(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112757474 A(43)申请公布日 2021.05.07
(21)申请号 202011618945.1(22)申请日 2020.12.30
(71)申请人 湖南中铁五新钢模有限责任公司
地址 418000 湖南省怀化市中方县湘商文
化科技产业园(72)发明人 蒋平文 辜天天
(74)专利代理机构 长沙永星专利商标事务所
(普通合伙) 43001
代理人 邓淑红(51)Int.Cl.
B28B 23/02(2006.01)B28B 7/18(2006.01)B28B 7/28(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图15页
(54)发明名称
一种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法(57)摘要
本发明公开了一种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法，将平躺放置的外模沿环向分成上下两部分，将成型好的钢筋笼水平放置于钢筋笼存放支架上，将内模组装好后水平放置于内模存放支架上，然后将内模水平牵引至钢筋笼中，将底模与内模及钢筋笼固定好形成水平状态的整体件，将这个整体件以水平状态与外模组装并与翻转架固定，最后通过翻转架将模板及钢筋笼整体翻转至竖直状态后进行墩柱预制。模板拼装、模板工作面处理及钢筋笼在内模中位置的调整、钢筋笼上固定预埋件及波纹管的工作均在地面进行，操作方便快捷高效，能保证各环节的操作均能达到设计要求，避免了高空作业的安全隐患，尤其适用于重量大且墩高较高的空心墩柱预制施工作业。
CN 112757474 ACN 112757474 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.一种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法，其特征在于：本方法将平躺放置的外模沿环向分成上下两部分，将成型好的钢筋笼水平放置于钢筋笼存放支架上，将内
将底模与内模模组装好后水平放置于内模存放支架上，然后将内模水平牵引至钢筋笼中，
及钢筋笼固定好形成水平状态的整体件，将这个整体件以水平状态与外模组装并与翻转架固定，最后通过翻转架将模板及钢筋笼整体翻转至竖直状态后进行墩柱预制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钢筋笼存放支架包括架体和连接于其两侧顶部可上下伸缩的活动支撑滚轮，活动支撑滚轮可在钢筋笼箍筋间隙之间伸缩且可沿架体的纵向旋转，活动支撑滚轮的初始状态为缩回状态不干涉钢筋笼的水平放置，活动支撑滚轮伸出时支撑内模滑入钢筋笼内。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述内模水平组装时，在牵引端连接前小后大的导向锥，导向锥后端的直径与内模外径相同，内模存放支架的上端两侧设置有支撑滚轮，支撑滚轮的旋转方向为内模存放支架的纵向。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述翻转架包括固定架体和可转动铰接于其一端的多根垫梁，垫梁和固定架体之间可拆卸连接有顶升装置，垫梁的外壁底部设置有托架，垫梁被顶升至竖直状态时，与内模及钢筋笼组装好的底模置于托架上并与垫梁通过紧固件连接。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)将钢筋笼存放支架和内模存放支架左右排布固定于地面，且两种支架的宽度方向中心面共面；
(2)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮调至缩回状态，将成型好的钢筋笼吊装至钢筋笼存放支架上；
(3)内模拼装并在一端连接导向锥，然后将内模整体件吊装至内模存放支架的支撑滚轮上；
(4)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮调整为伸出状态，使其与内模存放支架上的支撑滚轮平齐；
(5)牵引导向锥使内模滑入钢筋笼内；(6)拆除导向锥，通过紧固件将底模与内模的该端连接固定，同时将底模与钢筋笼固定；
(7)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮缩回，将吊架与底模和钢筋笼固定好准备吊装；
(8)外模吊装及翻转架就位
翻转架和外模支架左右排布固定于地面，下半边外模吊装至外模支架上，将翻转架的垫梁翻转至竖直状态；
(9)吊架将底模、内模和钢筋笼整体件吊装至下半边外模中，使底模支撑于垫梁外侧底部的托架上，然后通过紧固件将底模与垫梁固定；
(10)拆除吊架后安装上半边外模，并将其与底模固定，至此，底模、内模、钢筋笼和外模组装成整体件；
(11)在外模顶部安装定位架，波纹管中插入内衬管，使内模和波纹管准确定位；(12)拆除翻转架的顶升装置，将已组装整体件远离翻转架的一端起吊，使整体件随垫
2
CN 112757474 A
权 利 要 求 书
2/2页
梁翻转至竖直状态；
(13)拆除底模和垫梁之间的紧固件，将整体件吊运至底模支架上，并将底模与底模支架之间通过紧固件连接固定；
(14)在外模顶部安装操作平台；(15)浇筑混凝土成型墩柱，养护至指定强度后抽出波纹管的内衬管，拆除定位架；(16)将内模收拢后吊出墩柱内腔；(17)先后拆除操作平台和外模，露出墩柱；(18)墩柱继续养护，养护完成后将墩柱吊运至存放区，底模留置于底模支架上回收。
3
CN 112757474 A
说 明 书
一种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法
1/5页
技术领域
[0001]本发明涉及一种预制空心墩柱的施工方法，具体涉及一种整体翻转内外模预制空心墩柱的方法。
背景技术
[0002]空心墩柱具有结构刚度和强度好、自重轻、截面模量大且截面积小的优点，在铁路、公路桥梁中得到广泛应用。空心墩柱施工工艺复杂，尤其是采用预制这种对成品墩柱精度要求极高的施工方式时，工艺难度明显大幅增加。
[0003]目前,空心墩柱较常见的预制施工方法有以下两种：[0004]一种是离心成型法。墩柱在离心设备上旋转成型，墩柱内部无需安装模板。但是这种施工方法仅适用于截面较小，重量较轻的墩柱的预制。而在桥梁中所应用到的空心墩柱通常截面尺寸较大,离心成型法无法满足其施工要求。[0005]一种是类似于墩柱现浇施工的方法。先将墩柱外模竖直安装，再将钢筋笼吊入外模，最后将内模分小块吊入钢筋笼并在钢筋笼内拼装成整体。这种方法虽然能实现较大截面尺寸的空心墩柱的预制施工，但是龙门吊占用时间长，且施工过程中大部分操作是高空作业，安全隐患大，再者空心墩柱内腔狭小，工人在腔内拼装内模操作难度大，效率非常低，且因内模是在钢筋笼内拼装完成,受操作空间的影响很难检测到内模工作面的拼接质量。发明内容
[0006]本发明的主要目的在于提供一种可避免高空作业，能提高模板装配施工安全性及施工效率，且能保证内模工作面拼接质量的整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法。
[0007]本发明提供的这种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法，将平躺放置的外模沿环向分成上下两部分，将成型好的钢筋笼水平放置于钢筋笼存放支架上，将内模组装好后水平放置于内模存放支架上，然后将内模水平牵引至钢筋笼中，将底模与内模及钢筋笼固定好形成水平状态的整体件，将这个整体件以水平状态与外模组装并与翻转架固定，最后通过翻转架将模板及钢筋笼整体翻转至竖直状态后进行墩柱预制。[0008]上述方法的一种实施方式中，所述钢筋笼存放支架包括架体和连接于其两侧顶部可上下伸缩的活动支撑滚轮，活动支撑滚轮可在钢筋笼箍筋间隙之间伸缩且可沿架体的纵向旋转，活动支撑滚轮的初始状态为缩回状态不干涉钢筋笼的水平放置，活动支撑滚轮伸出时支撑内模滑入钢筋笼内。
[0009]上述方法的一种实施方式中，所述内模水平组装时，在牵引端连接前小后大的导向锥，导向锥后端的直径与内模外径相同，内模存放支架的上端两侧设置有支撑滚轮，支撑滚轮的旋转方向为内模存放支架的纵向。[0010]上述方法的一种实施方式中，所述翻转架包括固定架体和可转动铰接于其一端的多根垫梁，垫梁和固定架体之间可拆卸连接有顶升装置，垫梁的外壁底部设置有托架，垫梁
4
CN 112757474 A
说 明 书
2/5页
被顶升至竖直状态时，与内模及钢筋笼组装好的底模置于托架上并与垫梁通过紧固件连接。
[0011]上述方法包括以下步骤：[0012](1)将钢筋笼存放支架和内模存放支架左右排布固定于地面，且两种支架的宽度方向中心面共面；[0013](2)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮调至缩回状态，将成型好的钢筋笼吊装至钢筋笼存放支架上；[0014](3)内模拼装并在一端连接导向锥，然后将内模整体件吊装至内模存放支架的支撑滚轮上；[0015](4)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮调整为伸出状态，使其与内模存放支架上的支撑滚轮平齐；[0016](5)牵引导向锥使内模滑入钢筋笼内；[0017](6)拆除导向锥，通过紧固件将底模与内模的该端连接固定，同时将底模与钢筋笼固定；[0018](7)将钢筋笼存放支架上的活动支撑滚轮缩回，将吊架与底模和钢筋笼固定好准备吊装；[0019](8)外模吊装及翻转架就位[0020]翻转架和外模支架左右排布固定于地面，下半边外模吊装至外模支架上，将翻转架的垫梁翻转至竖直状态；[0021](9)吊架将底模、内模和钢筋笼整体件吊装至下半边外模中，使底模支撑于垫梁外侧底部的托架上，然后通过紧固件将底模与垫梁固定；[0022](10)拆除吊架后安装上半边外模，并将其与底模固定，至此，底模、内模、钢筋笼和外模组装成整体件；[0023](11)在外模顶部安装定位架，波纹管中插入内衬管，使内模和波纹管准确定位；[0024](12)拆除翻转架的顶升装置，将已组装整体件远离翻转架的一端起吊，使整体件随垫梁翻转至竖直状态；[0025](13)拆除底模和垫梁之间的紧固件，将整体件吊运至底模支架上，并将底模与底模支架之间通过紧固件连接固定；[0026](14)在外模顶部安装操作平台；[0027](15)浇筑混凝土成型墩柱，养护至指定强度后抽出波纹管的内衬管，拆除定位架；[0028](16)将内模收拢后吊出墩柱内腔；[0029](17)先后拆除操作平台和外模，露出墩柱；[0030](18)墩柱继续养护，养护完成后将墩柱吊运至存放区，底模留置于底模支架上回收。
[0031]本发明的模板拼装、模板工作面处理及钢筋笼在内模中位置的调整、钢筋笼上固定预埋件及波纹管的工作均在地面进行，操作方便快捷，能保证各环节的操作均能达到设计要求。具体来说，本发明先将内模与钢筋笼水平组装，然后将底模与内模和钢筋笼水平组装，在将底模、内模和钢筋笼的整体件与外模水平组装，最后通过翻转架将组装好的整体件一次翻转至竖直状态，即可进行墩柱的混凝土浇筑，完全避免了模板组装的高空作业，不仅
5
CN 112757474 A
说 明 书
3/5页
避免了钢筋笼高空吊入模板内的作业，避免了高空作业的安全隐患，地面作业还能保证质量及高效率。尤其适用于重量大且墩高较高的空心墩柱预制施工作业。附图说明
[0032]图1为本发明一个实施例的两个钢筋笼存放支架与内模存放支架的布置示意图。[0033]图2为钢筋笼放置于钢筋笼存放支架上、内模放置于内模存放支架上的示意图。[0034]图3为内模滑入钢筋笼前的钢筋笼存放支架状态示意图。[0035]图4为内模滑入钢筋笼后的示意图。
[0036]图5为底模及波纹管堵头与内模及钢筋笼内波纹管连接后的示意图。[0037]图6为吊架与底模和钢筋笼固定准备吊装的示意图。[0038]图7为外模支架和翻转架的布置示意图。
[0039]图8为下半个外模置于外模支架上的示意图。[0040]图9为吊架吊装底模、内模和钢筋笼整体件进入下半个外模的示意图。[0041]图10为上半个外模与下半个外模合模后的示意图。
[0042]图11为在外模顶部安装定位架及给钢筋笼内波纹管插入内衬管后的示意图。[0043]图12为模板及钢筋笼整体翻转中的状态示意图。[0044]图13为模板及钢筋笼整体翻转至竖直状态的示意图。[0045]图14为模板立于底模支架上的示意图。[0046]图15为模板顶部安装操作平台后的示意图。[0047]图16为混凝土浇筑状态的剖视示意图。
[0048]图17为浇筑完成拆除定位架和波纹管内衬管后的剖视示意图。[0049]图18为内模脱模示意图。
[0050]图19为拆除操作平台后的示意图。[0051]图20为外模脱模示意图。
[0052]图21为脱模后的墩柱剖视示意图。
具体实施方式
[0053]本发明公开的这种整体翻转内、外模及钢筋笼预制空心墩柱的方法，将外模分成上下对称的两部分；将成型好的钢筋笼水平放置于钢筋笼存放支架上，将内模组装好后水平放置于内模存放支架上，然后将内模水平牵引至钢筋笼中，将底模与内模及钢筋笼固定好形成水平状态的整体件，将这个整体件以水平状态与外模组装并与翻转架固定，最后通过翻转架将模板及钢筋笼整体翻转至竖直状态后进行墩柱预制。
[0054]下面以圆形空心墩柱的预制为例来说明本发明需用到的成套设备及详细的施工过程。
[0055]本实施例需要用到的成套设备包括钢筋笼存放支架1、内模存放支架2、导向锥3、吊架4、外模存放支架5、翻转架6、定位架7、底模支架8和操作平台9。[0056]具体的施工步骤如下：[0057](1)、将钢筋笼存放支架1和内模存放支架2左右排布固定于地面，且使两种支架的宽度方向中心面共面。
6
CN 112757474 A[0058]
说 明 书
4/5页
如图1所示，钢筋笼存放支架1包括架体11和其纵向两端连接的活动支撑滚轮12，
架体和常规的钢筋笼存放支架结构相同，在架体的纵向两端对称连接有竖向套管，活动支撑滚轮12的支撑座下侧连接调节管13，调节管13和竖向套管之间通过水平销轴固定。内模存放支架2包括架体21和其上端纵向两侧的支撑滚轮22。[0059](2)将钢筋笼存放支架1上的活动支撑滚轮12调至缩回状态，将成型好的钢筋笼GJL水平吊装至钢筋笼存放支架1上，如图2所示，钢筋笼中已固定好波纹管BWG。注意钢筋笼在钢筋笼存放支架上定位时，使活动支撑滚轮对应于钢筋笼的箍筋之间。[0060](3)内模NM拼装并在一端连接导向锥3作为牵引端，将内模NM吊装至内模存放支架2上，通过支撑滚轮22支撑。如图2所示，导向锥3的大径端直径与内模NM的直径相同，大径端与内模NM连接，小径端朝向钢筋笼GJL。
[0061]导向锥3在内模NM滑入钢筋笼GJL时起导向作用，可避免内模NM与钢筋笼GJL之间的碰撞。[0062](4)将钢筋笼存放支架1上的活动支撑滚轮12调整为伸出状态，使其与内模存放支架2上的支撑滚轮22等高，如图3所示。[0063](5)通过外部牵引将内模NM滑入钢筋笼GJL中，如图4所示，钢筋笼存放支架1上的活动支撑滚轮12支撑内模NM。[0064](6)拆除导向锥3，然后将底模DM与内模NM之间通过螺栓连接固定，将底模DM上的堵头插入钢筋笼GJL中的波纹管BWG中，使底模、内模和钢筋笼形成整体件，如图5所示。[0065](7)收回钢筋存放支架1上的活动支撑滚轮12，将吊架DJ与底模DM和钢筋笼GJL固定好准备吊装，如图6所示。[0066](8)将底模DM、内模NM和钢筋笼GJL整体件与外模WM组装。[0067]如图7所示，翻转架6和外模存放支架5左右并排布置固定于地面，翻转架6包括固定架体61和可转动铰接于其一端的多根垫梁62，垫梁和固定架体之间可拆卸连接有顶升装置63，垫梁的外壁底部设置有托架64，图中垫梁62被顶升至竖直状态。顶升装置63可选择油缸、电动推杆或者螺旋撑杆，本实施例采用螺旋撑杆。外模存放支架5的结构跟常规的外模存放支架结构相同。
[0068]将下半个外模WM水平置于外模存放支架5上，如图8所示。[0069]吊架将底模DM、内模NM和钢筋笼GJL整体吊至下半个外模WM内,底模支撑于翻转架6垫梁外侧的托架64上，将垫梁62与底模DM通过螺栓连接固定，如图9所示。[0070]拆除吊架，将上半个外模与下半个外模合模固定并与底模固定，如图10所示。至此模板装配完成。[0071](9)在外模WM的顶部安装定位架7，保证内模和外模同心，在钢筋笼GJL内的波纹管BWG中插入内衬管NCG。
[0072]定位架7的中间位置处有套住内模NM的安装孔，对应波纹管位置处有相应的套管，即定位架的设置可保证内模NM和波纹管BWG的准确定位，如图11所示。[0073](10)将已组装好的整体件翻转[0074]拆除翻转架6的螺旋撑杆，利用门吊将整体件远离翻转架6的一端吊起，使整体件随翻转架的垫梁翻转至竖直状态，如图12和图13所示。[0075](11)拆除底模DM和翻转架垫梁62之间的连接螺栓，将整体件吊装到底模支架8上，
7
CN 112757474 A
说 明 书
5/5页
并通过螺栓将底模DM与底模支架8连接固定，如图14所示。[0076](12)将操作平台9套于外模WM顶部并固定好，如图15所示。[0077](13)开始浇筑混泥土成型墩柱，如图16所示。[0078](14)混泥土浇筑完成并养护到指定强度时抽出波纹管BWG的内衬管NCG，拆除外模顶部的定位架7，如图17所示。[0079](15)将内模NM收拢后整体或分段吊出墩柱内腔，如图18所示。[0080](16)拆除操作平台9，如图19所示。[0081](17)分两半拆除外模WM，如图20所示。[0082]成型墩柱如图21所示，墩柱继续养护至符合要求后将墩柱吊装到存梁区存放，底模留置于底模支架7上回收。
[0083]从本发明的设计思路及本实施例的具体施工过程可以看出，本发明的模板拼装、模板工作面处理及钢筋笼在内模中位置的调整、钢筋笼上固定预埋件及波纹管的工作均在地面进行，操作方便快捷，不仅避免了高空作业的安全隐患，还能保证各环节的操作均能达到设计要求，尤其适用于重量大且墩高较高的空心墩柱预制施工作业。
8
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
1/15页
图1
图2
图3
9
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
2/15页
图4
图5
10
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
3/15页
图6
图7
11
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
4/15页
图8
图9
12
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
5/15页
图10
图11
13
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
6/15页
图12
14
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
7/15页
图13
15
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
8/15页
图14
16
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
9/15页
图15
17
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
10/15页
图16
18
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
11/15页
图17
19
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
12/15页
图18
20
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
13/15页
图19
21
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
14/15页
图20
22
CN 112757474 A
说 明 书 附 图
15/15页
图21
23
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容