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CN113513150B - 一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法 - Google Patents

一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于大体积混凝土裂缝控制技术领域，特别涉及一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，目的在于进行大体积混凝土裂缝控制。模板包括无底箱体和位移控制系统，无底箱体的前侧壁层、左侧壁层和后侧壁层均固定，其右侧层叠模板组在位移控制系统的作用下靠近或远离无底箱体；无底箱体的前侧壁层和后侧壁层底部均设置有滑轨；右侧层叠模板组的底部前端和中端分别安装有止水胶条和滑动组件，滑动组件的标高与止水胶条的标高一致，滑动组件与所述滑轨之间相互配合；对不同层区域大体积混凝土内部应力进行针对性差异化释放处理，吸收并消除各层混凝土内部差异化温度应力fmax‑n，匹配工程实际，防止混凝土开裂。

Description

一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法
技术领域
本发明属于大体积混凝土裂缝控制技术领域，特别涉及一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法。
背景技术
随着混凝土结构朝着高度更高、跨度更大的方向不断发展，混凝土结构尺寸也越来越大，这使得混凝土浇筑过程中温度上升速度越来越快，峰值温度也随之越来越高，导致温度应力不断增加，出现内部应力集中现象，一旦应力得不到释放，必将在混凝土内部产生裂缝，进而导致混凝土开裂，这点对于在现有模板下的大体积混凝土浇筑尤为突出。
同时，由于大体积混凝土体量大，其内部骨料分布不均匀，容易导致不同区域混凝土导热系数的差异化现象，进而影响混凝土内部水化热及应力仿真计算分析的准确性，最终大幅增加了大体积混凝土内部应力释放控制的难度。
因此，亟需研究一种层叠组合式混凝土伺服模板及其施工方法，有效释放不同区域混凝土内部温度应力，满足大体积混凝土结构施工需要，充分保障结构质量与安全。因此，有必要研究一种可消除混凝土内部温度应力的层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，从而满足大体积混凝土结构工程施工需要。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，在针对不同区域混凝土内部差异化温升及应力发展特性，及时有效释放大体积混凝土内部不同区域差异化温升应力，保障混凝土结构尺寸满足设计要求，避免混凝土内部应力集中，有效控制混凝土开裂。
为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：
一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，包括：提供一种层叠组合式混凝土伺服模板，所述模板包括：
无底箱体和位移控制系统，所述无底箱体包括固定设置的左侧壁层、前侧壁层和后侧壁层，以及活动设置的右侧层叠模板组；所述右侧层叠模板组能够在所述位移控制系统的作用下靠近或远离所述左侧壁层；每层所述右侧层叠模板的上、下部均敷设高强度光滑塑料层；所述无底箱体的前侧壁层和后侧壁层底部均设置有滑轨；右侧层叠模板组的底部前端安装有止水胶条，右侧层叠模板组的底部中端设有滑动组件，所述滑动组件的标高与所述止水胶条的标高一致，所述滑动组件与所述滑轨之间相互配合；
所述施工方法包括如下步骤：
步骤S1、根据设计分别搭设并固定无底箱体的左侧壁层、前侧壁层和后侧壁层；
步骤S2、从下至上架设n层右侧层叠模板至设计高程位置，并施工临时固定结构，形成右侧层叠模板组，n为自然数；
步骤S3、分层均匀间隔架设位移控制系统，使得液压千斤顶的顶杆均匀对称靠紧右侧层叠模板，确保其稳固不倾斜；
步骤S4、撤去右侧层叠模板组的临时固定结构，形成层叠组合式混凝土伺服模板；
步骤S5、往层叠组合式混凝土伺服模板中连续浇筑混凝土拌合物，实时监测不同层区域混凝土内部温度及其场分布情况，并将结果实时传输至位移控制系统，采用有限元软件模拟分析并计算其内部应力上升曲线及其应力峰值fmax-n；
步骤S6、根据各层混凝土内部应力上升曲线，分级分步骤地将各层油压逐渐调减，直至降幅达到fmax-n，停止降压，实现释放各层混凝土内部温度应力的目的，此时压力位移计组将记录并传输混凝土推动右侧各层右侧层叠模板向右滑动的Lmax-n位移数据至PLC控制终端；
步骤S7、PLC控制终端将各层顶杆顶程设为Lmax-n，逐步升高油压，在混凝土拌合物初凝前，将右侧各层右侧层叠模板向左推回Lmax-n的位移量，直至到达初始设计规定位置，满足结构尺寸要求；
步骤S8、养护混凝土拌合物，直至规定龄期并拆模，至此全部完成大体积混凝土结构浇筑施工工序。
进一步地，所述混凝土内部应力上升曲线方程为：f(x)＝ax2+bx+c，其中a＝-0.4252,b＝13.04,c＝-11.63，x为混凝土入模时间，单位：h；f(x)为变形值，单位：mm。
进一步地，所述位移控制系统包括液压千斤顶组、压力位移计组以及PLC控制终端，一层右侧层叠模板分别对应设置一个液压千斤顶和一个压力位移计，所述液压千斤顶的顶杆紧贴设置于所述右侧层叠模板组的右端，所述压力位移计、液压千斤顶以及PLC控制终端电连接，所述压力位移计根据混凝土内部应力上升曲线控制所述液压千斤顶的顶杆行程，从而控制所述右侧层叠模板靠近或远离所述无底箱体。
进一步地，所述滑轨的宽度等于混凝土结构设计宽度和一定倍数的混凝土膨胀位移量之和，所述一定倍数为1.2、1.5或1.8。
进一步地，所述滑动组件包括台车和滑轮组，所述滑轨上设有定位销。
进一步地，所述滑轨上设有凹槽，所述止水胶条的底端嵌入所述凹槽，并通过强力胶水或螺栓连接固定。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，采用了一种层叠组合式混凝土伺服模板，无底箱体和位移控制系统，无底箱体包括固定设置的左侧壁层、前侧壁层和后侧壁层，以及活动设置的右侧层叠模板组；右侧层叠模板组能够在位移控制系统的作用下靠近或远离左侧壁层；单层右侧层叠模板的上、下部均敷设高强度光滑塑料层；无底箱体的前侧壁层和后侧壁层底部均设置有滑轨；右侧层叠模板组的底部前端安装有止水胶条，右侧层叠模板组的底部中端设有滑动组件，滑动组件的标高与止水胶条的标高一致，滑动组件与所述滑轨之间相互配合；对不同层区域大体积混凝土内部应力进行针对性差异化释放处理，吸收并消除各层混凝土内部差异化温度应力fmax-n，匹配工程实际，防止混凝土开裂。同时，可有效实现各层右侧层叠模板的实时差异化右移活动，匹配工程实际，满足大体积混凝土结构设计尺寸要求。
而且，通过在右侧层叠模板组的底部前端安装止水胶条，以及右侧层叠模板上、下部均覆有高强度光滑塑料层，可解决因基底凿毛坑洼处石子卡壳，导致右侧层叠模板组无法移动及漏浆的工程应用难题。
(2)本发明利用层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，操作简便、成本低、不易变形、可反复周转使用，尤其适用于大体积混凝土结构浇筑施工。
附图说明
图1为本发明一实施例的层叠组合式混凝土伺服模板的前视图；
图2为本发明一实施例的层叠组合式混凝土伺服模板的右视图；
图3为本发明一实施例的层叠组合式混凝土伺服模板中右侧层叠模板的结构示意图；
图4为本发明一实施例的层叠组合式混凝土伺服模板中滑动组件的结构示意图。
图中，1-前侧壁层；2-左侧壁层；3-后侧壁层；4-右侧层叠模板，41-高强度光滑塑料层，42-止水胶条；5-滑轨；6-滑动组件，61-台车，62-滑轮组；7-液压千斤顶，71-顶杆，73-压力位移计，74-PLC控制终端；8-混凝土层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一
下面结合图1至图4，详细说明本发明的施工方法所采用的层叠组合式混凝土伺服模板的结构组成。
请参考图1至图4，一种层叠组合式混凝土伺服模板，包括：
无底箱体和位移控制系统，无底箱体包括固定设置的左侧壁层2、前侧壁层1和后侧壁层3，以及活动设置的右侧层叠模板组；右侧层叠模板组能够在位移控制系统的作用下靠近或远离左侧壁层；单层右侧层叠模板的上、下部均敷设高强度光滑塑料层41，用于助力右侧层叠模板4移动并防止混凝土漏浆；无底箱体的前侧壁层1和后侧壁层3底部均设置有滑轨5；右侧层叠模板组的底部前端安装有止水胶条42，右侧层叠模板组的底部中端设有滑动组件6，滑动组件6的标高与止水胶条42的标高一致，滑动组件6与滑轨5之间相互配合。
具体来说，本实施例提供了一种层叠组合式混凝土伺服模板，包括无底箱体和位移控制系统，无底箱体的前侧壁层1、左侧壁层2和后侧壁层3均固定，其右侧层叠模板组在位移控制系统的作用下靠近或远离左侧壁层，右侧层叠模板组的底部前端安装止水胶条42，右侧层叠模板组的底部中端设有滑动组件6及配套位移控制系统，实现右侧层叠模板组在前、后侧壁层底部的滑轨5上滑动，对不同层区域大体积混凝土内部应力进行针对性差异化释放处理，吸收并消除各层混凝土内部差异化温度应力fmax-n，匹配工程实际，防止混凝土开裂。同时，可有效实现各层右侧层叠模板的实时差异化右移活动，匹配工程实际，满足大体积混凝土结构设计尺寸要求。而且，通过在右侧层叠模板组的底部前端固定连接止水胶条42，可解决因基底凿毛坑洼处石子卡壳，导致右侧层叠模板4无法移动的难题。
在本实施例中，更优选地，为了给右侧层叠模板组模板提供移动动力并控制右侧层叠模板组的左右移动，位移控制系统包括液压千斤顶组、压力位移计组以及PLC控制终端74，一层右侧层叠模板4分别对应设置一个液压千斤顶7和一个压力位移计73，液压千斤顶7的顶杆71紧贴设置于右侧层叠模板4的右端，压力位移计73、液压千斤顶7以及PLC控制终端74电连接，压力位移计73根据混凝土内部应力上升曲线控制液压千斤顶7的顶杆71的行程，从而控制右侧层叠模板4靠近或远离左侧壁层，混凝土内部应力上升曲线顶杆71均匀间隔紧靠右侧层叠模板设置，确保该右侧层叠模板4受力平衡，不发生倾斜，用于吸收不同层区域混凝土内部应力，并为右侧层叠模板4提供左右移动动力；PLC控制终端74可实时接收混凝土内部温度场及右侧层叠模板4位移数据，并计算其内部应力上升曲线及应力峰值fmax，实现油压、顶程等关键参数的定量控制；压力位移计73用于检测右侧层叠模板4的位移数据。
在本实施例中，更优选地，滑轨5的宽度等于混凝土结构设计宽度和一定倍数的混凝土膨胀位移量之和，该一定倍数为1.2、1.5或1.8。当然，滑动组件6包括配套设置的台车61和滑轮组62。该滑轨5的厚度除应满足模板基本使用要求外，还应满足滑轮组的行走要求。混凝土结构设计宽度即混凝土层8的宽度。
在本实施例中，更优选地，混凝土内部应力上升曲线方程为：f(x)＝ax2+bx+c，其中a＝-0.4252,b＝13.04,c＝-11.63，x为混凝土入模时间，单位：h；f(x)为变形值，单位：mm。
在本实施例中，更优选地，由于需要移动右侧层叠模板4，而通常现浇混凝土结构的基底表面通常做了凿毛处理，为了方便右侧层叠模板4移动，且保证右侧层叠模板4移动时混凝土不发生溢出，需要设置底部止水胶条42，滑轨5上设有凹槽，止水胶条42的底端嵌入凹槽，并通过强力胶水或螺栓连接固定。
在本实施例中，更优选地，滑动组件6包括台车和滑轮组，可在下方的行走轨道滑轨5上自由滑动，滑轨5上设有定位销，可对滑轮组进行定位。
实施例二
请继续参考图1至图4，本发明还提供了层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，该施工方法采用了前述的层叠组合式混凝土伺服模板，该施工方法包括如下步骤：
步骤S1、根据设计分别搭设并固定无底箱体的左侧壁层2、前侧壁层1和后侧壁层3；
步骤S2、从下至上架设n层右侧层叠模板4至设计高程位置，并施工临时固定结构，形成右侧层叠模板组，n为自然数；
步骤S3、分层均匀间隔架设位移控制系统，使得液压千斤顶7的顶杆71均匀对称靠紧右侧层叠模板4，确保其稳固不倾斜；
步骤S4、撤去右侧层叠模板组的临时固定结构，形成层叠组合式混凝土伺服模板；
步骤S5、往层叠组合式混凝土伺服模板中连续浇筑混凝土拌合物，实时监测不同层区域混凝土内部温度及其场分布情况，并将结果实时传输至位移控制系统，采用有限元软件模拟分析并计算其内部应力上升曲线及其应力峰值fmax-n；
步骤S6、根据各层混凝土内部应力上升曲线，分级分步骤地将各层油压逐渐调减，直至降幅达到fmax-n，停止降压，实现释放各层混凝土内部温度应力的目的，此时压力位移计组将记录并传输混凝土推动右侧各层右侧层叠模板4向右滑动的Lmax-n位移数据至PLC控制终端74；
步骤S7、PLC控制终端74将各层液压千斤顶7的顶杆71顶程设为Lmax-n，逐步升高油压，在混凝土拌合物初凝前，将右侧各层右侧层叠模板4向左推回Lmax-n的位移量，直至到达初始设计规定位置，满足结构尺寸要求；
步骤S8、养护混凝土拌合物，直至规定龄期并拆模，至此全部完成大体积混凝土结构浇筑施工工序。
在本实施例中，更优选地，混凝土内部应力上升曲线方程为：f(x)＝ax2+bx+c，其中a＝-0.4252,b＝13.04,c＝-11.63，x为混凝土入模时间，单位：h；f(x)为变形值，单位：mm。
上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受以上实例的限制。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种层叠组合式混凝土伺服模板的施工方法，其特征在于，提供一种层叠组合式混凝土伺服模板，所述模板包括：
无底箱体和位移控制系统，所述无底箱体包括固定设置的左侧壁层、前侧壁层和后侧壁层，以及活动设置的右侧层叠模板组；所述右侧层叠模板组能够在所述位移控制系统的作用下靠近或远离所述左侧壁层；每层所述右侧层叠模板的上、下部均敷设高强度光滑塑料层；所述无底箱体的前侧壁层和后侧壁层底部均设置有滑轨；右侧层叠模板组的底部前端安装有止水胶条，右侧层叠模板组的底部中端设有滑动组件，所述滑动组件的标高与所述止水胶条的标高一致，所述滑动组件与所述滑轨之间相互配合；
所述施工方法包括如下步骤：
步骤S1、根据设计分别搭设并固定无底箱体的左侧壁层、前侧壁层和后侧壁层；
步骤S2、从下至上架设n层右侧层叠模板至设计高程位置，并施工临时固定结构，形成右侧层叠模板组，n为自然数；
步骤S3、分层均匀间隔架设位移控制系统，使得液压千斤顶的顶杆均匀对称靠紧右侧层叠模板，确保其稳固不倾斜；
步骤S4、撤去右侧层叠模板组的临时固定结构，形成层叠组合式混凝土伺服模板；
步骤S5、往层叠组合式混凝土伺服模板中连续浇筑混凝土拌合物，实时监测不同层区域混凝土内部温度及其场分布情况，并将结果实时传输至位移控制系统，采用有限元软件模拟分析并计算其内部应力上升曲线及其应力峰值fmax-n；
步骤S6、根据各层混凝土内部应力上升曲线，分级分步骤地将各层油压逐渐调减，直至降幅达到fmax-n，停止降压，实现释放各层混凝土内部温度应力的目的，此时压力位移计组将记录并传输混凝土推动右侧各层右侧层叠模板向右滑动的Lmax-n位移数据至PLC控制终端；
步骤S7、PLC控制终端将各层顶杆顶程设为Lmax-n，逐步升高油压，在混凝土拌合物初凝前，将右侧各层右侧层叠模板向左推回Lmax-n的位移量，直至到达初始设计规定位置，满足结构尺寸要求；
步骤S8、养护混凝土拌合物，直至规定龄期并拆模，至此全部完成大体积混凝土结构浇筑施工工序。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述混凝土内部应力上升曲线方程为：f(x)＝ax2+bx+c，其中a＝-0.4252,b＝13.04,c＝-11.63，x为混凝土入模时间，单位：h；f(x)为变形值，单位：mm。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述位移控制系统包括液压千斤顶组、压力位移计组以及PLC控制终端，一层右侧层叠模板分别对应设置一个液压千斤顶和一个压力位移计，所述液压千斤顶的顶杆紧贴设置于所述右侧层叠模板组的右端，所述压力位移计、液压千斤顶以及PLC控制终端电连接，所述压力位移计根据混凝土内部应力上升曲线控制所述液压千斤顶的顶杆行程，从而控制所述右侧层叠模板靠近或远离所述无底箱体。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述滑轨的宽度等于混凝土结构设计宽度和一定倍数的混凝土膨胀位移量之和，所述一定倍数为1.2、1.5或1.8。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述滑动组件包括台车和滑轮组，所述滑轨上设有定位销。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述滑轨上设有凹槽，所述止水胶条的底端嵌入所述凹槽，并通过强力胶水或螺栓连接固定。
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