不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，包括按常規(guī)方法制作的鋼骨架，所述鋼骨架上固定連接有2塊以上梯形面板，相鄰的梯形面板之間形成0～20mm的縫隙，封住所述梯形面板之間的縫隙，在所述梯形面板的正面及梯形面板之間的縫隙上，整體設(shè)置有環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。本發(fā)明還公開了該不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法。本發(fā)明制作的樹脂襯鋼模板，利用鋼模板和環(huán)氧樹脂的特點，以較簡單的制作工藝，獲得既有強度和剛度，又符合構(gòu)筑物表面形狀的大型鋼骨架樹脂襯鋼模板，形成與設(shè)計圖紙比較相符的構(gòu)筑物表面形狀模板，較好的實現(xiàn)了設(shè)計意圖。
【專利說明】不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，城市道路立交、過街天橋等大型構(gòu)筑物越來越多的聳立于各個城區(qū)之間，人們對于這些構(gòu)筑物的追求不單單是功能上的需求，更多的開始關(guān)注其景觀效果，城市管理者向建設(shè)者們提出了功能一流、一橋一景的建造理念，以滿足日益提升的城市美化需求，從而造就了花樣繁多的異型構(gòu)筑物，特別是城市橋梁下部結(jié)構(gòu)尤為凸顯，四方花瓶式、橢圓花瓶式、雙曲線元臺式、錐曲線面花瓶式等各式花樣不規(guī)則異型墩柱應(yīng)運而生。這些構(gòu)筑物一般要求是清水混凝土結(jié)構(gòu)，對于施工的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，施工難度進一步加大。作為質(zhì)量保障要素之一的模板工程，一是如何制作出與設(shè)計圖樣相同形狀的模板，二是如何保證模板表面光滑、過渡曲線流暢，三是如何降低模板制作與施工難度，是我們一直探索的課題。
[0003]近年來在建筑領(lǐng)域，已經(jīng)形成了非常成熟的清水混凝土構(gòu)筑物模板施工技術(shù)，從木模板、竹膠模板、玻璃鋼模板到鋼模板等施工技術(shù)應(yīng)有盡有，各有其優(yōu)缺點。由于鋼模板自身強度、剛度高，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，支護容易等特殊優(yōu)點，在高大型構(gòu)筑物特別是大型橋梁中，有其不可替代的地位。因此，在較大異形曲面構(gòu)筑物模板工程施工中，鋼模板的成型制作技術(shù)就顯得尤為重要。
[0004]異型曲面鋼模板的制作方法多種多樣，常見的有以直代曲法、cad展開圖法、壓形法等等，這些方法的著眼點在于解決模板的成型技術(shù)問題，可以看出模板的制作技術(shù)關(guān)鍵點是模板的成型。但是，針對不可展錐曲線面構(gòu)筑物用鋼模板，存在以下問題:
1.由于構(gòu)筑物體表面為不可展錐曲線面，制作模板時無法獲得展開圖。模板面板的下料難度較大，拼接有很大的困難。
[0005]2.模板多為大型鋼模板，用近似展開法也無法達(dá)到精確下料，制作過程中的修邊量太大(焊接量也較大)，焊縫較寬。
[0006]3.用以直代曲方法制作，其拼縫多，焊接量大，變形難以控制，無法保證模板光滑過度，不能滿足清水混凝土的施工要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種模板表面光滑、過渡曲線流暢的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板。
[0008]本發(fā)明另一個目的是提供不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，包括按常規(guī)方法制作的鋼骨架，所述鋼骨架上固定連接有2塊以上梯形面板，相鄰的梯形面板之間形成O?20mm的縫隙，封住所述梯形面板之間的縫隙，在所述梯形面板的正面及梯形面板之間的縫隙上，整體設(shè)置有環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。
[0010]上述不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，包括以下步驟:
步驟A，制作鋼骨架:按照常規(guī)方法制作鋼骨架；
步驟B，制作梯形面板:用以直代曲方法計算出上下圓的弦長，用計算出的弦長作上下底，曲線面經(jīng)度母線弧長作高，分別制作出梯形面板；
步驟C，梯形面板的固定:將所述梯形面板固定連接在所述鋼骨架的內(nèi)弧面上，相鄰的梯形面板之間形成O?20mm的縫隙；
步驟D，環(huán)氧樹脂玻璃纖維層的鋪設(shè):封住所述梯形面板之間的縫隙，在所述梯形面板的正面及梯形面板之間的縫隙上，整體設(shè)置有環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。
[0011]所述步驟D包括以下步驟:
步驟a:清潔所述梯形面板；
步驟b:粘貼所述梯形面板之間的縫隙；
步驟c:制作環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，包括“五油兩布”:第一層環(huán)氧樹脂、第二層環(huán)氧樹月旨、第一層玻璃纖維布、第三層環(huán)氧樹脂、第二層玻璃纖維布、第四層環(huán)氧樹脂、第五層環(huán)氧樹脂；配制環(huán)氧樹脂涂料，利用環(huán)氧樹脂涂料和玻璃纖維布制作“四油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層；
步驟d:打磨:將“四油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層進行打磨、補填；
步驟e:涂刷第五層環(huán)氧樹脂，完成“五油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成樹脂襯； 步驟f:完工檢驗。
[0012]其中，步驟c中，所述環(huán)氧樹脂涂料為環(huán)氧樹脂與固化劑的混合物，按質(zhì)量百分比計，環(huán)氧樹脂:固化劑為95:15?105:25，加入總質(zhì)量20?30%的丙酮稀釋劑進行稀釋。
[0013]所述樹脂襯的總厚度為2.0?3.0mm，其中第一層環(huán)氧樹脂至第五層環(huán)氧樹脂的涂層厚度分別為0.4?0.6mm。
[0014]采用本發(fā)明提供的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，先制作鋼骨架，然后在鋼骨架上焊接梯形面板條，最后在梯形面板上整體制作由環(huán)氧樹脂涂料和玻璃纖維布構(gòu)成的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層樹脂襯鋼模板。利用鋼模板的高強度、高剛度，環(huán)氧樹脂的高粘結(jié)性、可流動性、成型容易的特點，兩種材料結(jié)合應(yīng)用，制作出符合設(shè)計意圖的樹脂襯鋼模板并用于模板工程中。以較簡單的制作工藝，從而獲得既有強度和剛度，又符合構(gòu)筑物表面形狀的大型鋼骨架樹脂襯鋼模板，形成與設(shè)計圖紙比較相符的構(gòu)筑物表面形狀模板，較好的實現(xiàn)了設(shè)計意圖。樹脂襯鋼模板整體吊裝拆卸，常規(guī)方法支護，內(nèi)部機械振搗，保證異型構(gòu)筑物表面的裝飾效果。
[0015]該不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板制作完成后，運抵現(xiàn)場，經(jīng)過近800公里的長途運輸考驗，樹脂襯鋼模板沒有發(fā)生永久變形，樹脂襯沒有脫落現(xiàn)象。經(jīng)過使用驗證，樹脂襯鋼模板施工技術(shù)具有以下特點:
1.不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，結(jié)合了環(huán)氧樹脂與鋼材兩種材料的優(yōu)點，使復(fù)雜的不可展錐曲線面形狀模板的制作變?yōu)橐资?，澆鑄出的構(gòu)筑物表面光滑、曲線流暢、整體形狀符合性較好。較好的解決了異型不可展錐曲線面模板的成型問題。[0016]2.節(jié)約鋼板的用量，減少損耗，提高鋼材利用率。由于采用機械下料，且是直線，比用氣割方法切割曲線，可降低燒損和邊角料，提高材料利用率。
[0017]3.樹脂襯鋼模板曲面段采用整體制作與吊裝，降低了樹脂襯鋼模板安裝支護的難度，提高了施工效率。樹脂襯鋼模板吊裝支護采用機械吊裝人工連接調(diào)校，對樹脂襯鋼模板的強度、剛度實際進行了檢驗，沒有發(fā)生永久變形和樹脂脫落現(xiàn)象，證明可以滿足大型模板對異型構(gòu)筑物形狀多變的需求。
[0018]4.不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，操作簡單，成形容易，處理后表面光滑，提高了混凝土表面的光潔度，能夠獲得各種形狀的曲面，滿足異型模板對形狀的要求。另外，樹脂襯中加入了玻璃纖維材料作骨料，提高了樹脂襯的強度和抗裂性能，從而增加了樹脂襯鋼模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)?？赏茝V運用到其它異型模板的制作上。樹脂襯對鋼模板實際形成了一層保護膜，提高了模板的抗腐蝕性能，延長了其使用壽命。樹脂襯有損傷時極易修復(fù)，大大減少了報廢的可能和對施工進度的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為不可展錐曲線面花瓶式橋墩主視示意圖。
[0020]圖2纟韋圓肋筋圓環(huán)位直不意圖。
[0021]圖3為放樣圖。
[0022]圖4為鋼骨架示意圖。
[0023]圖5為梯形面板計算圖。
[0024]圖6為梯形面板示意圖。
[0025]圖7為梯形面板焊接到鋼骨架上的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖8為圖7的A向示意圖。
[0027]圖9為焊接有梯形面板的鋼骨架示意圖。
[0028]圖中，1-不可展錐曲線面，2-投影曲線經(jīng)度母線，3-鋼骨架，4-連接體平模板，5-連接體連接板圓弧，6-梯形面板，7-經(jīng)度素線肋筋，8-焊接點，9-緯圓肋筋，10-小支撐塊，11-小連接塊。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例及其附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0030]如圖9所示，本發(fā)明提供的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，包括按常規(guī)方法制作的鋼骨架3，在鋼骨架3上焊接有多個梯形面板6，梯形面板6與鋼骨架3內(nèi)弧面相連接的面為梯形面板的反面，梯形面板6與構(gòu)筑物相接觸的面為梯形面板的正面。相鄰的梯形面板6之間形成O?20mm的縫隙，這些縫隙分別用膠帶紙封住，在梯形面板6的正面及梯形面板6之間的縫隙上，整體制作環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。
[0031]如圖1所示為圓端錐曲線面花瓶式橋墩，該墩柱上部兩端形狀由不可展錐曲線面I (圖1中陰影部分)構(gòu)成。該墩柱截面采用矩形圓端標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上接圓端錐曲線面花瓶樣式，線形視覺流暢，給人以敦實審美的感覺。墩柱墩高6.5米，其中直線段2.5米，錐臺曲線段3.5米，墩帽0.5米，本墩柱水平橫截面為長矩形圓端形，長:下口 14.50米，上口 15.50米。寬:下口最小1.30米，最大1.5米；上口最小2.3米，最大2.5米。兩端部緯度母線圓弧半徑為:下口小圓R75cm,上口大圓R125cm,正面投影沿高度方向向外展開,兩端的投影曲線經(jīng)度母線2的曲率半徑為6.138m。側(cè)面投影為錐形。
[0032]花瓶樣式橋墩的不可展錐曲線面1，墩柱模板施工的傳統(tǒng)做法是將模板筋架按圖樣做好，將面板按曲面母線(經(jīng)緯雙向)弦長切割成若干小塊面板(即以直代曲)，然后拼裝焊接而成。由于不可展錐曲線面I的特性影響，下料和焊接會有很大的難度，不可能做到精確，拼縫過大、焊接變形都將影響到模板的成型，給后續(xù)的施工帶來較大困難。
[0033]本發(fā)明提供的一種不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，包括以下步驟:
步驟1，制作鋼骨架:將不可展錐曲線面I的模板部分作為獨立單元整體制作，用緯圓法和以直代曲控制素線的方法制作出鋼骨架，模板鋼骨架近似于不可展錐曲線面形狀。
[0034]①如圖2所示，將不可展錐曲線面I沿豎向等分10等份，間距350mm，該等份的位置即為緯圓肋筋的位置，將每個等份點位置上緯度母線圓半徑尺寸計算出來，然后按計算的不同緯度母線圓半徑尺寸進行下料，取肋筋寬80mm、厚8~IOmm制作成緯圓肋筋圓環(huán)。圖2中，垂直線與不可展錐曲線面I的側(cè)面投影線斜線之間的夾角為8°，設(shè)緯度母線圓半徑為 Xi (i=0.1.2.3.4……10)，則:Xi=125-tan8° [350-35 (10_i)]，由于計算出的尺寸是結(jié)構(gòu)凈尺寸，需要將每一緯度母線圓半徑加大7~9mm，即:緯度母線圓半徑加上6.0mm厚的梯形面板尺寸和2.5mm厚的樹脂襯尺寸，組成緯圓肋筋圓環(huán)內(nèi)尺寸。
[0035]②制作連接體平模板:由于不可展錐曲線面I作為獨立單元制作模板，按等分位置設(shè)置緯圓肋筋，會在模板端部形成連接體連接板圓弧5，為了便于與相鄰平模板連接且裝拆模板便利，在此設(shè)計制作連接體平模板4。
[0036]③如圖3所示，按照不可展錐曲線面的投影曲線經(jīng)度母線2在平板上放樣，再根據(jù)步驟①計算出的緯度母線圓半徑尺寸，依據(jù)緯度母線圓等分點位置畫出連接體連接板圓弧5，依照連接體連接板圓弧5，制作左右共四塊寬度為80mm厚度為IOmm的連接板，左右的連接板兩塊為一組鉆孔，然后每組用連接板分別制作出左右連接體平模板4，平模板寬度視構(gòu)筑物體特征，選取300~500mm。如圖2所示，以此做側(cè)部連接體平模板4，然后把相同一組的另一塊連接板用螺絲連接在連接體平模板上，在此連接板上按緯度母線圓等分點等份劃線。
[0037]④焊接經(jīng)度素線肋筋:將緯圓肋筋圓環(huán)從中間分成兩個半圓環(huán)，注意斷口處要多去掉IOmm厚的余量，即連接板的厚度。然后將分開的不同大小的緯圓肋筋半圓環(huán)兩端，分別與兩個連接體上的連接板對應(yīng)等分線進行焊接。緯圓肋筋半圓環(huán)焊好后再把下好料的經(jīng)度素線肋筋按間隔300mm的距離均勻焊接在相鄰的緯圓肋筋半圓環(huán)之間，肋筋長290mm，寬80mm,厚8mm，組成300mmX 350mm多個框格的鋼骨架。焊接的經(jīng)度素線肋筋軌跡應(yīng)符合投影曲線經(jīng)度母線2的曲率軌跡，其焊接面板一側(cè)的邊緣，不得高出緯圓肋筋半圓環(huán)邊緣。如圖4所示，為制作好的鋼骨架3。
[0038]步驟2，制作梯形面板6:將錐曲線面體看作錐面體，用以直代曲方法將錐體大緯度母線圓和小緯度母線圓分別計算出若干等份弦長，用計算出的弦長作上下底，曲線面經(jīng)度母線弧長作高，分別制作出多個梯形面板6。[0039]為了降低模板的制作難度，將不可展錐曲線面I的弧形錐臺當(dāng)作圓錐臺對待，再用以直代曲的方法把面板分成梯形長條狀，便于剪板機下料。如圖5和圖6所示，圖中R為加大的緯度母線圓半徑，a為弦高，X為弦長。將等分的不可展錐曲線面I的下口纟韋度母線小圓、中間圓及上口大圓，按弦高a等于2mm計算圓弦長X:
【權(quán)利要求】
1.一種不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板，包括按常規(guī)方法制作的鋼骨架(3)，其特征在于，所述鋼骨架(3)上固定連接有2塊以上梯形面板(6)，相鄰的梯形面板(6)之間形成O?20mm的縫隙，封住所述梯形面板(6)之間的縫隙，在所述梯形面板(6)的正面及梯形面板(6)之間的縫隙上，整體設(shè)置有環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A，制作鋼骨架:按照常規(guī)方法制作鋼骨架(3)； 步驟B，制作梯形面板:用以直代曲方法計算出上下圓的弦長，用計算出的弦長作上下底，曲線面經(jīng)度母線弧長作高，分別制作出梯形面板(6)； 步驟C，梯形面板的固定:將所述梯形面板(6)固定連接在所述鋼骨架(3)的內(nèi)弧面上，相鄰的梯形面板(6)之間形成O?20mm的縫隙； 步驟D，環(huán)氧樹脂玻璃纖維層的鋪設(shè):封住所述梯形面板(6)之間的縫隙，在所述梯形面板(6)的正面及梯形面板(6)之間的縫隙上，整體設(shè)置有環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成與不可展錐曲線面形狀一致的樹脂襯鋼模板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，其特征在于，所述步驟D包括以下步驟: 步驟a:清潔所述梯形面板(6)； 步驟b:粘貼所述梯形面板(6)之間的縫隙； 步驟c:制作環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，包括“五油兩布”:第一層環(huán)氧樹脂、第二層環(huán)氧樹月旨、第一層玻璃纖維布、第三層環(huán)氧樹脂、第二層玻璃纖維布、第四層環(huán)氧樹脂、第五層環(huán)氧樹脂；配制環(huán)氧樹脂涂料，利用環(huán)氧樹脂涂料和玻璃纖維布制作“四油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層； 步驟d:打磨:將“四油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層進行打磨、補填； 步驟e:涂刷第五層環(huán)氧樹脂，完成“五油兩布”的環(huán)氧樹脂玻璃纖維層，構(gòu)成樹脂襯； 步驟f:完工檢驗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，其特征在于，步驟c中，所述環(huán)氧樹脂涂料為環(huán)氧樹脂與固化劑的混合物，按質(zhì)量百分比計，環(huán)氧樹脂:固化劑為95:15?105:25，加入總質(zhì)量20?30%的丙酮稀釋劑進行稀釋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不可展錐曲線面構(gòu)筑物用樹脂襯鋼模板的制作方法，其特征在于，所述樹脂襯的總厚度為2.0?3.0mm，其中第一層環(huán)氧樹脂至第五層環(huán)氧樹脂的涂層厚度分別為0.4?0.6mmο
【文檔編號】E04G11/04GK103541543SQ201310543895
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】王彬, 王明徽, 賈東章, 桂國慶, 宋寶平 申請人:蘭州市政建設(shè)集團有限責(zé)任公司