[0001] 本发明涉及桥梁建造领域，特别涉及一种劲性骨架的底模板、劲性骨架及其施工方法。

[0002] 劲性骨架混凝土拱桥的施工方法为：先将钢结构骨架吊装合龙，其后灌入管内混凝土，再以此为施工平台，浇筑外包混凝土；劲性骨架混凝土拱桥具有整体刚度大，材料应用充分，经济性好的优点。

[0003] 但是，在对劲性骨架混凝土拱桥浇筑外包混凝土时，需作业人员在劲性骨架上设置模板，特别是在对底模板设置时，作业空间与劲性骨架的架体发生干涉，导致作业人员作业困难；在进行模板施工时，存在施工步骤复杂，施工工作面狭窄和施工周期长的问题；而且，底板的浇筑还涉及高空作业，施工风险大，作业人员的安全难以保证。

[0027] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

[0028] 在没有特别说明的情况下，在本发明具体实施例的描述中，出现“上”“下”“左”“右”“中心”“内”“外”..等指示的方位或位置关系的表述术语，都是基于附图所示的方位或位置关系的表达，或者是该发明产品/设备/装置惯常使用时，摆放的方位或位置关系。这些方位或位置关系的术语，仅仅是为了便于描述本发明方案或简化具体实施例中的描述，便于技术人员快速理解方案，而不是指示或暗示特定的装置/部件/元件必须具有特定的方位，或以特定的位置关系进行构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0029] 此外，若出现术语“水平”“竖直”“悬垂”“平行”等术语，并不表示要求相应的装置/部件/元件绝对水平或竖直或悬垂或平行，而是可以稍微倾斜或存在偏差。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。或者，可以简化理解为相应的装置/部件/元件，处于“水平”“竖直”“悬垂”“平行”等方向设置，能够相对于相应的方向设置具有±10%的误差/偏差，更优选±8%以内的误差/偏差，更优选±6%以内的误差/偏差，更优选±5%以内的误差/偏差，更优选±4%以内的误差/偏差。只要相应的装置/部件/元件在误差/偏差范围内，依然能够实现其在本发明方案中的作用即可。

[0030] 此外，术语中出现“第一”“第二”“第三”..等表述，仅仅是用于区分相同或相似部件的描述，而不应理解为强调或暗示特定部件的相对重要性。

[0031] 此外，在本发明实施例的描述中，“几个”“多个”“若干个”代表至少2个。可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个等任意情况，甚至可以是超过9个的情况。

[0032] 此外，在本发明技术方案的描述中，除非另有明确的规定/限定/限制，出现术语“设置”“安装”“相连”“连接”“设有”“铺设”“布置”的地方应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是焊接、铆接、栓接、螺纹连接等本领域常用的连接手段。这种连接可以是机械连接，也可以是电连接或通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介物进行间接相连，可以是两个元件内部的连通。

[0033] 实施例1如图1‑图5所示一种劲性骨架的底模板，包括
若干预制节段1，所述预制节段1为U形通槽状，若干所述预制节段1首尾依次连接；
所述预制节段1包括U形预制件11和若干连接组件12，若干所述连接组件12沿纵向
排列设置于所述U形预制件11顶侧的凹槽内；
所述连接组件12设有若干剪力钉13和若干钢筋孔14，所述剪力钉13嵌入所述U形
预制件11内，所述钢筋孔14用于穿设浇筑钢筋，所述连接组件12用于连接劲性骨架的架体
3。

[0034] 由多个预制节段1以首尾依次连接的方式连接，预制节段1为U形通槽状，在多个预制节段1连接后使底模板为U形贯通槽状，使浇筑混凝土能够存留在底模板的凹槽内，降低劲性骨架的浇筑难度；在进行浇筑后与底模板和浇筑混凝土形成整体，从而避免施工过程中安装和拆卸底模板，提高了作业效率，优化了作业流程，降低了施工难度，保障了作业人员的安全；预制节段1由U形预制件11和若干连接组件12组成，连接组件12通过剪力钉13固定在U形预制件11顶侧的凹槽内，保证连接组件12牢固固定在U形预制件11上；设置钢筋孔14用于穿设用于浇筑的钢筋，保证浇筑混凝土与底模板的连接强度；通过在U形预制件11上设置多个连接组件12，为劲性骨架的架体3提供更多的连接位置，使劲性骨架的架体3在底模板上连接牢固，从而保证劲性骨架的结构强度。

[0035] 在一个或若干个实施方式中，劲性骨架的底模板还包括工厂接缝件2，相邻的U形预制件11通过工厂接缝件2连接；工厂接缝件2使相邻的U形预制件11连接，使多个U形预制件11相互连接构成劲性骨架的底模板。

[0036] 可选的实施方式中，U形预制件11的两端分别设置有连接槽16，工厂接缝件2相对的两侧分别设有连接凸起21，连接槽16能够与连接凸起21适配连接；连接凸起21适配卡持在在连接槽16内，使相邻的U形预制件11能够相互进行支撑，从而保证U形预制件11的承重能力，在对U形预制件11顶侧的凹槽内进行混凝土浇筑时，保证U形预制件11具有足够的强度承载混凝土。

[0037] 在一个或若干个实施方式中，U形预制件11为UHPC结构件；UHPC堪称耐久性最好的工程材料，适当配筋的UHPC结构件力学性能接近钢结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能，从而保证U形预制件11的结构强度。

[0038] 在一个或若干个实施方式中，连接组件12包括钢板条122和加劲肋121，加劲肋121与钢板条122焊接连接，加劲肋121与钢板条122的形状适配，使加劲肋121在钢板上焊接牢固，钢板条122沿横向设置，加劲肋121也沿着沿横向设置，若干的钢板条122沿纵向排列设置，若干剪力钉13排列设置于钢板条122，剪力钉13和加劲肋121分别位于钢板条122相对的两侧，使剪力钉13预埋进U形预制件11内后加劲肋121位于U形预制件11顶侧，在加劲肋121设有若干钢筋孔14，钢筋孔14以间隔排列的方式进行设置，从而保证钢筋排布均匀，加劲肋121能够连接劲性骨架的架体3，使劲性骨架的架体3和劲性骨架的底模板连接构成劲性骨架。

[0039] 可选的实施方式中，钢板条122和加劲肋121均为U形结构件，钢板条122与U形预制件11适配连接，加劲肋121与钢板条122适配连接；使钢板条122和加劲肋121适配U形预制件11顶部的凹槽，保证U形预制件11的结构强度。

[0040] 可选的实施方式中，加劲肋121设有焊接部15，焊接部15与劲性骨架的架体3焊接连接；焊接部15使加劲肋121与劲性骨架的架体3连接牢固，在一条加劲肋121上设置多个焊接部15，通过多个焊接部15焊接连接劲性骨架的架体3，保证连接牢固性。

[0041] 具体的，预制节段1由钢板条122、剪力钉13、加劲肋121和UHPC材料浇筑而成的U形预制件11构成，使钢板条122通过剪力钉13连接固定在U形预制件11上，加劲肋121连接在钢板条122上对避免钢板条122形变，从而保证U形预制件11的结构强度；在钢板条122上开设有钢筋孔14用于在浇筑时穿行钢筋，从而加固底模板与浇筑混凝土的连接强度；剪力钉13焊接固定在钢板条122上，使剪力钉13与加劲肋121分别位于钢板条122相对的两侧；在加劲肋121上预留有用于连接劲性骨架的架体3的焊接部15，通过焊接连接的方式使劲性骨架的架体3连接固定在加劲肋121上；UHPC材料浇筑而成的U形预制件11厚度较消，U形预制件11具有底板和侧板，底板和侧板均能够作为混凝土浇筑时的模板；剪力钉13设置个数与形式需满足钢板条122与U形预制件11的抗剪要求，保证U形预制件11的强度和刚度符合要求；在每个U形预制件11内钢板条122的个数以及U形预制件11的厚度，需满足浇筑时U形预制件11的受力要求与形变要求，并需要考虑可能的施工设备和其他施工期间荷载。

[0042] 实施例2如图6‑图8所示，一种劲性骨架，包括架体3和实施例1的一种劲性骨架的底模板，所述架体3设置于所述U形预制件11顶侧的凹槽内，所述架体3与所述连接组件12连接。

[0043] 在一个或若干个实施方式中，架体3包括第一下弦管31、第二下弦管32、平直联33和上部结构34，平直联33的一端与第一下弦管31连接、另一端与第二下弦管32连接，第一下弦管31和第二下弦管32平行，上部结构34与第一下弦管31连接，上部结构34与第二下弦管32连接，第一下弦管31、第二下弦管32和平直联33分别与连接组件12连接；通过第一下弦管
31、第二下弦管32和平直联33分别固定在加劲肋121上，使架体3固定在底模板上，上部结构
34包括上弦管、直腹杆和斜腹杆，直腹杆的一端与上弦管连接、另一端与连接组件12；斜腹杆包括第一杆体和第二杆体，第一杆体的两端分别连接上弦管和直腹杆，第二杆体的两端分别连接直腹杆和连接组件12，直腹杆起到支撑作用，使上弦管在指定的高度上固定，通过斜腹杆形成三角形结构，从而避免直腹杆与上弦管、直腹杆与连接组件12的连接处发生形变，保证劲性骨架的结构稳定性。

[0044] 通过采用一种劲性骨架的底模板，使底模板与架体3连接形成劲性骨架，在对劲性骨架进行浇筑时，底模板与浇筑的混凝土形成整体，能够避免安装和拆卸底模板；节约了施工时间，降低了施工难度，保证了作业人员的安全；通过将架体3设置于U形预制件11顶侧的凹槽内，使架体3更容易与连接组件12连接。

[0045] 具体的，通过多个底模板拼接而成的拱桥骨架，是由多个底模板通过现场接缝件拼接构成的；底模板由多个预制节段1首位依次连接构成，相邻的预制节段1之间通过工厂接缝件2连接；在底模板的顶侧设置劲性骨架的架体3，使架体3连接在底模板上形成整体结构；工厂接缝件2与现场接缝件的构造类似，预制节段1在端部设计为局部隆起，并设有齿状构造，以增强接缝的粘结性能；工厂接缝件2和现场接缝件均为UHPC浇筑结构件，工厂接缝件2和现场接缝件所使用的UHPC混凝土应采用特殊配比，适当加入膨胀剂，以减少蒸养时间或不蒸养；架体3需预留与加劲肋121的焊接空间，且在焊接时需预留钢筋沿纵向穿入钢筋孔14的空间。

[0046] 实施例3如图9所示，一种劲性骨架的施工方法，所述施工方法用于构造权利要求8‑9任意一项所述的一种劲性骨架，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定预制节段规格：确定U形预制件尺寸和连接组件尺寸；
S2：调整预制节段尺寸：以S1中确定的U形预制件尺寸和连接组件尺寸构建有预制节段的限元模型，以有限元分析预制节段的结构强度，并调整U形预制件和连接组件，直至预制节段的强度和刚度符合要求；
S3：设计剪力钉：以S2中调整完成的U形预制件和连接组件数据设计剪力钉的数量和尺寸；获得预制节段的设计参数；
S4：构造底模板：根据 S3的设计参数制造预制节段，拼接多段预制节段构成底模板；
S5：拼装劲性骨架：将底模板上的连接组件与劲性骨架的架体连接构成劲性骨架；
S6：拼接拱桥骨架：通过吊装若干个劲性骨架对接构成拱桥的骨架。

[0047] 劲性骨架的底模板与架体连接形成整体，充分利用材料刚度、强度优点制成底模板，替代了传统木模和钢模；在劲性骨架的吊装过程，底模板随劲性骨架的架体一同吊装，使底模板充当工作平台，避免浇筑完成后对底模板拆卸，从而优化了作业流程，降低作业人员高空作业的风险，提高了施工效率。

[0048] 具体的实施步骤为：1)根据劲性骨架布置与外包混凝土尺寸，确定钢板条尺寸构造；为使受力合理，并节约钢材，可使设计钢板条厚度为8mm；
2)根据节段吊装重量，确定U形预制件的厚度；
3)设计加劲肋尺寸，加劲肋厚度可取为10mm；
4)设计预制节段内钢板条的个数；
5)建立有限元模型，判断浇筑底板时U形预制件的强度与刚度是否满足要求，若不满足，则调整步骤1）‑步骤4）的设计参数，如增加钢板条个数、适当增加底模厚度等；
6)确定加劲肋与劲性骨架的架体的焊接位置及焊接长度，并验算其受力是否满
足，若不满足，则调整焊接长度或焊缝尺寸；
7)根据劲性骨架的结构确定剪力钉个数与尺寸；
8)在工厂里制造加工钢板条、钢板条加劲肋；
9)在钢板条上焊接剪力钉与加劲肋；
10) 架立U形预制件的模板，排布好钢板条，浇筑UHPC混凝土；
11) 蒸汽养护U形预制件；
12) 在劲性骨架的架体拼装焊接完成后，将劲性骨架的架体吊装至设计位置，焊
接加劲肋与直接腹杆，焊接加劲肋与斜腹杆，使劲性骨架的架体与U形预制件固定；
13) 在相邻的U形预制件之间浇筑工厂接缝件，工厂接缝件使相邻的U形预制件连
接构成底模版，底模板与劲性骨架的架体连接构成劲性骨架；
14) 将劲性骨架吊装就位，通过多段劲性骨架吊装合龙；
15) 浇筑劲性骨架之间的现场接缝件，现场接缝件使相邻的劲性骨架连接，现场
接缝件使相邻的底模板连接；
16) 在钢筋孔内穿设钢筋，在U形预制件顶部的凹槽内浇筑混凝土，使混凝土与U
形预制件形成整体。

[0049] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。