運(yùn)用滑模法進(jìn)行鋼筋混凝土造粒塔的施工
  摘　要:滑升模板施工方法是現(xiàn)澆混凝土工程施工方法之一,這種施工工藝已廣泛應(yīng)用于混凝土與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):筒壁結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)。其中用于筒壁結(jié)構(gòu)的施工,效果尤為顯著。
  一、工程概述
  造粒塔是河南省中原化肥廠主要工程之一,該工程基礎(chǔ)采用樁基,環(huán)形鋼筋混凝土樁承臺(tái)。塔體由主塔和梯塔組成。主塔為圓形筒壁結(jié)構(gòu),內(nèi)直徑為22米,在標(biāo)高13.5米以下壁厚為500mm,在標(biāo)高13.5米以上壁厚為300mm,塔高87.4米。梯塔為10m×3m矩形筒體結(jié)構(gòu),壁厚200mm、高度為92.9米,附于主塔南側(cè)。
  二、施工方案選擇
  塔體標(biāo)高在13.5米以下采用翻模法施工(略),標(biāo)高在13.5米以上采用滑模法施工。
  三、塔體施工
  1.施工測(cè)量
  主塔中心偏差采用激光經(jīng)緯儀檢測(cè)。經(jīng)緯儀放置位于塔體底部的地下室內(nèi),在滑升平臺(tái)上中心位置設(shè)一接收靶,接收激光信號(hào),以檢測(cè)中心偏移,平臺(tái)每提升一次檢測(cè)一次。
  梯塔垂直偏差在塔外測(cè)試,用激光經(jīng)緯儀檢測(cè)縱橫軸線偏移。
  主塔塔體扭轉(zhuǎn)檢測(cè)。在東、南兩方向各設(shè)一測(cè)試點(diǎn),觀測(cè)平臺(tái)上標(biāo)志點(diǎn)與塔體上的固定標(biāo)志點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)距離,每天檢測(cè)兩次。要注意糾正塔體扭轉(zhuǎn),因它直接影響塔體的垂直偏差。
  塔體高度測(cè)量實(shí)行“一天一操平、一米一刻記、十米一標(biāo)記、三十米一校核”檢測(cè)制度。即:
  一天一操平:每天定時(shí)間用水平儀對(duì)滑升平臺(tái)及支承桿標(biāo)高操平一次。
  一米一刻記:根據(jù)操平的標(biāo)高,以米為單位用鋸條刻記在支承桿上。
  十米一標(biāo)記:用鋼尺丈量塔體的垂直高度,每十米用明顯標(biāo)記標(biāo)于塔體上。
  三十米一校核:每三十米高度以±0.000米為依據(jù)校核一次標(biāo)高。
  塔體沉降觀測(cè):每增高十米,標(biāo)高檢測(cè)一次。
  2.滑升平臺(tái)設(shè)計(jì)
  平臺(tái)采用無井架液壓滑升平臺(tái),輻射懸系結(jié)構(gòu),在標(biāo)高13.5米處組裝。設(shè)置48對(duì)(2根160×65×85)槽鋼輻射梁,中心受力環(huán)是由180×68×7、160×65×85、140×60×8三種槽鋼和75×6角鋼組成的花鼓筒。輻射梁與花鼓筒之間的下拉桿為Φ20鋼筋制作的標(biāo)準(zhǔn)段,調(diào)整段及花蘭螺絲,為增加平臺(tái)整體剛度而設(shè)。在輻射梁下分布4道140×60×8的槽鋼分布鋼圈,最外邊設(shè)平臺(tái)欄桿。平臺(tái)鋪設(shè)50mm厚木板,50mm×90mm木方做隔柵,按輻射梁布設(shè)方式輻射鋪設(shè),平臺(tái)板滿鋪。
  梯塔平臺(tái)采用140×60×8槽鋼井字型布置。平臺(tái)板參照主塔平臺(tái)板鋪設(shè)。
  3.模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  模板系統(tǒng)由提升架、活動(dòng)支撐、固定支撐、調(diào)糾絲桿、內(nèi)外模板、內(nèi)外圍檁、內(nèi)外吊架及剪力支撐組成。提升架用160×88×6工字鋼、126×53×55槽鋼、63×6角鋼組成“開”字型結(jié)構(gòu),螺栓聯(lián)接。
  模板分固定模板,活動(dòng)模板及調(diào)節(jié)模板三種,以利于平臺(tái)的糾偏糾扭。內(nèi)模板高1350mm,外模板高1500mm,用40×4角鋼及S=2mm鋼板制作?；顒?dòng)模板用S=2mm彈簧鋼板制作,固定模板與活動(dòng)模板用螺栓聯(lián)接,調(diào)節(jié)模板用回旋銷聯(lián)接。固定及活動(dòng)支撐安放于提升架上,傳遞提升架與模板之間的受力。
  模板圍檁用63×6角鋼圍制,螺栓聯(lián)接于支撐上面。為便于糾扭,平臺(tái)與提升架及提升架與模板間設(shè)調(diào)糾絲桿,用直徑40mm、45號(hào)鋼材制作。
  吊架為模板修整,混凝土裝飾之場(chǎng)所。內(nèi)吊架設(shè)兩層,外吊架設(shè)三層,以用于混凝土養(yǎng)護(hù)和涂刷航空標(biāo)志,內(nèi)外吊架用40×4角制作,各層鋪設(shè)50mm厚腳手板。
  為增加模板系統(tǒng)空間剛度而設(shè)置剪力撐,用 38×6及 48×4制作,為可調(diào)節(jié)式。
  4.垂直運(yùn)輸系統(tǒng)
  垂直運(yùn)輸系統(tǒng)由隨升井架、地下室、天輪組、卷揚(yáng)機(jī)、起重鋼絲繩、導(dǎo)索鋼絲繩、吊籠及小扒桿組成。主塔內(nèi)隨升井架10米高,梯塔內(nèi)為6米高。主塔內(nèi)井架為雙孔,梯塔內(nèi)井架為單孔。
  立桿用 60×6.水平及斜撐用不著 38×4制作。均為無縫鋼管,M16螺栓聯(lián)接。地下室是為解決在滑模施工中,混凝土運(yùn)輸及施工測(cè)量的需要,在塔體中心位置設(shè)置的。地下室設(shè)鋼筋混凝土底板,用于抵抗地滑輪上拉力,490mm磚墻和鋼平臺(tái)用于承重因意外事故發(fā)生而導(dǎo)致吊籠墜落產(chǎn)生的沖擊力,鋼平臺(tái)梁選用300×126×9工字鋼,平臺(tái)板用10mm厚鋼板,另設(shè)混凝土運(yùn)料溜槽等設(shè)施。
  天、地滑輪組均為Φ300定滑輪。鑄鋼件自行加工,內(nèi)設(shè)滾珠軸承。起重鋼絲繩及導(dǎo)索鋼絲均采用D=19.5mm、規(guī)格為6×37+1型。吊籠為雙層載貨載人吊籠。梯塔內(nèi)井架只設(shè)混凝土吊斗。小扒桿為格構(gòu)式桿件,長(zhǎng)10米,用1t徐州產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)起吊,0.5t電控卷揚(yáng)機(jī)變幅、供吊鋼筋、支承桿等使用。
  起重卷揚(yáng)機(jī)選用兩臺(tái)DTS—5/2型雙筒快、慢卷揚(yáng)機(jī)。卷揚(yáng)機(jī)設(shè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)。梯塔內(nèi)混凝土吊斗用2臺(tái)2.0t電控卷揚(yáng)機(jī)起吊。
  5.電氣及通訊系統(tǒng)
  現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力線總進(jìn)線3×75+1×50mm2,在卷揚(yáng)機(jī)棚處設(shè)一總控制盤,由50mm2電纜線引至塔內(nèi)地面配電盤,再由此用25mm2動(dòng)力電纜隨平臺(tái)引至平臺(tái)配電盤,另從配電盤用40芯通訊電纜線引至平臺(tái)配電盤,供平臺(tái)信號(hào)操作及通訊設(shè)備使用。地面、平臺(tái)處由配電盤引至各使用點(diǎn)用橡皮軟線布設(shè)。
  平臺(tái)井架上設(shè)8只碘鎢燈,供平臺(tái)照明。吊架上每層按2.5米間距布設(shè)36V白熾燈照明。平臺(tái)上除碘鎢燈外,一切照明均用36V電壓,設(shè)36V變壓器兩臺(tái)。地面照明采用300W白熾燈,220V電壓。
  6.液壓提升系統(tǒng)
  該系統(tǒng)由控制臺(tái)、液壓油管及千斤頂組成,它是液壓滑升施工的動(dòng)力裝置?？刂婆_(tái)可選用江都滑模配套設(shè)備廠設(shè)備,控制千斤頂容量300臺(tái)。油管選用Φ16×4米做主管、Φ14×2米做支管,均為高壓鋼絲編織網(wǎng)膠皮管。液壓用油采用30號(hào)機(jī)械油,千斤頂選用GYD—35型滾珠式液壓千斤頂,數(shù)量為250臺(tái),其中備用75臺(tái)。
  7.支承桿設(shè)計(jì)
  支承桿是支承滑模施工全部荷重的支承柱,根據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行支承桿荷載最不利組合,主塔周邊支承桿上總荷載為171t,每根支承桿允許承載按1.5t計(jì),主塔周邊共布置48組(144根)支承桿。梯塔周邊根據(jù)防偏防扭要求按構(gòu)造布置14組(31根)支承桿,共計(jì)175根,亦即用175臺(tái)千斤頂。
  支承桿采用 25鋼筋,經(jīng)冷拉調(diào)直后除銹檢測(cè)直徑,按每根3000mm(料長(zhǎng)3040mm,其中絲扣長(zhǎng)為40mm)計(jì),主、梯塔共計(jì)4600根支承桿,每根兩頭分別加工成M16×35mm螺絲扣。安裝時(shí)接頭錯(cuò)開50%。
  支承桿全部埋入混凝土中不再拔出,塔壁環(huán)筋與支承桿點(diǎn)焊形成整體,以提高支承桿承載力。
  由于該模板系統(tǒng)考慮鋼筋在平臺(tái)下綁扎,支承桿脫空長(zhǎng)度較大,而支承桿荷載已相當(dāng)飽滿,為此對(duì)支承桿采用加剪刀撐加固。每節(jié)(300mm高)提升段,在每組支承桿之間設(shè)2 16(3根處)或1 16(2根處)長(zhǎng)為500mm的加固鋼筋,與支承桿焊接形成拉桿,以提高平臺(tái)側(cè)向受力能力及支承桿穩(wěn)定性。
  支承桿絲扣用管鉗擰緊,錯(cuò)位嚴(yán)重處用平銼銼平。
  8.平臺(tái)組裝及試壓
  平臺(tái)組裝順序:①調(diào)整內(nèi)外架子于適宜標(biāo)高以利操作。②吊入組裝好的花鼓筒并墊至所需高度。③分布鋼圈于架子上。④布置輻射梁及平臺(tái)梁并與分布鋼圈聯(lián)接。⑤安裝提升架及井架。⑥安裝平臺(tái)拉桿,均布張拉,使平臺(tái)起拱50~70mm。⑦安裝模板系統(tǒng)并調(diào)整平臺(tái)中心與塔體中心重合。⑧安裝機(jī)、電、液壓系統(tǒng)。⑨安裝安全網(wǎng)。
  平臺(tái)試壓:平臺(tái)組裝好之后使平臺(tái)懸空,對(duì)平臺(tái)進(jìn)行布荷試壓,試壓總荷載為50t,并張拉導(dǎo)索(近20t施力于平臺(tái))。荷載用紅磚代之。之后進(jìn)行偏荷試壓,即先卸去一半荷載,后觀察、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)(沉降量、位移及各聯(lián)接點(diǎn)工作狀態(tài)),對(duì)平臺(tái)的可靠性進(jìn)行鑒定。
  平臺(tái)組裝及試壓階段,現(xiàn)場(chǎng)配備一臺(tái)50t吊車配合作業(yè)。
  9.模板滑升
  模板提升分為初升、正?；巴Ｉ３跎?由于剛開始滑模,操作人員需要適應(yīng),為保證混凝土正常脫模,需經(jīng)初升階段。初升階段由于模板安裝時(shí)空模較多,這時(shí)應(yīng)以300mm分層逐圈澆筑?；炷翝仓^程中每小時(shí)提升兩個(gè)行程,待混凝土澆至離模板上口100mm時(shí),即按每層300mm一次提升。當(dāng)新澆混凝土出模后,檢查其出模強(qiáng)度以0.2~0.7MPa為宜,出模強(qiáng)度適宜,即可轉(zhuǎn)入正?；?BR>  正?；?此階段混凝土的澆灌與綁扎鋼筋、提升模板等工序之間,要緊密銜接,相互交替進(jìn)行。正?；龝r(shí),兩次的時(shí)間間隔,一般不宜超過一小時(shí)。在氣溫較高的情況下,應(yīng)增加1~2次中間提升。中間提升的高度為1~2個(gè)千斤頂行程。正?；母叨?一般按混凝土灌筑高度為準(zhǔn),約20~30厘米[1]。
  停升:滑升施工至頂部標(biāo)高或因意外影響需中間?；瑫r(shí),應(yīng)放慢滑升速度,同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行找平或必要的處理,在最后一層混凝土澆筑后四個(gè)小時(shí)內(nèi),每半個(gè)小時(shí)提升兩個(gè)行程,直至模板與混凝土脫開粘結(jié)為止,并對(duì)支承桿進(jìn)行加固。
  模板滑升操作:每次提升前須檢查千斤頂?shù)男谐虡?biāo)高是否正確,對(duì)每個(gè)千斤頂進(jìn)行油路、障礙物檢查,漏油者及時(shí)更換,提升前臺(tái)上、臺(tái)下取得聯(lián)系,并切記將導(dǎo)索鋼絲繩松開。嚴(yán)格控制升量及出模強(qiáng)度,一次提升高度控制在300mm左右,最大不超過350mm,出模強(qiáng)度控制在0.2~0.7MPa之間,直觀檢查方法是用手按混凝土表面,以顯露指紋,而不凹陷為宜。
  提升過程中,宜同時(shí)進(jìn)行糾偏糾扭工作。因?yàn)榇藭r(shí)平臺(tái)處于動(dòng)態(tài)階段,易于糾正。模板提升后,對(duì)滑空模板進(jìn)行清理。
  10.鋼筋制作與安裝
  鋼筋制作由鋼筋加工車間根據(jù)加工單進(jìn)行,然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)綁扎?；Ｊ┕ぶ械匿摻罱壴请S綁扎、隨澆筑、隨滑升,因此在鋼筋施工中應(yīng)注意以下事項(xiàng):
  1)環(huán)筋不大于7米,豎筋不長(zhǎng)于6米為宜[1]。
  2)鋼筋應(yīng)錯(cuò)開接頭綁扎25%,塔接長(zhǎng)度不少于40d,或按設(shè)計(jì)要求。
  3)豎筋綁扎應(yīng)按設(shè)計(jì)間距或根數(shù)沿周邊均布,提升架處可根據(jù)實(shí)際情況放大間距尺寸。豎筋若有增減應(yīng)四周均布增減。
  4)為保證鋼筋保護(hù)層厚度,在內(nèi)外模內(nèi)側(cè),以1.5米間距分布設(shè)置一根長(zhǎng)500mm的30鋼筋掛勾。
  5)預(yù)埋鋼筋出模后,應(yīng)立即清理出來,整理成型。
  11.混凝土施工工藝
  混凝土采用10~30mm粒徑碎石(鋼筋密集部位采用5—15mm粒徑)、中砂、425#普通硅酸鹽水泥配制。水泥初凝時(shí)間不小于2小時(shí),終凝時(shí)間不大于5小時(shí)。水灰比不大于0.5,坍落度為30~50mm,8~10小時(shí)強(qiáng)度控制在0.5—1MPa范圍,水泥用量不大于450kg/m3,摻加木鈣素減水劑和密糖類緩凝劑。
  混凝土通過機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)至吊籠,由吊籠吊至操作平臺(tái)集料斗,然后用手推車入模。
  混凝土應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行分層澆筑、分層搗實(shí)制度,各層混凝土澆筑厚度應(yīng)保持一致,不得出現(xiàn)高低不平現(xiàn)象。每個(gè)澆筑層一般取300mm,可在250~350mm之間調(diào)節(jié)。各層的時(shí)間間隔不宜過長(zhǎng),以保證上下層混凝土正常結(jié)合。
  混凝土應(yīng)均勻倒入模中,以免引起模板變形。各層的混凝土的澆筑方向應(yīng)經(jīng)常適當(dāng)?shù)刈儎?dòng),以配合糾偏糾扭。且宜先澆背陽面后澆朝陽面,以降低因溫差影響引起的中心偏移。
  混凝土振搗采用插入式振動(dòng)棒,操作時(shí)棒頭不應(yīng)與鋼筋、支承桿及模板過久接觸,插入下層混凝土深50~100mm。澆搗混凝土前應(yīng)先將下層表面的雜物、液壓管路漏的油污和松散的石子清除干凈。
  滑升速度嚴(yán)格按出模強(qiáng)度0.2~0.7MPa控制。班次滑升高度按以下計(jì)算作參考。
  先決條件:12小時(shí)工作制,A=12小時(shí)?；炷吝_(dá)到0.5~1MPa強(qiáng)度時(shí)間,預(yù)計(jì)T=10小時(shí)。支承桿實(shí)際荷載P=1221kg時(shí)。安全系數(shù)K=1.5。每班滑升速度(米/班)
 
  四、平臺(tái)扭偏糾防措施
  1.中心偏差預(yù)防措施
  保持平臺(tái)水平,荷載布置均勻,以使各支承桿受力均勻,防止超荷作業(yè)而失穩(wěn)引起平臺(tái)漂移。保持模板的垂直度,防止模板側(cè)向力不勻而使平臺(tái)漂移。平臺(tái)提升時(shí),扒桿以不使用或使用時(shí)力不超過200kg為宜,防止扒桿推力引起平臺(tái)漂移。糾偏過程中應(yīng)考慮日照溫差引起的中心偏移因素,以防止糾偏過激。
  2.中心偏差糾正措施
  在中心偏向的一方,四分之一周長(zhǎng)范圍內(nèi)的千斤頂先提升若干行程(一般每偏差5mm提高兩個(gè)行程),然后同時(shí)提升各千斤頂,使其平臺(tái)傾斜提升,靠其下推力使平臺(tái)回復(fù)。在中心偏向一方頂緊內(nèi)模,放松外模,另一方則相反,予以提升平臺(tái)、靠模板作用于塔壁上的反力回復(fù)平臺(tái)。
  調(diào)節(jié)絲桿在提升過程中跟蹤頂緊,邊提邊糾。
  3.平臺(tái)扭轉(zhuǎn)控制預(yù)防措施
  a、固定內(nèi)模板設(shè)防扭刀片。
  b、滑動(dòng)模板對(duì)稱安裝。
  c、模板系統(tǒng)設(shè)主體剪刀撐。
  d、支承桿及時(shí)進(jìn)行剪刀撐加固。
  e、扒桿使用時(shí)對(duì)中起吊。
  4.4平臺(tái)扭轉(zhuǎn)糾正措施
  a、順著扭轉(zhuǎn)方向澆搗混凝土,借助振動(dòng)反力糾扭。
  b、割開部分支承桿,使其各千斤頂組傾斜作業(yè)達(dá)到糾扭目的,但應(yīng)慎重使用此法。
  c、用倒鏈拉入混凝土內(nèi),進(jìn)行施加外力糾扭,此法在不得已時(shí)方可使用。
  d、糾扭程度至模板垂直提升即可,不得糾至起始位置,以防出現(xiàn)左右扭曲現(xiàn)象。
  五、平臺(tái)拆除
  待完成塔體及附屬工程之后,平臺(tái)開始拆除,拆除程序一般為:液壓控制系統(tǒng)→模板及圍圈→內(nèi)外吊腳手及安全網(wǎng)→操作平臺(tái)及桁架→提升架與千斤頂。[1]
  六、結(jié)束語
  由于工程施工方法合理,并在施工過程中嚴(yán)格按照控制程序、規(guī)程操作,工程僅用時(shí)360天,以優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)通過驗(yàn)收。