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关键词:筒仓;滑模;施工工艺
随着经济的发展。基础建设的速度加快,能源需求量的日益增长,作为中国主要能源之一的煤需求量越来越多,因此,煤矿及煤加工设施的改扩建工程也相应增多。目前,煤仓建设的趋势是容积越来越大,直径也是越来越大。煤仓在施工时支模将成为一大难题。如果直径较小,可采用满堂脚手架,但对于较大直径的筒仓。如果仍然采用这一方法,造价将大大增加。如果采用操作平台,连同模板一起提升。形成滑模系统。会降低模板及脚手架的用量;同时,施工过程也非常方便。本文以沁水沁城煤矿产品仓末煤仓工程实例对大直径筒仓滑模施工加以阐述。
1 工程概况
本工程位于山西省晋城市沁水县,建设单位为沁城煤矿管理局。末煤仓内径为15m、筒壁厚400mm、高度为55.7m的圆形筒仓,混凝土标号为C35,C40。
2 主体施工工艺
2.1 施工工艺的选择
根据本工程的实际情况,底板采用支模现浇,筒仓、筒壁在基础环梁以上采用筒仓整体滑升方案,筒仓安装28个千斤顶,千斤顶由1台液压油泵控制。千斤顶布置见图1。
2.2 滑模系统组成
滑模系统组成见图2。
2.2.1 操作平台系统
操作平台是绑扎钢筋、浇注混凝土、安装预埋件等工作的场所,也是钢筋、混凝土、预埋件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场地。本工程操作平台采用辐射梁式刚性平台,辐射梁用两根[16拼制而成。共设28组,加强环梁采用两根[14,共4道均匀分布,悬索拉杆采用中25钢筋中间用法兰螺丝调整,平台板采用4 em厚松木板铺设。
平台下挂设水平安全网,鼓筒外径为3 m,上环梁采用[32,下环梁采用[25。腹杆用[10,斜杆10×10。上环粱设28个托架均匀分布,材料垂直运输采用塔吊。
2.2.2 模板系统
模板采用200mm×1500mm普通钢模,内外模均用固定模板形式,内模固定模板宽200mm,外模200mm,为了减少滑升时模板与混凝土之间的摩阻力,要求接缝紧密平整。内外模要放坡。外模为千分之一,内模为千分之二。壁厚为模板上口下来1/3处为壁厚。在每侧模板的背后,按构筑物的设计形式,设置上、下各一道闭合式围圈,其间距为600mm采用L75×5制作,上围圈距模板上口距离为200 mm。提升架用钢管和角钢焊接而成,横粱与立柱刚性连接,保证两者的轴线在同一平面内。
2.2.3 吊架
吊架主要用于检查混凝土的质量、模板的检修及拆卸、混凝土表面修砌和养护等工作。内外吊架跨筒壁挂在辐射粱上。吊脚手架铺板宽700 mm,连环铺设。吊架外侧必须设置安全防护栏杆,并应张挂安全网。
2.2.4 液压提升系统
液压提升系统主要有支承杆、液压千斤顶、液压控制台和油路等部分组成。滑模的操作平台液压控制机械设备布置在操作平台的中央部位。支承杆,又称爬杆。它支承着作用于千斤顶的全部荷载,为了使支承杆不产生压屈变形,采用φ48×315的钢管,在接长时,使用套管,先将连接件插入下部支承杆钢管内,再将接长钢管支承杆插到连接件上,即可将上下钢管连成一体,当千斤顶爬升过连接件后。用电焊把上下钢管和焊对中在一起,支承杆的接长,既要确保上、下中心重合在一条垂直线上,以便千斤顶爬升时顺利通过,又要使接长处具有相当的支承垂直荷载能力和拉弯能力。千斤顶采用HQ235型专用千斤顶配合048×315的钢管的爬杆。液压泵YKT236,额定起重量为60~100kN的大吨位千斤顶,与之配套的支承杆采用φ48×315的钢管。其基本参数为:外径48mm,内径41mm。壁厚315mm,截面积4.89cm2,重量3.83 kg/m,外表面积0.152 m2/m,截面特征:I=12.296cm4,W=5.096 cm3。R=1.58 cm,弹性模量:E=2.1×105 MPa。
2.3 滑模施工工艺
2.3.1 滑模的组装
首先在库底板筒壁-11.4m,注意控制平台起拱5cm~10cm,然后安装鼓筒,注意对好中心位置以及方向,再安装辐射梁,使其一端与鼓筒上环梁连接。另一端搁置在上,然后依次安装加强环梁、斜拉杆、提升架、爬杆、油泵,铺设平台板,最后安装内模板、内围圈、绑扎钢筋以及安装外模板和外围圈。挂设安全网,由于此时平台较低,不能装内吊架,须待滑升一定高度后安装。注意爬杆安装时必须平均分布,并加斜撑加固其稳定性,首批爬杆加工成4组,每组中:1号L=3000mm,2号L=4000mm,3号L=5 000mm,4号L=6000mm,往上每根长约6000mm。
2.3.2 设备调试
设备组装好后,应检查所有电路及油路系统,确信完好方可进行试验初提升。
2.3.3 初升
浇筑混凝土之前,应冲洗原混凝土面使之保持干净,浇一层厚50mm的原配合比减半石子的混凝土,然后分两层浇筑到60cm,每浇30 cm振捣1次。待分层浇筑到模板高度2/3时,将模板提升1~2个行程,观察液压系统和模板系统的工作情况,当第一层混凝土强度达到0.05 MPa~0.25 MPa时,即可转入正常滑升。正常滑升时,对称浇筑混凝土且不断变换方向,有利于控制平台扭转,每次浇筑必须留1根以上环筋在混凝土外,以保证绑扎环筋的间距。
2.3.4 正常滑升
正常滑升时,每400 mm提升一次,对中一次,每班应有一次严格检查。中心偏差应控制在1%范围内,两次提升的时间间隔一般不宜超过2h。
2.3.5 末升
当模板滑升至距建筑物顶部标高1 m左右时,滑模进入末升阶段,此时应放慢滑升速度,作好抄平及找正工作,保证顶部标高正确。另外。在最后一层砼浇注4h内,每隔1/2h提升1次,直到模板与砼不再黏结为止。当采用空滑方法处理库底板施工或滑升至库壁顶标高空滑时,应对支撑杆进行加固处理。加固方法采用一根大于20 mm的短钢筋绑扎在支撑杆上。
2.4 砼施工控制
砼施工控制措施如下:
(1)应以砼出模强度作为浇注砼和滑升速度的依据,每昼夜滑升高度3.0 m,因筒壁为高耸构筑物,出模强度控制在03~035 Mpa为宜。
(2)必须分层均匀按顺时针交替交圈浇筑,每层在同一水平面上,每层浇筑厚度为200 mm~300 mm,各层间隔时间应不大于砼的凝结时间。当间隔时间超过时,对接茬处应按施工缝的要求处理。
(3)砼振动时,振动器不得直接触及支撑杆、钢筋和模板。振动器应插入前一层砼内,但深度不宜超过50 mm,在模板滑升的过程中,不得振捣砼。
(4)砼出模后应及时修饰,表面不平时用方木拍实刮平,用抹子压光抹平。对于拉裂和坍落及保护层脱落等问题,搓抹人员应在混凝土凝固前及时修补。
(5)孔洞及预埋件的施工采用直接埋人法:门、窗、洞口胎膜宽度应小于滑升模板上口宽度1 cm,并与结构钢筋固定牢固。预埋件应提前加工好,边滑升边预埋。埋件不得突出模件表面。埋件出模后及时清理,使其外露。
(6)特殊部位处理如雨棚在滑升时预留钢筋,出模后剔出筋,二次浇筑。筒壁和梁的结合部留洞处理,2次浇筑梁。
(7)混凝土的养护采用养护液进行养护,用滚筒滚涂。利用吊架对脱模后的混凝土自下而上进行,脱模后1 h~1.5 h滚涂,先绕筒壁水平涂刷1遍,成膜后再垂直滚涂第二遍,两次涂刷需要横竖交叉以便养护膜厚度一致,经现场试验证明,使用养护液同浇水养护比较,提高混凝土强度10%左右,并节约了养护用水。
2.5 滑模施工的工程质量控制
滑模工程施工应按《液压滑动模板施工技术规范》(GBJlB21987)等有关标准、规定进行跟班质量检查,见表1。
2.5.1 对混凝土的质量检验应符合下列规定
(1)标准养护混凝土试块的组数,每一工作日或5m不少于1组。
(2)在每次模板滑升后,应立即检查出模混凝土,发现问题应及时处理,最大问题应作好处理记录。
2.5.2 质量问题的处理
在模板滑升过程中,由于支承杆脱空长度太大、操作平台上荷载不均及模板遇有障碍而硬性提升等原因,均可使支承杆失稳弯曲。对于弯曲的支承杆,必须立即进行加固,否则弯曲现象会继续发展而造成严重质量问题或安全事故。发现支承杆弯曲后,必先停止千斤顶工作。并立即卸荷,弯曲不大时。可加绑条,弯曲程度较大时,应将支承杆弯曲部分切断,并将上段支承杆下降(或另接新杆)并在混凝土表面厚支承杆的位置上加设一个由钢垫板及钢套管焊接的套靴,将上段支承杆插入套靴内顶紧即可。
关键词:筒仓滑膜;安全管理;建筑施工
近年来,滑模施工发展较快,因其技术和工艺特性,十分适合应用到大型的筒仓工程建设项目当中。但是由于滑模施工属于特殊的施工技术,其整体技术水平和工程危险性普遍要高于传统的工程建设技术。因此,本文以筒仓滑模施工为背景,将技术人员和作业工人所需要遵照的安全施工方法、技术方案和相应的施工安全管理对策作为主要的探究分析对象。
1筒仓施工的风险特点
滑模施工作为现代混凝土建筑工程中的一项新型技术,相比于传统的工艺方法,滑模施工具有速度快、效率高、机械化程度高等优势,可以很大程度上节约支模和搭设脚手架的工料,同时也能方便快捷地进行拆卸重组,反复使用[1]。依照滑模施工的技术优势和特点,可以将其应用在大型的筒仓工程建设当中,但是国家建设质量标准规定滑模工程的施工作业属于危险性较大的分部分项工程,所以需要针对滑模工程的安全管理制定相应的方案对策。在筒仓施工过程中,具体存在以下几个风险:(1)通常情况下,筒仓工程的主体多为直线式的钢筋混凝土筒仓型结构,建筑物的高度一般都较高,而且直径较大,属于高耸型的建筑物体,所以利用滑模施工技术来进行建设。但筒仓滑模施工的难度较大,一般施工的难点问题都集中在施工时的连续性较强、材料垂直运输量大等方面,而且施工人员多数情况下在高空进行作业,所以也会经常遭遇到交叉作业时的干扰和困难[2]。(2)由于建筑工程一般工期性较长,工程建设期间可能处于夏季炎热、冬季严寒的气候条件下,所以也需要注意施工时的天气条件。针对上述施工风险因素和部分难题,需要在具体的施工过程中制定相应的安全技术措施,明确技术方案,强调安全制度、滑模施工中的安全专项措施等,以此来尽可能保障筒仓滑模施工中的人员安全。
2制定筒仓滑模施工安全管理方案
2.1筒仓滑模施工中的安全管理方针和目标
(1)安全管理方针。筒仓滑模施工中,不管是管理人员还是作业人员,都需要始终秉持“安全第一、预防为主”的安全管控方针,加强技术施工保障,明确安全施工方法,强化人员安全意识等,以安全促生产。(2)安全管理目标。需要严格遵循国家施工安全管理规定,以最大限度完成死亡或重伤事故为零、工伤事故为零、重大火灾事故为零、无重大污染事故等目标组成的工程建设总体目标。(3)安全管理制度规定。具体需要落实以下四项工作:①做好安全技术交底工作。依照安全施工管理措施和施工现场的具体情况,各层级的管理人员需要逐级亲自进行书面化的安全交底工作,做好交接签字手续;②做好班前检查制度。区域责任工程师和专项安全工程师必须严格履行好自己的监督检查任务,督促检查各个部门是否有做好安全防护措施;③严格实行外脚手架、垂直运输设备等安装、检查以及验收工作,针对其中的大中型设备也要明确做好安全验收,凡是没有经过验收检查的,管理人员不得将其投入到实际施工当中;④定期开展安全例会。工程项目部管理人员应该定期组织全体人员开展安全教育工作,先对上阶段工程的安全管理、施工方面存在的问题进行分析和总结,然后对当前需要做到的安全重点防护工作和相关的安全注意事项进行细致的交底,再对接下来的施工安全进行提醒、详细规划[3]。让全体员工重视安全工作,对安全施工心中有底,从意识上重视起安全管理工作。
2.2筒仓滑模工程的施工顺序
若想保证在筒仓滑模工程中的安全施工,还需要从施工方案、流程的安全规划方面做好控制工作。(1)筒仓滑模工程的施工顺序。具体为:定位测量、滑模加工、仓壁钢筋安装、仓壁滑模组装、滑模设备校正调试、混凝土施工、滑模拆除,严格按照施工顺序进行作业,在保证该工序质量达标后,才能开始下一道工序[4-5]。(2)仓壁钢筋的施工风险控制。模板的组装之前,需要先对钢筋进行绑扎,然后随着模板的上升而分段进行接长和绑扎工作。需要注意的是,绑扎的速度和混凝土浇筑速度应相互协调和配合,不能影响到滑模的上升。为了方便施工并且保证施工中的安全,筒仓仓壁的水平筋长度要尽量控制在7m以内,竖向钢筋长度则需要控制在8m以内,水平筋搭接长度尽量控制在40d(d为钢筋直径)以内,竖向钢筋接头原则上需要采用焊接接头。在每层混凝土浇筑完成后,混凝土表面上层至少需要一道已经绑扎完成的横向钢筋,其中钢筋弯钩都需要背向模板的一面。
3筒仓滑模施工安全防护措施
筒仓滑模工程中安全防护的工作重点目标为:高空施工防坠落;滑模平台外檐安全防护等;各类电动工具和施工用电的防护工作等;交叉施工作业中防物体打击措施。需要全面进行安全保护,除了技术上的优化以外,安全制度的建立也同样重要,下面将分析具体的防护方案[6]。
3.1滑模动力系统安全管理措施
(1)滑模施工的动力及照明用电应设有备用电源。如果没有备用电源,则应该考虑和制定好停电时的安全措施和人员上下措施。(2)滑模动力设备的组装必须统一指挥,统一按照设计图纸组装,组装完成后由监管人员统一进行安全检查,主要确定设备各个螺栓是否连接紧固、绑扎是否牢固等。(3)千斤顶、支撑杆、油压设备的前期检查。保证千斤顶耐压12MPa,持压5min,各密封处无渗漏;卡头锁固牢靠,放松灵活;千斤顶的布置需要能够均衡分配负荷至各千斤顶。
3.2滑模安全防护措施
(1)滑模施工设计时,必须注意施工过程中结构的稳定性和安全性。(2)在滑升模板施工之前,技术部门必须做好切实可行的施工方案及流程,操作人员必须严格遵照和执行。(3)滑模施工中,应严格按施工组织设计要求分散堆载,平台不得超载且不应出现不均匀堆载的现象。滑模施工工程中涉及操作人员上下的问题,应设置可靠楼梯或者在建筑物内及时安装楼梯。(4)为了防止高空物体附落伤人,在筒身内底部需要搭设2.5m的保护棚,为了保证人员安全,并在上部铺2层防护材料。
3.3外脚手架的安全防护措施
筒仓外部上人用脚手架的外侧布设密目式安全网。脚手架外利用剪刀撑进行加固处理,剪刀撑一般布置角度为45~60°的倾斜角,再利用水平拉撑的方式和筒体库壁焊接牢固。拉撑间距需要控制在6m以内,上人的踏步板也要架设防滑条,以此保证行走安全。施工人员要时刻注意脚手板的荷载重量,严格遵循安全规定,禁止出现超载情况的发生。如果遇到立杆出现悬空和沉陷、固定节点松动、防护杆变形、架子变形等问题,需要立刻汇报并及时处理,问题未处理完毕之前,应该禁止人员使用。
3.4施工用电的安全管理措施
(1)施工中需要临时用电时,必须安排专业的电工进行处理,禁止未持有电工操作证的人员擅自施工处理。(2)作业人员在进行电工作业之前,需要佩戴好齐全的作业保护装备,例如绝缘手套、绝缘鞋等。(3)施工人员和监理人员要定期对机械设备、电器、用电线路进行全面细致的检查,线路两端做好漏电防护处理,并且要做好接地工作,按规定登记好电工巡查维护表。(4)在进行电气作业时,要保证有2人以上同时在场,一人负责操作,一人负责从旁监护,遇到紧急事故可以及时处理汇报。(5)做好人员的安全用电教育培训工作,提高人员的安全用电意识。各类用电人员需要熟练掌握用电的安全常识和基本防护操作,并了解相关的电气设备操作知识。(6)在搬运用电设备时,首先要断开电源,禁止在设备接通电源的情况下随意搬运挪动电气设备。(7)各类施工人员都应该要做到了解安全用电和常用电气设备的性能和操作方法,尤其针对专管用电和设备的人员,必须要在使用设备前就做好电气装置的检查工作,确认保护设施是否安全可用。停工时设备要及时断开电源,并且锁好开关箱,防止无关人员随意接触开关。
3.5防火安全管理措施
施工中也需要注意起火、爆燃、紧急火灾事故的发生。因此在各个滑模平台处,应该布设足够数量的干粉灭火器,主要分布在滑模平台的入口处到吊架的入口处的附近,电气施工时也需要配备灭火器材。要注意灭火器材的附近不能堆放施工材料等,以防影响取用;施工平台之上放置的材料、设备、线路应该整齐有序,并且保证通道口的畅通,便于发生火灾事故时,供人员疏散撤离。
3.6安全管理制度
(1)安全技术交底制。安全技术交底需要双方对施工现场进行实际考察,并对施工技术进行分析,各级管理人员需要逐级向上进行书面交底工作,最后签字,办理手续。(2)班前检查。班前检查需要专业的工作人员进行检查工作,首先是对施工环境有全面了解的区域责任工程师,然后是安全工程师,一个是检查安全施工问题,一个是督促安全施工的工作人员。(3)外脚手架垂直运输设备安装验收制。在施工过程中外脚手架出现危险的概率非常大,除了相关技术需要施工人员落实以外,还需要在运输设备安装验收的过程中建立安全机制。为了保证运输设备的安全,需要在施工前对中大型设备进行验收,不合格的运输设备不允许被使用。(4)周一安全例会。对施工人员进行安全教育和宣传是一项长期的工作,项目部为了督促施工人员建立安全观念,在每周一都需要重新进行全面的安全教育,一方面是对上一周施工的安全总结,一方面是对本周的施工进行安全重点防护分析,全面提高员工的安全意识。(5)定期检查与整改隐患。安全维护工作需要定时进行检查,在整改方面一定要对时间、人员、经费等制定合理的措施,对每一次的安全检查进行记录,同时对整改工作也要详细记录,为工作总结提供数据。
4结语
在筒仓建设工程中应用滑模技术具备显著优势,可以提高筒仓建筑的施工质量和效率。但由于滑模施工的特殊性和危险性,在具体的施工作业当中,监管人员、作业人员都需要时刻注重施工中的安全防护工作,避免防火、防电、防坠落等事故的发生,做好相关的保护措施,严格监督规范人员的施工行为,通过定期开展安全教育培训提升人员的安全防护意识,以此降低在筒仓滑模作业时的风险。
参考文献
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Abstract: With the development of economy, China's highway and bridge construction develop rapidly. In order to meet market demand, the bridge structure is now becoming more and more complicated, high pier bridge so does. At present, China's high highway usually through the mountainous and hilly areas with form of long tunnel, bridge with high pier and long span combined. Comparing the common template pouring, the pouring of concrete sliding model construction has good advantages of continuity, high speed, good quality, low consumption of materials etc. Combined with the potential problems of similar construction projects often appear like "terrain",
"construction period", "safety" and other problems, this paper discusses the high pier construction of Fenhe River Bridge, introduces the structural design calculation and load of high pier bridge pier sliding mode, analyses the measurement and correction measures for high pier bridge sliding model construction process, key points of quality control and assurance measures in detail, aims to improve the construction technology of sliding model construction in the future. And some corresponding policy suggestions are proposed so as to provide reference for high pier sliding model construction.
关键词: 桥梁;高墩柱;滑模;测量控制与纠偏;结构设计
Key words: bridge;high pier;sliding model;measurement control and correction;structural design
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)17-0145-03
1 工程概况
霍州至永和关高速公路东段第LJ3标段位于霍州市白龙镇,起点里程为K11+059.460,终点里程为K13+760,主线全长2.697km(短链:3.566m)。主要工程有:与路基二标连接的汾河特大桥(21#~45#)和霍州南互通连接G108、霍州市及周边地区的路基工程和桥涵工程、防护工程。其中,汾河特大桥长为1004延米,桩基采用摩擦桩与端承桩设计,桥墩采用矩形墩设计,21#~45#墩台之间,有15个墩台超过50m,其中最大墩高54.7m,上部结构采用(25×40m)先简支后连续预应力砼T梁,45#桥台采用柱式桥台。
汾河特大桥21#~45#墩台之间,共有墩柱48根。其中,有30根墩柱超过50m,最大墩高54.7m,36根墩柱超过40米。其中,21-38#墩采用上口小下口宽的矩形墩设计,39-44#墩采用上下等口的矩形墩设计。施工时每个高桥墩均采用滑模施工技术。
2 人员、设备投入情况
2.1 人员投入情况
采用两班12小时作业方式
项目部管理人员5人
施工队跟班技术员2×1人
跟班班长2×1人
砼工2×8人
电工2×1人
电焊工2×2
修面养护2×3人
滑模维护工2×2人
杂工2×2人
合计:45人
2.2 设备投入情况
HSZ75型和50型混凝土搅拌机各1台,2m3装载机1台,9m3砼运输车5台,50T以上吊车2台,滑模设备6套。250kW变压器2台,150kW发电机组2台,5T卷扬机2台。
3 滑模施工
与一般的模板浇筑工艺相比,滑模浇筑工艺在材料消耗、施工进度控制、浇筑连续性和工程质量方面都表现出一定的优越性。我部在施作汾河特大桥时,基于滑模浇筑工艺的优点决定应用滑模浇筑工艺。开工前,先根据刚度、稳定性等技术要求选择合适的滑模平台、提升架和桁架,严格按照《滑查模施工安全技术条例》设计、加工和拼装滑膜构件,浇筑后按要求拆模。施工阶段由承台上面起滑。施工中为便于纠偏,须将4根垂线分别安装在墩身外侧,砼浇筑至盖梁底部后停滑。
桥墩滑模使用1000×1000矩形桁架梁当作模板的围囹。桁架梁主梁和腹杆角钢的规格分别是∠100×10、∠63×6。模板高1.26米,所用钢板为δ=6mm;滑模工艺所用提升架为“F”型,主梁用高3米的[18a槽钢,通过6台10吨的设在墩身主筋ф25螺纹钢之间的穿心式千斤顶提升,用Ф48×3.5的钢管作爬杆,如果爬杆扰动墩身主筋,可对主筋间距进行调整,但对加强箍筋施焊过程中,须尽可能缩小主筋间距误差;在平台滑升后,对箍筋进行绑扎,停爬要及时,以便对主筋间距进行快速调节;经检查确认现场设备安全无误后再提升,以免千斤顶座及提升架钩挂主筋接头套管引发事故。如有必要,也可将弧形钢板焊在爬杆和提升架或千斤顶座接触下榻处作保护板。
砼脱模后,可采用∠63×6角钢制作一宽80cm的辅助平台用Ф14的钢筋吊挂于桁架梁下端,以便于养护并及时修补缺陷部位。辅助平台铺设δ=5cm马道板,平台四周焊设围栏,吊挂钢筋间距1.5m。
3.1 结构设计 采用液压调平内爬式滑模体。施工中,须参考技术要求选用稳定性、刚度和强度达标的钢结构滑模体。一方面确保结构能够复用,同时也方便加工制作。滑模体由面板、桁架、操作盘、提升架焊接而成,除此之外它还包括一支撑杆液压系统。
3.1.1 面板 混凝土浇筑后需通过由模板拼装而成的模具辅助成型,脱模混凝土的成型质量和外观效果主要取决于模板的刚度及平整度。按照《桥涵施工技术规范》《公路工程质量检验评定标准》和模板设计质量控制标准,模板高1.26米,用δ5mm钢板制作面板,用作筋肋的角钢型号必须是∠50×5。同时,为方便脱模,须参考一定锥度来设计模板,上下口相差2mm。
3.1.2 桁架 模板支撑和模板加固的主要构件是桁架。通过桁架的支撑使模板构成一整体。此时须根据经验及水平测压力计算。用100×100cm的矩形桁架梁和100×10角钢制作桁架,用于制作主肋和斜肋的角钢规格分别是∠63×6、∠50×5。最后通过50×5mm的角钢将模板和桁架焊接起来。
3.1.3 提升架 混凝土与滑模之间主要通过由主梁高3米的[18a槽钢制作而成的“F”型提升架相互联结。提升架的能够对滑模工作盘、桁架和模板体提供支撑,同时对桁架梁起到夹固防止其发生形变的功能。在横梁千斤顶的作用下,进而支撑在爬杆上,同时将滑升荷载传递给爬杆。用ф48×3.5mm的焊管制作爬杆。用14mm钢板处理千斤顶底座,用10mm钢板处理筋板。
3.1.4 工作盘 在滑模结构中,工作盘是最主要的受力构件。在滑模结构中,支撑于提升架的主体竖杆件上的部件就是工作盘。它具有一定的刚度和强度。模板和工作盘在提升架的作用下联成一体,进而横向支撑着模板。通过桁架上平面代替工作盘,用δ50mm木板铺设成盘面。盘面应该实时保持平整、清洁,以免物体坠落。
3.1.5 辅助盘 脱模后,将一0.7米宽、用50×5角钢制作成的辅助盘用Φ14钢筋吊挂在工作盘下端2.5米处,以便于现场作业人员实时查看混凝土成型质量。在质量检查过程中,须对缺陷部位及时修补,将埋件扒出,并洒水养护混凝土构件。
3.1.6 支撑杆 从液压千斤顶的通心孔穿过支撑杆的上段,同时承受着整个滑模的荷载,在混凝土内埋设下段,同时代替一根竖向钢筋。选用HM-100型液压千斤顶,同时用Φ48×3.5mm焊管支撑杆,结构的稳定性和承载力经计算验证,均符合相应的设计要求。
3.1.7 液压系统 通常情况下,液压系统的组成主要包括:YKT-36型液压控制台、HM-100型液压千斤顶、油管及其他附件等。组装液压系统之前,需要对管路的通畅性进行检查,同时对耐压、漏油等现象进行检查。
3.1.8 洒水管 为了更好地养护脱模的混凝土,通常情况下,将Φ50mm塑料管在辅助盘上固定一周,同时在此管上朝向混凝土壁的一侧打小孔,借助三通接头将高压水管与此管相通,并向此管进行供水,对脱模混凝土面进行养护。
3.2 滑模荷载分析计算
3.2.1 滑模结构自重
钢结构:7.5T
木板:2.5m3×0.8=2T
G1=9.5T
3.2.2 施工荷载
工作人员:20×75kg/人=1.5T
一般工具:0.5T
钢筋及支撑杆:1T
G2=(1.5T×0.5+1)×1=3T
3.2.3 滑升摩阻力
单位面积上的滑升摩阻力按200kg计算,同时考虑附加系数1.5
G3=1.5×1.26m×17.4m×200kg/m2=6.6T
3.2.4 竖向荷载
W=G1+G2+G3=9.5+3+6.6T=19.1T
3.2.5 混凝土对模板的测压力
当采用插入式振捣,混凝土对模板侧压力为:
P=r(h+0.05)
r-混凝土容重2500kg/m3
i-混凝土厚度,取0.3m
P1=2500(0.3+0.05)=875kg/m2
同时,考虑混凝土浇筑时动荷载对模板的侧压力:
P2=200kg/m2
P=P1+P2=1075kg/m2=10.75T
3.2.6 支撑杆(爬杆)计算
允许承载能力:P=3.142EI/K(Ul)2
E-支撑杆弹性模量,
E=2.1×106kg/cm2
I支撑杆的截面惯性矩,I=11.35cm4
K-安全系数,K=2
Ul-计算长度,按Ul=1.20m
P=3.142×2.1×106×11.35/[2×(1.2)2]=8159.85kg/cm2=8.16T
因此支撑杆数量(千斤顶数量):
N=W/C/P
P-支撑杆承载能力,取P=8.16T;
C-载荷不均衡系数,取C=0.8;
N=(19.1+10.75)/0.8/8.16T=4.57(台)
3.3 施工测量控制与纠偏
3.3.1 标高控制 值班技术人员用水准仪在每根支承顶杆上,每隔1.2~1.5m测定一次标高,形成一个用于控制的等高面,通过值班领工员再按一次提升300mm,将提升的等高线标在各顶杆上,以此线为准决定提升次数,同时对提升水平进行控制。当液压油顶不能同步,未达到同一水平时,按抄平数据进行油顶的个别调整,直到预定水平,在允许范围内控制误差。
3.3.2 墩身截面控制 墩身变截面及收坡,应根据墩顶设计截面、坡度事先计算出墩身各种高度的墩身截面尺寸和每提升300mm的内外收坡量进行交底,由收坡人员在顶推丝杆上标出累计收坡量,并进行操作,值班领工员负责校对检查。
3.3.3 墩身中心线及沿模平台控制 在滑模设备的几何中心线上选定适当的两点,各悬挂1个10kg的大锤球。按照所选定两点的位置投影到墩底截面上,在此面上设立两个固定的观察控制点(01、02点)。模板滑升以前,应检验两个悬挂锤球的投影点是否分别与两个观察点01、02相重合,值班技术员、测量工在每提升300mm时观察一次,以此检查与控制墩身中线及滑模平台的扭转偏移。
①桥墩平面扭角。根据相应的规范要求,滑模施工墩身平面扭角偏差α控制在2°,即控制点偏移值X≤B/2tgα=0.01B(B为01、02的距离),其纠扭方法为:多提升一点模板扭转方向一侧的千斤顶,并进行逐步的纠正,或采用对角线提高千斤顶对扭转的方法进行纠正。②桥墩侧向偏移。发现偏移超过20mm应立即纠偏。其方法为使偏移一侧的模板,对螺丝杆的推力进行加大,同时增加液压千斤顶的提升量,并且人为地使滑模向与偏移的相反方向移动,在调整纠编的过程中,通常分若干次进行微调,在一定程度上控制模板各点相对高差,否则会增加滑升阻力,进一步拉裂一侧的砼,甚至使墩身外形有明显弯曲,有损外形美观。
3.4 停滑措施及施工缝处理 受大风、大雨和其他事故以及施工需要的影响和制约,在施工过程中,导致滑模施工被迫停工,在这种情况下,需要做好停工处理,防止混凝土与模板、套管发生粘结。处理方法与要求为:
①在停工前,混凝土需要灌满模板,并进行振捣。②插入相应的接头钢筋。③停工后,在正常气温下,通常情况下,每1小时爬升一次千斤顶,提升次数与混凝土终凝时间相一致,提升次数通常情况下为7-8次。④复工时需要对中线水平加强观测,同时处理新老混凝土接缝。
3.5 拆除滑模 上升到设计要求规定的位置后,需要对滑模进行滑空处理,在高处借助龙门架拆除滑模。在拆除滑模的过程中,需要注意:①为了确保拆除的安全性,拆除工作在跟班经理的统一指挥下进行,并且制定安全措施。②拆除操作人员需要配备安全设备(安全带、安全帽等)。③对拆卸的模体部件进行严格的检查,并对其进行牢固捆绑,通过起吊下放。
3.6 质量控制要点及保证措施
3.6.1 质量控制要点 ①在工作平台上,受空间的影响和制约,由于需要安装调整墩身模板,所以要牢固、稳定地搭设工作平台。②为了避免轴线发生偏移,在浇注每节混凝土之前,需要测量墩位的纵横轴线。③为了防止漏浆,采用双面胶带对模板接缝进行处理,在施工过程中,上下倒运模板时尽量避免发生碰撞,同时对模板的平整度进行检查,及时进行整修和校核,为墩身几何尺寸的准确性,以及确保外观质量等奠定基础。④在施工过程中,为了提高混凝土的浇筑质量,需要对新老混凝土的结合面进行清洗和凿毛。
3.6.2 质量保证措施
3.6.2.1 组织保证 组织保证通常情况下,主要包括以下几个方面:①建立健全质量管理机构。为了确保施工质量,项目经理部需要成立领导小组,该小组项目经理负责,按照质量体系文件的相关规定,质量管理保证机构对质量进行管理。②设立专职质检人员。在施工现场,需要设置专职的质检员,在质检人员的严格监督下开展施工作业。全面推行质量管理和目标责任管理,在项目部质量管理领导下,从组织上落实工程质量。③加强自检组织管理。将自检制度落实到施工过程中,对于每道工序,首先需要工班、工区进行自检,然后由质检工程师对该道工序进行检查,最后由监理工程师对该道工序进行检查,检查合格后进入下一工序。
3.6.2.2 制度保证 ①图纸会审制度:在施工过程中,需要认真审查施工图纸,对设计文件和施工规范等进行熟悉,并且在施工时严格设计要求。②技术交底制度:施工过程中执行技术交底制度,由技术质检工程师在开工前对操作人员进行技术交底。③工艺过程三检制度:为了确保施工质量,对于每道工序,通常情况下都需要进行自检、互检和交接检。④执行工程监理程序:对于每道工序,经自检以及监理工程师检查签认后,进行施工。⑤测量复核制度:施工时执行测量复核制,同时需要反复校核施工的测量和放线等。⑥目标管理奖罚制度:为了确保工程质量,根据工程的实际情况,制定相应的奖惩措施。⑦重点工序全过程监督制度:在施工过程中,对于重点工序,为了便于随时处理施工中遇到的质量问题,质检工程师在全过程进行旁站监督。
3.6.2.3 施工过程保证 ①对混凝土项目的试验加强检测工作。②模板采用定型的钢模板,精心处理接缝处。③采用专用的无色脱模剂对模板进行处理。④采用专门订购的PVC垫块处理钢筋保护层。⑤对混凝土的坍落度进行严格控制,避免出现漏振或过振等。⑥采用塑料布覆裹表面进行养生,同时保持混凝土表面的湿润。
4 总结
滑模施工是一种快速连续的施工方法,在施工过程中要完成收坡、截面变化、钢筋绑扎、砼灌注等一系列工序,对各工序应严格按规范及工艺细则进行控制。随着桥梁事业的飞速发展,滑模施工工艺在高墩柱施工过程中也得到了广泛应用,滑模施工技术的应用很大程度上提升了桥梁施工进度,但由于设计及设备上的原因,其工程运用还存在一些缺陷,这就容易导致桥梁质量及安全得不到有效保证。本文主要介绍了高墩柱滑模施工的结构设计和荷载验算,施工过程中测量及纠偏措施,质量控制要点和保证措施。霍永项目部采取高墩滑模施工技术,在确保质量和安全的前提下,圆满完成了施工任务,取得了满意效果。当然,本文也难免存在不尽之处,还望同行给予批评和指正。
参考文献:
[1]冯文学.桥梁高墩滑模施工技术[J].山西建筑,2008(10).
[2]黄祖顺.浅谈桥梁高墩建设中的滑模技术[J].中小企业管理与科技,2011(6).
关键词:竖井滑模钢结构提升系统
中图分类号:TU391 文献标识码: A
1.概述
调压井位于郁江左岸地面厂房南北侧,为阻抗式调压井,内径D=19.0m,衬砌厚度为1.5m,全断面钢筋砼衬砌,井筒高度为61.2m。调压井顶部平台高程380m,底板基岩面高程318.8m,底板厚度为2m,阻抗孔直径D=4.0m,阻抗孔顶部底板高程320.8m,底板厚2m其底部与引水隧洞相通。混凝土衬砌施工采用滑模工艺,滑模采用自制并现场组装。
2.滑模结构
根据以往的施工经验,等截面结构的砼衬砌工程采用滑模施工要比传统的支模施工更能保证质量,降低成本,提高工效,减少安全隐患。采用滑模施工,砼是连续浇筑的,可以最大限度地减少甚至避免施工缝,使砼的整体性更好,避免了支模、拆模、搭拆脚手架等多种重复性工作,故进度更快,工效更高,材料消耗更少。
为便于加工,保证有足够的强度、刚度及稳定性,调压井滑模设计为钢结构,主要由模板、圈梁、辐射梁、提升系统、工作盘等几部分构成。
2.1模板
模板使用1.2m宽、δ=3mm钢板,事先利用卷板机按照调压井衬砌规格尺寸分块加工,然后现场组装。
2.2加劲肋
为保证模板有足够的强度、刚度及稳定性,模板组装完毕后,用∠50×50mm角钢以30cm间距与模板和环梁[120a槽钢焊接。
2.3环梁
环梁主要用来支撑和加固模板,使其形成一个圆筒形整体。环梁采用上、下两道,选用[120a槽钢,上环梁下边线距模板上口10cm,下环梁上边线距模板下口10cm。上、下两道环梁间距100cm(净距),环梁与模板焊接,同时上下环梁之间采用∠50×50mm角钢(间距30cm,角钢长度1m)焊接-即加劲肋相联。
2.4辐射梁
辐射梁是模板与环梁的联系构件,为三角支架结构,支架外挑宽度1.8m。主要用于支撑模板、环梁、滑模工作盘,使整个滑模成为一个整体,具有一定的稳定性。辐射梁选用[100槽钢。整个滑模系统沿周圈共均匀布置50个三角支架。具体结构可参照图2。
2.5提升系统
提升系统选用16台5T手扳葫芦,通过焊接在环梁上的16个吊环将滑升系统与放置在井口的[25槽钢横梁连接,利用人工操作手扳葫芦来提升滑模系统。钢丝绳选用直径φ16mm,6×19(a)类园股钢芯钢丝绳,钢丝公称抗拉强度1770MPa,钢丝绳最小破断力为161KN。其井口布置见附图1
2.6工作盘
工作盘即为在环梁和辐射梁上铺设上δ=40mm木板,为滑模施工提供工作场地。盘面必须保持平整密封,周围设置H=1.2m高护栏,以保证人员在进行混凝土施工时安全。护栏沿圆周共布置25个护栏立柱钢筋,在立柱顶部及中间各设置一道环向圈筋,护栏采用Φ20钢筋进行制作。
2.7辅助盘
为便于施工人员随时检查脱模后的砼质量,及时修补砼局部缺陷,以及及时对砼表面进行洒水养护。在工作盘下方约2.0m处悬挂一辅助盘,辅助盘设计为环形,栈道式,盘宽1.0m。吊栏Ф25钢筋进行制作,爬梯为Ф20钢筋,每个三角支架下布置一个三角吊栏结构,共设置50个;爬梯则沿周圈均匀设置5个,结构如图2。
2.8滑模结构材料表(不含提升系统):
2.9洒水管
为使脱模后的砼得到良好的养护,特在辅助盘外圆周上固定一环形φ50mm塑料管,在此管朝井壁侧打若干小孔,高压水管与此管用三通相接,向此管供水,水便从小孔喷出,以对井壁砼进行养护。
3.模混凝土浇筑
利用滑模施工必须严格遵守分层分片对称浇筑砼,每层浇筑砼厚度30cm为宜,与模板上口平时进行滑升。
3.1模板滑升
施工转入正常滑升时,应尽量保持连续施工,并根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度,正常滑升每次间隔3小时,控制滑升15cm,日滑升高度约1.2m。滑升过程中设专人检查滑模上升情况,观察手扳葫芦和钢丝绳的受力状态是否正常,检查井筒中心线和滑模操作盘的水平度。
3.2井壁的表面修整及养护
井壁表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序,当砼脱模后须立即进行此项工作。一般用抹子在砼表面做原浆压平或修补,如表面平整亦可不做修补。利用吊栏操作平台进行此项施工。砼的潮湿养护可利用滑模辅助盘上设洒水管喷水对井壁进行养护,供水由单绳悬吊2寸钢管向井下供水。
3.3停滑施工及施工缝处理
滑模施工要求连续作业,因意外停滑时应采取“停滑措施”,砼停止浇筑后,每隔0.5~1小时,滑升1~2个行程,直到模板与砼不再粘结(一般4小时左右)。对于因停工造成的施工缝应认真处理,根据水工规范要求预先做出施工缝,然后在复工前将砼表面残渣除掉,用水冲洗干净,先浇筑3cm厚水泥砂浆,然后再浇筑原配合比砼。
4.滑模组装
滑模组装在EL320.8底板平台上现场组装,并配备有经验的技术人员和操作工人严格按照滑模设计方案进行滑模组装。组装完成,经过试滑行,自检合格后,提请监理工程师验收合格后方可进行滑模砼施工。滑模组装质量标准:
(1)钢模面板应平整,不得有锈蚀、孔洞、毛刺和焊渣;
(2)模体尾端严禁翘曲卷边;
(3)模体预组装完毕并经检查验收合格后,应刷添或喷添一层防锈脱模剂。
5.滑模拆除
滑模拆除总体思路:滑模砼施工完成后,将滑模环梁和模板局部割除,整体“缩水”加固后,利用滑模平台进行固结灌浆。固结灌浆完成后再将滑模降到井EL320.8底板平台上再分割若干小件,从底板φ4m阻抗孔运到隧洞内,从3#施工支洞用载重汽车运出。或用卷扬从上井口吊出,从调压井公路用载重汽车运出。
6.竖井滑模经济效益
与传统模板相比,竖井滑模不仅更能保证施工质量,方便施工,而且在施工成本上要远低于传统模扳。采用竖井滑模比传统拆装普通模板直接节省资金约23万元。
本表计算参考《水利建筑工程预算定额》及当地建筑材料价格。
7.结束语
采用大断面竖井混凝土衬砌采用滑模施工,无论从施工质量、进度和安全,还是成本计算,都远好于传统的拆、装模板。因此,调压井采用竖井滑模后,大大提高了生产效率,减少了投入成本,提高了经济效益。
参考文献:
关键词:建筑工程施工 滑模施工 优势
0 引言
高层建筑上部主体结构通常层数较多,且竖向结构布置上下变化不大,特别是进入标准层后,结构施工工艺重复较多,为了降低施工成本可尽量采用滑模施工法。该方法机械化程度高、施工速度快、综合效益显著,是可广泛采用和推广的施工技术。
1 在高层建筑施工中应用滑模施工技术的优势
滑模施工是一种可以随着柱子的高度而上升的滑模工艺广泛用于筒层构筑物施工,高层建筑物如果现场堆放条件受到限制,采用滑模比较好,而且施工速度快,降低模板损耗率。滑模的施工是通过油泵的压力,使卡在支承杆上的液压千斤顶,带动千斤顶架支承整个操作平台及向上提升内外模板,吊架它具有施工连续性和机械化程度高、速度快、混凝土连续性好、表面光滑、无施工缝、材料消耗少、能节省大量的拉筋、架子管及钢模板以及施工安全等优点。构造简单,施工进度快,保证施工安全与工程质量等特点。液压滑模施工是优质、高速、造价低的施工工艺,一次组装lm多高模板,即可连续浇注混凝土,不间断滑升模板,连续成型,直至达到设计标高。一组筒仓可以一次组装滑升,不用支脚手架,不重复支模,每天可以滑升2.5m~3.5m,最高可达5m,工期只有普通模板的三分之一,可降低成本15%~20%,混凝土连续成型,结构整体性好、使工程质量得以显著提高。
高层建筑的竖向结构主要是核心筒体、剪力墙、框架柱、框架梁是结构质量和工期进度控制的重点,这些构件可以采用滑模施工。滑模装置主要由三大系统组成,即由模板、提升架、围圈组成的模板系统,由主操作平台、上辅助平台和内外吊脚手架组成的平台系统,由液压控制台、油路和支承杆组成的液压提升系统。滑模装置的设计主要针对上述三大系统进行设计。滑模施工的重点是抓住施工方案的选择、人员的组织培训、滑模装置组装与拆除、水平及垂直度的控制及纠偏、水平楼板交叉处的处理以及安全质量的技术控制。滑动模板作为新的施工技术,它不仅是技术的革新,更重要的是能带来成本的下降,质量与效益的提高。
2 滑模施工的技术要点
2.1 混凝土的质量 滑模工艺对混凝土的质量要求较高。①要做好混凝土的配合比设计工作,混凝土的配合比是混凝土质量优劣的科学依据也是保证滑模工艺施工顺利进行的重要条件之一。②混凝土的原材料要按照配合比的要求,保证所用原材料的质量,要求混凝土厂家选用质量优良的原材料。③混凝土的入模坍落度,这一点对混凝土的输送、保温、初凝时间和工作度都有一定的影响。④混凝土的和易性(工作度),对保证顺利滑模施工有较大影响。
2.2 混凝土的施工 在浇筑混凝土过程中应注意:①不要污染钢筋,否则,钢筋上的混凝土既不易清理,又影响工程质量和下道工序的顺利进行②均匀浇筑混凝土,包括浇筑速度和浇筑高度,浇筑速度指前进速度均匀,保证有利滑升;混凝土要分区分层等厚度浇筑振捣,不得从吊斗或布料杆中直接浇入模板内,应均匀布置,卸在受料平台上,再用铁锹迅速转移到模板内。
2.3 模板的滑升
2.3.1 初滑阶段,滑升行程要少,主要目的是对整个滑模装置进行带负荷检验,避免粘模,检查出模强度,确定出模时间和滑升速度。
2.3.2 正常滑升阶段,按每层浇筑200mm~300mm相应滑升9个~12个行程,其中每隔20min~40min滑升1个~2个行程滑升速度和出模强度要相协调。
2.3.3 钢筋的制作与安装 由于滑模施工中顶板和墙体连续进行,钢筋制作与安装的工作量大,工作时间长,工作环境条件差,交叉作业多,在安排劳动力过程中要加强和其他工种的相互配合,才能有效地保证工程质量和工程进度。
2.2.4 滑模施工的纠偏①千斤顶垫铁纠偏法利用钢垫板将千斤顶底座偏移方向的一侧垫高,迫使千斤顶连同支承杆偏离偏移方向,带动平台及模板系统作定向滑升,从而达到纠偏、纠扭的目的。②改变模板坡度平台、模板滑升到适当高度后,将模板坡度朝纠偏方向调校,然后浇筑混凝土,再继续滑升时,利用新浇混凝土的导向作用,迫使平台及模板系统偏离原滑升方向,向着纠偏方向滑升,从而达到纠偏、纠扭之目的。③顶轮纠偏法是利用已经出模且具有一定强度的混凝土墙体作为支点,通过改变纠偏装置的位置而产生一个外力,在滑升过程中逐步顶移平台及模板系统,以达到纠偏目的。
3 几种常见的滑模施工技术方法
3.1 墙体滑模、楼板并进施工法 工艺流程:墙体滑浇至板底标高墙体空滑、绑扎钢筋墙面检修、模板清理内模板脱空下口平楼面标高、停滑吊开活动平台板楼板及阳台支模、绑筋、隐检浇筑混凝土内模板下口处安装L形堵板吊入上层楼板的模板及支撑封闭活动平台板安装上一层门窗假口、墙体竖向筋接长上层墙体滑模。