摘 要:滑模施工是现浇混凝土工程的一种机械化程度较高的连续成型的施工工艺,它具有速度快、占地少、结构整体性强、节约模板和劳动力等特点.利用该技术进行施工,具有良好的经济效益及社会效益.
关键词:滑模施工;整体顶升;改善施工工艺;加快施工进度
1 前 言
近年来,各类高层建筑及高耸构筑物日益增多,滑模施工工艺在这类建筑物施工中得到越来越广泛的应用.其中利用滑模装置负荷载整体顶升技术含量相对较高、施工难度较大,在实际中应用较少.但是,这种负荷载施工工艺对某些生料、熟料库等工程施工非常适用.本文就这一工艺在实际工程施工中的应用为例进行探讨.
工程实例为河南省某水泥厂熟料生产线熟料库工程,该工程的基本情况为:生产能力为2 500 t/d,圆形筒仓结构,直径26m,库底板厚1. 8m,总高度54. 65m,其中, 36. 65m以上部分为钢
结构,钢结构呈正圆锥台,骨架有16根斜钢梁(倾斜42. 67°),如图1所示.该工程工期较紧,如果按传统施工方法(先施工筒壁,再搭设操作平台施工上部钢结构)进行施工,不仅工期难以保证,而且成本较高.为解决这一难题,我公司采用滑模施工技术,在筒壁施工的同时,利用操作平台整体顶升上部钢结构骨架(36.65m~43.50m钢锥壳构架,重约60 t),从而缩短工期.
2 滑模工艺原理
滑模装置主要由模板系统、操作平台系统、液压提升系统和施工精度控制系统等组成.模板系统包括内外模板、围圈、提升架等.液压提升系统由液压控制台、油泵、油路、千斤顶、支撑杆等组成.模板支撑在围圈上,围圈、千斤顶及操作平台均与提升架连接固定为一整体.控制油泵依次向千斤顶供油排油时,千斤顶即沿支撑杆向上爬升,并通过提升架带动模板沿新浇筑的混凝土面向上滑升,操作平台也随之上升.在提升架上安装千斤顶的位置用2道[12. 6槽钢与提升架环向联结,以增加滑模操作平台的整体刚度和稳定性,防止操作平台发生扭转和局部失稳,从而影响上部钢结构的质量.滑模装置的设计,按筒仓的直径和上部钢结构的重量来进行提升架位置的布置.通过严格的计算,千斤顶按照不等间距布置,有斜梁处间距为1. 208m,无斜梁处间距为2. 0m,另在斜梁支座处加设顶升千斤顶,共布置64个,千斤顶承载能力完全符合要求.
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
库底板脚手架→库底板模板→库底板钢筋→库底板大体积砼施工→滑模施工准备→滑模组装→钢结构吊装→砼浇筑与模板提升→施工精度控制→钢锥壳就位.
3.2 滑模组装
滑模装置的组装顺序按下述步骤进行: (1)安装提升架; (2)安装内外围圈; (3)绑扎竖向钢筋和提升架横梁以下的水平钢筋; (4)安装模板,调整模板锥度,并将模板与围圈、围圈与提升架固定牢固,安装门架上钢环梁; (5)安装内外操作平台的支撑、平台板铺板及安全栏杆.安装液压提升系统及水、电、通讯、信号、精度控制和观测装置,并分别进行编号、检查和试验; (6)在液压系统试验合格后,插入支撑杆; (7)安装内外吊脚手架及挂安全网,在地面或横向结构上组装滑模装置时,应待模板滑升至适当高度后,再安装吊脚手架.装置组装完成后,在整个滑升过程中基本不再有变化,因此组装时位置必须准确,连接必须可靠.
3.3 钢结构吊装
3. 3. 1 定位放线
根据图纸设计及钢结构截面尺寸,在库底板上放出钢结构骨架的投影线,以确定钢锥壳斜钢梁及上部钢环梁的位置,为脚手架搭设及钢骨架吊装做准备.
3. 3. 2 脚手架搭设
吊装钢结构骨架前,根据上部钢结构形状,搭设直径13m左右的圆形满堂脚手架,脚手架承压为3. 92 kn/m2,立杆间距800mm,水平杆步距1 200mm,并以中心为基点,径向加剪刀撑,剪刀撑间距2 000mm,上部2层水平杆步距600mm,上部根据钢结构位置铺150mm×150mm枕木.
3. 3. 3 钢构架吊装
用2台50 t汽车吊进行抬吊,先吊装1个月牙形环钢梁(环钢梁制作时,根据图纸及施工要求制作成2个月牙形,吊装后焊接),然后用同样的方法吊装另一半,吊装时统一指挥,吊到脚手架上方,平稳、缓慢落下,最后吊装其他散件并焊接成整体.圆形钢环梁吊装完毕后,吊装16根斜钢梁,吊装顺序是先对称吊装东、西、南、北4个轴线方向,然后对称吊装其他斜钢梁.
钢锥壳骨架吊装完毕并焊接牢固后,进行模板试滑升.启动液压机,让千斤顶提升10个行程,让各个千斤顶持荷,认真观察各个千斤顶是否能正常工作,各连接部位是否有松动,无误后方可拆除钢结构支撑脚手架.其整体吊装后与操作平台的连接情况如图2所示.
图2 钢结构吊装完毕后与滑模操作平台连接示意图
混凝土浇筑与模板滑升依次交替进行,模板每次提升200mm.经反复试配试验,确定混凝土掺加fdn-800高效早强减水剂,坍落度控制为7 cm~9 cm,混凝土的初凝时间控制在2 h~2. 5 h.既确保了滑模施工的混凝土强度满足设计要求,又保证了混凝土早期强度满足模板滑升速度的要求.滑升过程中应重点控制以下几个方面:结构截面尺寸、标高、筒径;模板的坡度、表面、接缝;筒身的中心和筒身的扭转;混凝土的出模强度、外观质量;支撑杆的接头及使用情况;油泵、千斤顶和油管路的工作状态;筒壁混凝土施工缝位置及处理情况;钢结构骨架整体情况(包括水平度、扭转、焊缝有无开裂等).
滑升过程中应随时检查操作平台、支撑杆的工作状态及混凝土的凝结状态,如发现异常,应及时分析原因并采取有效的处理措施.
4 滑模施工的精度控制
4.1 水平度控制
滑模系统在滑升中失去水平是由于各千斤顶爬升不同步造成的,滑升时为了控制水平度不超标,使千斤顶同步爬升的措施是采用限位卡挡法.具体是对每个千斤顶加装限位调平器(限位卡),并严格控制每次翻测限位卡的标高,使每个限位卡每次翻测保持水平,保证模板均匀水平上升,保证钢结构顺利就位.
4.2 垂直度控制
垂直度观测采用苏光dzj2激光铅直仪,每提升一板(200mm)观测一次,测量前应将使水准管气泡居中,激光束轴线应与筒身同心.接通激光电源,光束射到操作平台的接收靶上,然后将仪器水平旋转360°,光斑画圆的中心即正确的中心.激光接收靶采用有机玻璃制作,其规格为250mm×250mm,在上面刻画10mm×10mm的方格,激光接收靶固定在操作平台的中心.纠正结构垂直度的方法是采用平台倾斜法,即令建筑物倾斜一侧的操作平台高于其他部位,产生正
水平偏差,然后将整个操作平台滑升一段高度,使垂直偏差得以纠正.操作平台的倾斜度应控制在1%以内,纠偏结构垂直度偏差时,应缓慢进行,避免出现硬弯.
4.3 扭转控制
扭转观测点在模板围檩环向设置3个点,每天早、中、晚用蔡司020经纬仪进行观测,做好跟踪观测记录,发现偏差及时进行调整矫正.纠正扭转的方法是采用双千斤顶法或垫楔片法.
双千斤顶法:当筒仓结构发生扭转时,可沿圆周等间距地布置4对~8对千斤顶,将2个千斤顶置于槽钢挑梁上,挑梁与提升架横梁相连接,使提升架由双千斤顶承担.通过调节2个千斤顶的不同高度来纠正滑模的扭转,当操作平台和模板发生扭转时,先将扭转方向一侧的千斤顶升高,然后将全部千斤顶滑升一次.如此重复数次,即可达到纠偏的目的.垫楔片法:在液压千斤顶下部垫楔形铁片,垫片位置与扭转成反方向,迫使支撑杆反向止扭.
5 钢锥壳就位
滑模装置上部的环向梁滑升至钢锥壳斜钢梁底座的设计标高后,进行滑模装置与钢锥壳分离.首先加固支撑斜钢梁处的支撑杆,其次对称割除斜钢梁支座处的滑模环向梁,使支撑钢锥壳的环向梁与滑模装置分离,然后继续滑升至库壁顶标高.
6 结束语
与传统常规施工方法相比,该工程利用滑模装置负荷载整体顶升上部钢结构的施工技术能方便地将模板进行拆散和灵活组装并可重复使用,既节省了支模和搭设脚手架所需的工料费用,又降低了钢结构安装时的吊装费用.同时为简化施工工艺创造了条件,极大提高了生产效率,加快了施工进度,确保了工程如期完成,得到了业主及监理的一致好评,取得了良好的经济效益和社会效益.
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