滑升模板施工技术的应用与发展
摘 要:介绍了滑升模板技术的应用历史、使用原理、构造及各部分的作用.分析了其在石家庄市其力垃圾发电厂烟囱施工中的具体应用及采取的具体措施及步骤.对滑升模板技术的改进给出了具体建议.
滑升模板(以下简称“滑模”)施工技术是混凝土工程和钢筋混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法.它始创于20世纪初,起初主要用于贮仓一类等截面筒壁结构的施工.20世纪30年代以后,由于改进了手动千斤顶和模板结构及液压滑模千斤顶及集中控制设备的研制成功,使这项工艺的应用范围逐渐扩大.20世纪40年代中期在国外得到了较大的发展.我国在20世纪30年代,已开始试用手动滑模施工,至20世纪70年代,该工艺开始在全国推广应用,并得到了较快发展.近10年来,滑模施工技术又有了长足的进步,部分成果已达到国际先进水平.
1 滑升模板施工原理
滑升模板是现浇混凝土工程的一种活动成型胎膜,主要由工具式模板和提升机具两部分组成.工具式模板由多块1 m多高的模板,按设计的截面形状连续组拼而成.即在两侧模板(或内外模板)之间,形成一个上下贯通的活动套槽.[1]施工时,在提升机具的作用下,工具式模板可沿垂直线、斜线或曲线向上滑升,混凝土由模板的上口分层(每层厚度一般30 cm左右)向套槽内浇灌,当模板内最下层的混凝土达到一定的强度后(一般要求在1~3 kg/cm2之间),模板套槽即依赖提升机具的作用,沿着已浇灌的混凝土壁,向上滑升一段高度(一般30 cm左右).这样,一边向模板内浇灌混凝土,一边将模板向上滑升,使已成型的混凝土不断脱模.如此连续循环,直至达到设计的高度.一般情况下,在整个工程施工完毕之前,模板不必拆卸和重新组装.
2 滑升模板构造及各部分作用
滑模主要由模板、围圈、提升架、操作平台、吊脚手架、支承杆及千斤顶等基本构件组成.(1)模板又称围板.提升时,依赖围圈带动其沿混凝土的表面向上滑升.模板的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力,并使混凝土按设计要求的截面形状成型.(2)围圈又称拱带、围檩.其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.(3)提升架又称千斤顶架、提升框架.它是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件,用于控制模板、围圈由于混凝土的侧压力和冲击力而产生的向外变形,同时承受作用于整个模板上的竖向荷载,并将荷载传递给千斤顶和支承杆;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升.(4)操作平台即工作平台,是绑扎钢筋、支设模板、安装预埋件和浇灌混凝土的操作场地.[2](5)吊脚手架:主要用于检查混凝土的质量和表面修饰、模板的检修和拆卸等工作.(6)支承杆和套管:它承受作用于千斤顶上的全部荷载.
3 滑升模板施工实例
3.1 工程简介
石家庄市其力垃圾发电厂烟囱施工工程,2005年5月开工,2005年8月竣工,高80 m,烟囱上口处外径2.52 m,每隔10 m设环形悬臂梁一道,下口处外径为6.02 m,内衬采用黏土耐火砖,烟囱外侧设钢爬梯,在23 m及75.5 m处各设钢信号平台一道,烟囱上设避雷针三根,导线与筒壁内钢筋焊接引下接地板.烟囱筒身混凝土壁采用“外滑内砌”施工工艺.滑模起点±0.000,内衬砌筑采用吊挂脚手架的方式砌筑,与筒身滑模同步,随滑随砌中间穿插钢梯、钢平台安装.根据液压滑升模板工艺设计规范,计划采用12榀提升架,12只液压千斤顶,支承杆采用Φ50无缝钢管,操作平台采用承重桁架,平台中心设随升井架一座.
3.2 烟囱筒壁滑模施工步骤
(1)施工前应检查基础的实际位置和尺寸,不得超过规范所规定的误差范围.(2)现场施工准备工作.(3)操作平台的组装及滑升设备的位置.①操作平台组装顺序:中心鼓圈→提升架→辐射梁→拉杆.②模板安装顺序:内模→绑扎钢筋→外模,固定围圈调整装置→固定围圈→活动围圈顶紧装置→活动围圈→活动模板及收分模板.③随升井架安装.④安装液压系统及电力系统.⑤滑升到一定高度后,安装内吊脚手架、外侧围栏及悬挂安全网.(4)滑升、调径、模板收分与抽拔.①初升:当混凝土分层浇筑高度达到模板高度的2/3,控制在2 h内浇筑完毕即可提升.提1~2个行程,观察各组装系统的工作情况是否正常,混凝土强度达到0.5 MPa即可转入正常滑升阶段.②正常滑升阶段:绑扎钢筋→浇筑混凝土→提升循环.每次提升高度25~30 cm,提升后拉紧导索轨道再行上料.③根据气候条件掌握提升的间隔时间和进度,保证混凝土出模不流淌、不塌落、表面光滑.④调径:设专人负责,每滑升一次结束,按调径表规定的标高、半径值将提升架向前推进.调径的起始点与方向应结合平台的垂直及扭转情况来决定.⑤模板的收分:与调径、半径收分同步进行,要求每提升二次(50~60 cm)检查一次半径尺寸,检查方法按新入模混凝土标高的筒身设计半径,采用吊线法找中,然后实测记录,作为原始依据.⑥模板的抽拔:当活动模板与收分模板变径收分后,重复在一起时,应在提升浇筑混凝土前及时抽拔掉活动模板,用一悬挂于两提升回间移动的模梁上的1 t小导链进行操作,抽掉活动模板.(5)筒身中心垂直度测定.采用线坠法,每提升一次,观察记录一次,连续记录各点的轨迹,发现问题及时调整.(6)操作平台的纠偏倾斜.中心纠偏利用调整平台倾斜来控制中心垂直偏差和扭转.(7)外爬梯的安装.(8)钢平台的安装.(9)内衬砌筑,保温材料的填充.应与筒身滑模同步施工.(10)混凝土筒身的养护.采用筒壁混凝土涂刷养护液进行养护.(11)垂直运输.采用随升井架施工.(12)滑升平台的改装.当滑升平台按图纸设计滑升到40 m时,因烟囱变径,滑升平台逐渐缩小,钢围圈已不能满足使用,需进行平台改装.(13)滑升平台的拆除.
4 滑模施工的技术改进
滑模施工技术虽具有许多优点,但也存在一些不足之处,有待于进一步研究改进.(1)进一步开展联合攻关,不断开发新工艺,研制新产品,丰富完善和发展滑模施工技术.①大中吨位千斤顶及配套支承杆承载能力的研究应引起重视.②推广薄层浇灌(厚度小于200 mm)、连续微量提升的办法,它是消除混凝土粘模的一种行之有效的措施.国内外的工程实践证明,采用100 mm左右厚度的浇灌层,混凝土不产生拉裂,混凝土的一次浇灌量少,模板连续提升(如每5 min一次),减少了摩阻力,改变了过去常用的浇灌层厚度偏厚、每次累计提升量过高、提升次数较少的滑升方式,可以有效地消除混凝土粘模问题.尤其在滑升面积较大的建筑中效果更为明显,且既可降低提升荷载,又可减小支承杆的脱空长度,从而大大增加滑模系统的稳定性和安全性.③应加强高强度混凝土在滑模施工中的应用技术研究,主要包括高强度混凝土的出模强度与滑升速度的关系;早龄期脱模受荷对强度的影响;加强滑模施工精度控制的智能化研究;加强冬季滑模施工工艺、特种滑模施工工艺、滑动模板表面清理技术以及滑模混凝土养护剂等方面的研究.(2)建立专业化的滑模工程公司,推行滑模施工技术单项资质注册制度.(3)一切以满足滑模连续施工的需要为出发点,建立和完善具有滑模施工特色的成套管理办法.(4)进一步降低滑模施工成本,提高企业竞争力.滑模工艺的成本可以在以下几个方面进一步挖潜:①加强管理,减少人为损耗和浪费;②滑模装置向通用化、工具化方向发展,实行社会租赁;③改善滑模设备性能,加强日常维护;④滑模支承杆尽量采用Φ48 mm×3.5 mm钢管支承杆体外布置,加大替代受力钢筋的比例,提高支承杆回收率,减少支承杆的数量等,将支承杆的无功损耗降低到最小;⑤因地制宜选择不同形式的滑模工艺,或几种施工方法综合利用,发挥各种方法的优势.
|
