倉頂重載荷大直徑筒倉滑模施工技術(shù)

倉頂重載荷大直徑筒倉滑模施工技術(shù)

1超直徑筒倉壁滑模技術(shù)自20世紀(jì)30年代以來，中國開始嘗試滑模施工技術(shù)。20世紀(jì)70年代，該技術(shù)在全國得到了廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。近10年來,滑模施工技術(shù)不斷創(chuàng)新,派生出多種形式的滑模工藝,但其在超大直徑筒體結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用,還處在實(shí)踐和探索階段。針對這種情況,筆者所在公司成功開發(fā)出超大直徑筒倉倉壁滑模施工技術(shù)。其中,“滑升模板”和“超大直徑筒倉液壓滑模施工操作平臺”分別獲國家專利。2獨(dú)特的施工工藝1)首創(chuàng)了超大直徑預(yù)應(yīng)力筒倉“中心井架環(huán)式輻射操作平臺”施工工藝,實(shí)現(xiàn)了倉壁滑升和倉頂錐殼現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)操作平臺共用,并形成了一套獨(dú)特的施工工藝。2)滑升外模板以熱軋整鋼板代替普通小鋼模板,并改變模板傾斜度,可以消除以往滑模施工中出現(xiàn)的質(zhì)量通病,提高混凝土表面觀感質(zhì)量。3)滑模提升架從焊接連接改為螺栓連接,提升架立柱由過去的槽鋼制作改為槽鋼格構(gòu)式,中心井架環(huán)式輻射操作平臺,用小桁架替代大桁架,以中心井架替代滿堂架或鋼結(jié)構(gòu)支撐,以減少運(yùn)輸、省工省料,節(jié)約人力和物力資源。3模施工操作需要該技術(shù)的核心是在傳統(tǒng)筒倉滑模施工的基礎(chǔ)上,對其操作平臺和提升系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),使其既滿足筒壁滑模施工操作需要,又能解決倉頂結(jié)構(gòu)施工承重問題。其工作原理是:先對筒倉下半部分采用常規(guī)方法施工到漏斗上口平面,然后搭設(shè)中心井架,組裝倉壁滑升模板和操作平臺,利用液壓提升設(shè)備,按照綁扎鋼筋、液壓提升、澆筑混凝土、加高中心井架的順序循環(huán)作業(yè),一直滑升到倉頂預(yù)定位置為止(見圖1)。4流程和操作要點(diǎn)4.1中心井架安裝滑模組裝前準(zhǔn)備→搭設(shè)倉壁內(nèi)外組裝用腳手架定位放線→提升架安裝→內(nèi)外圍檁安裝→搭設(shè)中心井架→鋼環(huán)梁、托架安裝→輕型鋼桁架安裝→掛內(nèi)外滑升模板→鋪設(shè)內(nèi)外操作平臺→液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試→開始滑升→安裝內(nèi)外吊架→結(jié)束滑升→固定操作平臺→加固中心井架→倉頂結(jié)構(gòu)施工。4.2操作要點(diǎn)4.2.1中心井架搭設(shè)施工主要流程1)機(jī)具準(zhǔn)備:塔吊、電梯等安裝到位,購置(或檢修)液壓控制臺、千斤頂及油管等設(shè)施或部件,對測量儀器及儀表等進(jìn)行校準(zhǔn)。2)材料準(zhǔn)備:簽訂預(yù)拌混凝土協(xié)議,采購鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線,采購(或租賃)鋼管腳手桿及鋼模板、液壓油等。3)構(gòu)件加工制作:包括提升架及挑頭、輕型鋼桁架、支撐桿、外挑三角架、吊架及欄桿、圍檁及壓梁制作等。4)人員準(zhǔn)備及培訓(xùn):各崗位人員配備到位并進(jìn)行培訓(xùn),包括普通操作人員、特種作業(yè)人員、現(xiàn)場指揮人員及管理人員等。5)技術(shù)準(zhǔn)備:完成滑模施工方案(設(shè)計(jì))和中心井架搭設(shè)方案(設(shè)計(jì))的編制,做好滑模施工技術(shù)交底,以及各種預(yù)下(預(yù)埋)件的委托加工、混凝土配比的委托等。6)現(xiàn)場準(zhǔn)備:倉壁漏斗以下部位施工至漏斗環(huán)梁以上300~500mm,并要求倉壁圓弦半徑及截面尺寸準(zhǔn)確、混凝土上表面平整,倉壁內(nèi)外鋼筋位置準(zhǔn)確,不影響模板就位組裝;在倉內(nèi)搭設(shè)組裝用滿堂腳手架和作為滑模支撐用中心井架;在倉壁外側(cè)搭設(shè)雙排外架,并掛上安全網(wǎng)。4.2.2整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝1)定位放線。根據(jù)滑模方案設(shè)計(jì),在筒倉漏斗上口平面放出中心線,在倉壁上放出內(nèi)外模板邊線、標(biāo)高控制線、提升架的定位線以及中心井架立桿控制線等。2)立提升架。按照放線位置,將每架提升架的中心對準(zhǔn)倉壁中心豎立,第一架用粗直徑鋼筋臨時(shí)加固,以后每架用壓梁相互加固連接。要求立柱垂直度、橫梁水平度誤差不大于3mm。3)安內(nèi)外圍檁。內(nèi)外圍檁均采用14,用8短挑頭與提升架螺栓連接。上下圍檁安裝時(shí)要考慮收分,其中內(nèi)圍檁收分1‰~3‰,外圍檁收分0‰~2‰。4)掛內(nèi)外模板。內(nèi)模板采用300mm×1200mm普通鋼模板,與上下圍檁通過加焊短鋼筋掛鉤或采用8號鐵線捆綁的方式進(jìn)行連接,模板之間用卡扣連接。外模板采用1250mm×6000mm熱軋鋼板,與上下圍檁通過加焊短角鐵掛鉤的方式進(jìn)行連接,模板之間采用焊接連接。內(nèi)外模板收分與內(nèi)外圍檁一致。5)安裝內(nèi)托架、內(nèi)環(huán)梁及外挑架。內(nèi)托架安裝在提升架內(nèi)側(cè)立柱鋼牛腿上(上下兩道12)。內(nèi)環(huán)梁采用16組拼,安裝在中心井架上。外挑架為提前加工的三角架,安裝在提升架外側(cè)的立柱上。以上均采用螺栓連接,其水平度誤差不大于20mm。6)安裝輕型鋼桁架。輕型鋼桁架在工廠加工,采用角鋼組拼的平行弦桁架,用汽車運(yùn)至現(xiàn)場,塔吊吊裝就位,呈徑向環(huán)形布置。靠倉壁一端安裝在托架上(與倉壁提升架對應(yīng)布置),靠中心井架一端安裝在內(nèi)鋼環(huán)梁上,均采用螺栓連接。7)安裝水平及垂直支撐。水平及垂直支撐的作用主要是連接各榀輕型鋼桁架,使其成為一個(gè)整體。水平支撐采用10,安裝在桁架的上下弦,間距1.5~1.8m,螺栓連接;垂直支撐采用2道75×5,焊接連接(在桁架跨中1/3處)。8)鋪操作平臺。內(nèi)外操作平臺均采用90mm×120mm方木龍骨、40mm厚木板鋪成。內(nèi)操作平臺鋪在輕型鋼桁架上,外操作平臺鋪在外挑三角架上,方木龍骨用8號鐵線綁扎,木板用鐵釘固定在方木龍骨上。9)液壓系統(tǒng)安裝。液壓控制一般以單倉為一個(gè)系統(tǒng),每個(gè)系統(tǒng)設(shè)一臺液壓控制臺。千斤頂安裝在倉壁周圈提升架上,每個(gè)提升架安裝一臺。高壓油管分主油管和分油管,主油管與分油管之間用分油器連接,分油管與千斤頂之間用針型閥連接。液壓系統(tǒng)安裝完成后,應(yīng)對其進(jìn)行一次全面檢查,對存在的問題進(jìn)行認(rèn)真處理。10)調(diào)試。調(diào)試時(shí)先關(guān)閉控制臺供油總閥門,起動(dòng)控制臺電源開關(guān),讓控制臺空負(fù)荷運(yùn)行5~10min,然后對各油路逐一進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試前,先打開所有千斤頂?shù)尼樞烷y;在調(diào)試某油路時(shí),只打開該油路的閥門,其它油路的閥門應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài);每組油路打壓不少于3次,每次打壓持壓時(shí)間不少于5min,如出現(xiàn)滲漏應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理后再調(diào)試。所有油路調(diào)試完成后,最后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一次全面調(diào)試(打壓不少于3次)。11)安裝支撐桿。根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求,支撐桿在倉壁同一水平面的接頭數(shù)應(yīng)不超過25%。第1次插入的支撐桿分為3、4、5和6m4種規(guī)格,以后可按3m或6m的標(biāo)準(zhǔn)桿進(jìn)行接長。支撐桿的軸線應(yīng)與千斤頂軸線一致,其傾斜度不大于2%;支撐桿接頭可采用螺絲連接,也可采用焊接連接,但接頭處必須打磨平整,以保證千斤頂能順利通過。4.2.3鋼筋骨架定位安裝1)倉壁鋼筋綁扎。倉壁配筋設(shè)計(jì)一般為雙層,立筋在內(nèi),環(huán)筋在外。施工時(shí),立筋采用直螺紋套筒連接,環(huán)筋采用綁扎搭接。為防止環(huán)筋接頭蹦出混凝土表面,每個(gè)環(huán)筋接頭應(yīng)綁扎牢固,或用電焊進(jìn)行點(diǎn)焊(不少于3處)。2)布置預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋一般為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,束狀布置在倉壁內(nèi),呈水平狀態(tài),鋼絞線中心線與倉壁外皮距離為150mm。布置時(shí),多人同時(shí)作業(yè),從一端向另一端單根進(jìn)行;每穿完7根,用膠帶綁成一束,并用事先制作好的鋼筋骨架定位;鋼筋骨架在倉壁中的間距約1.5~2m。單根預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)基本順直,不能扭絞,兩端預(yù)留外伸長度應(yīng)大致相等。3)混凝土澆筑。第一次澆筑混凝土前,先澆筑同標(biāo)號減半石混凝土約50~100mm,然后分層對稱澆筑,每層厚300~400mm,直至把模板灌滿為止。以后每提升一次澆筑一次,并注意分層、對稱,循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行。4)初升。一般在第一次混凝土澆筑至模板上口,并判斷最底層混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.2~0.4MPa時(shí)進(jìn)行。將全部千斤頂同時(shí)緩慢提升2~4個(gè)行程(約50~100mm),然后對滑模裝置和混凝土出模的狀態(tài)進(jìn)行全面檢查和處理,隨即可轉(zhuǎn)入正?；?。5)正?；?。每次提升10~12個(gè)行程(約250~300mm),與鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力筋布置、混凝土澆筑穿插進(jìn)行。兩次提升時(shí)間間隔不超過1.5h。當(dāng)氣溫較高時(shí),可增加1~2次中間提升(1~2個(gè)行程),以減少混凝土與模板間的摩阻力。6)滑模結(jié)束。當(dāng)模板滑升到距離倉壁頂端標(biāo)高1m左右時(shí),可正式進(jìn)入滑模結(jié)束階段。此時(shí)應(yīng)放慢滑升速度,并對倉壁周圈進(jìn)行找平、找正,使最后一層混凝土均勻交圈,保證倉壁頂部標(biāo)高及位置準(zhǔn)確。4.2.4固定操作平臺在與鋼桁架對應(yīng)的倉壁預(yù)埋件上焊鋼牛腿,并將鋼桁架靠倉壁一端固定在鋼牛腿上。接著拆除提升架內(nèi)立柱、橫梁、壓梁、內(nèi)模板及液壓操作系統(tǒng)。4.2.5加短橫桿桿設(shè)置石英在中心井架頂部與支撐鋼桁架的鋼環(huán)梁接觸部位,增加短橫桿。短橫桿與鋼環(huán)梁下端頂緊,其與立桿的連接采用雙扣件連接。同時(shí),按設(shè)計(jì)構(gòu)造要求設(shè)置井架4個(gè)立面剪刀撐和水平加強(qiáng)層。4.2.6中心井架和平臺管倉頂結(jié)構(gòu)分錐殼和平臺梁板兩部分,施工內(nèi)容包括:支撐、模板、鋼筋及混凝土施工,均可按常規(guī)方法進(jìn)行。其中,支撐采用在操作平臺上再搭設(shè)滿堂腳手架的方法,與中心井架共同承擔(dān)倉頂荷載;錐殼部分先支底模,后綁鋼筋,外模支設(shè)與混凝土澆筑交叉進(jìn)行,采用支一層澆筑一層的方法連續(xù)進(jìn)行;倉頂平臺梁板分兩次施工,先施工梁,后施工板,大梁的施工縫留在板底部位。5平臺控制要點(diǎn)1)在管理上,應(yīng)精心組織、分工明確、責(zé)任到人。對施工人員加強(qiáng)教育,嚴(yán)明紀(jì)律,做到令行禁止。對主要操作人員要定崗、定責(zé)任,同時(shí)制定嚴(yán)格的獎(jiǎng)罰措施,以保證工程質(zhì)量和施工的順利進(jìn)行。2)糾偏、糾扭措施①組裝時(shí),在每個(gè)筒倉倉壁外側(cè)中心處,掛設(shè)2個(gè)5kg重的自制鋼線墜,同時(shí)在基礎(chǔ)面相應(yīng)位置劃出筒倉中心線標(biāo)志?；龝r(shí),每天檢測2次線墜偏移情況,可得出垂直度、扭轉(zhuǎn)度,并由專人負(fù)責(zé)記錄。②隨時(shí)保持操作平臺處于水平狀態(tài)。每班對支撐桿測量、找平不少于2次,支撐桿上的限位器每次調(diào)整的距離不得大于300mm。如局部出現(xiàn)不同步時(shí),應(yīng)盡早查明原因,排除故障。③混凝土澆筑應(yīng)遵循分層交圈、變換方向的原則。分層交圈即按每300mm分層閉合澆筑,防止出模混凝土強(qiáng)度差異大、摩阻力差異大而導(dǎo)致平臺不能水平上升。變換方向即各分層混凝土應(yīng)按順時(shí)針或逆時(shí)針變換循環(huán)澆筑,以免模板長期受同一方向的力矩作用而發(fā)生扭轉(zhuǎn)。平臺上的堆載物應(yīng)均勻、分散擺放。④糾偏采用傾斜平臺法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超過l0mm時(shí),根據(jù)垂直度偏差大小,將平臺反向傾斜100~500mm,通過傾斜提升達(dá)到糾偏目的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)值超過l0mm時(shí),應(yīng)對稱選擇8組(每3個(gè)一組)提升架,將下橫梁與倉壁豎筋之間反向焊接拉結(jié)筋,通過提升時(shí)拉結(jié)筋收緊所產(chǎn)生的拉力予以糾扭。注意提升2~3次后應(yīng)割除拉結(jié)筋,以免影響正常提升。3)中心井架及支撐桿加固措施①受力較大的內(nèi)環(huán)梁兩側(cè)的井架立桿采用雙立桿,雙立桿中的每根與橫桿必須用扣件扣緊,以保證其同時(shí)受力,立桿之間按步距滿設(shè)雙向水平桿。②中心井架四面設(shè)雙排腳手架與筒壁頂緊,作為側(cè)向支撐,以加強(qiáng)中心井架的穩(wěn)定性。③為了保證支撐桿不脫空,并與井架可靠連接,用3m的短管、直角扣件將內(nèi)圍檁兩側(cè)的井架立桿與支撐桿可靠連接。6效率分析6.1節(jié)約行工費(fèi)、節(jié)省經(jīng)營費(fèi)與傳統(tǒng)工藝相比,采用中心井架環(huán)式輻射操作平臺施工,單倉直接經(jīng)濟(jì)費(fèi)用(人、機(jī)、料)可節(jié)省12.45萬元;工期提前1.5個(gè)月,可節(jié)約管理費(fèi)13.5萬元。單倉合計(jì)可節(jié)約資金共25.95萬元。6.2中心井架和無桁架井1)滑升外模板以熱軋整鋼板代替普通小鋼模板,并改變模板傾斜度,可以消除以往滑模施工中出現(xiàn)的質(zhì)量通病,提高混凝土表面觀感質(zhì)量,達(dá)到清水混凝土要求。2)滑模提升架由焊接連接改為螺栓連接,提升架立柱由過去的槽鋼制作改為槽鋼格構(gòu)式,中心井架環(huán)式輻射操作平臺用小桁架替代大桁架,以中心井架替代滿堂架或鋼結(jié)構(gòu)支撐,減少了運(yùn)輸工作量,省工省料,節(jié)約了人力和物力資