筒仓柔性滑模施工工艺是从常规滑模施工工艺发展改进而来.
1、特点
该施工工艺比传统滑模工艺具有施工速度快,用钢量小,易于控制垂直和扭转的特点。以某煤矿原煤仓施工为例,说明该施工工艺。
原煤仓为片筏基础,上部结构为2个直径15m圆筒仓,地面以上高50m,圆仓内设四个挂壁式漏斗,漏斗上口标高为8.65m,下口标高为5.1m,漏斗壁厚300mm,35.3m处设一道环梁,仓顶室为框架结构,三层。
2、适用范围
该施工方法主要适用于选煤厂、水泥厂、粮仓等工程项目的单体、联体圆筒仓。
3、工艺原理
无刚性平合滑模施工工艺取消了常规滑模的刚性平台。
4、工艺流程和操作要点
筒壁与平台滑一打一,施工工艺如下:
滑模机具模板设计一组装机具一筒壁滑升一(漏斗)平台梁板施工一(多层平台时,重复前两工序)一滑模机具拆除
4.1滑模装置设计
模板计算
本工程模板采用钢模、模板宽度筒仓采用200m,柱子、附壁柱用200mm、300mm搭配使用,模板高度计算如下:
H=T·V=4×0.2=0.8m
其中 H一模板高度
T一砼达到出模强度所需时间,一般取4小时
V一模板滑升速度,取0.2m/h
模板选用900mm*200mm的钢模板,配置阴阳角模、收分模板。
施工总荷载计算
模板自重:模板240m2
0.050kN/m2×240m2=12KN
摩阻力3.0kN/m2×240m2=720KN
开字架自重3.0kN/个×95个=285kN
联圈、围圈自重4.5T
操作平台:按内平台1.5m,外平台1.2m计算,平台面积254m2
自重:254m2*0.35KN/m2=88.9KN
考虑为非刚性整体平台,操作平台面积较小,荷载较集中,施工活荷载取3KN/m2。
活载:254m2*3KN/m2=762KN
平台总荷载F=12+720+285+45+88.9+762=1913KN
围圈
根据圆筒仓的结构形式及规范要求,提升架间距1600mm左右,在模板上下口设两道围圈,采用75*8角钢,围圈间距600mm,上下围圈用φ25钢筋作腹杆形成桁架,加大其刚度,用以克服相邻千斤顶不同步而产生的附加应力。
可把围圈看作受外部径向均匀荷载作用的无绞圆拱,由于拱心较小(a=10°-13.67°)且矢跨也比较小(f/L<1/10),其刚度较大,近似一根曲梁,为简化计算,将围圈看作以提升架立柱为支点的无限跨的连续梁,在两个平面内受弯。
水平荷载包括混凝土对模侧压力Ps=5KN/m2,混凝土对模板的冲击力Pt=2KN/m2,垂直荷载主要包括混凝土对模板的摩擦阻力F=PH=2KN/m2*0.9=1.8KN/m。
如下图所示:
由此可见75*8角钢围圈强度、刚度均满足规范要求。
(支承杆)千斤顶计算
N=F/P
P千斤顶承载力按1.5T考虑
N=1913/15=127.5
根据开字架布置方案,本工程共采用196个千斤顶,备用15台,千斤顶实际平均负荷P=1913/196=9.8KN。
结合施工荷载及结构的相互对称性,设95榀开字架,196根支承杆。支承杆用φ25的钢筋,结构设计中筒壁钢筋的保护层为20mm,筒壁厚250mm,支承杆第一节的一端应加工成60°角的截头圆锥形,以便于从千斤顶内插过,另一头为齐头。第二节以上的爬杆,一头加工成45°的坡ロ,另一头为齐头。
爬杆用钢筋调直机调直,标准φ25钢筋变形直径为28mm,可能实际材料的直径不规格,因此要求调直好的爬杆要用内径为φ29的钢管做实验通过,钢管长度300mm-400mm,避免损坏千斤顶的卡块,施工规范要求爬杆的弯曲误差小于2‰,直径偏差小于0.5mm,爬杆采用砂轮切割机下料,严禁用切断机下料。
操作平台及吊架
圆仓内、外均挑三脚架作为操作平台,外操作平台宽1.5m,内操作平台宽1.2m,下吊架宽度0.65m。根据内力计算,外挑三脚架采用∠75*8角钢,内挑三角架采用∠63×8角钢,吊架采用φ16的钢筋,下设∠63×5角钢,满铺50mm厚脚手架板,双侧设丝扣,深度必须符合机械加工标准,防止滑丝。
液压操作平台设置
开字架上用[1O的槽钢搭设长7m,宽3.3m的平台。
液压控制系统
(1)各仓采用2台ykT36液压控制柜,另储备1台备用(备用存放于工地办公室),该控制台具有加压,回油自动控制系统,功用选择系统和定时报警系统装置并能自动控制滑升高度,消除由于人工控制加压,回油时间差引起的千所顶不同步调差,定时报警以防止长时间工作间歇,砼凝固粘接模板的现象。
(2)液压控制台和千斤顶之间采用高压油泵二级供油方式,第一级φ16油管由控制台接到千斤顶近处的分油器上,第二级用φ8油管从分油器通过针形阀到达千斤项。
(3)液压油箱应易拆换、排污,并有液压油过滤装置,液压油有良好的润滑性和稳定性。
(4)因滑模时正处夏季,控制台应使用30#机械油,油液必须保持清洁,严禁带有杂质的脏油进入控制台油箱,注油时一定要通过过滤网。
(5)千斤顶油路安装完毕后,在未插入爬杆前应进行液压系统排气和耐压试验,待正式滑升时进一步复查审定,电机运转正常后,方可操作换向阀,进入工作状态。
支撑杆前应进行液压系统排气和耐压试验,待正式滑升时进一步复查审定,电机运转正常后,方可操作换向阀,进入工作状态。
支撑杆的加固措施
(1)支承杆承载力计算
正常滑升时,支撑杆的允许承载力用下式计算:
[P]=α40EI/K(L0+95)2(KN)
[P]支撑杆的允许承载力
α工作条件系数,取0.8。
E支撑杆弹性模量(KN/cm2),I支撑杆截面惯性矩(cm4),K安全系数,取值2.0,L0支撑杆脱空长度,从混凝土上表面至千斤顶下卡头距离(cm),根据本工程用的开字架和千斤顶取92cm。
[P]=0.8×40×2.1×104×1.917476/2.0×(92+95)2=18.4KN
大于支撐杆的实际平均负荷9.3KN,故正常滑升时不必加固。
(2)停滑(空滑段)期间,千斤顶至砼表面的高度范围内,两支承杆用φ12勾筋拉结,间距不大于250mm,勾筋与支承杆点焊牢固。在立壁中间原支承杆两侧各加一根φ25的钢筋,然后用Φ20的“Z”钢筋将四根Φ25的钢筋焊成菱形格构柱。
(3)宽度大于2.5m孔洞,支承杆两侧增加φ48×3.5钢管,用φ20钢筋焊成格构柱形式,并将两至三个开字架的支承杆用φ25的钢筋连接起来,形成一体。
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的加固措施
(1)支承杆承载力计算
正常滑升时,支撑杆的允许承载力用下式计算:
[P]=α40EI/K(L0+95)2(KN)
[P]支撑杆的允许承载力
α工作条件系数,取0.8。
E支撑杆弹性模量(KN/cm2),I支撑杆截面惯性矩(cm4),K安全系数,取值2.0,L0支撑杆脱空长度,从混凝土上表面至千斤顶下卡头距离(cm),根据本工程用的开字架和千斤顶取92cm。
[P]=0.8×40×2.1×104×1.917476/2.0×(92+95)2=18.4KN
大于支撐杆的实际平均负荷9.3KN,故正常滑升时不必加固。
(2)停滑(空滑段)期间,千斤顶至砼表面的高度范围内,两支承杆用φ12勾筋拉结,间距不大于250mm,勾筋与支承杆点焊牢固。在立壁中间原支承杆两侧各加一根φ25的钢筋,然后用Φ20的“Z”钢筋将四根Φ25的钢筋焊成菱形格构柱。
(3)宽度大于2.5m孔洞,支承杆两侧增加φ48×3.5钢管,用φ20钢筋焊成格构柱形式,并将两至三个开字架的支承杆用φ25的钢筋连接起来,形成一体。