摘 要: 滑动模板施工是现浇砼工程中的一种机械化程度较高的连续成型施工工艺。对于筒壁结构,当贮仓群的面积较大时,应该根据施工能力和经济合理性,设计成若干个独立的贮仓组进行滑模即连体滑模。文章结合中州铝厂氧化铝贮仓四连体滑模施工实例,对连体滑模施工中模具的设计、支承杆的选用及细部改进、液压设备的选用、滑升速度的确定及实验、模具的组装顺序、工艺流程、钢筋绑扎、砼浇筑工艺、模具拆除及区段分界的设计等工艺进行了系统的分析和论证。
关键词: 贮仓群;连体筒仓;滑动模板施工
滑动模板施工是现浇砼工程中的一种机械化程度较高的连续成型施工工艺。近年来,随着提升机具、施工工艺和精度调整控制技术的不断改进,滑模施工技术得到了迅速的发展。
对于筒壁结构,当贮仓群的面积较大时,可根据施工能力和经济合理性,结合工程结构特点,设计成几个独立的贮仓组分区进行滑模,区段分界宜与变形缝一致,以减少分界处的处理难度。
1 工程概况
中州铝厂氧化铝贮仓扩建工程位于厂内13#和15#铁路线之间,由8个直径为12.86m,壁厚为0.25m,高度32m的圆筒组成(筒身高度23m,仓底标高为+9.6m)。南北向一字排列。本工程基础部分为梁板式基础。板外围尺寸为106.86×17m,基底标高为-4.2m,板顶标高为-3.2m,梁顶标高为-2.7m。基础底局部有非自重湿陷性黄土。-2.7m至+9.6m为框架结构。柱子截面尺寸为1 000mm×1 000mm和1 000mm×1 800mm。结构围护为砖砌体。+9.6m至+32m为筒体部分,高度22.4m的筒体部分为钢筋砼结构。仓顶小房为轻型钢结构,其围护及屋面采用彩色瓦楞铁围护。
2 连体筒仓滑模施工技术
根据工程结构特点,结合施工能力、施工环境、合同工期、机械设备和经济合理性,设计成两个独立的贮仓组,每组四个筒仓,确定区段分界(变形缝)的处理方案,由两个作业队先后进行滑动模板施工。
2.1 模具设计
整个模具由模板系统、操作平台系统、液压系
统三大部分组成。
2.1.1 模板系统
模板系统由定型组合式钢模板、门架、围圈组成;定型钢模板选用1 200mm×200mm的钢模板;门架选用钢门架,每个筒仓23榀,间距为1.8m,共计184榀(2×4×23榀);在内外侧模的背后,通常设置上下各一道闭合式围圈,且应保持-定的强度和刚度,选用[10槽钢计2×4×4×45m=1 440m。
2.1.2 操作平台系统
操作平台由桁架、三角架及铺板等主要构件组成,与千斤顶或围圈连成整体。平台荷载(包括设备重量)分三个部分分别计算。
静荷载超载系数取1.1,活荷载系数取1.2。试验表明,模板滑升时的磨阻力与滑升速度、气温、模板表面的光滑程度有关,荷载可根据施工季节与施工熟练程度选用1.5~3.0kn/m2。本工程因常温施工,并采用新钢模板,且连续作业,因此取下限。操作平台上的施工荷载可取1.0~1.5kn/m2:包括作业人员、小型机具及临时存料。静荷载按实际情况选取。铺板选用35mm厚杉木板。
2.1.3 液压系统
由ykj-36型液压泵和gyd-35型滚珠式液压千斤顶及输油管道组成。
①千斤顶及支杆数量的确定
平台面积:693.7m2滑升时:静荷载 1 425kn
活荷载 1 235kn
合 计:2 660kn
千斤顶数量:
∑pmax=2 660kn,nmin=2 660/15=177
台,取184台。
千斤顶选用gyd-35型滚珠式液压千斤顶,
相应配25支承杆。
②圆台形支承杆接头形式见图1。
支承杆:选用25单根支承杆(2×4×27根)。
图1 圆台支承杆接头
制作支承杆时先用型材切割机切割支承杆接头,使其端面与支承杆中心线垂直,再用砂轮机打磨成圆台形式,去掉端面毛刺。
支承杆接头焊接分两次进行,第一次是在千斤顶上方约0.5m处,沿圆台周围对称焊接,除去焊渣,焊缝不得超出支承杆表面(图1b),否则要用手提砂轮机打磨,以便千斤顶卡块顺利通过;第二次是在千斤顶下部焊接,使圆台部分焊缝饱满(图1c)。
支承杆接头采用圆台形式焊接,焊缝沿环向均匀,受力性能好,变形小。
筒壁支承杆一般采用25mm的q235圆钢制作。筒壁支承杆单排居中布置(见图2)。支承杆与四周4根结构竖向钢筋组成1组,焊接加固。其方法为结构竖向钢筋与结构环向钢筋先进行焊接,然后放置2根径向钢筋与竖向钢筋焊接,形成四肢柱,接着在四肢柱对角线上放置交叉斜筋,端头与结构竖向钢筋焊接.交叉部位则与支承杆焊接。支承杆依靠四肢柱加强,提高自身承载能力。
图2 支承杆加固示意图
2.1.4 液压控制台
液压控制台是液压传动系统的控制中心。其型号可根据基本参数进行选择。整个滑升模具必须具备整体性能好,刚度大的特点。设计门架上下端采用[10槽钢加工成钢圈,u型螺栓卡固定在上下端内外侧的立柱上,相邻门架之间设人字剪力撑,整个模具应连锁成整体,防止在滑升过程中出现偏扭且能保证千斤顶相互协调滑升。
2.2 模具组装顺序
模具的组装顺序为:划线定位→安装门字形架→安装千斤顶→插支承杆→安装桁架→安装模板→安装液压设备→安装控制系统→检查调试。
机具组装前,应对所有部件、配件及钢模板认真进行清查和核对,符合要求后方可使用。中轴线是机具组装的基准线,要求对中、置平和定向,即筒中轴线与筒身平面中心对准。
在千斤顶支承杆插入前,必须进行组装效果检查和总体油路试压,拧紧螺栓,保证机架的整体刚度。滑模油路试验压力为9.8mpa。插入支承杆时应先切断电源,以免失误而造成事故。钢筋绑扎、支承杆插入焊接及预埋铁件,经自检合格和质检部门检查签证后方可组装外模。
模板封口前要把接口处冲洗干净,对模具、平台、设备、电路及通讯进行一次全面检查,确认无误后方可起步滑升。内外吊架及安全网在滑升到可装高度时,及时组装就位扎牢。
2.3 工艺流程
滑模施工的工艺流程为:滑模组装调试→浇筑砼→提模→找平→模具对中→绑扎仓壁钢筋→滑升。
2.4 起步及滑升
4.1 模板的初始滑升阶段
模板的初始滑升,必须在对滑模装置和砼凝结状态进行检查后进行。试滑时,应将全部千斤顶同时缓慢平稳升起50~l00mm,脱出模的砼用手指按压有轻微的指印和不粘手,即滑升过程中有耳闻“沙沙”声,说明已具备滑升条件。当模板滑升至200~300mm高度后。应稍事停歇,对所有提升设备和模板系统进行全面检查、调整后,即可转入正常滑升。砼出模强度宜控制在0.2~0.4mpa。
2.4.2 正常滑升阶段
对于正常滑升,其分层滑升的高度应与砼分段浇灌的厚度相配合,一般为200~300mm。两次提升的时间间隔不超过1.5h。模板滑升时,应使所有千斤顶充分地进、排油。提升过程中如出现油压增至正常滑升油压值的1.2倍,尚不能使全部液压千斤顶升起时,应立即检查原因,及时进行处理。
在滑升过程中,操作平台应保持水平。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,不能大于20mm。同时应检查和记录结构垂直度、扭转及结构截面尺寸等偏差值。
2.4.3 模板滑升速度
当支承杆无失稳可能时,按砼的出模强度控制,滑升速度可按下式确定:
v = (h- h- a)/t
式中: v———模板滑升速度(m/h);
h———模板高度(m);
h———每个浇灌层厚度(m);
a———砼浇灌满后,其表面到模板上口
的距离,取50 ~ 100mm;
t———在作业班的平均气温条件下,砼强度达到0.7~1mpa所需的时间(h),由试验确定。
根据现场条件和施工现场结合实验室确定的t值为8.68h。计算如下:
v =(1.2-0.3-0.1)/8.68
= 0.092 2 (m/h)
每天按24h计:24×0.092 2 = 2.2 (m/d)。
2.5 砼浇筑
砼通过垂直运输设备(现场布置的tq-63塔吊)运至平台,将砼入模后按顺序分层浇筑。入模时,砼的坍落度控制在<30mm,正常浇筑每层厚度为30mm,每层平均滑升的时间间隔为1~1.5h,初凝后的砼不能入模,保证砼在塑性状态下滑升,以免拉裂,浇筑砼应划分区段,每区段的砼浇筑量和时间大体一致,并严格执行分层均匀交圈制。不应自一端开始单方向浇筑,防止引起筒体倾斜。采用插入式振捣器振捣时,应避免触及钢筋、支承杆和模板,其插入深度不超过底层砼的50mm。当砼浇筑距设计标高相差1m左右时,浇筑速度应放慢,逐步进行模板找平、找中工作,最后一次浇成。
2.6 区段分界的处理设计
将5#贮仓(从南向北依次编号)与4#贮仓仓壁连接钢筋在变形缝处断开,在4#贮仓壁上设置预埋件。预埋件尺寸δ=8mm,宽度同4#、5#贮仓交接处宽度,待5#贮仓开始滑模时,将5#贮仓的钢筋(水平筋)与预埋件焊接,然后进行滑模。
2.7 模具拆除
大件利用塔吊下放,小件用绳索下放。其拆除顺序为:
①对中装置、内模、内模支撑;
②利用液压系统将模具骨架提升滑空后,拆除千斤顶以外液压系统、电路系统的设备、元件及水平调整装置;
③外模、吊篮及操作平台板;
④模具骨架,为保证拆除安全和方便,事前对平台应做必要的加固和固定。
3 技术经济效果
氧化铝贮仓扩建工程是中铝强化烧结法工程项目中最大的土建项目,投资1 200余万元。一期工程中所建的氧化铝8个贮仓采用的是传统的“倒模”施工。扩建的8个贮仓采用了先进的滑模施工工艺,结构的整体性强,节约了大量的周转材料和劳动力,缩短了工期,节约了投资,而且有利于安全施工。
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