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【关键词】进水口;渐变段;细部设计;模板及支撑
1.概况
苍溪航电枢纽地面发电厂房进水口渐变段为方变圆形式,从桩号0+27.172m的矩形断面(宽14.824m,高17.14m)开始,渐变至桩号0+34.583的圆(半径7.412m)。渐变段顺流向长7.411m。
2.模板方案
根据结构设计和施工条件,渐变段二期混凝土模板采用钢模板和木模板拼装,钢筋骨架支撑,斜拉固定。
渐变段下部、侧墙立模,用拉条固定在一期混凝土体上。在水平中轴线355.3m高程以上遇浇筑体横向宽度较大时,在先浇混凝土内预埋钢筋柱或型钢,作为上一层仓位安装模板拉条的固定点,以此方法进行渐变段模板的施工。
发电机吊装孔上、下游侧(渐变段上部)的混凝土浇筑,采用在主机间一期混凝土(左、右)上横架贝雷梁反吊模板进行施工。
在模板施工时,搭设简易排架,供人员上、下。简易排架步距1.7m,纵距、横距1m。
3.细部设计
3.1渐变段的模板用P3015、P1015模板拼装,局部采用木模板拼缝,骨架采用f22钢筋加工焊接而成。
3.2仓内反吊模板:反吊模板是在仓内设支撑柱,采用拉条将顶板模板反吊,同时仓内设拉条反拉。支撑柱可以在仓内埋设型钢或钢筋柱或管柱,或者直接利用壁面的钢筋焊在一起形成钢筋支撑柱,支撑柱的布置间距不大于0.75m,拉条钢筋直径不小于f12。三角柱与三角柱之间用f28钢筋联接成整体,三角柱设拉筋,模板拉条钩在三角柱上,为便于施工,先在收仓面预埋钢筋,然后将三角柱与钢筋焊接。
仓外反吊模板:贝雷梁反吊模板主要在用于方圆断面处的封顶,即在混凝土浇至363.43m高程,开始安装封顶模板。贝雷梁先期安装在主机间两侧的一期混凝土上,安装高程为365.65m。将拼装好的模板反吊于贝雷梁下。多片贝雷梁用f25钢筋连为整体,贝雷梁端部和一期插筋焊接牢固。
3.3圆弧段一般用10cm宽的小钢模拼装而成。表面曲面部分使用单面刨光木板或木工板。为防止漏浆,圆弧段的木模板施工做到严格施工工艺,确保接缝严密。
3.4侧墙、顶板面板采用标准散钢模板施工。钢模板要求接缝完整、平整。
3.5龙骨架精确放样加工,以确保结构的体型尺寸,面板安装就位过程中,安排测量仪器随时监测,并及时调整安装误差,面板安装完毕后,其轮廓线尺寸误差不大于5mm,表面平整度?3mm(2m直尺检测),接缝处严密无空隙,所有模板施工完毕后,由测量组实测并经验收确认达到标准后,进入下道工序。
3.6骨架形成框体,并具有足够的强度和刚度。
4.实施注意事项
4.1模板安装
满足有关技术规范要求,同时能保证成型后的混凝土体满足建筑物体型的要求。
4.2模板安装前,在底板上放足够多的测量点,并根据测量点放出每节模板的安装边线,保证模板能够按要求安装就位。
4.3控制起弧处模板的位置并加固牢固。
4.4钢模板之间采用U型卡相互连接固定。
4.5模板调整就位后,支撑及时加固。
4.6所有模板做到符合质量要求,模板间接缝严密、平顺,模板支撑和拉条牢固。
4.7在浇筑过程中值班木工对模板进行挂线检查,当模板受力出现偏差时及时进行调整,并逐层校核变形情况。
4.8模板加固时,在模板上口增设对拉对撑。
4.9为保证模板接缝紧密,每一层的上口模板在该层模板拆模时不拆,作为上层模板支模的下口模板。
4.10拆模时,分批拆除锚固连接件。底孔顶板施工完毕后,间歇15天以上拆除顶板模板及支撑。
4.11顶板混凝土拆模后,在混凝土表面设点进行观察。
4.12过流面技术要求
(1)体型尺寸允许误差
高流速水流处结构体型尺寸允许误差为:成型后墙面相对中心线的尺寸偏差及底板、顶板的高程偏差为±5mm。
(2)平整度控制标准
①过流面不允许有垂直升坎或跌坎。
②孔口及门槽区,不平整度控制在3mm以下,纵向坡控制在1:30以下,横向坡控制在1:10以下;其余部位的不平整度控制在5mm以下,纵向坡控制在1:20以下,横向坡控制在1:5以下。
③混凝土表面在1m范围内凹值控制在2mm以下。
4.13底板过流面混凝土施工采用设置埋入式钢管样架控制,样架间隔1.5~2m。
(1)样架采用1″钢管制作,样架间距不大于2m,距模板边20cm。钢管样架采用花篮螺栓支撑固定,花篮螺栓采用φ16mm钢筋制作,花篮螺栓顺流向按钢管样架布置,左右向间距不大于2m,距模板边20cm。
(2)样架安装精度高于一般模板,当按测量放样固定后,复测资料经监理工程师审查后方进行下道工序。
(3)样架和模板经测量组验收合格,才能进行下一道工序施工。
(4)混凝土浇筑过程别注意保护样架,避免正对样架直接下料以免人为造成样架变形。
5.模板支撑复核计算书
5.1式军用贝雷梁的复核计算
计算条件如下:
模板及钢管围令荷载:取2KN/m2;
人员荷载:取2KN/m2;
混凝土荷载:取25KN/m2;卸料冲击荷载取2KN/m2;
施工荷载:取2KN/m2;
因此按照极限分析得,总荷载为33KN/m2。
按照上游最大断面计算长度,每品贝雷梁的最大线性荷载为1.5m×15×33/15=49.5KN/M。
每品贝雷梁跨中弯矩为:Mx=ql2/8=49.5×152/8=1364KN・m
N=M/1.5=909KN
式中1.5m为贝雷梁高度,【N】=1000KN为式贝雷梁作为压挠杆件的容许承载力。
经验算,贝雷梁稳定。
连接贝雷梁采用14号槽钢,其受力为仅受悬吊钢筋的剪切力,由于14号槽钢截面积较大,其剪切破断应力远大于14mm圆钢,因此不做计算。
悬吊钢筋采用14mm圆钢,一级钢筋许用破断应力为210N/mm2,因此一根14mm钢筋破断拉力为210 N/mm2×153.9mm2=32.3KN。
悬吊钢筋布置间距为0.75m×1m,实际负担面积为1.5m2,在该面积上总荷载为33×1.5=49.5KN,两根钢筋可承受荷载为32.3×2=64.6KN>49.5KN,因此悬吊钢筋布置满足要求。
5.2三管柱承载能力计算
三管柱为双向受压结构,其受压为悬吊拉条内力的合力,一般悬吊拉条连接角度不小于45度,因此在计算时按照最大45度角度进行受力分析,在施工中注意悬吊拉条连接角度应大于45度。三管柱在连接一根拉条时,其受力为49.5KN×1.414=70KN。
三管柱由三根18mm钢筋组成,钢筋为二级钢筋,许用最大受压为310N/mm2,单根钢筋受压最大值为310N/mm2×254.5mm2=78.8KN。由于三管柱高度一般在3m内,其构件长细比小于12,查表得其稳定系数为0.95,因此一根三管柱最大承压为78.8×3×0.95=224.58KN。
经过计算可知,单根三管柱长度不得大于3m,单根三管柱上连接悬吊拉条数量不少于3根,同时连接拉条角度不小于45度,三管柱稳定。
6.结束语
本项目的模板设计付诸实践,满足了施工需要,取得了良好效果,对类似工程具有借鉴作用。
【关键词】模板;施工方案;设计;存在问题;措施
模板工程是钢筋混凝土结构工程的重要分项工程,模板施工方案设计合理与否,是确保施工过程中安全、稳定可靠的前提,也是确保钢筋混凝土结构工程安全的的基础,在实际工程中,因模板施工方案设计不合理甚至错误导致工程质量事故的案例是很多的,本文结合工程实际总结出了模板施工方案设计中的主要存在问题及相应措施。
1. 未按工程特点选用合适模板体系,模板选材不合理
(1)不同工程特点对混凝土的外观质量有不同要求,而不同的材料支模后会产生不同的外观效果,同时各模板体系均有其自身优缺点和适用范围,选用不合理就会产生不良效果。如在要求较高的清水混凝土工程中使用组合小钢模,会产生拼缝多、外观质量差等不良效果;在大面积现浇平台模中使用小钢模,可能造成拼装速度慢、工人浪费大、施工效率低等问题,在普通结构建筑墙、柱模中使用定型加工大钢模,可能产生浪费不经济现象。因此,选用合适的模板体系、合理选择模板材料,是涉及混凝土工程经济效益、施工效率及工程外观内在质量的综合性指标。
(2)选择模板体系时首先应分析本工程特点,包括工程质量要求、构件断面形状、模板使用周转次数和经济分析等指标,选择适合本工程特点的模板体系,杜绝生搬硬套。
(3)模板的选材通常分为组合小钢模、定型加工大模板、木(夹板)模板等。组合小钢模适用于普通建筑的现浇混凝土工程结构施工,对拆模后的混凝土构件外表无清水混凝土的质量要求,优点是通用性强、装拆方便、周转次数多、费用较低。定型加工大模板适用于非标准尺寸结构,同时适合周转使用工具式模板的结构和要求为清水混凝土的结构。其优点是简化工艺、加快施工速度、工效高、劳动强度低、工程质量好、确保每次翻用后构件断面尺寸的一致性和混凝土外表质量光洁、平整;其缺点是一次投入费用大、不同工程或不同构件间通用性较差等。木(夹板)模板适用于大面积现浇平台板及大面积墙板侧模等。其优点是减少拼缝、表面平整,用涂塑夹板更能达到构件表面光洁理想的清水混凝土效果、工效高。
2. 对复杂特殊的模板体系及定型大模板不作模板设计计算
(1)模板及支架的好坏直接影响到钢筋绑扎及混凝土的形成质量,因此,在钢筋的绑扎和混凝土的浇捣、养护等施工中,要求模板及支架必须可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力以及施工中所产生的荷载,并有足够的刚度和稳定性。应构造简单,拆装方便,能够保证工程结构的各部分形状和相互位置正确。复杂特殊的现浇混凝土结构,未经针对性设计计算,只凭经验确定施工用模板及支架,如果没有足够的承载能力、刚度和稳性,将导致模板变形、混凝土构件标高、轴线、层高、垂直度、截面尺寸等超过允许偏差,达不到合格标准,严重者模板变形坍落造成质量安全事故。
(2)为了确保混凝土质量和施工安全,对于较复杂特殊的混凝土结构的摸板体系及各类定型大模板,应有模板体系设计,作结构计算。设计时应根据工程结构形式、荷载大小、支撑的基土类别情况、所用施工设备和材料等进行全面考虑,模板设计应满足《混凝土结构工程施工及验收规范》及其他行业施工规范要求。
(3)模板及其支架的设计必须具有足够的承载能力,刚度和稳定性。能可靠地承受新浇筑混凝土的自重和侧压力,以及施工过程中所产生的荷载,把施工工况分析清晰。设计的内容一般包括:选型、选材、模板结构设计、施工图及施工操作说明。模板及支架设计的荷载应包括:钢筋、新浇混凝土、模板及支架自重,振捣和倾倒混凝土时产生的荷载,施工人员及施工设备荷载,新浇混凝土对模板的侧压力等。
3. 模板设计荷载取值不准确、漏算、遗漏侧向力、不计算施工荷载等
(1)模板设计过程中,如果荷载取值不准,计算工况不符合实际施工情况,将导致设计受力分析等不切合实际。在具体使用过程中必将产生模板过于保守,造成不必要的浪费,或过于单薄,在施工过程中失稳,两者均不可取。
(2)为了确保模板设计的准确合理,应严格做到设计荷载取值准确,不漏算、少算,考虑恒载的同时也应考虑施工过程中附加施工荷载等动载,以达到安全、经济、合理节约的目标。
4. 特殊模板及支架的设计计算忽略了变形验算
4.1 复杂模板,特别是着地搭设支架的大型构件模板体系,忽略了模板及支架的变形因素,易引起混凝土构件变形大、平整度差、偏位、沉降量大、挠度大等现象,达不到设计要求的受力状态(包括尺寸状态和受力状态)。还可能引起构件裂缝。
4.2 模板设计时,对整个模板体系包括面板、围檩和支架均应计算验算变形。常用钢脚手管支架设计和搭设时考虑适当的压缩变形,包括弹性变形和非弹性变形、基础沉降等,主要因素如下:
(1)支架承受施工荷载所引起的弹性变形。
(2)超静定结构由混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度。
(3)受荷载后,由于杆件接头的挤压或卸落设备后压缩而产生的非弹性变形。
(4)支架基础在受荷载后的非弹性沉陷。
4.3 此外,制作木支架时,立杆接头应尽量减少。相邻立杆的连接接头应错开布置,主要受压杆的纵向接头应采用对接形式,次要杆件的接头可用搭接形式。
5. 模板的细部构造设计措施不明确或不合理
(1)所谓细部构造是指模板间如拼缝处理形式、阴阳角处理、非标异形模处理、支架稳定措施、节点拼拆处理、对拉螺杆处理等。,这些问题在模板设计时不明确将使施工时随意性加大,且可能在薄弱环节、部位导致质量不理想或固定不牢,产生爆模、漏浆、模板局部嵌入混凝土内不易拆除等问题。
(2)对于模板拼缝,必须有针对性措施,解决拼缝不严、高差、漏浆、起砂等现象。如钢模板间固定件应连接牢固,间距≤30cm,拼缝用腻子批嵌或贴胶粘纸带等方法解决;异形模板定加工,梁柱板节点阴角模定加工,对拉螺杆用PVC套管,对有防水要求构件用止水片等。列出的细部构造节点应本着合理、方便原则,切不可马虎粗心。
6. 模板设计不画排列图
(1)工程模板体系设计虽有方案,但无详细明确的排列图,导致事先对构筑物尺寸了解不透彻,现场拼装无明确说明,施工任意性大;且施工事先备料不充分;小钢模拼装不合理,余下非标异形尺寸增加;大模板就位不正确、精确度不高等问题。
(2)模板体系设计应绘制模板排列图及支架系统布置图,细部构造和异形模板详图,并编制模板与配件(包括支架)的规格、品种与数量明细表。上述措施可指导施工前模板的加工、配备与经济分析;施工中按排列图拼装可确保满足模板设计要求和保证工程结构和构件各部分形状尺寸、相互间就位关系正确。对大模板画排列图的同时应将模板进行编号,加工及拼装管理应严格按编号进行,施工班组可以实行编号配板承包管理,也便于对损坏的相应编号板进行补充、加工。
7. 模板体系施工方案不全面,缺文字操作说明,验收标准不明确
7.1 模板体系方案不全面、不完整,缺乏必要的文字说明、操作方法、质量保证措施、质量标准、安全措施等,使现场管理人员和操作人员无法完全领会掌握方案要领,势必导致以后的施工管理和质量管理混乱。
7.2 工程模板体系施工方案须按施工组织设计要求编制,设计计算画排列图的同时用文字写明详细的工艺操作规程,制订技术、质量、安全、文明施工措施及质量验收要求。表达要清晰完整,特别是针对新工艺、新技术更应配合文字和图,把设计思路和各种要求表达清楚。如针对组合钢模板的检查要点,除满足相应技术规范和验收规范以外,尚应着重检查下列几个方面:
(1)组合钢模板安装是否符合该工程原配板设计和技术措施的规定。
(2)组合钢模板的支承点及支撑系统是否可靠和稳定,连接件中的紧固件和支撑扣件紧固情况,并应用力矩扳手进行检查。
(3)预埋件、预留洞的规格、数量、位置和固定情况是否正确可靠,须逐项验收。
(4)组合钢模板安装完成后,必须按《建筑安装工程质量检验评定标准》的规定,进行逐项评定验收。其余各类模板可作类似检查、补充。
8. 施工项目管理部编制的模板体系方案,特别是复杂的模板方案未经企业上级主管部门审批同意即实施
(1)企业内部施工方案审批制度既是一种行政管理也是一种技术管理,是现行施工规范和企业内部管理的双重要求。忽略了这个环节,易导致方案未经充分论证,粗糙及质量不高;也未能共享企业内部的技术资源;同时没有上级技术权威的审核,也是一种无责任心、无管理约束的表现。将可能产生责任事故,给项目部、企业、社会和个人均产生不良后果。
(2)模板方案是施工组织设计的重要组成部分,必须履行上级权威部门审批制度,此项制度起到补充、完善和技术把关的作用,同时也是一种责任制度的完善。因此,模板方案须按企业内部管理制度要求逐级上报审批,使其处于公司技术权威部门的有序管理之中。申报内容可包括技术方案、质量保证措施、安全文明措施、劳动力组织、资源落实等各方面。
9. 模板施工前无现场技术、安全交底,或交底内容无针对性
(1)施工前现场技术管理人员或施工管理人员向施工班组进行技术交底,是确保方案得以顺利落实的基本制度。不认真执行该措施,原施工方案势必仅停留在方案阶段的完善状态,只掌握在方案的编制者手中,而具体实施操作者对方案了解很少,仅靠书面资料很难全面掌握其中的重点、难点、注意点及各个不同方案的特点,造成管理和操作上的脱节,最终导致现场实物的不理想。
(2)施工技术交底可分为一级技术交底(项目工程师对专业管理人员技术交底)和二级技术交底(专业管理人员对施工操作人员的技术交底)。一级技术交底内容可包括:分部分项工程概况、参照的方案要求、引用的规范规程、重要工序控制的注意事项、新材料新工艺采用时可能出现问题的汇报手续、施工中发现问题的紧急处理的汇报手续等方面。二级技术交底内容包括:工程对象的模板工作量和完成任务时间,施工设计图内容,施工方法,操作程序和流水段划分,应注意的或特殊的技术要求(如节点处理、预埋件、预留孔等),模板安装质量要求和安全技术措施等。使施工及操作人员熟悉施工图及模板工程的设计,以确保能按设计方法施工。交底方法可以书面和会议形式相结合。
10. 模板设计未考虑施工实际进度要求和混凝土强度发展的影响,未规定拆模的具体要求和顺序;模板配备数量不够
不明确具体拆模条件和要求、模板周转数量未配足,或混凝土未符合规范规定和设计要求的强度标准和龄期要求,为赶进度而提早拆除模板和支撑,使混凝土产生结构性裂缝,甚至破坏坍塌,造成严重的质量安全事故。施工前配备模板数量应综合考虑以下因素:
(1)拆模条件:按《混凝土结构工程施工及验收规范》,同时满足设计要求。侧模,在混凝土强度能保证其表面及棱角不会因拆除模板而受损坏后,方可拆除。底模,在混凝土强度符合下表规定后,方可拆除(见表1)。
(2)承受荷载条件:已拆除模板及支架的结构,在混凝土强度符合设计混凝土强度等级的要求后,方可承受全部使用荷载,当施工荷载所产生的效应比设计使用荷载的效应更为不利时,必须经过验算加设临时支撑,以确保安全。
(3)拆模原则:在满足拆模条件和承受荷载条件的前提下按施工进度配备足够模板。拆模应规定详细的拆模流程,必须按模板设计传力途径考虑,一般先拆支撑件和连接件,再分块逐步进行拆除。禁止先拆除大面积楼层模板的支承立杆,然后再拆模板,以免模板坍塌伤人。
参考文献
【关键词】移动;吊篮车;设计;安拆;钢模板;施工
【Abstract】This paper simple mobile gondola car designed to install anti-collision concrete guardrail steel formwork construction and the crane, as artificial Ann and compared, with less investment, low construction cost, construction speed; wide applicability and many other advantages, has been by the owners, design, supervision and other business units of praise at present, the bridge parapet formwork installation and dismantling construction has been very widely used.
【Key words】Mobile;Gondola car designed by An Chai;Steel formwork construction
1. 前言
近些年来,交通事业突飞猛进,桥梁建设得到飞速发展,其高大跨度桥梁、海中、江中桥梁也特别多,对于其桥梁上部防撞混凝土护栏的施工,特别是护栏钢模板的安装与拆除施工,目前桥梁防撞护栏施工钢模板安拆设备及方法较多,如采用吊车移动安装与拆除、搭设工作平台采用人工直接安装与拆除以及移动式安拆车安装与拆除等等,但采用这些设备安装与拆除桥梁防撞混凝土护栏钢模板其成本高、且跨江河路段难以实现安拆需要等诸多缺点,其自制简易移动式吊篮车的出现,由于具有投资少,施工成本低,施工速度快;适用性广等特点,受到了业主、设计、监理等众多从业单位的一致好评,目前在桥梁护栏模板安拆施工中已经得到了非常广泛的应用。
2. 工艺原理
自制简易式移动式吊篮车安拆梁防撞混凝土护栏钢模板是采用科学计算并进行自行设计、制作与安装的可移动吊篮车进行桥梁防撞护栏钢模板安装与拆除的一种施工方法。
3. 简易移动吊蓝车设计
3.1 设计原理。
(1)简易移动吊蓝车设计原理:选择重量轻、价格底、便于装拆,可重复利用的材料作为制作装备材料,材质需满足受力和功能要求,即选择8#、10#槽钢,0.4T户外吊、三箱1.5T葫芦、移动车轮子、ф51mm焊接钢管等材料组合拼装而成,具有起吊、运输、行走等功能于一体以满足护栏模板装拆及安全保证需要的一种简易施工设备。具体设计示意图如图1、图2。
(2)杆件1、8#槽钢:高度8cm、腿宽4.3cm、腰厚5.0mm、平均腿厚8.0mm,理论重量8.04Kg/m。
杆件2、0.4T双管便捷室外吊运机,可厂家采购。
杆件3、配重工具箱:购买钢板自行焊接。
杆件4、移动车轮子,可厂家采购。
杆件5、10#槽钢:高度10cm、腿宽4.8cm、腰厚5.3mm、平均腿厚8.5mm,理论重量10.0Kg/m。
杆件6、ф51mm焊接钢管:2.5mm壁厚,2.99Kg/m。
3.2 简易移动吊蓝车制作质量及施工要求。
3.2.1 制作简易移动吊蓝车所选材料材质要求,8#槽钢、10#槽钢、0.4T双管便捷室外吊运机、ф51mm焊接钢管、推车轮子以及钢板等材料应选择优质生产厂家购买,购买前厂家需提品合格证,必要时应进行试验检测,合格后方可进行拼装。
3.2.2 移动吊蓝车槽钢、钢管焊接施工之前,应清除其表面的锈斑、油污、杂物等,焊接后焊缝应饱满,安装双管便捷室外吊运机、推车轮子所用螺杆、螺栓连接应牢固。制作成型的移动吊篮车实图如图3:
4. 具体施工工艺流程(见图4)
5. 施工操作要点
5.1 施工准备。
(1)项目前期详细研究护栏设计图纸,做好简易移动吊蓝车设计的资料调查工作。
(2)施工放样:防撞护栏施工前,做好护栏施工放样导线点布设与复测工作。
5.2 护栏施工放样。
施工放样根据施工设计图纸利用全站仪将防撞护栏构造线放样到箱梁或铺装层上。在曲线段要根据半径大小采用适当的放样点间距,尽量缩小放样点间距以尽可能接近曲线,一般每2米布置一个定位点。防撞墙控制线及标高测放后,认真校核箱梁主体结构偏差,确认该偏差对防撞墙的施工无影响;对偏差不满足施工要求处视偏差轻重程度事先进行处理。由于考虑到箱梁主体结构高程存在的偏差,防撞墙内模板在制作时考虑了3~5cm的可调节余地,再根据控制线及标高先用砂浆将防撞墙内模下口找平,保证内模下口的严密性,以免砼浇筑时出现漏浆影响砼外观。
5.3 护栏钢筋绑扎。
钢筋绑扎、定位筋焊接定位后,根据防撞墙的构造线和设计标高绑扎防撞墙钢筋。绑扎防撞墙钢筋时要注意钢筋搭接长度和钢筋间距符合施工设计图和行业规范要求,同一截面内钢筋连接接头数控制在百分之五十以内,钢筋表面油渍、漆污、浮皮、铁锈用人工除净。对于锈蚀严重损伤的钢筋,应降级使用。防撞墙钢筋绑扎完成以后,根据放样的防撞墙边线设置防撞墙模板定位钢筋,定位钢筋采用电弧焊固定在防撞护栏主筋上面,一般采用点焊即可,间距至少在75厘米以内。定位钢筋全部布置完毕以后便可以根据放样边线和标高开始安装防撞墙模板。
5.4 护栏模板安装。
5.4.1 根据设计图纸和测量放线位置支设模板。模板底部的梁板面应先用水泥砂浆抹带找平。相邻的模板宜用螺栓连接,相对的模板用穿墙螺栓固定,模板搭接处夹海绵双面胶条密封。在护栏内侧利用预留的短钢筋作支点,采用脚手管、方木、钢丝绳进行加固(移动吊篮车安拆钢模板示意图见图5)。
5.4.2 护栏钢模板安装采用自制移动式吊篮车进行,安装过程中要保证模板拼缝严密,线形美观。模板顶面每隔1m左右应横放一根短方木,方木用粗铁丝与梁板上的预留钢筋拉紧压住模板,防止浇筑混凝土时模板上浮。
5.4.3 模板与混凝土接触面必须打磨光洁呈亮色,用洁净的棉丝檫拭,直至檫拭完的棉丝基本没有锈迹和脏物为止,然后均匀涂刷脱模剂。
5.4.4 为了固定模板,在模板底部预留穿墙螺栓孔,孔的高度以桥面铺装施工后能盖住为宜。模板上采用槽钢作为加强竖肋,槽钢高出模板顶面100mm,在高出部分预留螺栓孔作为穿墙螺栓用。穿墙螺栓的直径和间距根据护栏尺寸和模板情况计算确定。
5.5 防撞护栏混凝土拌合、运输、浇筑。
(1)严格按照设计要求进行混凝土配合比设计,严格控制各项材料的用量,并经过验证后使用。
(2)配合比要以混凝土所要求的性能及使用材料特性为依据进行设计;
(3)目标配合比指标包括抗压强度、坍落度,配合比设计应满足如下要求:坍落度控制在9~12cm,在规定龄期内,抗压强度应达到目标值。
(4)混凝土拌合应搅拌均匀,拌合过程中,砂、石、水泥的用量偏差应控制在规范以内,其中砂±4%、碎石±2%、水泥±2%。
(5)混凝土运输应采用罐车集中运输,运输过程中混凝土不得离析。
(6)混凝土浇筑:混凝土分层浇筑。每层厚度不大于30cm,浇筑间隔时间不大于20 分钟。混凝土使用插入式振捣棒振捣或平板振动式振捣器。插入式振捣器按梅花型均匀布置振捣,间距40cm。并插入下一层混凝土中5~10cm 并停留3~5s。当混凝土表面无明显气泡泛起与下落,证明混凝土已经振捣密实。不得过振、漏振。在振捣混凝土过程中应随时对模板与支撑进行检查,如发现有漏浆或支撑松动现象要及时加固。
5.6 混凝土养护。
(1)在浇注完填筑体的顶层时,应及时覆盖塑料薄膜或土工布,养生时间为7d。
(2)混凝土初凝前,应避免对混凝土的扰动。
(3)待混凝土达到规定的强度后,方可拆除支架、模板。
5.7 护栏模板拆除。
模板拆除待砼达到一定强度后,及时拆除防撞墙模板,拆模不宜过早,以拆除过程中不损坏防撞墙的棱角为准。 防撞墙模板拆模后要及时湿水养护,并用土工布进行覆盖。待砼达到一定要求后,及时按设计要求切缝,防止混凝土开裂。
6. 施工过程质量、安全控制技术措施及管理办法
6.1 简易移动吊篮车制作构件应选择优质厂家进行,制作过程中应连接牢固。
6.2 施工前进行详细的技术交底,上岗人员须经考核合格,方可上岗,质量、安全责任到人。
6.3 坚持上岗自检、互检和专职质量检查制度,确保施工质量。
6.4 从事移动车安拆施工作业的人员必须持证上岗,并认真遵守安全施工规定,衣着要灵活,禁止穿硬底和带钉易滑的鞋;
6.5 作业人员佩戴安全带,作业面下方严禁站人;
6.6 金属箱体和金属底座及外壳,必须保护接零。配电箱必须有防雨和防潮措施。配电箱内必须有二级漏电保护器,每台用电设备应有各自专用的开关箱,必须实行“一机、一闸、一漏、一箱”,设备与照明分闸,所有配电箱均设门、锁,有专人负责保管,实行经常检查、检修制度。
6.7 钢模板安拆过程中,双管便捷室外吊运机应专人操作并指挥。提升、下降过程中应均衡、缓慢进行。
6.8 移动式吊篮在使用过程中要定期进行检查。
6.9 建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作业标准化、规范化。
6.10 移动吊蓝车的配重安全系数应大于2,避免发生简易吊篮车倾覆事件,确保在安拆模板施工过程中,操作人员的安全。
6.11 双管便捷室外吊运机所用钢丝绳应进行日常性检验,吊钩应增加保险装置,避免钢模板在吊运过程中发生意外。
7. 资源节约和经济效益分析
7.1 通过设计的简易移动式吊篮车在安拆桥梁防撞混凝土护栏钢模板施工中应用可以有效节约各类资源。
7.1.1 能够节约施工成本:由于自制轨道式吊篮车安拆钢模板具有投资少,施工成本低,施工速度快等特点,采用该工艺可以大大的加快施工进度,降低施工成本。
7.1.2 能够节约设备资源:采用自制轨道式吊篮车安拆钢模板,无须大量的设备和人员,特别是大型机械设备,设备资源得到有效节约。
7.2 通过设计的简易移动式吊篮车在安拆桥梁防撞混凝土护栏钢模板施工中应用可以可以取得较好的经济与社会效益。
7.2.1 自制轨道式吊篮车安拆钢模板具有投资少,施工成本低,施工速度快等特点,采用该工艺可以大大的加快施工进度,降低施工成本。
7.2.2 设备使用过程中,操作简单,施工安全可靠。
7.2.3 设备制作简单,安装方便。设备适用性强,可以广泛应用于所有类别桥梁防撞混凝土护栏钢模板安拆的施工,具有较高的经济和社会效益。
8. 结束语
自制简易移动式吊篮车安拆桥梁防撞混凝土护栏钢模可以有效的节约资源,并能带来较好的社会效益与经济效益,因此,该简易移动式吊篮车的设计与施工技术可以在桥梁防撞护栏施工工程中可以去大力应用。
参考文献
[1] 《公路工程质量质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004).
[2] 《公路桥梁施工技术规范》 (JTG/T F50/2011).
[3] 《钢结构设计规范》GB50017-2011.
【关键词】设计方案;预应力;钢筋混凝土;空心楼板
前言
随着人民生活水平的不断提高,公用建筑的使用功能日渐齐全,有些公用建筑还将游泳池等使用功能融入其中,这就要求在钢筋混凝土结构中局部形成大空间区域。这些部位的顶板的设计及施工也就成为工程中的难点,本文对某集团公司预应力钢筋混凝土空心楼板的设计方案选择及施工中应注意的相关问题作了阐述,以供同行探讨。
1 设计方案选择
1.1 设计方案选择需考虑的因素
在游泳池上方顶板设计方案选择主要基于以下两点:
(1)顶板横向跨度为17m,跨度较大,需要采用刚度较大的结构构件。
(2)最大净空高度(游泳池最低处之顶板下皮的高度)为5.6m,净空高度较小,需要采用节省空间的结构构件。
1.2 与其它设计方案的比较
为满足以上要求,设计单位先后将预应力钢筋混凝土空心楼板、普通钢筋混凝土梁板、钢结构梁板进行了综合的比较。
由于跨度大,普通混凝土梁板必须使用截面尺寸较大的梁方可满足承载要求,其梁高应在1m以上,会对净空高度造成很大影响。
钢结构梁板虽对净空高度影响不大,但在游泳池区域长期空气相对湿度较大,造成钢结构构件的防腐施工难度增大,结构构件耐久性也会变差。
而预应力钢筋混凝土空心楼板不但可以满足净空高度要求,而且混凝土构件在预应力的作用下,混凝土抗裂性能提高,同时也提高了混凝土构件的耐久性。由此可见,预应力空心板是最优的设计方案。
2 预应力空心板的施工
预应力空心板虽然在设计方案的选择上具有诸多优势,但其施工较为复杂。现结合该工程预应力空心板施工的实际情况,对其施工方法及施工中的注意事项进行阐述。
2.1 施工工艺流程
预应力空心板的施工工艺流程为:模板支撑体系搭设模板安装框架梁钢筋绑扎板下层钢筋绑扎肋梁钢筋绑扎空心管安装空心管限位钢筋绑扎板上层钢筋绑扎抗浮铁线绑扎混凝土浇筑。
2.2 模板工程
该板短向跨度17m,长向跨度36.7m,板下最大净空高度5.6m,而且预应力空心板自重较大,故该顶板的模板支撑体系需进行特别设计。
2.2.1 模板支撑体系
顶板及梁模板采用15mm厚覆膜多层板。板底次楞为50×100mm方木,间距200mm。主楞采用100×100方木,间距750mm。梁侧模、底模用50×100mm,间距200mm方木通长背楞。支撑均采用可调顶托。
模板支撑体系采用Φ48×3.5钢管搭设满堂架,板底支撑立杆纵横距为750mm,横杆步距均为1200mm。
2.2.2 模板支撑体系的施工
由于本模板支撑体系具有结构复杂、施工难度大、质量要求高、架体高大等特点,在搭设前项目部技术人员对操作人员认真进行了安全、技术交底。使每个操作人员都清楚该支撑架在技术方面的特殊要求。
在支撑架搭设过程中必须对搭设质量及安全作业进行认真的全过程控制。特别对扣件拧紧力矩、剪刀撑设置以及作业人员防高空坠落措施的执行情况进行重点监控。以保证将施工方案中的要求落实到位。
预应力空心板自重较大,其支撑体系的每根立杆承受的荷载都较大。为保证支撑体系整体的稳定,必须保证纵、横向立杆间距及水平杆步距符合支撑体系设计要求。故首先应用经纬仪在预应力空心板下的楼板顶面放线,纵、横向线的交点即为立杆所处的位置。
放线完毕,沿预应力空心板的短向铺设脚手板,并将脚手板的中心线与立杆位置线相对应,然后将可锻铸铁底座放在脚手板上,并使其中心位于纵、横向线的交点处。
铸铁底座摆放完毕后,将钢管插入底座中。此时立杆间的联系杆件不多,为防止立杆倾覆,应及时搭设扫地杆,并在必要的部位加设斜撑或与附近的结构构建进行拉接。
当模板支撑加搭设至第一步水平剪刀撑的高度时,必须进行该处水平、垂直剪刀撑的搭设。在水平、垂直剪刀撑搭设完毕前,不允许进行上部架体的施工。剪刀撑搭设完毕,项目部组织相关人员对已完成的模板支撑架进行验收。验收合格方可继续搭设。
模板支撑体系立杆、水平杆的接长采用对接扣件;剪刀撑采用旋转扣件搭接接长。杆件接长时扣件位置应符合本文“模板支撑体系的验收”一节中的相关内容。立杆接长至最上方一根杆时,该杆的长度应根据现场实际情况确定,必须保证管顶至模板主楞木方下皮的高度≤250mm,以保证自由端高度符合模板支撑体系设计要求。
支撑体系搭设完毕后,必须有总包单位安全、技术、工程、质量等部门联合验收合格后,方可进行模板安装。
2.2.3 模板安装
由于预应力空心板自重较大,所以模板安装必须重点控制模板次楞木方的间距符合施工方案中的要求,以保证板底平整度符合质量要求。除此之外均为常规要求,在此不再赘述。
2.3 钢筋工程
模板支设完毕,办理预检手续并验收合格后,即可进行钢筋安装。该工序中要穿插空心管安放、预应力钢筋的安装及水电管线预埋等工作。具体施工过程为:弹板下层钢筋位置线实心板带钢筋安装板下层钢筋安装空心管间肋梁钢筋安装预应力钢绞安装空心管安装线安装水电管线预埋空心管定位钢筋安装板上层钢筋安装。
在弹板下层钢筋位置线时必须对肋梁位置进行精确定位,以保证空心管位置准确,保证肋梁间的空隙满足安放空心管的要求。
肋梁钢筋绑扎完毕即可进行预应力钢绞线的安装。该工程采用后张法无粘结预应力施工工艺。在预应力空心板的短跨方向,每道肋梁内设6U15.2钢绞线,每道实心板带内设13U15.2钢绞线,肋梁间及肋梁与实心板带间无预应力钢绞线。常跨方向每隔2.5m或3m的设置2 U15.2钢绞线,从空心管间的空隙穿过。
本工程中使用的空心管直径为450mm,其重力密度较混凝土小很多。在混凝土浇筑过程中必然会产生较大的浮力,如不采取措施,板顶标高无法控制。故在板上层钢筋绑扎完毕后,在板上层钢筋与肋梁角筋相交处用8#线,每隔1m绑扎一道抗浮铁线。该铁线上端绕过板上层钢筋与肋梁角筋的交点,下方穿过模板,与支撑体系的水平杆绑扎牢固。
2.4 混凝土工程
钢筋绑扎完毕,验收合格并办理隐检后,即可进行混凝土浇筑。
本工程的混凝土浇筑采用地泵+布料机的方式进行浇筑。布料机重量较大,且在泵送混凝土过程中会产生较大的震动,故在放置布料机时尽量使其四脚位于肋梁或实心板带上,而且四脚下必须设置顶托,以防空心管被压碎。顶托由钢板和钢筋焊接而成。
混凝土浇筑前应用水将模板及空心管充分湿润,但模板上不得有积水。特别要保证空心管外表面在被混凝土覆盖前保持湿润。因为空心管上方的混凝土较薄,水分散失较快,如混凝土覆盖空心管时,空心管壁是干燥的,就会加快混凝土中水分的散失,使该处混凝土产生干缩裂缝。
混凝土采取分段分层浇筑,先沿肋梁方向从一端向另一端浇筑300mm厚的混凝土,并振捣密实。在振捣时要特别注意对空心管下部混凝土的振捣,该处可将振捣棒斜插入空心管下,但应尽量避免振捣棒与空心管接触,以免空心管破损。当最早浇筑部位的混凝土即将达到初凝时,浇筑空心管上方300mm厚的混凝土,并振捣密实。这种浇筑方法有效的解决了空心管下不易振捣密实的问题,并大大减小了空心管在混凝土浇筑过程中的浮力,减小了空心管在混凝土浇筑过程中向上的位移。
关键词:模板坍塌 原因分析 预防措施
一、近年来高大模板系统垮塌事故案例回顾
案例一:2003年浙江省某研究发展中心工程施工中,在浇筑门厅(结构高度为28.1m,净跨24m)混凝土时,晚上20:00左右发生支模架坍塌,造成13人死亡,17人受伤的重大伤亡事故。
案例二:2007年2月12日下午3时30分左右,广东省八建集团有限公司南宁分公司正在施工的广西医科大学图书馆二期工程,演讲厅舞台屋盖工程发生坍塌事故。造成7人死亡,7人受伤,直接经济损失32.1万元。
案例三:2010年3月14日11时30分,在建的贵阳国际会议展览中心工程A2展馆至A3展馆之间过街通道的模板支撑体系发生局部垮塌事故,造成9人死亡,19人受伤。
二、高大模板系统垮塌原因分析
高大模板系统垮塌的原因主要是模板系统中支撑系统失稳造成的,而支撑系统失稳的原因是多方面的,但归纳起来,主要有设计、材料、施工及管理四方面的原因。
1、设计方面
据不完全统计,在施工中发生的高大模板支撑架伤亡事故约有30%直接或间接与设计及其使用方法不当有关。主要表现在:
1)框架模板设计时荷载计算不符合规范要求。没有根据工地实际的环境条件、材料堆放情况、工人施工的技术情况来确定荷载的取值。
2)依照类似工程的施工经验进行模板支撑系统的设计,未经过理论计算,仅凭主观想象来决定施工方案,由于每个工程都有自己的特殊性,如不同的环境、不同的施工人员、不同的施工荷载等等,所以容易导致事故的发生。
3)设计人员技术水平不高,荷载取值、设计计算过程不正确,或未按照最新规范设计计算,还是延续的旧标准,如:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130已升版为2011版,部分技术人员还是沿用2001版的旧标准,所以设计出的施工方案不可靠。
4)在一些复杂的高支模工程中,软件也没有类似的模板可供选择,施工单位凭主观想象套用软件模块或者用简图来计算而导致与实际出入较大。
2、材料方面
造成模板坍塌事故的几大原因中,搭设模板的钢管和扣件质量低劣也是重要原因之一。
1)用于扣件式脚手架的钢管应采用外径48.3 mm,壁厚3.5 mm的焊接普碳钢管,而施工单位为节省成本,采用的钢管壁厚小于规定值,实际测量时普遍在3.0mm左右。
2)由于脚手架管属于周转性材料,多次使用降低了材料性能。如钢管、扣件经多次周转使用后严重磨损,加上维护保养不到位,造成钢管锈蚀、壁厚变薄、弯曲以及扣件锈蚀、变形、开裂等,致使支模架承载能力大大降低。
3)扣件质量不符合要求,螺栓容易滑丝,达不到应有扭矩要求。
3、施工方面
1)设计方案考虑到施工安全,有时会较为复杂、繁琐,施工单位考虑到施工成本,为减少材料租赁费及搭设的人工费,未按照设计方案进行模板支撑的搭设,存在偷工的现象。
2)支撑的搭设不符合规范要求,如脚手架的垂直度,扫地杆的位置太高,剪刀撑数量不够或剪刀撑角度太小与联系立杆的数量太多,立杆的接头未错开,甚至立杆的接头采取搭接,扣件松紧不一致等等。
3)排架搭设完成后验收不规范,未进行立杆间距、垂直度,横杆间距,扣件扭矩等测量,很多现场的扣件扭力矩达不到规范要求的40-65N・m,施工单位疏于检查,造成模板支撑整体性不够,导致支架垮塌事故。
4、管理方面
1)对于危险性较大的分部分项工程未编写专项施工方案或未按照要求组织专家进行方案论证。
2)施工企业领导安全生产意识淡薄,只考虑施工进度与施工成本,对各项规章制度执行情况及监督管理不力,对重点部位的施工技术管理不严,有法有规不依。
3)施工现场用工管理混乱,部分特种作业人员无证上岗作业,对民工未认真进行三级安全教育。
4)安全检查不到位,未能及时发现事故隐患。
在支模架的搭设与拆除和在支模架上作业过程中发生的伤亡事故,大都存在违反技术标准和操作规程等问题,但施工现场的项目经理、施工员、专职安全员在定期安全检查及平时检查中,均未能及时发现问题,或发现问题后未及时整改和纠正。
三、预防高大模板支架垮塌的措施
1、规范模板工程专项方案的设计,提高方案的针对性和可操作性。
1)提高设计人员技术水平,确保计算过程准确可靠。
2)必须根据工程结构形式、最新规范要求、材料堆放情况、立杆支承面地基情况、施工方式、混凝土浇筑方法、和气象条件等认真考虑各种荷载取值,同时要求考虑安装偏差、偶然荷载等,预留足够的安全储备,以确保模板支撑系统具有足够的承载能力、刚度和稳定性。
3)在支撑体系的设计中,必须按照最新的规范要求,设置剪刀撑、扫地杆等,做到计算和构造并重,提高支撑体系的稳定承载力。
2、强化施工管理,规范施工行为
1)施工单位的现场项目部要健全和完善各项工作制度,特别是危险性较大工程的专项施工方案编制及专家论证制度。
2)对作业人员及时进行安全培训教育和安全技术交底,技术交底必须以书面文字为依据,交底手续要完善,而且必须向一线操作工人直接交底。扣件式钢管脚手架的搭设必须由专业架子工来完成,同时加强对架子工的专项技能培训与考核,提高施工队伍业务水平。
3)加强对钢管、扣件等材料的质量检测和验收,确保材料符合规定要求。
4)加强对专业承包和劳务分包单位的管理,切实消除以包代管和包而不管现象;
5)排架搭设完毕后,严格按照设计方案及规范要求进行验收,不符合要去的必须进行整改,合格后方可施加施工荷载。
3、加强过程管理,在使用过程中认真贯彻落实检查项目
1)模板、钢筋及其他材料等施工荷载应均匀堆置,放平放稳。施工总荷载不得超过模板支撑系统设计荷载要求。
2)模板支撑系统在使用过程中,立柱底部不得松动悬空,不得任意拆除任何杆件,不得松动扣件,也不得用作缆风绳的拉接。
3)施工过程中检查项目应符合下列要求:
①立柱底部基础应回填夯实;
②垫木应满足设计要求;
③底座位置应正确,顶托螺杆伸出长度应符合规定;
④立柱的规格尺寸和垂直度应符合要求,不得出现偏心荷载;
⑤扫地杆、水平拉杆、剪刀撑等设置应符合规定,固定可靠;
4、强化高大模板支撑系统拆除过程中的安全管理
1)高大模板支撑系统拆除前,项目技术负责人、项目总监应核查混凝土同条件试块强度报告,浇筑混凝土达到拆模强度后方可拆除,并履行拆模审批签字手续。
2)高大模板支撑系统的拆除作业必须自上而下逐层进行,严禁上下层同时拆除作业,分段拆除的高度不应大于两层。设有附墙连接的模板支撑系统,附墙连接必须随支撑架体逐层拆除,严禁先将附墙连接全部或数层拆除后再拆支撑架体。
总之,引起模板工程在施工中安全事故频发的原因,主要是由设计方面、施工方面、材料使用方面、施工管理方面存在的问题引起。因此,为确保模板工程在施工中的安全性,必须提高安全意识,严格操作规程,加强过程管理。
参考文献:
蔡兰峰 扣件式钢管支撑架影响因素分析[J].兰州工业高等专科学校学报 2011年,第4期:35