排架柱混凝土滑模设计与施工
陈清敏,赵云花,李智渊
(郑煤集团公司,河南新密 452371)
摘要:滑模施工具有速度快、外观质量好的特点,介绍石佛寺水库闸门起闭机室排架柱滑模设计与施工技术。
关键词:排架柱;滑模设计与施工;混凝土;水库闸门
中图分类号:TV663.9 文献标识码:B 文章编号:1003-0506(2004)S0-0038-03
1 工程概况
石佛寺水库闸门起闭机室排架柱混凝土浇筑共有17组,计34个圆形立柱,直径1.2 m,高9 m。
2 滑模施工方案
为保证混凝土外观质量,石佛寺水库闸门起闭机室立柱混凝土施工采用滑模法进行施工,单个立柱施工方案。
(1)由于立柱断面小,模体重量轻,不利于压杆滑模布置,采用吊滑施工工艺,以保证滑模施工质量。在立柱模体外布置11 m高桁架式立柱,立柱上桁架梁断面净尺寸为2.0 m×2.0 m,其上部设悬吊和下料平台。
(2)立柱模板采用钢结构,为模板、围圈形式,模板为钢板圆筒型,围圈用来固定爬杆。工作面平台采用单层钢结构形式,随模体一同滑升。
(3)在顶部工作平台上设混凝土集料槽,拌和站供混凝土→自卸汽车运至工地→门机悬吊吊罐向集料槽分料,人工扒料通过竹节管入仓。
(4)制作好的钢筋用门机吊至工作平台,人工传递至工作面进行绑扎焊接。
(5)施工人员沿带护栏爬梯上下。
(6)滑模模体和桁架立柱框架用门机进行整体吊装安拆,滑升结束吊至下一工作面,人工用手动葫芦将模体下放就位。
(7)共加工3套模体同时施工。
3 滑模设计
3.1 滑模主体结构设计
立柱模体设计采用液压整体滑升模板施工,为保证质量,滑模采用整体钢结构,滑升动力装置为ZYXT-36型自动调平液压控制台,10 t滑模专用千斤顶。滑模装置组成为:模板、滑模盘、提升系统、液压系统、辅助系统。
3.1.1 模板
模板采用12 mm厚钢板制作而成,高1.5 m、直径1.2 m的圆筒,锥度为0.2%。用14#槽钢做围圈,间距1 m,上围圈兼做千斤顶固定和工作面平台支撑。
3.1.2 滑模盘
操作盘框架采用75#角钢焊制单层工作平台,固定在上围圈上,上铺马道板;辅助盘(养护、修面、预埋处理的工作平台)采用马道板搭设在桁架立柱框架上。
桁架立柱框架、顶部平台、滑模盘上均设钢筋护栏和安全网。
3.1.3 提升系统
吊滑施工为拉杆滑模形式,爬杆主要用于支撑模体的模板、滑模盘及施工荷载。爬杆由4根 48 mm的无缝钢管制成,上端焊接固定在顶部工字平台钢梁上,在滑模体围圈上布置千斤顶和液压系统,牵引爬杆带动模体向上滑升。爬杆一次接全长,中间用4根 38 mm短无缝钢管连接,边滑升边拆除。
3.1.4 液压系统
选用HY-100型千斤顶,设计承载能力10 000kg,计算承载能力为5 000 kg,爬升行程30 mm,液压控制台为ZYXT-36型自动调平液压控制台,并通过高压油管同千斤顶相连,形成液压系统。考虑模体运行平稳、悬吊安全可靠,选用4台10 t千斤顶,对称布置。
3.1.5 辅助系统
洒水养护:洒水管用 25 mm PVC管制成,固定在辅助盘上,沿混凝土壁布置,钻小孔自动进行洒水养护。
由于模体在桁架立柱框架内运行,中心线采用4根重垂线监测,滑模施工期间利用水准管进行水平测量,观察滑模盘的水平度。桁架立柱框架负担爬杆悬吊、下料钢管悬吊,采用复式桁架梁设计,高11 m,净尺寸为2.0 m×2.0m,顶部用20#工字钢焊制平台。
3.2 滑模计算
模体自重近2 t,模体侧面积6 m2。根据滑模结构具体情况取千斤顶4台,支撑杆4根,对称布置,可满足强度和结构要求。
4 滑模施工
4.1 施工准备
4.1.1 地板冲洗
用清水冲洗地面的粉尘,保证新老混凝土面的结合。
4.1.2 滑模制作组装
滑模按设计制作后,进行组装调试,并按表1质量标准进行检查调整。滑模采取门机整体吊装下放至工作面。
4.1.3 桁架立柱框架、上口平台及悬吊系统布置
利用门机提升桁架立柱框架整体吊装到位,并固定在锚筋上,四面用受动葫芦牵拉,保证其稳定;利用上口平台进行爬梯、下料竹节管、爬杆安装,形成提升和悬吊系统。
4.1.4 千斤顶进行试验编组、安装
在模体桁架梁上安装固定千斤顶,穿爬杆,安装液压系统。
千斤顶要求。①耐压:加压120 kg/cm2, 5 min不渗不漏;②空载爬升:调整行程30 mm;③负荷爬升:记录加荷5 t,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。
施工用千斤顶,按一般要求需备用一部分,且需经常检修,因此还需备用如簧、上卡头、排油弹簧、钢珠、密封圈、卡环、下卡头等配件。施工现场敷设了一趟3×25和一趟1×10电缆,提供380 V电源,为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应做好备用电源准备工作。
4.2 滑模施工
混凝土滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑、滑模滑升平行作业,各工序连续进行。
4.2.1 混凝土运输
滑模施工用混凝土由搅拌站提供,自卸车运到工地,门机提升吊罐向上口集料槽分料,人工扒入竹节管下料,通过竹节筒入仓。
4.2.2 钢筋运输
用门机将钢筋料吊至工作平台,人工传递至工作面。
4.2.3 施工工艺
(1)钢筋绑扎。由于立柱高9 m,且有桁架立柱框架做外框,因此立筋可一次接全高,水平钢筋随滑升随安装。
(2)混凝土浇筑。滑模施工按以下顺序进行:下料→平仓振捣→混凝土待强→滑升→下料。滑模滑升要求对称均匀下料,正常施工按分层30 cm一层进行,采用插入式振捣器振捣,经常变换振捣方向,并避免直接振动轨道及模板,振捣器插入深度不得超过下层混凝土内50 mm,模板滑升时停止振捣。滑模正常滑升根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等具体情况确定合理的滑升速度,分层浇筑间隔时间不超过允许间隔时间。正常滑升每次间隔按1.2~1.5 h,控制滑升高度300 mm,日滑升高度控制在5.0 m左右。
混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下6个步骤进行:第一次浇筑50 mm砂浆,接着按分层300 mm浇筑2层,厚度达到650 mm时,开始滑升30~60 mm检查脱模的混凝土凝固是否合适,第四层浇筑后滑升150 mm,继续浇筑第五层,滑升150~200 mm,第六层浇筑后滑200 mm,若无异常情况,便可进行正常浇筑和滑升。
模板初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。
(3)模板滑升。施工进入正常浇筑和滑升时,应尽量保持连续施工,并设专人观察和分析混凝土表面情况,根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。依据下列情况进行鉴别:滑升过程中能听到“沙沙”的声音;出模的混凝土无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉,并留有1 mm左右的指印;能用抹子抹平。
滑升过程中有专人检查千斤顶的情况,观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常,检查滑模中心线及操作盘的水平度。
(4)表面修整及养护。混凝土表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序,混凝土施工采取软脱模施工,当混凝土脱模后,用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补,如表面平整亦可不做修整。为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件,减少裂缝,在辅助盘上设洒水管对混凝土进行养护。
(5)停滑措施及施工缝处理。滑模施工要连续进行,意外停滑时应采取“停滑措施”,混凝土停止浇筑后,每隔0.5~1 h,滑升1~2个行程,直到混凝土与模板不再粘结(一般4 h左右)。由于施工造成施工缝,根据水电施工规范,预先作施工缝处理,然后在复工前将混凝土表面残渣除掉,用水冲净,先浇一层减半的骨料混凝土或水泥砂浆,然后再浇筑原配混凝土。
(6)滑模控制。排架柱施工控制主要是滑模水平控制:①利用千斤顶的同步器进行水平控制;②利用水准仪测量,进行水平检查。保证滑模体水平滑升。中心控制利用重垂线测量,用调平器纠偏。
4.3 滑模安拆
滑模滑升至指定位置时,将滑模滑空,利用门机整体吊至下一工作面,人工用手动葫芦将模体下放至工作面。
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