无脚手现浇钢筋混凝土水塔施工
摘要 本文介绍了一种无脚手现浇钢筋混凝土水塔的施工工艺及设备。
概述
水塔施工方法的共同特点是:支筒采用 液压滑升模板法施工(简称“液压滑模”),水 箱则套在支筒外,就地预制后,利用安在支筒 顶的各种设备,提升就位。这种施工作业,将 原有的手工操作,改变成机械化施工,尤其在 设计将水塔系列化和标准化后,同样使施工 机具实行了标准化和系列化,它大大方便了 专业施工队的作业,减少机具品种,最终也为 用户降低了造价。虽然这样,机械化施工毕 竟需要一些设备,除了各种配套模板外,还要 一系列的液压装置和相应的各种千斤顶、卷 扬机等。
60年代末,罗马尼亚在施工倒锥壳水塔 时,曾采用液压滑模施工支筒后,在高空现浇 水箱的办法。80年代初,国内也做过类似的 施工方案,但由于设备成本等原因,都没能实 现。本着高质量低成本、技术由简到难和设 备因陋就简的原则,本文提出了一套独特的 无脚手现浇钢筋砼水塔施工的设备和施工工 艺。这套方法经过近20年的实践和不断的 完善,它已基本定型配套,利用它已完成了 1000m3及各种规格的倒锥壳水塔施工。下 面进行简要的介绍。
一、总体配置
在水塔施工现场,设置内外2个钢结构 井架,内井架作用是作为支筒滑升模板时滑 升的支承结构,故内井架中心严格和水塔支 筒中心对齐,外井架专作砼的运送用。在场 地布置上为配合外井架的提升,设卷扬机1 台,见图1。由于水箱在高空现浇,所以地面 上的操作面积要比“双液压法”要小。
二、水塔支筒的滑升
如图2所示,在支筒中心设内井架,其由 3m长一节组合安装而成,井架支设过程中分 层设缆风以确保稳定,支筒壁滑模的内外模 板和操作平台结构和常用的基本一样,所不 同的是“液压滑模”(笔者命名)中的重量是由 埋在筒壁中的25钢筋来承受,而将整个滑 升平台等重量,通过4个葫芦,由内井架来承 受。在滑模提升过程中,由4个人操作这4 个葫芦,将支筒壁模板缓缓上提。很明显,这 种施工方法的优点之一是节省了1批25的 爬杆(某些工程中将它替代支筒壁中的受力 筋,但为确保安全,笔者认为不利用它们更 好),而且较安全可靠,易控制砼浇筑质量。
支筒施工过程的关键是防扭和确保对 中,在本文方法中,由于控制对中及水塔操平 仅是在4个点上进行,易于控制。不象“液压 滑模”是许多个千斤顶,要它们同步相对难度 格对中操平,并随滑升过程随时校正,而且同 时配合2台经纬仪控制,用这种方法(特别操 作工人熟练以后)反而比“液压滑模”要易于 操作管理(在“液压滑模”中,油管长短、弯曲 不一样,都会引起千斤顶的不同步)。
三、水箱的高空现浇
在支筒施工完后,将挂架和支筒顶的预 埋件连结固定,然后将悬架和挂架连结,挂架 外悬端用拉索和内井架相连,利用挂架作径 向龙骨,再加上环向拉杆和支撑,就构成了一 个锥形的施工操作平台。利用它来组装水箱 底模,水箱底模承力构件和挂架类似,主要是 径、环向2种构件。铺在径向构件上的模板 是由钢板和加劲组成,它们的尺寸是按照标 准化、系列化的原则设计(锥壳水箱在倾角固 定后,不同容量水箱的底模,仅是沿径向增加 一环圈),以便用种类最少的模具,施工品种最多的水塔,从而达到降低造价的目的。水 箱的拆模、外装饰等,全是利用这个挂架平 台。
水箱上盖的底模和受力构件,如图3示, 它一端支承在人井上,另一端支承在已完工①挂架②悬架③水箱底底模 ④水箱顶盖底模骨架⑤顶盖底模 ⑥水箱人井平台⑦撑杆 图3 现浇水箱支模示意 的水箱中环梁 上。
这套水箱施 工的模具设计原 则,实际上是根 据倒锥壳水箱的 受力机理,即垂 直荷重通过径向 构件(这里是悬 架和底模的径向 龙骨)传向支筒, 水平张力则通过 一系列的环向构 件自相平衡。
当内井架分段下降时,利用它作为支承, 逐步施工每层支筒中的砼平台。
在水箱顶、底盖的施工中,仅采用底模, 特别在水箱下壳(45°)施工中是采用干硬性 砼无顶模施工,这样大大减少了模板和支撑 构件,有效的降低了造价。
这种现浇水塔施工方法是利用水箱的结 构特点而提出的,所以它的机具相对“液压滑 模”为少,而且现浇结构中不需“环板”和“临 时钢支撑”这些在预制水箱中不可缺少的部 件,所以还能省一些材料,其设备重量也约减 少35%。
当然高空现浇水箱方法也有不足之处, 如其施工受到气候的影响,并要求更高的施 工技术及严谨的施工管理。近20年的施工 实践中,这套机具应用于近500多个水塔的 施工,获得了良好的社会、经济效益。
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