝土模板体系的施工方法，包括以下步骤：

s1、安装配件准备：提前预制固定充气芯模、连接充气芯模、叠加充气芯模、端部充气芯模、中部充气芯模、支撑芯模和钢筋笼，运输至预制场地，若预制工字型桁架梁则进入步骤s2，若预制箱型桁架梁则进入步骤s3；

s2、装配底部支撑：将固定充气芯模、支撑芯模、连接充气芯模和h型钢支撑部装配并对气枕式膜结构单元充气形成底部支撑；

s3、装配桁架吊装单体：将叠加充气芯模、钢筋笼、端部充气芯模和中部充气芯模装配并对气枕式膜结构单元充气构成桁架吊装单体；

s4、浇筑横向土桁架：将桁架吊装单体和连接充气芯模连接成横向土桁架单元，在横向土桁架单元的两端安装固定充气芯模形成浇筑横向土桁架，浇筑混凝土并铺设防水层；

s5、重复步骤s3和s4，直到所有混凝土梁浇筑完成；

s6、泄气抽模：混凝土达到拆模强度后，将气枕式膜结构单元泄气抽出，完成装配式施工。

本发明的有益效果是：

1)本发明双层充气膜混凝土模板体系，其主要组成构件中的固定充气芯模、连接充气芯模和叠加充气芯模中均填充有气枕式膜结构单元，气枕式膜结构单元可对整个混凝土模板体系起到双重支撑和成型的作用，可减轻自重的同时增强混凝土模板刚度。

具体地，气枕式膜结构单元的内层膜为多个圆柱体相交的橡胶气柱构成，相邻的圆柱体橡胶气柱的相交部分为透气隔膜，包裹在内层膜表面，外层膜的内壁设有的多个气囊，待内层膜充气膨胀后，此时外层膜已处于绷紧状态，对气囊充气使其内壁向内膨胀，即可形成气枕式膜结构，对未达到强度的混凝土提了供有效支撑，气囊充气又可用于混凝土构件外观上的修饰或构造异型孔洞或节点，还可进一步支撑湿混凝土，起到双重支撑的作用。

2)本发明双层充气膜混凝土模板体系的施工方法，将横向土桁架单元与固定充气芯模连接构成单层的模板，各层模板可以实现多层叠加吊装，便于大体积吊装及装配式施工；本发明的混凝土构件可以在不增加支模成本的情况下充分掏空成混凝土桁架，从而有效减轻混凝土自重，也可构造较复杂的混凝土结构物，有利于大体积吊装及装配式施工。同时，掏空的混凝土桁架更便于建筑物中管线的穿插布设，充分减少了现场人工投入，具有缩短工期及简化施工管理的优势，可广泛应用于建筑工程、市政工程、道路及铁道工程。

附图说明

图1为本发明双层充气膜混凝土模板体系的原理横剖面示意图；

图2为本发明实施例1的工字型桁架梁充气模板的整体结构示意图；

图3为本发明实施例1的工字型桁架梁的横断面结构示意图；

图4为图2的a-a向的剖视图；

图5为本发明的桁架吊装单体的结构示意图；

图6为本发明实施例1的叠加充气芯模的横断面结构示意图；

图7为本发明支撑芯模的横断面结构示意图；

图8为本发明连接充气芯模的横断面结构示意图；

图9为本发明固定充气芯模的横断面结构示意图；

图10为本发明端部充气芯模和中部充气芯模的横断面结构示意图；

图11为本发明实施例2的箱型桁架梁充气模板的整体结构示意图；

图12为本发明的箱型桁架梁横断面结构示意图；

图13为本发实施例2的叠加充气芯模的横断面结构示意图；

图中，1-混凝土桁架，101-钢筋笼，2-固定充气芯模，3-连接充气芯模，4-叠加充气芯模，5-气枕式膜结构单元，501-圆柱型橡胶气柱，502-透气隔膜，503-气囊，6-桁架吊装单体，7-横向土桁架单元，8-防水层，9-端部充气芯模，10-中部充气芯模，11-支撑芯模，12-h型钢支撑部，13-混凝土垫块。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：

实施例1

请参照图2，一种双层充气膜混凝土模板体系，包括混凝土桁架1、固定充气芯模2、连接充气芯模3、叠加充气芯模4和气枕式膜结构单元5，所述固定充气芯模2、连接充气芯模3和叠加充气芯模4中均填充有气枕式膜结构单元5；

所述叠加充气芯模4安装在所述混凝土桁架1上并连接形成桁架吊装单体6，若干个所述桁架吊装单体6通过所述连接充气芯模3依次连接构成横向土桁架单元7，所述横向土桁架单元7的两侧与所述固定充气芯模2连接，若干个所述横向土桁架单元7通过防水层8纵向层叠浇筑构成混凝预制土梁。

本发明双层充气膜混凝土模板体系，其主要组成构件中的固定充气芯模2、连接充气芯模3和叠加充气芯模4中均填充有气枕式膜结构单元5，所述气枕式膜结构单元5能对整个混凝土模板体系起到支撑和成型的作用，可减轻自重的同时增强混凝土模板刚度；所述横向土桁架单元7与所述固定充气芯模2连接形成单层的模板，各层模板可以实现多层叠加及吊装，便于大体积吊装及装配式施工的实施。

请参照图1，所述气枕式膜结构单元5包括内层膜和外层膜，所述内层膜包括至少两个圆柱型橡胶气柱501，相邻的圆柱型橡胶气柱501之间通过透气隔膜502连接构成内层膜，所述外层膜包裹在所述内层膜上，所述外层膜的内壁上设有多个气囊503。

本发明的气枕式膜结构单元5，其内层膜的形状为多个圆柱体相交的橡胶气柱构成的形状，其具体形状可按照工程需求定制，所述相邻的圆柱体橡胶气柱的相交部分为透气隔膜502，外层膜为纤维材料或塑料制成，包裹在内层膜表面，外层膜的内壁设有的多个气囊503，待内层膜充气膨胀后，此时外层膜已处于绷紧状态，对气囊503充气使其内壁向内膨胀，即可形成气枕式膜结构，对未达到强度的混凝土提供了有效支撑，充气后的气囊503又可用于混凝土构件外观上的修饰或构造异型孔洞或节点，还可进一步支撑湿混凝土，起到双重支撑的作用。

所述的气枕式膜结构单元5和混凝土桁架1之间通过混凝土垫块13加强支撑。

请参照图4，所述混凝土桁架1包括钢筋笼101、端部充气芯模9和中部充气芯模10，所述中部充气芯模10布置于所述工字型钢筋笼101的横梁上，所述端部充气芯模9布置于所述工字型钢筋笼101的横梁端部，所述端部充气芯模9和中部充气芯模10中均填充有气枕式膜结构单元5。

请参照图3，所述钢筋笼101为工字型钢筋笼101，所述桁架吊装单体6的结构如图5所示，所述横向土桁架单元7的钢筋笼101的底部安装有支撑芯模11，所述支撑芯模11中填充有气枕式膜结构单元5，所述相邻的固定充气芯模2、支撑芯模11及连接充气芯模3之间安装有h型钢支撑部12。

所述h型钢支撑部12为h型钢支撑，能起到支撑横向土桁架单元7的作用。

请参照图10，所述端部充气芯模9中的气枕式膜结构单元5由5个圆柱型橡胶气柱501互相层叠连接构成锐角三角形内膜单元，所述外层膜裹设于所述锐角三角形内膜单元。

所述中部充气芯模10中的气枕式膜结构单元5由4个圆柱型橡胶气柱501互相层叠连接构成等腰三角形内膜单元，所述外层膜裹设于所述等腰三角形内膜单元。

请参照图6-7，所述叠加充气芯模4和支撑芯模11均由2个圆柱型橡胶气柱501横向层叠连接构成多边形内膜单元，所述多边形内膜单元的透气隔膜502呈竖直分布。

请参照图8所述连接充气芯模3由两组所述的矩形内膜单元横向排列构成正方形内膜单元。

请参照图9，所述固定充气芯模2由2个圆柱型橡胶气柱501纵向层叠连接构成矩形内膜单元，所述矩形内膜单元的透气隔膜502呈水平分布；

实施例2

请参照图11-12，实施例2与实施例1不同之处在于所述钢筋笼101为箱型钢筋笼101。

请参照图13，所述叠加充气芯模4由4个圆柱型橡胶气柱501层叠连接构成正方形内膜单元，所述正方形内膜单元的透气隔膜502的连接线呈竖直分布。

一种双层充气膜混凝土模板体系的施工方法，包括以下步骤：

s1、安装配件准备：提前预制固定充气芯模2、连接充气芯模3、叠加充气芯模4、端部充气芯模9、中部充气芯模10、支撑芯模11和钢筋笼101，运输至预制场地，若预制工字型桁架梁则进入步骤s2，若预制箱型桁架梁则进入步骤s3；

s2、装配底部支撑：将固定充气芯模2、支撑芯模11、连接充气芯模3和h型钢支撑部12装配并对气枕式膜结构单元5充气形成底部支撑；

s3、装配桁架吊装单体6：将叠加充气芯模4、钢筋笼101、端部充气芯模9和中部充气芯模10装配并对气枕式膜结构单元5充气构成桁架吊装单体6；

所述钢筋笼101是侧立放置并层层堆叠于预制场地，如图3及图12所示。利用这种方式可以让充气膜模板承受较小的力，混凝土达到规定强度前的主要承载体系是钢筋笼101，侧立后的钢筋笼101其翼板竖向直立，腹板水平放置，因此钢筋笼101的自重基本上由钢筋笼101自身承担，充气膜模板只承受混凝土湿重带来的竖向压力和侧压力，并将竖向压力和侧压力传递至底部支撑它的结构物上。

s4、浇筑横向土桁架：将桁架吊装单体6和连接充气芯模3连接成横向土桁架单元7，在横向土桁架单元7的两端安装固定充气芯模2形成浇筑横向土桁架，浇筑混凝土并铺设防水层8；

每吊装一层浇筑一次混凝土，层与层之间铺设的防水层8采用防水卷材，防水卷材的两面密贴塑料编织垫作为钢筋保护层垫层，用于隔离相邻混凝土梁。

s5、重复步骤s3和s4，直到所有混凝土梁浇筑完成；

s6、泄气抽模：混凝土达到拆模强度后，将气枕式膜结构单元5泄气抽出，完成装配式施工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。