一種高性能混凝土波形板樁和成型模具及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑工程中的一種用于擋土、護堤、護岸、江湖堰圍護結構的波形板粧和成型模具及其生產方法，具體涉及一種高性能混凝土波形板粧和成型模具及其生產方法。
【背景技術】
[0002]目前用于基坑開挖、河道整治等工程建設中需要設置擋土支護結構，而常規的支護方法主要有混凝土灌注粧、地下連續墻、自立式水泥擋土墻、SMW法、鋼板粧、預制混凝土板粧等，對于現場澆筑的混凝土灌注粧、地下連續墻、自立式水泥擋土墻等雖然粧身抗彎性能較好，但受天氣影響較大，雨天幾乎無法施工，造成施工工期無法保證，成粧質量得不到保證，且浪費國家資源。對于SMW法、鋼板粧等支護方法，雖然也具有較高的抗彎性能，但需要消耗大量的鋼材，其成本造價過高，用作長久性支護結構時，還存在抗腐蝕差，后期的維護費用高等缺點。另外，SMW法施工比較復雜，容易出現施工質量問題。
[0003]部分工程采用了預制混凝土板粧，對于預制板粧支護，專利號JP2005336948A (混凝土板粧)雖然采用了工廠預制的方法成型，但其產品生產存在制造工藝復雜、生產效率低、粧身自重大等缺點，給粧的吊裝、運輸和施工帶來很多不便，導致輸運效率低、施工轉運中易出現裂縫、施工質量難以保證。作為支護結構體系中最重要部分的混凝土粧，關系著基坑及周邊建筑的安全。只有在確保混凝土粧粧身質量的情況下，才能確保上部建筑物的安全和穩定，這就決定了需要開發一種新型的預制混凝土板粧來克服目前混凝土預制板粧存在的缺點。
【發明內容】
[0004]為克服以上問題，本發明提供一種可在工廠化生產，具有高承載力、水平抗彎承載力好、抗剪性能高、自重較輕、粧身質量可靠、生產效率高、原材料用量少、堆放方便、吊粧、運輸、轉運時不易破壞的一種高性能混凝土波形板粧和成型模具及其生產方法。
[0005]本發明首先提供一種混凝土波形板粧，包括混凝土粧體、卡臺和鋼筋骨架，所述卡臺位于所述混凝土粧體橫截面的兩側，所述鋼筋骨架包裹在所述混凝土粧體內，所述混凝土粧體的軸向兩端包括弧形端面，所述混凝土粧體包括至少一個拱形腔體，所述至少一個拱形腔體的高度與跨度的比值范圍為0.0625?2。
[0006]其中，所述混凝土粧體可包括一個拱形腔體。
[0007]其中，所述混凝土粧體可包括兩個拱形腔體。
[0008]其中，所述混凝土粧體可包括所述拱形腔體和直線體的組合。
[0009]其中，所述至少一個拱形腔體的高度與跨度的比值范圍為0.125?I。
[0010]其中，所述至少一個拱形腔體的高度與跨度的比值為0.125。
[0011]其中，所述混凝土粧體的壁厚為60mm?400mm。
[0012]其中，所述混凝土粧體的外弧面的弧面長度為2m?60m，弧線長度為450mm?2000mmo
[0013]其中，所述混凝土樁體的內弧面的弧面長度為2m?40m，弧線長度為200mm?2000mmo
[0014]其中，所述卡臺的截面形狀為凹凸狀或波形狀或矩形狀或帶有圓弧角的矩形狀。
[0015]其中，所述卡臺的高度或深度為5mm ^ h ^ 80mm。
[0016]其中，所述卡臺上還設置有注漿孔或注漿槽或止漿膠條。
[0017]其中，所述混凝土粧體上設置有注漿孔或注漿槽。
[0018]其中，所述混凝土粧體上設置有拱形臺。
[0019]其中，所述混凝土粧體上設置有吊環。
[0020]其中，所述的弧形鋼筋骨架包括主筋和箍筋。
[0021]其中，所述的弧形鋼筋骨架包括主筋，所述主筋全部為預應力鋼筋或全部為鋼絞線或全部為非預應力鋼筋或由預應力鋼筋、非預應力鋼筋、鋼絞線混合搭配組成。
[0022]其中，所述弧形端面上還設置有與弧形鋼筋骨架中的主筋連接的法蘭板。
[0023]本發明還提供一種用于生產混凝土波形板的模具，包括底模和內模，所述底模包括底座和設置在所述底座上的弧形內腔，以容納所述內模，所述底模的兩端還設置有擋板；所述內模為空心或實心，其橫截面為拱形，所述拱形位于所述底模上表面以下部分的拱形高度與跨度之比為0.0625?2，所述內模兩側還設置有內模卡臺。
[0024]其中，所述內模卡臺的截面為凹凸狀、圓弧狀、具有直角邊或帶有圓弧狀的直角邊。
[0025]其中，所述內模為圓柱體或半圓體。
[0026]其中，所述內模上還設有吊耳和支撐橫梁，所述支撐橫梁設置在所述內模的兩側。
[0027]其中，所述擋板上設有的擋板主筋孔。
[0028]其中，所述底模還設置有縱筋板和橫筋板。
[0029]其中，所述底模內還設置有弧形隔板，所述的弧形隔板設有隔板卡臺和隔板穿筋孔。
[0030]其中，所述內模上還設置有定位板，所述定位板用于和所述隔板卡臺卡合。
[0031]本發明還提供另外一種用于生產混凝土波形板的模具，包括底模和內模，所述底模包括底座和設置在所述底座之上的拱形部，所述拱形部用于形成混凝土波形板的拱形腔體的內腔，所述拱形部的高度與跨度之比為0.0625?2，所述底模還設置有位于所述拱形部兩側的底模卡臺以及位于底模兩端的擋板；所述內模設置于所述底模的拱形部之上，所述內模的橫截面也為拱形，所述內模的頂部設置有混凝土布料口。
[0032]其中，所述底模卡臺的截面為凹凸狀、圓弧狀、具有直角邊或帶有圓弧狀的直角邊。
[0033]其中，所述擋板上設有擋板主筋孔。
[0034]其中，所述底模拱形部上還設置有弧形隔板，所述弧形隔板設有隔板卡臺和隔板穿筋孔，所述隔板卡臺用于和所述底模卡臺相卡合。
[0035]其中，所述內模設置有吊耳。
[0036]其中，所述內模設置有縱筋板、橫筋板和拱頂加筋板。
[0037]本發明還提供一種生產混凝土波形板的方法，其包括如下步驟: (1)制作鋼筋骨架籠:將主筋與箍筋通過壓焊或綁扎形成鋼筋骨架籠；
(2)安裝鋼筋骨架籠:將鋼筋骨架籠放進如權利要求19至32中任一權利要求所述的用于生產混凝土波形板的模具中；
(3 )布料工序:將混凝土澆筑至模具內，澆滿后，將裝滿混凝土的模具進行震動，待混凝土密實后，將裸露接口處混凝土抹平；或者，采用強度等級大于C40的自密實混凝土澆筑，將自密實混凝土注入模具內，注滿后，將裸露接口處混凝土抹平；或者，在采用以上兩種布料方式中的其中之一完成布料后，進行離心成型；
(4)靜停工序:將裝滿混凝土的模具靜停0.5?4小時；
(5)蒸養工序:將裝滿混凝土的模具靜停完成后，裝入蒸養設備進行養護4?8小時，其中30分鐘內均勻升溫至45?65°C，2小時內均勻升溫至65?80°C，4?8小時內均勻升溫至80?110°C ;
(6)脫模工序:蒸養完成后，吊起模具的內模，將波形板粧倒出即可獲得所述的波形板粧。
[0038]其中，所述鋼筋籠的主筋為預應力鋼筋，在制作鋼筋骨架籠步驟時對所述主筋進行墩頭處理，并在布料工序中采用所述的震動或自密實混凝土澆筑后，采用張拉設備對主筋進行預應力張拉，然后繼續后續的靜停工序和蒸養工序，在蒸養完成后，先對預應力主筋進行預應力放張，再進行脫模工序。
[0039]其中，所述鋼筋籠的主筋為預應力鋼筋，在制作鋼筋骨架籠步驟時對所述主筋進行墩頭處理，并在布料工序中采用所述的震動或自密實混凝土澆筑后，采用張拉設備對主筋進行預應力張拉，再通過離心裝置進行離心成型的方式成粧；然后繼續后續的靜停工序和蒸養工序，在蒸養完成后，先對預應力主筋進行預應力放張，再進行脫模工序。
[0040]綜上所述，本發明相對于現有技術其有益效果是:
(一)本發明高性能混凝土波形板粧的優點
1、結合工程應用的實際情況，本發明將粧體設置為弧形，與平面的混凝土構件相比，具有高水平承載力和抗剪承載力；與現有的預制混凝土粧及鋼板粧相比，本發明原材料用量少、造價低、節能環保、自重較輕、轉運時不易破壞、吊粧、運輸、堆放、施工方便。
[0041]2、本發明上所設的外弧面、內弧面及拱形腔體的高度與跨度之比γ (H/L)為
0.125^ γ <2.0，使產品的結構最優化，使粧身受力最大化，受力更加均勻，可根據工程的需要，選擇外弧面與內弧面的長度不等方案，粧體下部形成楔形狀，使粧體更易于入土，施工時更加方便。
[0042]3、本發明在弧形混凝土粧體上設置用于吊運的起吊環使部分工程的施工更加便捷。
[0043]4、本發明設置了不同形狀的卡臺及卡臺的位置，大大的滿足了工程的不同需要，在卡臺上或弧形混凝土粧體上可設置用于止水的閉口注漿孔或開口注漿孔或注漿槽或止漿膠條，可以結合工程實際情況進行選擇。
[0044]5、本發明在弧形端面可設置用于加強兩端連接且與主筋連接的法蘭板，可滿足多節波形板粧在豎向連接時進行焊接或機械連接。
[0045]6、本發明對主筋的類型和長度設置多種選擇方案，可結合具體的應用領域及施工方案進行選用，大大方便了設計人員和施工人員。
[0046](二)本發明的模具的優點
1、本