《湘乡水泥厂技改工程滑模空滑施工技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湘乡水泥厂技改工程滑模空滑施工技术（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湘乡水泥厂技改工程滑模空滑施工技术中国建筑五局第三建筑安装公司3-13-1 工程概况湘乡水泥厂技改工程是湖南省政府利用亚洲银行贷款，省内首条引进德国技术的水泥干法生产线，年产熟料 72 万吨,总投资约 8 亿元,是湖南省“ 八五”期间的重点工程建设项目。该工程包括原料系统(原料储存及输送)、窑系统（均化、生料、烧成）、熟料及粉磨系统（熟料储存及输送、粉磨）、成品系统（水泥散装、包装、成品）及相应的配套设施。该工程有 19 个直径介于 10m22m 的钢筋混凝土筒仓，其工作量约占土建工作总量的30%35%，因此筒仓滑模施工是该工程施工的一个显著特点。3-13-2 施工技术方案的选择筒仓采用滑模施
2、工。而由于筒仓下部有厚度介于 600mm2200mm 的钢筋混凝土底板，受其影响，筒仓滑模施工通常有如下三种方案可供选择。第一种方案：筒仓底板以上筒壁采用滑模，筒仓底板以下结构采用常规支模方法施工；第二种方案：滑模自筒仓基础顶标高处开始，筒仓底板处空滑；第三种方案：滑模自筒仓基础顶标高处开始，先滑竖向结构，筒仓底板预留后浇。如采用上述第一种方案施工，筒仓底板以下结构的施工期长，需额外投入模板、架管等周转材料，增大了施工成本，影响了滑模优越性的发挥；而采用第二种方案施工，滑模空滑时，支承杆（25 圆钢）脱空长度长（支承杆的最大脱空长度达 4.50m），因而其承载力大幅度降低，极易造成因支承杆弯曲
3、变形而导致操作平台倾斜、垮塌的质量安全事故，空滑的难度和风险大；如采用第三种方案施工，则削弱了筒壁 与底板的结构整体性，而且底板钢筋直径大、间距密，施工难度也较大。经过反复的论证、比较，我们选择了第二种方案。3-13-3 施工技术方案的可行性分析液压滑动模板施工技术规范（GBJ11387）第 5.6.11 条规定：“模板空滑时，应事先验算支承杆在操作平台自重、施工荷载、风载等共同作用下的稳定性。如稳定性不能满足要求，应采取可靠措施，对支承杆进行加固。”因此，欲实施滑模空滑施工，至少应解决空滑状态下，支承杆的稳定性验算、支承杆加固以及支承杆加固后的稳定性验算等问题。3-13-3-1 空滑状态下支
4、承杆稳定性验算液压滑动模板施工技术规范（GBJ11387）仅规定了模板正常滑升状态下支承杆承载力的计算（验算）方法，而对支承杆在模板滑空状态下的稳定验算没有相应规定。那么，在施工过程中，应如何对支承杆在模板滑空状态下的稳定性进行验算？针对上述问题，我们通过对支承杆在空滑状态下的受力情况进行分析和计算模型简化，利用钢结构设计规范（GBJ1788）中的有关计算方法来验算支承杆的稳定性，验算方法简便可靠且符合实际，解决了支承杆承载力验算的难题。1受力情况分析为确定支承杆在模板滑空状态下的稳定性验算方法，我们就支承杆在两种状态（正常滑升和模板滑空）下的受力情况进行如下分析比较。在正常滑升过程中，支承杆
5、同时受到模板的夹固作用和混凝土的嵌固作用。据有关资料分析，这两种作用的程度是不一样的。在正常情况下，模板的夹固作用要大于模板下口早期混凝土对支承杆的嵌固作用。混凝土对支承杆的嵌固作用是在混凝土早期强度大于 0.2Mpa 时开始产生，并随混凝土强度增高而增强。而由于支承杆为细长杆件，当混凝土早期强度大于 0.7Mpa 时，混凝土的嵌固作用将趋于稳定。在空滑状态下，支承杆仅受混凝土的嵌固作用，尽管混凝土的强度已提高，对支承杆的约束加强了，但也难以补偿所失去的模板夹固作用。在实际工作中，曾观测到这样一种现象：正常滑升时，支承杆压屈失稳方向多平行于模板面；而在模板滑空状态下，支承杆压屈失稳方向多垂直于
6、模板面，且支承杆的上下两端有较明显的反弯点。此外，在滑空状态下，由于支承杆的自由长度（脱空长度）长，上端极易因平台不平，千斤顶不同步等原因产生水平位移，而这种位移对支承杆的承载力也有较大影响。2、支承杆下端嵌固点的位置分析滑动模板的高度一般为 900-1200mm，在正常滑升情况下，混凝土一般浇至距模板上口50100mm 位置处，按每层混凝土厚度 250-300mm 计，模板内的混凝土最多有 3-4 层。一般情况下，混凝土的出模强度控制在 0.2-0.4Mpa，根据上述分析，如不考虑模板对支承的夹固作用，混凝土对支承杆的嵌固位置一般在混凝土表面以下 500-700mm 间，如同时考虑模板的夹固
7、作用，那么支承杆的下端嵌固点位置则有上移趋势，嵌固点的位置一般都在混凝土表面下不到 500mm 处。滑模施工至水平结构底标高时，模板需脱空（滑空），在模板滑升脱空过程中，因支承杆不断振动，支承杆与上部新近浇注的混凝土间存有间隙，使得这一区间的混凝土无法对支承杆形成握裹（虽然在正常滑升过程中也存在着支承杆不断振动的现象，但上部新近浇注的混凝土尚未初凝，具有自行闭合的能力，而即使在支承杆与混凝土间形成了间隙，上层混凝土浇注时，水泥浆填充了支承杆与混凝土间的空隙，支承杆的振动力为上层混凝土消化减弱而使下层混凝土与支承杆能有效结合，对支承杆形成嵌固）。因此，在滑空状态下，尽管上部混凝土很可能已超过 0
8、.2Mpa，但仍无法对支承杆形成嵌固，支承杆的下端嵌固位置一般在混凝土表面以下超过 600mm 位置处。3计算模型的简化(1) 根据空滑状态下支承杆的受力情况和变形情况分析，我们将支承杆在空滑状态下的计算模型视为弹性嵌固。为便于计算，将支承杆下端嵌固点的位置统一定为混凝土表面下700mm 位置处。(2) 考虑到支承杆上端位移对其承载力的不利影响，支承杆的计算长度 L01.10(L+700)（L 为支承杆的脱空长度，700 为支承杆下端嵌固点距砼表面距离，单位为 mm，系数 1.10为考虑支承杆上端位移对其承载力的不利影响而取定的系数。）。(3) 由于将支承杆的上下两端视为弹性嵌固，那么操作平台
9、在荷载作用下所产生的内力将被分配传递到支承杆上，而支承杆究竟要分担多少内力，这很难确定。考虑到支承杆的刚度远小于平台刚度，支承杆分担的内力与支承杆承受竖向荷载与风载所产生的内力相比，比率很小。因此，我们采用如下方法，综合考虑这些因素。1）竖向荷载作用时，荷载平均分配到各支承杆上。考虑到支承杆上端被视为弹性嵌固以及支承杆上端可能出现水平位移的原因，假定竖向荷载作用于支承杆时有一个初始偏心，偏心距 e0 取 0.1i(i 为支承杆回转半径)。2）风荷载作用时，由于平台刚度远大于支承杆的刚度。因此，将各支承杆的变形视为一致。风荷载则按各支承杆的刚度大小进行分配。4支承杆稳定验算支承杆稳定性验算时，应
10、考虑支承杆在滑模系统自重、施工荷载、风载等共同作用下的稳定性。验算方法按下式（3-13-1）进行。支承杆的计算长度取 1.10（L+700），L 为支承杆的脱空长度，从混凝土的上表面至千斤顶下卡头的距离。竖向荷载作用时，荷载平均分配到各支承杆上，并考虑一个初始偏心，偏心距 e0 取0.1i(i 为支承杆回转半径)。风荷载作用时，风荷载也平均分配到各支承杆上。N m x M x + f （3-13-1）x A rx W1x(1-0.8N/NEx) 式中 N 支承杆承受的轴心压力；x 支承杆受压稳定系数，由支承杆的长细比 确定；A 支承杆截面积；M x支承杆承受的弯矩，由风载和竖向荷载的偏心而产生
11、；W1x 支承杆截面抵抗矩；f 钢材抗压强度设计值； m x等效弯矩系数；rx 截面塑性发展系数；N Ex 欧拉临界力。3-13-3-2 支承杆加固目前，用于支承杆加固的方法很多，如方木加固、钢管加固、拼装柱盒加固以及假柱加固等。但我们认为这些加固方法，一者操作不便，二者加固后的支承杆承载力难以计算出来。为此，我们采用如下加固方法。采用“35 型千斤顶呈三角形状布置（形成三千斤顶组）、25 支承杆格构式加固（形成三肢格构柱）”的方法，使三千斤顶组的额定起重量达 90KN；三肢格构柱的回转半径大幅度增大，大大提高了支承杆的承载力和抗侧移、抗扭转刚度，其承载力远远超过了千斤顶的额定起重量和 483
12、.5 钢管的承载力，使千斤顶的作用得以充分发挥，在不增加千斤顶或适当减少千斤顶数量的情况下满足滑模空滑施工的需要。 3-13-3-3 支承杆加固后的稳定性验算根据支承杆的受力情况分析以及支承杆的加固方法，支承杆加固后的稳定验算按两端弹性嵌固的三肢格构柱进行验算，具体验算方法如下。1 滑模空滑过程中，最危险的状态为模板即将空滑到位的状态，此时支承杆脱空最长，所承受的风载最大。因此，验算时应验算该状态下的支承杆稳定性。2 为验算方便，验算时仅考虑被加固成三肢格构柱的支承杆承载。其计算长度取1.10（L+700），L 为支承杆的脱空长度，从混凝土的上表面至千斤顶下卡头的距离。3 竖向荷载作用时，荷载
13、平均分配到各三肢格构柱上。并假定竖向荷载作用于三肢格构柱时有一个初始偏心，偏心距 e0 取 0.1i(i 为三肢格构柱的回转半径)。4 风荷载作用时，将各三肢格构柱的刚度视为相等。风荷载平均分配到各三肢格构柱上。5 在滑模系统自重、施工荷载、风载等共同作用下，三肢格构柱的稳定性验算方法按3-13-2、3-13-3 式进行。（1）三肢格构柱整体稳定性验算按下式进行：N m x M x + f （3-13-2）x A rx W1x(1-0.8N/NEx) 式中 N 三肢格构柱承受的轴心压力；x三肢格构柱弯矩作用平面内的受压稳定系数，由三肢格构柱的长细比确定；A 三肢格构柱截面积；M x三肢格构柱承
14、受的弯矩，由风载和竖向荷载的偏心而产生；W1x三肢格构柱弯矩作用平面内按受压纤维确定的对 X 轴毛截面抵抗矩；f 钢材抗压强度设计值； m x弯矩作用平面内等效弯矩系数；rx 截面塑性发展系数；N Ex欧拉临界力。（2）三肢格构柱的分肢稳定性验算：三肢格构柱的分肢稳定性验算方法：根据格构柱的轴力和弯矩，先计算出各分肢的轴力，然后采用下式验算。N i f （3-13-3）i Ai 式中 Ni 分肢所承受的轴力；i 分肢受压稳定系数；Ai 分肢截面积； f 钢材抗压强度设计值。3-13-4 滑模空滑施工1 工艺流程滑模空滑施工工艺的流程详见如下框图：2、施工方法该工程各筒仓的滑模空滑施工方法大致相
15、同，现以熟料库为例简述其施工方法。（1）熟料库的工程概况熟料库为直径 22m 的钢筋混凝土筒仓，库壁厚度 400mm，基础为厚度 2500mm 的钢筋混凝土板式基础，基底标高-5.0m，在相对标高+5.2m+7.4m 处为 2200mm 厚库底板，底板由库壁和三道剪力墙支承。在相对标高+40m +46m 处为锥壳结构，锥壳上为三层框架库顶房。熟料库的结构示意见图 3-13-1。（2）熟料库滑模系统设计熟料库滑模系统设计情况详见表 3-13-1熟料库滑模系统设计 表 3-13-1序号 滑模系统 设计情况1 操作平台 采用中心鼓筒辐射梁下拉式平台，48 根辐射梁（212），鼓筒高 2m。2 提升架 采用 48 钢管制作成格构式提升架。3 模板 采用组合钢模。外模 1200 高，内模 900mm 高。模板锥度：外模为 0，内模 0.7% 。4 千斤顶 采用 GYD35 型千斤顶，共布置 116 只。其中库壁上布置 24 组三千斤顶，24 组单千斤顶，剪力墙上布置 10 组双千斤顶。5 支承杆 25
