[摘 要] 介绍钢筋混凝土倒锥壳水塔的一种施工方法,支筒采用无井架液压滑模工艺,水柜采用套筒式定型单面模具预制,16根等节吊杆提升、临时钢支架固定。此法施工进度快,安全可靠,机具周转率高。
[关键词] 倒锥壳水塔;滑模;水柜;提升;安装
0 引 言
目前倒锥壳水塔应用日益广泛,施工方法多种多样,本文就某水塔工程中采用双液压滑模施工工艺做一介绍。水塔总高42m,支筒外径为2.4m,壁厚0.18m,容量为200m3,主要施工工序为础、筒体、水柜预制、水柜吊装、收尾等。由于筒体采用滑模工艺、水柜采取单面定型模板预制液压系统提升,工程仅用三个半月就顺利竣工。
1 钢筋混凝土支筒无井架液压滑模施工
1.1 滑模机具系统
操作平台采用刚性平台,中心为φ200中空钢管,与提升架用10榀辐射钢桁架连接,提升架外随升三角架、下挂吊篮、内挂施工吊篮及液压操作平台。内外模板分别使用1.2×0.2m及1.0×0.2m定型模板,模板锥度0.3%,如图1所示。
图1 支筒滑模装置示意图
经荷载计算,均匀布置15个千斤顶(gyd-35),液压控制箱放在操作平台下部,用高压胶管连接各个千斤顶,并使各组油管长度一致。每个千斤顶安一个针阀,如图2所示。
图2 千斤顶平面布置图
1.2 支筒施工
1•2•1 混凝土浇注
混凝土由提升架运至平台倒入料斗,然后倒入模内。浇注时要对称、分层,每层厚度250mm,每层浇注时间控制在1h内,出模强度控制在0.2~0.3mpa,并随滑随压光。
1•2•2 钢筋绑扎、支承杆接长加固
筒体竖向钢筋每4m一段,基础预埋时即将接头错开,水平环向钢筋采用随滑随绑的方法;爬杆使用φ25圆钢,每根长4m,接头错开(25%),待千斤顶滑过后,用绑条焊接加固。爬杆每1m高与相邻钢筋剪刀撑焊接,以增加其稳定性。
1•2•3 筒体偏斜观测及控制
筒体偏斜的观测方法。一是用线锤检测筒体垂直,二是在筒体外双向使用经伟仪。施工时随时观测筒体垂直与扭转情况,正常时每500mm观测一次,以便在滑升过程中加以控制和调整。
2 钢筋混凝土水柜套筒预制
2.1 水柜支模
水柜套筒预制,水柜的底模、环梁以及顶模均采用定型模板,定型桁架系统支撑,如图3所示。
图3 水柜支模示意图
2.2 水柜混凝土施工
水柜底板、顶板的混凝土均采用一次拍坡成型方法,施工时混凝土中掺入0.03%的三乙醇胺早强剂,坍落度控制在3cm以内,每次浇捣高度为0.5m,振捣时振动棒垂直板面且不碰钢筋。
3 水柜吊装与固定
目前水箱提升方法大致有3种:千斤顶提升法、卷扬机提升法和倒置穿心千斤顶提升法。采用千斤顶提升法较其他两种方法在该项工程施工中有较大优越性,施工技术成熟、设备(包括吊杆)周转率高。因此决定采用此法,其工作原理和优缺点如下。
3.1 原理
利用千斤顶接通油路后,将支架上钢圈顶升,带动丝杆及节杆上升,使用水箱提升。
3.2 优缺点
优点:操作平稳、安全可靠,便于施工,吊杆应力及同步提升容易控制,水箱到达设计标高后上下调整方便容易,提升过程中可随时中断,不受影响,周转率高。缺点:时间较长。
3.3 提升系统
提升结构由上环梁、下环梁、千斤顶、提升支架等组成,其中上环梁可随千斤顶柱塞起落,下环梁是与支架连接的支架环梁,支架与水塔支筒相连,如图4所示。
1.上环绕;2.下环绕;3.千斤顶;4.钢支架;5.吊杆;6.油泵
图4 提升结构示意图
吊杆系统由等距吊杆(φ45的45号钢制成,杆长2m,共16根)接头锁具、吊杆螺栓、吊杆连接件组成。吊杆布置与连接如图5、图6所示。
图5 吊杆平面布置图
图6 吊杆连接示意图
3.4 千斤顶、提升支架设计与选择
3•4•1 千斤顶
水柜混凝土25m3,62.5t,吊杆及连接件8.5t,再考虑一定的施工荷载(上环梁、操作平台、施工平台等),总计80t,施工时采用了10台20t千斤顶,安全系数为2.5,满足要求。
3•4•2 提升支架高度设计
提升支架的高度直接影响到水柜能否吊装到位,过高既不安全且浪费材料;过低则水柜吊装不到位。在充分考虑到各方面因素的前提下,确定提升支架高度为1m,上口外径(下环梁)为2.7m,满足水柜提升高度的要求。
3.5 水柜的提升
水柜提升是以筒体为支托,采用手动起升、电动液压回油的方法提升。将10个20t手动千斤顶均匀并联置于上下环梁之间,千斤顶顶动上环梁,上环梁带动吊杆,再由吊杆提起水柜。千斤顶每次回油前均需把吊杆与下环梁锁死,再顶升时松开锁具,如此循环使水柜不断上升。随着水柜的上升,渐次摘除多余吊杆,直至升到安装高度。
3•5•1 试提与正常提升的同步控制
提升系统及吊杆安装完毕后,检查无误后方可试提。试提是先将水柜提离地面50~100mm左右,稳定放置一段时间,然后对支架、吊杆的各个连接部位进行全面检查、调整,确认无异常情况后进行正式提升。正式提升的关键在于保持各个千斤顶的同步,以确定水柜平稳、无扭转。采用手动千斤顶提升可以随时调整控制每个千斤顶的提升速度,而且一个行程的顶升高度很容易控制为150mm,从而达到各个千斤顶同步顶升的目的。
3•5•2 吊杆的调整与摘除
试提时由于吊杆之间连接间隙和提升架制作误差的存在、提升时经常换杆及千斤顶顶升不一致等原因,均可造成吊杆受力不均,引起水柜偏心等问题,因此对吊杆受力情况要经常进行检查及调整,使吊杆受力基本一致,确保吊装顺利进行。吊杆摘除是在水柜内进行的。吊杆在安
装时就互相错开,每次只对称摘除4节吊杆(自下而上第二根),摘除时将其它吊杆锁死,所要摘除的吊杆从上顺下,水柜内的施工人员将倒数第二根吊杆卸下再与上面的吊杆连接。
3.6 水柜的就位与调整
水柜提升到位后,由于水塔支筒施工、提升架安装及提升过程的误差,往往会出现水柜中心偏离支筒中心的现象,这时先将水柜提至高出临时钢支架50mm左右,再用倒链将其牵拉到位,然后慢慢下落放松倒链将水柜落到临时钢支架上,使偏差控制在允许范围内。临时钢支架在水塔支筒施工时预留孔洞,待水柜提升超过后及时安装。如图7所示。
图7 水柜临时固定示意图
4 结 语
在倒锥壳水塔的施工中由于采用了双液压滑模工艺和定型大模板体系,实现了施工速度快,质量好,安全可靠的目标,又由于采用φ45等长刚性吊杆及定型大钢模等材料,实现了多次周转的目的,取得了良好的经济效益和社会效益。
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