转角墙加腋倒角弧形组合模板的制作方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种转角墙加腋倒角弧形组合模板的制作方法。


背景技术：

2.目前市政工程，配套市政道路干线工程及随干线布设的综合管廊、排水管网系统工程，这些工程包括市政道路、桥梁、管廊及排水管网建设，在涉及综合管廊、过水通道、框架涵洞、小转角隧洞等工程时均具有转角墙，在底板与转角墙交接处需要加腋倒角补强，设计异型结构模板。
3.但是，目前由于少量的异型结构模板的设计与制作不能标准化，其发展还不够成熟，还处在研究、探索与改进阶段，很多设计中异型结构的部分，为了达到质量和效益的平衡，只能通过以直代曲的方式，从而降低了表面的美观性。但随着建筑业的发展，对各类建筑物的质量和建设速度要求日益提高，异型模板将会得到更广泛的应用。
4.虽然，普通直线段倒角模板采用可重复利用的钢模板，精度高、不易变形，能保证混凝土浇筑成型后的美观度，但应用于转角墙处，因其加工难度大、成本高、精度不易保障，倒角处无法直接采用钢模板，所以如何保证转角墙处的倒角混凝土外观和质量均符合设计意图，异型结构的加腋倒角弧形模板的设计s是关键问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种转角墙加腋倒角弧形组合模板的制作方法，旨在解决现有加腋倒角加工难度大，成本高，精度不易保障的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种转角墙加腋倒角弧形组合模板的制作方法，所述方法包括如下步骤：
7.建模：根据施工设计图纸，利用revit软件建立bim混凝土模型和转角墙加腋倒角段模型；
8.利用rhino软件对建模进行分析，确认建模允许误差及现场施工的可行性；
9.利用abaqus有限元软件对转角墙加腋倒角弧形组合模板进行三维建模整体受力分析；
10.建立异型结构模板构件模型，进行虚拟拼装：根据建立的bim转角墙加腋倒角段模型及其展开的平面尺寸，确定模板拆解方案，并建立异型结构模板构件模型，进行虚拟拼装；其中，异型结构模型构件包括加腋倒角曲面模板模型、背楞模板模型和弧形檩条模板模型；
11.根据bim建立的异型结构模板构件模型，制作组合模板；
12.弧形檩条、面板和背楞的制作：根据加腋倒角曲面模板模型、背楞模板模型和弧形檩条模板模型，加工制作弧形檩条、背楞、竖直面板和加腋面板；
13.龙骨组装：利用弧形檩条将多个背楞呈放射状连接在一起，构成模板的龙骨，所述
龙骨的弧度适配转角墙；
14.装钉面板：将竖直面板和加腋面板装钉到所述龙骨上，完成组合模板的制作。
15.在一种可能的实现方式中，所述弧形檩条和背楞的制作中，所述背楞上设置装钉弧形檩条的第一接口、第二接口和第三接口；所述第一接口和所述第三接口分设于所述背楞的上下两端，且对角设置；所述第二接口设置在所述第一接口和所述第三接口之间，且与所述第一接口同处于所述背楞的同一侧，所述加腋倒角设置在所述第二接口和第三接口之间。
16.在一种可能的实现方式中，所述龙骨组装中，所述第一接口安装的所述弧形檩条的上端面与所述背楞的上端面平齐；所述第三接口安装的所述弧形檩条构成模板支撑。
17.在一种可能的实现方式中，所述龙骨组装中，所述第一接口和所述第二接口安装的所述弧形檩条的侧面与所述背楞同侧的侧面平齐。
18.在一种可能的实现方式中，所述龙骨组装中，所述竖直面板的上端与所述背楞的上端平齐，所述竖直面板的下端与所述加腋面板衔接。
19.在一种可能的实现方式中，所述第二接口位于所述背楞的中下部。
20.在一种可能的实现方式中，所述背楞间隔均匀，以所述竖直面板为参照，间距150
‑
300mm。
21.在一种可能的实现方式中，各所述弧形檩条相互平行。
22.在一种可能的实现方式中，所述弧形檩条、所述背楞、所述竖直面板及所述加腋面板均为木制件。
23.在一种可能的实现方式中，所述竖直面板及所述加腋面板选用软木板，所述弧形檩条和所述背楞选用胶木板。
24.本申请实施例制作的转角墙加腋倒角弧形组合模板的制备方法，与现有技术相比，有益效果在于：其一，本发明转角墙处倒角模板的设计制作，通过revit常规建模和rhino建模分析，解决空间异型结构曲面展开的问题，从而确定模板结构划分，能够将建模控制在允许误差范围内，提高建模的精度，降低现场施工制作的难度，并通过模拟施工现场拼装，避免对现场施工造成任何影响，提高组合模板制作的精度，避免施工返工及延误工期，降低生产成本；其二，制作时，直接利用弧形檩条和背楞构成既有弧形的竖直面板，又兼顾考虑加腋倒角和弧线型结构的要求，能够与转角墙的加腋倒角和弧形墙面适配，有效提高支撑的强度；其三，采用弧形檩条与背楞拼接成龙骨，可以现场按照转角弧度进行加工和调整，提高组合模板的适配性和支撑的有效性；其四，龙骨根据现场转角弧度调整和加工，能够提高组合模板的通用性，降低生产成本；其五，龙骨的拼接组合及面板的组合安装，拆卸后，可以根据不同的现场转角进行弧度调整，进行二次周转利用，提高组合模板的使用效率，提高经济效益，降低施工成本。
25.本发明制作的转角墙加腋倒角弧形组合模板，不仅应用于管廊转角结构，还可应用于水利工程中过水通道、框架涵洞、小转角隧洞工程等具有倒角的弧形结构工程，具有广阔的应用前景。
26.本发明制作的转角墙加腋倒角弧形组合模板，可以采用多节段组合模板连接，可以制作长度较短的组合模板，便于运输、制作加工，也便于根据现场转角的实际弧度调整和组装，施工简单方便，具有通用性和良好的适配性，能够提高施工效率，降低施工成本。
附图说明
27.图1为本发明实施例提供的转角墙加腋倒角弧形组合模板的立体结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的龙骨的立体结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的龙骨的主视结构示意图；
30.图4为图3所示的龙骨的侧视结构示意图；
31.图5为图4所采用的背楞的结构示意图；
32.图6为本发明实施例提供的转角墙加腋倒角弧形组合模板安装后的立体结构示意图；
33.图7为本发明实施例提供的转角墙的倒角平面结构示意图；
34.图8为本发明实施例提供的转角墙处横断面的结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1、弧形檩条；2、背楞；21、第一接口；22、第二接口；23、第三接口；3、竖直面板；4、加腋面板；5、转角墙。
具体实施方式
37.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.请一并参阅图1至图5，现对本发明提供转角墙加腋倒角弧形组合模板的制作方法进行说明，所述方法包括如下步骤：
39.步骤一，建模：根据施工设计图纸，利用revit软件建立bim混凝土模型和转角墙加腋倒角段模型；
40.步骤二，利用rhino软件对建模进行分析，确认建模允许误差及现场施工的可行性；
41.步骤三，利用abaqus有限元软件对转角墙加腋倒角弧形组合模板进行三维建模整体受力分析；
42.步骤四，建立异型结构模板构件模型，进行虚拟拼装：根据建立的bim转角墙加腋倒角段模型及其展开的平面尺寸，确定模板拆解方案，并建立异型结构模板构件模型，进行虚拟拼装；其中，异型结构模型构件包括加腋倒角曲面模板模型、背楞2模板模型和弧形檩条1模板模型；
43.步骤五，根据bim建立的异型结构模板构件模型，制作组合模板；
44.步骤六，弧形檩条1、背楞2及面板的制作：根据加腋倒角曲面模板模型、背楞模板模型和弧形檩条模板模型，加工制作弧形檩条1、背楞2、竖直面板3和加腋面板4；
45.步骤七，龙骨组装：利用弧形檩条1将多个背楞2呈放射状连接在一起，构成模板的龙骨，所述龙骨的弧度适配转角墙5；
46.步骤八，装钉面板：将竖直面板3和加腋面板4装钉到所述龙骨上，完成组合模板的制作。
47.本实施例提供的转角墙加腋倒角弧形组合模板制作方法，与现有技术相比，有益效果在于：其一，本发明转角墙5处倒角模板的设计制作，通过revit常规建模和rhino建模
分析，解决空间异型结构曲面展开的问题，从而确定模板结构划分，能够将建模控制在允许误差范围内，提高建模的精度，降低现场施工制作的难度，并通过模拟施工现场拼装，避免对现场施工造成任何影响，提高组合模板制作的精度，避免施工返工及延误工期，降低生产成本；其二，制作时，直接利用弧形檩条1和背楞2构成既有弧形的竖直面板3，又兼顾考虑加腋倒角和弧线型结构的要求，能够与转角墙5的加腋倒角和弧形墙面适配，有效提高支撑的强度；其三，采用弧形檩条1与背楞2拼接成龙骨，可以现场按照转角弧度进行加工和调整，提高组合模板的适配性和支撑的有效性；其四，龙骨根据现场转角弧度调整和加工，能够提高组合模板的通用性，降低生产成本；其五，龙骨的拼接组合及面板的组合安装，拆卸后，可以根据不同的现场转角进行弧度调整，进行二次周转利用，提高组合模板的使用效率，提高经济效益，降低施工成本。
48.本发明制作的转角墙加腋倒角弧形组合模板，不仅应用于管廊转角结构，还可应用于水利工程中过水通道、框架涵洞、小转角隧洞工程等具有倒角的弧形结构工程，具有广阔的应用前景。
49.本发明制作的转角墙加腋倒角弧形组合模板，可以采用多节段组合模板连接，可以制作长度较短的组合模板，便于运输、制作加工，也便于根据现场转角的实际弧度调整和组装，施工简单方便，具有通用性和良好的适配性，能够提高施工效率，降低施工成本。
50.由于施工管廊现场，转角墙5处具有很长的倒角段，为节省模板材料和方便拼装，采用多节段拼接，多节转角墙加腋倒角弧形组合模板顺次连接，适配转角墙5的墙面。
51.本实施例中，背楞2间隔均匀，以所述竖直面板3为基准，间距150
‑
300mm。间距的大小根据施工设有要求调整。背楞2、各檩条及各面板的尺寸按照使用需要进行调整。
52.对上述实施例解释的是：revit是autodesk公司一套系列软件的名称。revit系列软件是为建筑信息模型(bim)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。
53.由于常用的bim(building information modeling)建模软件，无法将空间三维异型结构模型的曲面展开成单独的平面，而robert mcneel公司推出的rhino高级建模软件，可以好地控制模型表面的曲线度。本发明转角处倒角模板的设计制作，通revit常规建模和rhino建模分析，解决空间异型构曲面展开的问题，从而确定模板结构划分，最终达到提高模板制作精度，使在施工现场少走弯路，减少返工误工时间，提高施工质量和施工效率。
54.示例性地，对步骤二bim建模具体过程分析如下：将revit建立的模型，导出为dfx格式，再导入rhino中，从透视图会发现，倒角模型的表面网格变为了三角网格，这是由于revit采用了多边形建模，而rhino采用nurbs建模，这对曲面展开和分析不利，虽然可以通过插件进行转换，但由于倒角模型在rhino中建立也比较简单，所以就直接在rhino中进行局部建模。
55.在rhino中分别绘制5个倒角的空间三维曲线和倒角截面轮廓，通过曲面放样命令loft生成倒角模型，再拾取倒角曲面，通过曲面展开摊平命令unrollsrf展开，该平面即为模板中与混凝土相接的曲面，标注出平面展开的相应尺寸。
56.当曲面展开成平面后，曲面的表面积是不变的，也就是说曲面和与之对应的展开平面表面积理应相同。通过rhino中面积命令area，查询对比各倒角曲面展开前后的表面积，并计算表面积差值，可以看到差值的绝对值均小于等于2mm2，此误差在rhino软件中建
模允许误差范围内，不会对现场施工造成任何影响，可以忽略不计，所以证明用该方式展开无误，参见图7、图8及表1。
57.表1倒角曲面与展开平面面积表
58.倒角编号曲面面积(mm2)展开面积(mm2)差值(mm2)倒角1外边1024639.871024639.89
‑
0.02倒角2内边1907662.841907662.86
‑
0.02倒角2外边2057610.142057610.15
‑
0.01倒角3内边2940633.112940633.12
‑
0.01倒角3外边3090580.413090580.42
‑
0.01
59.上述步骤三中，采用abaqus有限元软件对三维建模整体进行受力分析，示例如下：
60.设荷载为最大均布荷载f＝32360n/m2，背楞间距为20cm，转角为4
°
。为简化计算，将背楞、檩条(也即弧形檩条)与面板(包括竖直面板和加腋面板)三种部件，简化为背楞、檩条+面板两种部件。选择网格单元为c3d8rh六面体进进行网格划分；根据三维模型整体受力分析，最大变形位置在面板中部，最大位移值为7.11
×
10
‑6m。由背楞受力分析可知，背楞最大应力为1.08
×
105pa，小于规范容许最大应力值，最大应力位置为模板倒角处。背楞最大变形值为3.49
×
10
‑6m，小于规范容许最大变形值，最大变形位置为模板倒角处。由檩条+面板受力分析可知，檩条+面板最大应力为6.45
×
105pa，小于规范容许最大应力值，位置发生在倒角处檩条；檩条+面板最大变形值为7.11
×
10
‑6m，小于规范容许最大变形值，位置在面板中部。通过对比可以得出，在倒角处背楞及檩条应力最大，虽满足规范要求，但在实际施工中应当再次进行加固处理。
61.通过abaqus有限元软件对管廊转角弧形模板进行了三维建模整体受力分析，上述提供的底板
‑
侧墙倒角弧形组合模板受力符合规范要求。
62.在一些实施例中，上述背楞2可以采用如图4所示结构。参见图4，背楞2设有用于安装弧形檩条1的第一接口21、第二接口22和第三接口23，第一接口21和第三接口23分设于背楞2的上下两端，且对角设置；第二接口22设置在第一接口21和第三接口23之间，且与第一接口21同处于背楞2的同一侧，加腋倒角设置在第二接口22和第三接口23之间。在背楞2上设置接口，接口对弧形檩条1具有定位的作用，提高连接的可靠性。弧形檩条1与背楞2拼接时，弧形檩条1安插到接口处，利用装钉即可；各面板也采用装钉拼接组装，便于拆卸，及二次利用时，可以拆卸后根据不同的墙角重新组装再利用。
63.上述特征龙骨的一种改进实施方式为，参见图1及图2，第一接口21安装的弧形檩条1的上端面与背楞2的上端面平齐；第三接口23安装的弧形檩条1构成模板支撑。作为龙骨的另一种实施方式，在背楞2的上下两端也可以不设置接口，上下两端的弧形檩条1与背楞2的上下两端面可以不平齐。弧形檩条1的作用在于将背楞2连接在一起，使背楞2连接后形成适配转角的弧度。平齐的端面，制作过程中支撑可靠。
64.作为弧形檩条1与背楞2的另一种安装方式，参见图1及图2，第一接口21和第二接口22安装的弧形檩条1的侧面与背楞2同侧的侧面平齐。弧形檩条1与背楞2的侧面平齐，构成竖直面板3安装的支撑弧面，以提高竖直面板3连接的可靠性。
65.作为竖直面板3安装的另一种实施方式，竖直面板3与第一接口21和第二接口22安装的弧形檩条1相连。也即竖直面板3在竖直高度上，铺满龙骨的竖直方向的侧面。
66.参见图1及图2，作为龙骨的另一种改进的实施方式，第二接口22位于背楞2的中下部。第二接口22的位置确定加腋倒角的长度和倾斜度，而加腋倒角构成的斜边的长度需要根据转角墙5的倒角确定，因此，本实施例仅仅是第二接口22设置的一种具体实施方式。第二接口22的位置，需要根据现场加腋倒角的结构设计。
67.作为一种改进的实施方式，参见图1及图6，竖直面板3的上端与背楞2的上端平齐，竖直面板3的下端与加腋面板4衔接，能够使组合模板表面的平整性。
68.图1及图2，作为另一种实施方式，各弧形檩条1相互平行。本实施例中，解释的是，弧形檩条1为板条结构，背楞2为板状结构，弧形檩条1的板面与背楞2的板面垂直，组装时，弧形檩条1的板面平行。
69.作为一种改进的实施方式，参见图1至图5，弧形檩条1、背楞2、竖直面板3及加腋面板4均为木制件。本实施例采用木制件，相比采用钢模制作，降低制作成本。其中，竖直面板3和加腋面板4采用软木板制作，弧形檩条1和背楞2作为龙骨，需要有一定的强度，因此，采用胶合板制作。
70.采用木制材质制作，且采用板材制作，在施工现场，可以现场制作，制作简单方便。
71.需要说明的是，模板在现场转弯倒角处进行拼接，模板构件之间衔接要保证平曲面线型的平滑以及牢固，确保倒角拆模后混凝土表面外观质量的美观性和曲线的平滑性。支模后等待现场混凝土浇筑。
72.本发明通过借助bim技术，可以精确的将模板进行分析设计，在软件中进行虚拟拼装和三维技术交底，待确定模板分解拼装方案后，即可根据模型尺寸进行生产，这种将bim技术与现场施工相结合的方式，既保证了满足设计和施工的可信性，也节约了实际去试制作模板所浪费的原材料，这将会是今后施工中提前进行方案推演的冰山一角。
73.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。