摘要:针对大直径薄壁筒仓滑模施工的特点,在传统滑模工艺的基础上对滑模操作平台系统进行了改进,提出了柔性平台的概念,并在实践中成功地进行了应用。
关键词:大直径;筒仓;滑模;操作平台系统
1 引言
液压滑升模板是现浇竖向钢筋混凝土结构的一项先进施工工艺。它是在建筑物或构筑物的基础上,按照平面图,沿结构周边一次装设高1.2m左右的一段模板,随着模板内不断绑扎钢筋和浇筑混凝土,不断提升模板来完成整个结构构件。它的优点是滑升过程中不用反复地支拆模板和搭脚手架,混凝土保持连续浇筑,施工速度快,可避免施工缝,同时还具有施工成本低,安全可靠,经济效益显著等特点。因此该工艺广泛应用于烟囱、贮仓、水塔、油罐、竖井、沉井等工程施工中。整个液压滑模是由模板系统、液压提升系统和操作平台系统三部分组成。其中,液压提升系统和模板系统的设计已经非常成熟,只是因受力的差别而选择不同吨位的千斤顶和模板而已。而操作平台系统则可以根据建(构)筑物的结构特点单独进行设计。传统意义上的筒仓滑模操作平台的形式通常有两种:当筒径在10m以内时,采用无井架上撑式空间结构;当筒径在10m以上时,采用无井架下撑式空间结构。这两种结构形式均要做满铺平台,且中央要设置井架,对于直径达到数十米的大直径筒仓来说,投入显得过大,拆装难度相应增加,体现不出滑模工艺的经济高效的特点,设计采用柔性平台系统,在国家计委250亿kg粮食项目吉林农安粮食中转库30m直径筒仓滑模施工中加以应用,并取得了成功。吉林农安粮食中转库土建工程项目总投资4 785万元,主建筑群是五座30m直径钢筋混凝土筒仓,仓体檐口高度16.2m,壁厚250mm,基础为带状扩大基础,拟采用液压滑升模板工艺施工。
2 模板系统的选定
由于筒仓直径较大,曲率相对较小,可以不采用定型圆模板也能保证结构的几何尺寸,施工中采用了2012型组合钢模板,由专业模板生产厂家加工而成。围圈的主要作用是使模板保持组装的平面形状,并将模板与提升架连成一个整体,材料选用8mm槽钢弯制而成,在筒壁内外侧各设两道闭合式围圈,两道围圈间距为700mm,围圈接头采用螺栓连接。模板与围圈的连接用双抓钩将模板与围圈钩牢,并用顶紧螺栓调节位置。提升架采用双横梁“开”形钢架,布置形式为沿筒壁周长方向呈圆环状。3 操作平台系统[1,2]
3.1 主操作平台设计
主操作平台是由挑三角架铺木板沿筒壁周长方向等距布置的环形空间结构,挑三脚架固定在“开”形提升架的立柱上。中心环由直径为750mm,厚度为25mm的钢环制成,在与提升架一一对应的位置上焊上钢筋环,再用直径为8mm的钢索与提升架连接,用紧线器拉紧,使其受力均衡。钢索的长度为筒仓内半径,滑升过程中用以控制筒仓的平面结构尺寸。
3.2 吊脚手架
吊脚手架采用φ16钢筋弯制,沿周长布置,挂在提升架下横梁及挑三角架外沿,用于检查混凝土的质量、模板的检修和拆卸、混凝土表面修饰和浇水养护等工作。吊脚手架铺板宽度为700mm。
3.3 结构的垂直度、标高、平面几何特性的控制
滑模施工中的测量工作主要有水平控制和垂直控制,滑模施工的水平控制主要有抄平标高、传递标高、混凝土找平标高和滑空标高的控制,而衡量滑模施工质量的一项成果指标则是垂直度偏差值。
3.3.1 垂直偏差的控制
筒仓滑升是一项难度较大的施工过程,对垂直偏差的控制提出了较高的要求,而且只有提供垂直偏差,才能完成纠偏、纠扭工作,由于滑模施工的特殊性,这项工作必须在滑升过程中快速高效地完成。圆型构筑物采用钢滑模施工时,中心点的控制是将组装的平台设一大垂球,与地面中心点吻合来确定筒壁的垂直误差,再用经纬仪观测的方法双向控制。根据工程情况,一般初滑1m左右观测一次,测量数据作为下次观测前纠偏和纠扭的依据。纠偏应徐缓进行,逐步调整,严禁纠偏过快,造成硬弯或拉裂混凝土情况,以后每滑升一段距离(0.6~1.5m)检查一次垂直偏差,并及时加以调整。滑模纠偏除水平高度可采取在支承杆上用水准仪分段作标记,控制千斤顶提升高度外,一般系指水平位移与扭转。水平位移与扭转产生的原因主要是:操作平台上的荷载分布不均匀造成支承杆负荷不一,致使结构向荷载大的后方倾斜;混凝土入模起点不对称,发生偏移;支承杆不垂直,以及滑升模板受外界条件影响等。预防与纠偏措施主要包括:严格控制各千斤顶的升差,保持操作平台水平;操作平台上的荷载尽量布置均匀;滑模一般有向先浇筑混凝土的方向偏移现象,改变混凝土浇筑顺序逐步纠正过来。调整平台高差,即把偏斜一的千斤顶起高一定程度,使平台有意向反方向滑升,把垂直偏差调整过来;对圆型筒壁结构,任意3m高度上的相对扭转值不应大于30mm。
3.3.2 水平标高控制
在滑升前用水准仪对整个建筑物设置的各千斤顶的高度进行测量、校平,并在各支承杆上以明显标志划出水平线,以后每滑升一次高度进行一次测量和检查。在滑升过程中,操作平台必须保持水平,各千斤顶的相对标高差不得大于40mm,相邻两个提升架上千斤顶的升差不大于20mm,滑升中,随时检查操作平台、支承杆的工作状态,如发现异常,应及时分析原因,并采取有效处理措施。每层标高的传递用钢尺,主要考虑膨胀系数及自重的影响,校差不应大于3mm。
实际工作中几种标高的测设:①组装模板时,先在千斤顶杆上高于套管300~400mm处抄平标高,然后传递标高及混凝土找平标高,为滑升调空标高及混凝土找平提供依据,并在滑空前测好滑空标高。②滑升至600~700mm以上时应开始测+0.5标高线,做起始控制点,由高程点和钢尺传递标高点进行控制,以+0.5m线作为门、柱、洞口、预埋、预留的控制线,作好主体竖向轴线投测和标高传递。
3.3.3 千斤顶同步控制装置
由几何关系可以知道,保持操作平台的水平是保证筒壁垂直度的前提。只要能够保持千斤顶的同步提升,也就是保持操作平台平面的标高一致,也就保证了筒壁的垂直度。对千斤顶的同步控制采用限位调平器来完成,每隔0.3~0.4m校平一次,当行程较大的千斤顶遇到限位调平器时,会自动回油不再提升。
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