本發(fā)明涉及一種樓梯澆筑技術(shù)，特別是用水泥混凝土一體澆筑，具體來說是一種預(yù)制梁式樓梯及其專用模具和施工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的澆筑樓梯多為板式樓梯，如圖1所示。板式樓梯的底面102是完整的一個斜面，臺階單元101形成在斜面上，板式樓梯的底面和臺階單元完全用水泥澆筑成實(shí)體，這樣的結(jié)構(gòu)能保證板式樓梯具有良好的硬度和受力性能，而且容易澆筑，特別是在現(xiàn)場澆筑時(shí)，板式樓梯的澆筑模具容易組裝。但是板式樓梯也存在諸多不足，比如澆筑板式樓梯要使用大量的混凝土，另外板式樓梯占用空間體積大。顯然，這樣會導(dǎo)致澆筑樓梯成本高，空間利用率低。為了解決這個問題，有的建議采用在板式樓梯的內(nèi)部填充成本低廉的發(fā)泡材料，但是采用發(fā)泡材料填充會影響樓梯強(qiáng)度，使板式樓梯存在斷裂風(fēng)險(xiǎn)，不宜推廣；還有的建議采用鋼結(jié)構(gòu)取代板式樓梯，避免板式樓梯對空間的影響，但是鋼結(jié)構(gòu)的成本明顯高于板式樓梯，難以普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種預(yù)制梁式樓梯及其專用模具和施工方法，解決了板式樓梯用料多、占用空間的技術(shù)問題，降低了樓梯澆筑成本，適于廣泛推廣普及。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種預(yù)制梁式樓梯，其特征在于，包括左、右兩側(cè)起支撐作用的一對主梁，以及若干依次排列的臺階單元，臺階單元包括踏板和輔梁，踏板和輔梁成板狀結(jié)構(gòu)，輔梁和踏板的兩端均支撐固定在兩側(cè)的主梁上，踏板的外緣還支撐在輔梁上，主梁、輔梁和踏板是水泥混凝土一體澆筑成型。

所述輔梁和踏板呈垂直結(jié)構(gòu)。

所述主梁、輔梁和踏板內(nèi)均嵌有加強(qiáng)筋。

一種制造所述預(yù)制梁式樓梯的專用模具，其特征在于，包括固定的下模、活動的上模和兩個可翻轉(zhuǎn)的側(cè)模，側(cè)模鉸接在下模的模座上，上?？墼谙履Ｉ?，上模和下模之間形成澆筑所述臺階單元的模腔，側(cè)模和上模之間形成澆筑主梁的模腔，兩側(cè)的模腔和中間的模腔相通。

所述下模和上模的相對面上均形成若干鋸齒狀的突起，上模的突起和下模的突起交錯排列，形成澆筑臺階單元的模腔。

所述上模的相鄰?fù)黄鹬虚g的位置形成向模腔內(nèi)注入水泥混凝土的橫向條形口。

所述下模的兩端各安裝一個端模，端模包括用于平整主梁端面的板體，以及用于平整臺階單元端面的板體，端模的底邊鉸接在下模的模座上。

所述上模分為左右兩個單元，各上模單元的外側(cè)端部鉸接在下模的模座上。

所述所述側(cè)模、端模和上模的兩個單元中至少有一個是用液壓缸驅(qū)動，所述下模的模座底面上安裝使模具整體震動的震動裝置。

一種制造所述預(yù)制梁式樓梯的施工方法，其特征在于，基于權(quán)利要求4所述專用模具，包括以下步驟：

打開上模，將編制的鋼筋放置在下模上，扣合上模和兩個側(cè)模，形成澆筑模腔；

向模腔內(nèi)澆筑水泥混凝土，震動水泥混凝土，使水泥混凝土充滿模腔，再平整從模腔內(nèi)擠出的水泥混凝土；

先使模腔內(nèi)成型的水泥混凝土凝固，再活動兩個側(cè)模和上模，使側(cè)模和上模與凝固的水泥混凝土表面分離，最后取出成型的預(yù)制梁式樓梯。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

將踏板設(shè)計(jì)成板狀結(jié)構(gòu)，減少混凝土澆筑量，主梁和輔梁具有良好的支撐性能，輔梁的兩端固定澆筑在兩側(cè)的主梁上，使主梁和輔梁形成良好受力結(jié)構(gòu)，用于支撐它們上面的踏板，踏板和輔梁均呈板狀，能有效減少混凝土的用量，降低空間占用率。

梁式樓梯較板式樓梯結(jié)構(gòu)豐富，不易現(xiàn)場澆筑，本發(fā)明提供的專用模具提高了梁式樓梯的澆筑效率，用上模、下模和側(cè)模圍城兩種模腔，一種是上模和下模之間形成澆筑臺階單元的模腔，側(cè)模和上模之間形成澆筑主梁的模腔，兩側(cè)的模腔和中間的模腔連通，將混凝土澆筑模腔中，經(jīng)過平整，形成梁式樓梯，降低了梁式樓梯成型難度。

為了進(jìn)一步提高專用模具的澆筑效率，可以在專用模具上安裝若干個液壓缸等動力裝置，輔助驅(qū)動側(cè)模、上模移動，提高專用模具的自動化程度。

考慮到澆筑過程中，為了使混凝土均勻充滿模腔，有必要震動混凝土，為此，可在下模的底面上安裝震動裝置，這樣提高了澆筑效率和澆筑質(zhì)量。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的板式樓梯的立體參考圖，用于說明板式樓梯的底面為完整的斜面。

圖2是梁式樓梯的立體參考圖。

圖3是圖2中的若干臺階單元的截面圖，用于說明踏板和輔梁的組合關(guān)系。

圖4是專用模具的立體結(jié)構(gòu)參考圖，用于輔助說明各部分的位置關(guān)系。

圖5是專用模具的一個平面結(jié)構(gòu)參考圖，僅用于說明各部分位置關(guān)系，不能用于限定各組成部分的結(jié)構(gòu)。

圖6是也是專用模具的結(jié)構(gòu)參考圖，是在圖5的基礎(chǔ)上，將上模打開一定角度，用于和圖5結(jié)合，說明專用模具的動作和結(jié)構(gòu)。

圖7是上模、下模和側(cè)模的橫截面中，它們相對位置關(guān)系的參考圖，僅示意性說明模腔的位置關(guān)系。

圖8是專用模具的俯視視角下，相關(guān)結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系的參考圖。

圖9是端模的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)參考圖。

附圖標(biāo)記

101臺階單元，102底面；

201踏板，202輔梁，203主梁；

301軸，302肋，303上模，304側(cè)模，305端模，306下模，307突起，

308模腔，309突起，310模腔，311橫向條形口，312板，313板，314臂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。

如圖2，在樓梯的兩側(cè)形成主梁，如主梁203，兩個主梁上面形成一組臺階單元，臺階單元包括踏板201和輔梁202，結(jié)合圖3，踏板201和輔梁202均呈板狀。踏板201和輔梁202兩端澆筑在兩側(cè)的主梁上，踏板201的外緣支撐在輔梁202上。輔梁202和踏板201呈垂直結(jié)構(gòu)，樓梯安裝樓梯上后，保證輔梁呈202豎直狀態(tài)，踏板201呈水平狀態(tài)。本樓梯的一個突出特點(diǎn)是，主梁、輔梁和踏板一體澆筑而成，具有良好的力學(xué)性能，提高了樓梯澆筑效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述樓梯一體澆筑，本發(fā)明還提供一種澆筑樓梯的專用模具，結(jié)合圖4和圖5，其包括上模303、下模306和兩個側(cè)模(如側(cè)模304)，上模和下模的相對面上均形成若干鋸齒狀的突起，如圖5，上模303下方的一個突起307，下模306上方的一個突起309，突起309和突起307交錯配合，使突起309和突起307之間形成模腔308，這樣所有上模303和下模306之間的突起配合，形成完整的模腔，該模腔用于澆筑樓梯的臺階單元，為了澆筑與臺階單元一體成型的主梁，如圖7和圖8，以側(cè)模304為例，側(cè)模304和上模303之間形成模腔310，模腔310和模腔308連通。如圖7模腔310的上方是敞開的，可直接澆筑混凝土，模腔308上方是上模，為了便于從上模上直接澆筑混凝土，如圖8，在上模303上預(yù)設(shè)若干個橫向條形口311，橫向條形口311是給模腔308澆筑混凝土的入口。

結(jié)合圖4、圖6和圖7，側(cè)模304至少應(yīng)該具有一個擠壓面，用于和上模、下模形成相應(yīng)模腔，側(cè)模304上的擠壓面可以是側(cè)模304自身具備的擠壓面(如板狀結(jié)構(gòu)形成的一個內(nèi)側(cè)面)，但也應(yīng)當(dāng)包括這樣一種結(jié)構(gòu)，就是側(cè)模304是基本的框架，根據(jù)實(shí)際施工需要，將帶有擠壓面的板狀等結(jié)構(gòu)組裝到側(cè)模304上。

側(cè)模最好是鉸接在下模306的模座上(參考圖4和圖7)，這樣側(cè)?？煞€(wěn)定的在下模306上轉(zhuǎn)動，該結(jié)構(gòu)具備兩點(diǎn)好處，一是將兩側(cè)的側(cè)模上邊緣連接，能實(shí)現(xiàn)對兩個側(cè)模的良好固定，操作簡潔，二是便于脫模，用液壓等裝置以側(cè)模上邊緣為著力點(diǎn)，施力撐開。另外，為了提高側(cè)模的牢固性，在側(cè)模的外表面上利用焊接等方式固定一些加強(qiáng)筋，有效避免因力度過大導(dǎo)致側(cè)模發(fā)生形變的風(fēng)險(xiǎn)(如圖4)，提高整個模具的安全性。如圖7和圖8，側(cè)模和上模之間圍成澆筑主梁的模腔(如模腔310)，模腔310應(yīng)根據(jù)實(shí)際實(shí)際施工需要，確定其尺寸。

實(shí)際上，在上模303上也可以形成一個擋板，用于形成模腔310的上頂面，并在擋板上預(yù)留澆筑口，該方案應(yīng)當(dāng)理解為本方案的等同方案，落入本專利保護(hù)范圍。但考慮到主梁的成型狀況，模腔310的上方完全可以設(shè)置成開放式結(jié)構(gòu)，澆筑完成后，再進(jìn)行平整即可。

模腔的上下面和左右面上，分別有上模、下模和側(cè)模圍成，實(shí)際中，模腔的兩端是敞開的，澆筑過程中，會有部分混凝土從模腔的兩端溢出，導(dǎo)致樓梯兩端不夠平整，從而影響樓梯成型。當(dāng)然，考慮到模腔兩端的開口尺寸較小，也可通過后期磨平處理，但是為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和澆筑效率，如圖4、圖5、圖6和圖8，在上模303的兩端分別安裝端模305，端模305的作用是用于封堵模腔兩端的縫隙，并且端模305應(yīng)當(dāng)便于脫模。正因如此，如圖9，端模305可設(shè)計(jì)成板狀結(jié)構(gòu)，就是包括兩個用于封堵主梁模腔的兩個板312，和用于封堵臺階單元模腔的板313，兩個板312分別固定在板313兩端，形成整體結(jié)構(gòu)。板312下面固定在臂314上，臂314鉸接在下模306的模座上。這里臂和模座的鉸接結(jié)構(gòu)，均為本領(lǐng)域常用設(shè)計(jì)手段，不再贅述。需要說明的是，臂的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)板與模腔端面間隙配合需要設(shè)計(jì)，至少應(yīng)當(dāng)使板與間隙具有良好的密封，且使端模具備良好的翻轉(zhuǎn)功能。

上模是本專利的核心部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和開合方式，對樓梯成型工藝和質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。如圖6，上模303由兩部分組成(圖6中標(biāo)注的是上模的左部分)，上模的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是突起307，突起307呈鋸齒狀，和下模上的突起309一樣，應(yīng)當(dāng)具有良好的硬度，保證澆筑樓梯的結(jié)構(gòu)。由于上模的尺寸較大，為了順利實(shí)現(xiàn)上模的合模和開模，如圖6，上模303的左右兩部分的外側(cè)端各鉸接在下模的模座上，這樣可以通過行車等動力設(shè)備，懸掛上模的活動端將其打開或扣合。如圖5是上模閉合的狀態(tài)參考圖，圖6是上模打開一個角度的狀態(tài)參考圖。

結(jié)合圖4和圖8，以上模303的一個部分為例，在該部分的自由端部安裝一軸301，軸301支撐在兩端的肋302上，肋302固定在下模的模座上，肋302位于側(cè)模的外側(cè)，但要與側(cè)模保持合理距離，避免影響側(cè)模翻轉(zhuǎn)脫模。肋302應(yīng)當(dāng)牢固的支撐軸301，同時(shí)將軸301鎖合在其上，使上模303穩(wěn)定的固定在目標(biāo)位置，并與下模之間形成模腔。為了增加上模整體的牢固性，如圖4所示，在上模303上也可設(shè)置若干加強(qiáng)筋。上模也可以是一體結(jié)構(gòu)，并用液壓裝置整體提升和降落，類似汽車維修時(shí)使用的舉升機(jī)。該舉升上模的液壓裝置整體安裝在下模的模座上，使專用模具更易于操控。

除此之外，本發(fā)明專利還可以設(shè)置一個振動裝置，用于震動專用模具，使混凝土充分均勻填充模腔，提高樓梯澆筑質(zhì)量。

利用本專用模具，制造梁式樓梯的施工步驟是：

用行車的繩索懸掛在上模的左部分的自由端上，打開左部分，同樣方式打開上模的右部分；將編制的鋼筋放置在下模上，依次扣合上模的兩個部分和兩個側(cè)模，形成澆筑模腔；

向模腔內(nèi)澆筑水泥混凝土，震動水泥混凝土，使水泥混凝土充滿模腔，再平整從模腔內(nèi)擠出的水泥混凝土；

先使模腔內(nèi)成型的水泥混凝土凝固，再活動兩個側(cè)模和上模，使側(cè)模和上模與凝固的水泥混凝土表面分離，最后取出成型的預(yù)制梁式樓梯。

預(yù)制梁式樓梯自重輕，是普通板式樓梯自重的70％，有效減少對主體結(jié)構(gòu)的影響，地震作用力較小。預(yù)制梁式樓梯有效利用踏板的剛度，形成主輔梁式受力，力學(xué)原理清晰，傳力途徑簡潔，吊裝方便，因其自重輕可基本不受現(xiàn)場吊裝條件的限制，特殊情況下可以采用預(yù)制梁式樓梯處理。預(yù)制梁式樓梯定位安裝方便可靠，減少了工人現(xiàn)場支模綁鋼筋澆筑混凝土的麻煩，大大的提高了施工效率，縮短工期，樓梯運(yùn)輸方便，因自重輕可以提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，預(yù)制梁式樓梯造價(jià)(約1600元/跑)低于普通預(yù)制板式樓梯(約1800元/跑)，與現(xiàn)澆樓梯(約1550元/跑)基本持平。