高任清,王彦航
滑模技术在钢筋混凝土筒仓施工中已广泛应用,但仓中仓的结构形式在目前的水泥厂工程中不多见。山水集团淄川水泥厂5 000t/d水泥熟料生产线的熟料储存库,为仓中仓结构形式,库顶为钢结构。外仓直径40m,壁厚500mm,仓体设计高度25m,顶端有一加厚环梁;内仓直径12.5m,壁厚350mm,仓体设计高度37m,工期要求30d。按传统工艺,一般先滑完外仓,再滑内仓。传统工艺施工周期长,我们对仓中仓库壁滑模采用同时滑升的方法进行了研究,参考相关工程,总结出了仓中仓库壁滑模同时滑升的施工技术。该技术具有施工速度快、施工成本低、质量能满足工艺及规范要求,在类似的筒仓滑模施工中具有较好的推广价值。
1 施工方案
在施工前的方案策划中,针对工期紧、任务量大的情况,提出了内外仓同时滑模的设想。通过对在建的几个水泥厂筒仓滑模的考察,认为对现有的机具设备进行改装后可满足仓中仓同时滑升的工艺要求。内仓和外仓“门”字架之间的联系及操作平台,是重点解决的问题之一,因为这种结构形式既不同于单一的大直径筒仓,又不同于连体仓。内外仓滑模装置之间采用合理的操作平台和连接方式:即挑架式操作平台和辐射形水平钢拉杆连接。内仓内操作平台也是
这种形式,只在中心增加一钢板制成的80~100cm中心环。同时采取必要的措施,保证内外仓滑升的同步性。
2 机具设备的准备及现场组装滑模
2.1 施工准备
(1)按施工方案准备材料机具 ①模板 根据内仓和外仓的周长,确定模板的用量,以2012为主;②围圈 使模板保持组装的平面形状,将模板与提升架连接成1个整体,围圈采用[8制作,每侧模板的背后设上下2道闭合的环形围圈,间距700mm,围圈的弧度根据圆仓的直径进行调整,围圈的接头采用对接焊接的形式,围圈与提升架用[8制作连接件连接;③提升架 采用单横梁双立柱式“门”字架,横梁采用双排[12制作,立柱采用[14制作,横梁和立柱采用螺栓连接;④挑架式操作平台 每个仓的内外操作平台均为挑架式,用角钢制作三角架,下辅助平台采用吊脚手架,用于混凝土表面的修饰和混凝土的养护;⑤钢拉杆及中心环根据滑模装置及内外仓直径用16mm或18mm的59圆钢制作钢拉杆,用10mm的钢板制作中心环(外径800~1000mm)。内外仓之间的钢拉杆及内仓钢拉杆数量相等,即外仓门字架数量。
(2)液压提升系统 通过荷载计算所需的千斤顶数量,选用合适的液压控制台,根据仓中仓的结构形式,合理布置油路。该工程采用gyd-35型千斤顶,液压控制柜采用1台hy-56型液压控制柜,gyd-35型千斤顶用25mm圆钢作支承杆,为了加大滑模系统的侧向整体刚度,用gyd-60型千斤顶均匀代替一定数量的gyd-35型千斤顶,gyd-60型千斤顶用48mm×3.5mm的钢管作支承杆。
(3)液压千斤顶的行程试验及调整 为了保证滑模的同步性,内外仓使用的千斤顶应调整其行程,使其在相同荷载作用下行程差不大于2mm。试验方法如下:千斤顶处于下死点位置,在吊篮中对称放置砝码,使砝码与吊篮的总重量为3t(额定起重量),并用高度尺测量此时的高度h1,然后启动液压控制台,使被测千斤顶带着吊篮均匀地上升到上死点,接着用手控回油,用高度尺测量此时新高度h2。千斤顶行程为h2与h1之差值,每个千斤顶测定3次,取其平均值,即为该千斤顶行程。根据所测数据调整行程,使其符合要求。通过对所有千斤顶测试及调整,使每个千斤顶的行程符合规范要求。
2.2 滑模装置的组装
组装顺序如下:绑扎第一步库壁环筋→安装提升架→安装围圈(先内,后外)→安装库壁模板→安装中心环、拉杆、挑三角架、栏杆、铺板→安装千斤顶及液压设备,并进行空载试车及对油路加压排气→液压系统安装合格后,安装支承杆浇筑混凝土进行试滑,调整转入正常滑升至3m高后,安装仓内外吊脚手架。
(1)模板系统组装 根据图纸进行筒仓放线,然后安装模板系统,该系统由模板、围圈、提升架及其附属配件组成。用塔吊吊装“门”字架就位,提升架是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件,同时承受作用于整个模板上的竖向荷载,并将上述荷载传递给千斤顶和支撑杆。当提升机具工作时,通过它带动围圈、模板及操作平台等一起向上滑动。门字架设上下可调螺丝,调整模板至适合的倾斜度。根据轴线把提升架临时固定,然后安装围圈并找正,围圈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接成一个整体,围圈在工作时,承受由模板传递来的混凝土侧压力、冲击力和水平荷载及滑升时的摩阻力,作用于操作平台上的静荷载和施工荷载等竖向荷载。本工程围圈采用[8接头对焊。每侧模板的背后设上下2道闭合的环形围圈,间距700mm。围圈的弧度根据圆仓的直径进行调整。模板和围圈之间用钩头螺丝或铅丝连接,模板的主要作用是承受浇筑混凝土时的冲击力、侧压力及滑动时的摩阻力和模板空滑、纠偏等情况下的外加荷载,并使混凝土按设计要求的截面形状成型。该工程采用定型钢模板,以2012为主,配少量3012、1512,用于调整模板模数,安装好的模板应上口小、下口大,倾斜度为模板高度的1‰~3‰,模板上口以下2/3模板高度处的净间距为库壁厚度。
(2)操作平台系统安装 仓中仓库壁滑模的操作平台均采用挑架式操作平台,内外库壁的内外挑三角架上均增设3[8辅助槽钢圈(见图1),
以增加挑架式操作平台的侧向刚度。安装完挑三角架后,在内仓内挑三角的下部或下围圈上安装辐射状水平钢拉杆,松紧钢拉杆与挑三角架下部的滑杆螺丝,调整内仓模板的椭圆变形。然后再安装内仓与外仓之间的辐射状水平钢拉杆,松紧滑杆螺丝,调整外仓模板的椭圆变形。这
种操作平台具有用钢量小,平台适用性强,便于滑升同步及两仓的分离,外仓达到停滑高度后,拆开钢拉杆和油管,内仓可接着滑升。小仓中心设置中心环,吊线坠对准圆心,保证随时检测其滑升的垂直度
图1 操作平台剖面示意
图2 水平支撑平面示意
(3)液压提升系统
该系统是承担全部滑模装置、设备及施工荷载向上提升的动力装置,由支撑杆、千斤顶、液压控制系统和油路等组成。
千斤顶型号有gyd-35、gyd-60、qyd-35、qyd-60、qyd-100等,且有滚珠式、楔切式、卡式等多种形式。gyd-35滚珠式千斤顶,用25mm圆钢作支撑杆,利用其骑在筒壁中间的爬筋上,能使门字架双腿受力均衡,垂直度易于控制;间隔gyd-60千斤顶,4.8mm×3•5mm作支撑杆,主要是增加操作平台的侧向刚度,防止库体失圆。
(4)仓中仓滑模装置千斤顶和液压控制柜 仓中仓滑模采用挑架式操作平台,为了增加滑模装置的侧向刚度,在布置千斤顶时选用部分gyd-60型千斤顶,该工程选用gyd-35型千斤顶96台,gyd-60型千斤顶32台,间隔2台gyd-35型放置1台gyd-60型千斤顶。60施工技术第34卷液压控制柜采用1台hy-56型液压控制柜(能满足180台配套千斤顶对滑升进行综合控制)。油管采用高压耐油橡胶软管。油路系统采用三级并联方式,即从液压控制柜通过主油管到分油器,从分油器经分油管到支分油器,从支分油器经胶管到千斤顶。
(5)仓中仓滑模装置的油路布置 必须使控制台到内仓和到外仓千斤顶的油路长度大致相等。根据内外仓千斤顶数量的分配,确定控制台到内、外仓作几路分油,该项目控制台设8路主油管,2路到内仓,6路到外仓,分油器、支分油器均为一分四后到千斤顶。
3 空载试验(流量调整)和检查
(1)对千斤顶进行充油排气后,进行内外仓之间的流量调整和千斤顶之间的流量调整,控制柜总分油器安装流量调节阀,安装完千斤顶后进行空载试车,调节控制柜总分油器流量调节阀,调整分配到内外仓之间的流量,使内、外仓绝大多数千斤顶升速一致,控制内外仓之间的升差;然后再调整千斤顶与油管之间的针形阀,调节千斤顶的液体流量,调整个别千斤顶之间升速,控制千斤顶的升差。保证内外仓滑升的同步性。
(2)密封性试验 液压系统在试验油压(12n/mm2)下持压5min,不得渗油和漏油,空载试验重复3次。
(3)经过整体空载试验,各密封处无渗漏,并进行全面检查,确认无问题后,插入支撑杆,转入试滑阶段。
4 操作工艺
(1)技术与组织准备 根据图纸及有关规定的要求进行详尽的技术交底,各工序设专人负责协调,确保施工中各工种协调一致,保证滑升同步性。
(2)初滑 在模板内洒水润湿,铺设1∶2水泥砂浆3~5cm,在分层(每层厚20cm)交圈浇筑混凝土至500~700mm高后,第1层混凝土强度达到0•2mpa左右
(出模混凝土手压有指痕),应进行1~2个千斤顶行程提升,观察内外仓提升速度是否一致,确定正常后方可转为正常滑升。如出模强度太高,可调整配合比并加快施工速度;如出模强度偏低,可适当放慢滑升速度或掺适量外加剂,使混凝土出模强度符合要求。模板滑升至200~300mm高度后,稍事停歇,对提升设备和模板系统进行全面检查修整。
(3)正常滑升 正常滑升过程中,两次提升时间间隔不应超过0•5h,滑升在混凝土振捣后进行,每步滑升20~30cm后由筒形限位调平器和限位调平卡进行内外仓的同步性调平,即手动供油2~3min,使所有筒形限位调平器都顶上限位卡。调平后,继续滑升。提升时可进行钢筋焊接、绑扎及混凝土入模,但禁止振捣。提升完毕继续进行钢筋焊接、混凝土入模、混凝土振捣,行下一次提升,混凝土修饰与养护(养护采用刷养护液的方法)施工与滑升同步,如此往复,直到停滑标高。正常滑升过程中,钢筋、混凝土、预留、预埋等工种交叉作业。该工程滑升高度为每天2•5m,每步定为30cm,每3h左右一步。滑升的速度主要与混凝土的性能及供料速度有关。混凝土的强度等级为c30,配合比为水泥∶砂∶石∶水∶泵送剂fss-1∶粉煤灰ⅱ=1∶1•77∶2•99∶0•52∶0•012∶0•21。混凝土直接泵送至外仓操作平台上。外仓混凝土直接倒运入模,内仓采用塔吊由外仓接混凝土吊装运至内仓入模,解决了内外仓浇筑完成的同步性。
(4)模板的完成滑升阶段 又称末升阶段,当模板滑升至距建筑物顶部标高1m左右时,滑模即进入完成滑模阶段。此时应放慢滑升速度,并进行准确的抄平和找正工作,保证顶部标高及各种预留位置的正确。
(5)内外仓分离及滑模装置拆除 当外仓达到停滑标高后,拆除内外仓之间的拉杆,内仓继续向上滑升,直至设计标高,同时组织专业人员拆除外仓滑模装置。
5 同步性控制措施
控制措施如下:①选择挑架式操作平台,利用挑三角架、中心环、拉杆及辅助槽钢圈等组成环形操作平台,用钢量小、重量轻、适应性强,从而利于两仓分离及同步滑升;②通过调整配合比及合理配备运输工具和机具设备,保证内外仓同时具备滑升条件;③通过施工荷载计算,合理分配内外千斤顶的数量。采用部分gyd-60型千斤顶代替gyd-35型千斤顶,增强了滑模装置的侧向刚度,克服混凝土仓体容易失圆的问题,保证滑升顺利进行;④进行滑升试验时,千斤顶的额定起重量均按3t考虑,通过千斤顶爬升行程试验,调整千斤顶的行程调节帽,使其在额定起重下的行程一致,保证内外仓滑升同步;⑤油路系统采取三级并联方式,合理布置内外仓油路,保证各千斤顶供油均匀、消除升差;⑥千斤顶上筒形限位调平器,支撑杆上安装限位
卡,保证内外每步一调平,确保同步滑升;⑦人员配备要合理,保证滑模施工协调一致。
6 结语
目前国内水泥行业普遍都是日产2 500t或低于2 500t的熟料干法回转窑生产线,它采用的熟料库大多为2个18~25m直径的库或1个26m直径的库。随着水泥工业的发展,近两年日产5 000t的熟料生产线将成为主流,仓中仓形式的熟料库是这种生产线的优选。实践证明,仓中仓两仓同时滑升工艺较常规滑模(先滑外仓,再滑内仓)工效更高,施工周期较短,机械
化程度高,工程质量有保证,具有推广价值。612005 no.3高任清等:仓中仓库壁滑模同时滑升施工技术
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