高空浇筑模板体系的制作方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种高空浇筑模板体系。


背景技术：

2.在滑雪跑道板等混凝土高空浇筑工程中，可通过现浇和装配式吊装两种方式。采用装配式施工时，由于装配式混凝土预制构件的重量较大且吊装的高度较高，因此对于吊装预制构件进行装配式施工来说，具有一定的施工难度和危险性。采用现浇施工时，需要搭设高空支模及后续的拆模工作，木模板和钢模板由于重量大，因此在吊运、安装和拆卸施工过程中都很困难，存在施工难度大和易脱落的危险情况。并且模板搭设之后，仅在模板的两端固定在支座上，则在高空浇筑混凝土时，模板很可能会受浇筑的混凝土重量作用而产生下弯变形，从而影响了滑雪跑道板等混凝土高空浇筑工程的施工质量。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种高空浇筑模板体系，以解决混凝土在高空浇筑时模板施工难度大和安全风险大以及易产生下沉变形而影响混凝土结构施工质量的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种高空浇筑模板体系，包括：
5.钢筋网，为两层，按相同起拱度设置；
6.连接杆，竖向分布设置在两层所述钢筋网之间并且沿下层所述钢筋网向外伸出，所述连接杆的下端螺纹连接有双螺母；
7.轻质模板，水平设置在所述钢筋网的下方，并且通过所述双螺母固定设置在所述连接杆上，所述双螺母分别位于所述轻质模板的两侧。
8.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述连接杆通过管扣件连接在两层所述钢筋网之间。
9.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述钢筋网包括垂直交叉设置的x向钢筋和y向钢筋。
10.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述连接杆焊接在所述x向钢筋和y向钢筋的相交点。
11.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述轻质模板与螺母之间设置有垫片。
12.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述轻质模板为塑料模板。
13.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述轻质模板为聚氯乙烯模板。
14.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述钢筋网的起拱度通过有限元模型计算。
15.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，所述钢筋网起拱度通过有限元模型
计算的方法包括：
16.步骤一，确定混凝土以及高空浇筑模板体系中的钢筋网和连接杆的尺寸参数和材料参数；
17.其中尺寸参数包括：钢筋网的钢筋直径、钢筋间距、钢筋网跨度、混凝土厚度、连接杆直径、连接杆长度；
18.其中材料参数包括：钢筋密度、混凝土密度、钢筋弹性模量、钢筋泊松比；
19.步骤二，根据步骤一中的尺寸参数和材料参数选取连接杆间距分别建立高空浇筑模板体系的有限元模型，其中有限元模型包括钢筋网和竖向分布设置在钢筋网上的连接杆，所述钢筋网初始时为水平布置，所述钢筋网为梁单元；
20.步骤三，施加边界条件；
21.在有限元模型的两端设置支座，并在支座上施加约束力作为边界条件；
22.步骤四，施加荷载并求解；
23.在有限元模型上对每个连接杆施加荷载确定钢筋网的初始起拱度；其中每个连接杆的施工荷载为单个连接杆受力范围内混凝土体积的重量，其中单个连接杆受力范围为每个连接杆与其相邻连接杆间距一半长度所围成的矩形区域；
24.步骤五，对钢筋网的初始起拱度进行复算；
25.按照初始起拱度设置有限元模型中的钢筋网，在连接杆上施加荷载确定钢筋网在支座下的变形量，重复执行步骤五，以确定钢筋网在支座下的最大变形量，根据最大变形量确定钢筋网的最大挠度，根据钢筋网的最大挠度确定钢筋网的复核起拱度；
26.步骤六，将复核起拱度乘以一个安全系数确定钢筋网的安全起拱度，将安全起拱度作为实际施工的高空浇筑模板体系的钢筋网的起拱度。
27.进一步地，本发明提供的高空浇筑模板体系，每个连接杆的施工荷载为单个连接杆受力范围内混凝土体积的重量通过以下公式计算：
28.g＝ρ2(nx)2cg，其中g为单个连接杆受力范围内混凝土重量，ρ2为混凝土密度，nx为连接杆间距，c为混凝土厚度，g为重力加速度。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
30.本发明提供的高空浇筑模板体系，水平设置的轻质模板作为混凝土高空浇筑施工的模板、通过钢筋网及分布在钢筋网上的连接杆连接轻质模板，轻质模板通过位于两侧的螺母固定设置在连接杆上，从而将轻质模板在除支座之外的两端进行固定，则混凝土在高空浇筑时，浇筑在模板上的混凝土产生的重力被连接杆的反向拉力对冲，从而通过轻质模板承载混凝土的重力，通过连接杆和钢筋网提高了轻质模板的结构强度和承重能力，减小了轻质模板向下沉降弯曲的变形量，进而减小了混凝土高空浇筑工程沉降的变形量，提高了混凝土高空浇筑工程的施工质量。为了提高混凝土高空浇筑的施工过程的安全性，保障混凝土高空浇筑工程的结构稳定性和可靠性，两层钢筋网按相同起拱度设置，则在浇筑在模板上的混凝土的重力作用下，连接杆向下拉动钢筋网使其向下沉降弯曲变形以减小钢筋网的起拱度或者将起拱的钢筋网恢复为水平状态，避免了非起拱设置的钢筋网向下弯曲变形过大造成坍塌等安全事故。
31.本发明提供的高空浇筑模板体系，主要由轻质模板、连接杆和钢筋网构成，其整体质量相对于木模板和钢模板都要轻，可以分开吊装拼接，方便了高空浇筑模板体系的吊运、
安装和拆卸施工，降低了施工难度，降低了高空浇筑模板体系吊装过程中脱落的安全危险。
附图说明
32.图1是高空浇筑模板体系的结构示意图；
33.图2是轻质模板与连接杆的连接状态的放大结构示意图；
34.图3是一实施例的钢筋网及连接杆在钢筋网上的位置分布以及单个连接杆的受力范围的结构示意图；
35.图4是另一实施例的钢筋网及连接杆在钢筋网上的位置分布以及单个连接杆的受力范围的结构示意图；
36.图中所示：
37.100、高空浇筑模板体系；
38.110、钢筋网，111、x向钢筋，112、y向钢筋；
39.120、连接杆；
40.130、轻质模板；
41.140、螺母；
42.150、垫片；
43.160、受力范围。
具体实施方式
44.下面结合附图对本发明作详细描述：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。
45.请参考图1至图3，本发明实施例提供一种高空浇筑模板体系100，包括：
46.钢筋网110，为两层，按相同起拱度设置；其中起拱度又称为起拱弧度，而起拱是指向上弯曲。
47.连接杆120，竖向分布设置在两层所述钢筋网110之间并且沿下层所述钢筋网110向外伸出，所述连接杆120的下端螺纹连接有双螺母140；其中双螺母140是指两个螺母。也就是说，连接杆120可以是螺纹杆，螺纹杆的下段是具有外螺纹的螺纹杆体，上段可以是光滑的杆体。
48.轻质模板130，水平设置在所述钢筋网110的下方，并且通过所述双螺母140固定设置在所述连接杆120上，所述双螺母140分别位于所述轻质模板130的两侧。其中轻质模板130可以为塑料模板或者聚氯乙烯模板(pvc)，其目的是降低模板的重量。
49.为了实现连接杆120与钢筋网110的连接目的，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，所述连接杆120可以通过管扣件连接在两层所述钢筋网110之间。其中管扣件可以是本领域的公知技术。
50.请参考图3，为了提高钢筋网110的结构强度，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，所述钢筋网110包括垂直交叉设置的x向钢筋111和y向钢筋112。
51.请参考图1和图3，为了实现连接杆120与钢筋网110的连接目的，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，所述连接杆120可以焊接在所述x向钢筋111和y向钢筋112的相
交点。
52.请参考图4，为了提高连接强度，提高结构的稳定性，在每个钢筋网的x向钢筋111和y向钢筋112的相交点可以焊接有两根相对分布的连接杆120。
53.请参考图1至图2，为了提高对轻质模板130的固定效果，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，所述轻质模板130与螺母150之间设置有垫片150。其中垫片150可以是非金属垫片，以避免垫片接触到混凝土之后易产生铁锈或者腐蚀。其中垫片150可以是橡胶垫片。为了提高预紧效果，垫片150可以是弹性垫片。
54.为了设置合适的起拱度，防止起拱度过小导致轻质模板130在浇筑的混凝土的重力作用下产生较大向下沉降弯曲后的变形量以及起拱度过大造成的结构不稳定和不方便安装和拆除施工的情况，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，所述钢筋网110的起拱度通过有限元模型计算。
55.其中所述钢筋网110起拱度通过有限元模型计算的方法可以包括：
56.步骤一，确定混凝土以及高空浇筑模板体系100中的钢筋网110和连接杆120的尺寸参数和材料参数。
57.其中尺寸参数包括：钢筋网110选用钢筋直径为d、钢筋间距为x、钢筋网110跨度为l、混凝土厚度为c、连接杆120直径为d、连接杆120长度为l。
58.其中材料参数包括：钢筋密度为ρ1、混凝土密度为ρ2、钢筋弹性模量为e、钢筋泊松比为p。
59.步骤二，根据步骤一中的尺寸参数和材料参数选取连接杆120间距为nx分别建立高空浇筑模板体系100的有限元模型，其中n为整数，其中有限元模型包括钢筋网110和竖向分布设置在钢筋网110上的连接杆120，所述钢筋网110初始时为水平布置，所述钢筋网110为梁单元。其中可以间距中n的选取值，可以建立多个有限元模型。其中连接件间距布置为相对跨中对称设置。
60.步骤三，施加边界条件。
61.在有限元模型的两端设置支座，并在支座上施加约束力作为边界条件。
62.步骤四，施加荷载并求解。
63.在有限元模型上对每个连接杆120施加荷载确定钢筋网110的初始起拱度；其中每个连接杆120的施工荷载为单个连接杆120受力范围160内混凝土体积的重量，其中单个连接杆120受力范围160为每个连接杆120与其相邻连接杆120间距一半长度所围成的矩形区域。
64.步骤五，对钢筋网110的初始起拱度进行复算。
65.按照初始起拱度设置有限元模型中的钢筋网110，在连接杆120上施加荷载确定钢筋网110在支座下的变形量，重复执行步骤五，以确定钢筋网110在支座下的最大变形量，根据最大变形量确定钢筋网110的最大挠度，根据钢筋网110的最大挠度确定钢筋网110的复核起拱度。
66.步骤六，将复核起拱度乘以一个安全系数γ确定钢筋网110的安全起拱度，将安全起拱度作为实际施工的高空浇筑模板体系100的钢筋网110的起拱度。
67.进一步地，本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，每个连接杆120的施工荷载为单个连接杆120受力范围内混凝土体积的重量通过以下公式计算：
68.g＝ρ2(nx)2cg，其中g是单个连接杆120受力范围内混凝土重量，g为重力加速度。
69.本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，水平设置的轻质模板130作为混凝土高空浇筑施工的模板、通过钢筋网110及分布在钢筋网110上的连接杆120连接轻质模板130，轻质模板130通过位于两侧的螺母150固定设置在连接杆120上，从而将轻质模板130在除支座之外的两端进行固定，则混凝土在高空浇筑时，浇筑在模板上的混凝土产生的重力被连接杆120的反向拉力对冲，从而通过轻质模板130承载混凝土的重力，通过连接杆120和钢筋网110提高了轻质模板130的结构强度和承重能力，减小了轻质模板130向下沉降弯曲的变形量，进而减小了混凝土高空浇筑工程沉降的变形量，提高了混凝土高空浇筑工程的施工质量。为了提高混凝土高空浇筑的施工过程的安全性，保障混凝土高空浇筑工程的结构稳定性和可靠性，两层钢筋网110按相同起拱度设置，则在浇筑在模板上的混凝土的重力作用下，连接杆120向下拉动钢筋网110使其向下沉降弯曲变形以减小钢筋网110的起拱度或者将起拱的钢筋网110恢复为水平状态，避免了非起拱设置的钢筋网110向下弯曲变形过大造成坍塌等安全事故。
70.本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，主要由轻质模板130、连接杆120和钢筋网110构成，其整体质量相对于木模板和钢模板都要轻，可以分开吊装拼接，方便了高空浇筑模板体系100的吊运、安装和拆卸施工，降低了施工难度，降低了高空浇筑模板体系100吊装过程中脱落的安全危险。
71.本发明实施例提供的高空浇筑模板体系100，结构整体的承重能力很大程度上取决于连接杆以及连接杆的布置数量和布置间距，可以根据浇筑工程的面积进行适应性调整。
72.本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。