自锁紧连接的超高性能混凝土圆柱永久模板及其施工方法技术领域
本发明专利属于建筑建材结构领域，具体是一种自锁紧连接的超高性能混凝土圆
柱永久模板及其施工方法。
背景技术
相比传统的建筑用模板，永久模板具有施工速度快，施工简便，无需支模和拆除，
减少人力成本等优点。当所成型的构件尺寸较小时，通过整块永久模板即可解决。然而当构
件尺寸较大时，由于运输，吊装的限制无法直接采用整块永久模板解决，必须要用拼装式的
永久模板，而传统的拼装式构件往往需要大量横向支撑，支护系统，搭设较为复杂，耗费大
量人力物力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种自锁紧连接的超高性能混
凝土钢管圆柱模板及其施工方法。这种圆柱永久模板在工厂预制，模板材料采用钢管和超
高性能混凝土。
本发明是采用如下技术方案来实现的：
一种自锁紧连接的超高性能混凝土圆柱永久模板，包括在工厂预制的超高性能混凝土
外包层、在两端设有自锁紧连接结构的钢管，所述超高性能混凝土外包层位于钢管外壁，相
邻超高性能混凝土圆柱永久模板通过钢管连接，所述相邻超高性能混凝土外包层在连接处
现浇超高性能混凝土以形成整体。
进一步地，所述超高性能混凝土外包层与钢管外壁上端齐平，钢管的下端伸出超
高性能混凝土外包层200~300mm，所述超高性能混凝土外包层两端均预留现浇超高性能混
凝土的斜面。
进一步地，所述钢管上端内壁设置截面为梯形的螺旋状内坡肋。
进一步地，所述钢管下端的管外连接筒状带肋钢板，所述带肋钢板外壁设置有与
所述螺旋状内坡肋相匹配的截面为梯形的螺旋状外坡肋。
进一步地，所述内坡肋及外坡肋表面涂润滑油，肋的坡面角θ和表面摩擦系数μ应
满足关系：tanθ>μ。
本发明还提供了一种所述的自锁紧连接的超高性能混凝土圆柱永久模板的施工
方法，包括步骤：在定位模板时，设置少量斜撑以保持永久模板的稳定性；在所述混凝土外
包层在预留斜面处现浇超高性能混凝土，并用振捣棒进行振捣密实，并在混凝土硬结前完
成拼接；所述圆柱永久模板用起重机起吊对准，以保证对接的两端的梯形肋面在同一铅垂
线上，然后缓缓放置；在重力作用下，位于上部的圆柱永久模板将旋入下部圆柱永久模板，
检查对接是否准确；待混凝土表面硬结后，应湿润表面并用塑料膜围闭，以防止水分蒸发混
凝土收缩过大，导致连接处的超高性能混凝土开裂。
相比于目前使用的永久模板和普通模板，它具有以下优势：
横向支撑大大减少，施工速度快，施工方便，节省人力物力。
强度高，抗裂性强，有效保护内部混凝土。
在工厂预制，工业化程度高，质量有保证。
抗腐蚀性和抗渗性优越，具有良好的耐久性。
模板较轻便，同时尺寸较小，方便运输，可进行长度方向的拼接，整体性好。
增强了结构的抗震性能和冲击韧性，减少偶然荷载对结构的损坏，提高结构可靠
度。
保护层隔热性能好，耐火能力强。
由于超高性能混凝土永久模板的约束以及分担，结构承载能力有一定提高，同时
整体结构的延性增加，脆性减小。
附图说明
图1 为本发明实施例的永久模板顶部局部放大图。
图2 为本发明实施例的永久模板底部局部放大图。
图3 为本发明实施例的永久模板俯视图。
图4 为本发明实施例的永久模板仰视图。
图5 为本发明实施例的永久模板连接位置详图。
图6 为本发明实施例的永久模板立体图。
图7 为本发明实施例的永久模板又一立体图。
图中所示：1-超高性能混凝土外包层；2-钢管；3-内坡肋；4-带肋钢板；5-外坡肋；
6-连接处；7-斜面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的目的作进一步的详细描述，实施例不能在
此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例：
如图1至图4、图6、图7所示，一种自锁紧连接的超高性能混凝土圆柱永久模板，直径为
600mm，长1500mm，包括在工厂预制的厚度为30mm超高性能混凝土外包层1、在两端设有自锁
紧连接结构的钢管2，所述钢管2厚度为30mm，长度为1m，所述超高性能混凝土外包层位于钢
管2外壁，相邻超高性能混凝土圆柱永久模板通过钢管2连接，所述超高性能混凝土外包层1
在连接处6现浇超高性能混凝土以与相邻外包层形成整体。
所述超高性能混凝土外包层1与钢管2外壁上端齐平，钢管2的下端伸出超高性能
混凝土外包层200~300mm，所述超高性能混凝土外包层1两端均预留现浇超高性能混凝土的
斜面7。
所述钢管2上端内壁设置截面为梯形的螺旋状内坡肋3。所述钢管2下端的管外连
接筒状带肋钢板4，所述带肋钢板4外壁设置有与所述螺旋状内坡肋3相匹配的截面为梯形
的螺旋状外坡肋5。
所述内坡肋3及外坡肋5表面涂润滑油，肋的坡面角θ和表面摩擦系数μ应满足关
系：tanθ>μ。
如图5所示，将置于底部的无内接钢板的永久模板垂直放置指定位置，设置少量斜
撑以保持永久模板的稳定性；所述混凝土外包层在预留斜面处6现浇超高性能混凝土，并用
振捣棒进行振捣密实，并在混凝土硬结前完成拼接。将上部圆柱永久模板用起重机起吊对
准，保证对接的两端的梯形肋面5和3在同一铅垂线上，然后缓缓放置，位于上部的圆柱永久
模板将旋入下部圆柱永久模板，检查对接准确；混凝土表面硬结后，湿润表面并用塑料膜围
闭，养护至连接处混凝土达到强度。
上述两圆柱永久模板拼装成整体后，在该圆柱永久模板所包围的空间内浇筑一体
化施工的混凝土，当浇筑的混凝土经过养护并达到设计强度之后，圆柱永久模板与浇筑混
凝土固化成一体。这种模板无需拆卸或者抹面，在施工完成后形成混凝土——钢管——超
高性能混凝土复合体系，经过实验测试，其轴向抗压强度为84.1Mpa，相比起相同尺寸的现
浇海工C50高强混凝土圆柱高出72.4%；开裂荷载为57.8Mpa，相比起相同尺寸的现浇海工
C50高强混凝土圆柱高出67.8%。并且能够有效保障在结构设计寿命周期内圆柱的正常服役
使用。同时使用该模板后施工速度大幅提高，无须搭接大量侧向模板支撑，只须架设少量维
稳的支撑以及工人施工即可，提高了工程的经济效益。
以上所述，仅为本发明较佳的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟
悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思
加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。