一种柔性浇注模板及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性浇注模板及使用该模板进行施工的方法。柔性浇注模板包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，其中，第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑第一充气空间。柔性浇注模板的施工方法包括：预制柔性浇注模板，使浇注空间的形状与所需浇注的结构体形状相同；向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内填充气体，使柔性浇注模板完全展开；向浇注空间内填充材料，形成所需浇注的结构体。本发明专利技术利用整体充气结构在施工地点为建筑结构件直接提供模具，适用于陆地、水中及水下施工现场浇注结构体。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性浇注模板及施工方法
本专利技术属于建筑施工领域，具体涉及一种柔性浇注模板及使用该模板进行施工的方法。
技术介绍
近年来，我国每年新建建筑约20亿平方米。到2020年底，全国房屋建筑面积预计新增400亿平方米，建筑数量巨大，建设速度迅速。在建造过程中，无论是现浇混凝土结构，还是预制混凝土结构，模板都是必不可少的重要工具。模板工程一般占混凝土结构工程造价的30％以上，占结构工程用工量的35％，占工期约55％。模板技术直接影响到建筑工程的质量、进度和造价。通常来说，混凝土成型模具由面板和支撑系统(包括龙骨、桁架、小梁等，以及垂直支承结构)、连接配件(包括螺栓、联结卡扣、模板面与支承构件以及支撑构件之间联结零、配件)组成。国内建筑施工主要在用模板按材料分为：钢模板、竹模板、木模板、塑胶板、铝模板等，均为刚性材料。在分析模板技术要求时，有以下重要标准：第一，具有很好的刚度强度及稳定性；第二，模板结构要简单，拆卸灵活；第三，控制模板之间的缝隙。在实际使用模板技术中，必须对承载力情况进行仔细考虑，如果模板的承载力低于混凝土的侧压力和重量，则整个建筑主体就不能保持平衡，进而对一些关键构件造成严重影响。为了保证建筑主体的安全性和稳定性，在拆除模板前要确定结构是否处于稳定状态，同时浇筑体也不能完全凝结，这样在拆卸模板时会非常困难，且影响模板的完整性。控制拆卸模板的时间，浇筑后的凝结时间不要太长也不能太短，提高拆卸的效率，减轻施工人员的劳动强度。在拼接模板时要控制模板的接缝，遵循严密不留有缝隙的原则，控制浆液的漏出，保证浇注质量。在模板体系中，滑模是比较先进的一种，其机械化程度较高，可以提高施工进度，同时保证施工质量要求。此外，滑模体系能够节约大量建筑材料，降低施工成本，使企业经济效益最大化。但是该体系使用支撑杆比较多，为了保证安全性，都选择钢材作为材料，一般每平方米使用钢材量为5kg，浪费了大量材料。此外，由于浇筑时重力非常大，支撑杆还容易弯曲，进而造成整个浇筑模板发生倾斜，混凝土有拉裂的危险，直接导致建筑物的倾斜和扭转现象地发生，不利于建筑物的坚实和稳定性。大模板体系也是一种常用的模板体系，其具有很好的刚性，浇筑后混凝土成型质量高。但是其也存在一定的局限性，由于自身重量和体积都很大，在搬运过程中需要使用大型吊装机械，加大了施工难度。总的说来，现有模板施工体系，不适用于异形结构、构件的施工建造，尤其像浮岛、船坞这样的大型结构件，模板搭建更为困难，支撑结构较为复杂，施工难度较大，浪费了支撑系统、连接配件等大量材料，成型后也不易拆卸。例如，传统的大型海上人工浮岛采用模块化设计与建造，其建造方式分为三步：第一步，在陆地上预制结构模块；第二步，运送至指定海域；第三步，进行安装。浮岛模块质量和尺寸巨大，为减少陆地运输距离，预制场所常定在近海地区；为了运输庞大的海上重型结构物，通常使用海上拖航等方式将模块从陆地运输到工作海域。浮岛模块的下海运输，是指将陆上预制好的结构模块采用驳船或利用自身的浮力装置由拖轮拖航至海上安装地点。海上拖航的关键是选择拖轮和勘察拖航路线。拖轮应具有足够的功率，在设定的海洋环境条件下都能正确地控制被拖结构的稳定性，并保持一定的航速；拖航路线应避开可能出现海损事故和受恶劣气候影响的海区。海上整体漂浮安装方法有浮托安装法和顶升安装法。浮托安装时，需锚泊定位，找正模块与桩基的安装位置，保证模块与桩对接的瞬间不发生碰撞，因此现有的浮托法安装必须在天气状况很好的条件下完成，受气候限制较大。顶升安装时，浮岛模块由一艘驳船拖航至桩基附近，再由两艘带有大功率卷扬机和举升刚臂的驳船将模块结构从两侧举起，缓慢前移至桩基上部，通过举升刚臂完成浮岛模块结构与桩基的对接。顶升法海上作业时，全部的荷载都作用在两条漂浮着的驳船上，其操作非常难于控制，因此海上施工难度大、安全性也较难把握，安装重量和使用范围有限。现有的浮岛建造方法，运输成本极大，预制场所受限，装配制造隐蔽性差，安装时受海上环境的波动影响很大，浮岛的建造速度、浮岛的体量都受到了极大的限制。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种柔性浇注模板及施工方法。本专利技术的技术方案如下：一种柔性浇注模板，包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，所述第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，所述充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑充气空间。所述浇注空间是第一充气空间、模板外壁围合形成的空间、模板外壁与其他物体之间形成的空间、第二充气空间中的一种或其任意组合。所述充气骨架结构的横截面形状是圆形、正方形、长方形、梯形、三角形、不规则形状中的一种或其任意组合。优选地，所述充气骨架结构是管状结构，管状结构的中心轴线与所述模板外壁的夹角是0度到90度的任意角度。优选地，所述第一充气空间还包括：至少一个加强筋，所述加强筋的两端连接于所述模板外壁，在所述柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋沿所述第一充气空间的一个抗拉方向张紧地延伸。优选地，所述加强筋为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。优选地，所述柔性浇注模板的水平剖面是圆形、多边形、不规则形状或其组合。优选地，所述多边形是正多边形。更优选地，所述正多边形是正六边形。本专利技术提供了一种应用所述柔性浇注模板浇注结构体的施工方法，包括：步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所需浇注的结构体形状相同；步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开；步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所需浇注的结构体。本专利技术还提供了一种应用所述柔性浇注模板形成浮岛的施工方法，包括：步骤a：预制柔性浇注模板，使所述浇注空间的形状与所述浮岛的形状相同；步骤b：向第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间内充气，使柔性浇注模板完全展开，并且漂浮在介质表面或者悬浮于介质中；步骤c：向浇注空间内填充凝结材料，所述凝结材料硬化后形成所述浮岛。优选地，所述浮岛施工方法步骤c以后还包括：排出浮岛外部空腔内的介质，以使所述浮岛漂浮在介质表面；或向所述外部空腔内充入介质，以使所述浮岛悬浮于介质中。优选地，所述浇注空间是第一充气空间或第一充气空间和第二充气空间的组合。优选地，所述凝结材料硬化形成所需浇注结构体后，移除或不移除所述柔性浇注模板。利用本专利技术柔性浇注模板可以制造例如实心板、空心板、槽形板、管、实心球体、空心球体等造型。利用这些结构体，可制造多种建筑结构体，诸如屋面板、折板、密肋板、楼梯板、盖板、挡雨板、墙板、天沟板、车挡石、工业厂房用预制混凝土箱梁、涵洞框构、地基处理用预制混凝土桩、隧洞衬砌等。利用基本造型(例如，实心板、空心板、槽形板、管、实心球体、空心球体等造型)的结构体能够组成多种建筑结构体的特性，可利用制造基本造型的结构体的柔性浇注模板作为标准件反复使用，不仅能够加快建筑速度，而且节省了反复制造模板的时间成本和材料成本。本专利技术可用于浮岛、围堰、防浪堤和船坞等的建造，使用本专利技术柔性浇注模板浇注形成的结构体也可以用作浮桥，海洋或水上发电，采油气，渔业，施工作业平台，码头，水上风力发电基础等。本专利技术的另一方面，提供了一种用于形成结构件的柔性浇注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性浇注模板，包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，其特征在于：所述第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑第一充气空间。

【技术特征摘要】
2016.12.21 CN 2016111908739;2016.12.21 CN 201611191.一种柔性浇注模板，包括模板外壁、第一充气空间和浇注空间，其特征在于：所述第一充气空间内部设有至少一个充气骨架结构，充气骨架结构之间相互连通或相互独立，充气骨架结构内具有第二充气空间，至少一个充气骨架结构与所述模板外壁接触来支撑第一充气空间。2.如权利要求1所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述浇注空间是第一充气空间、模板外壁围合形成的空间、模板外壁与其他物体之间形成的空间、第二充气空间中的一种或其任意组合。3.如权利要求1所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述充气骨架结构的横截面形状是圆形、正方形、长方形、梯形、三角形、不规则形状中的一种或其任意组合。4.如权利要求1所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述充气骨架结构是管状结构。5.如权利要求4所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述管状结构的中心轴线与所述模板外壁的夹角是0度到90度的任意角度。6.如权利要求1所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述第一充气空间还包括：至少一个加强筋，所述加强筋的两端连接于所述模板外壁，在柔性浇注模板完全展开时，每个加强筋沿所述第一充气空间的一个抗拉方向张紧地延伸。7.如权利要求6所述的柔性浇注模板，其特征在于：所述加强筋为柔性加强筋或者分段折叠式刚性加强筋。...

【专利技术属性】
技术研发人员：安雪晖，丁仲聪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11