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1、大直径筒仓库壁变截面滑模施工工法河北省第四建筑工程公司1.前 言大直径筒仓多为单侧变截面仓壁，内壁垂直，外壁倾斜回收。其施工技术难点有：直径大、截面尺寸变化对滑模体系的刚度和稳定性提出了更高的要求。我公司有多年施工此类工程的技术经验积累，并不断地进行技术创新，通过研究实现仓壁变截面作业随同混凝土滑模施工同步实施，形成了钢筋混凝土筒仓施工技术体系应用研究之一的“大直径筒仓库壁变截面滑模施工技术研究”课题，攻克了筒仓主体结构施工中的技术难题，具有技术可靠、工期短、成本低、质量控制好等突出特点。于2010年3月通过河北省住房和城乡建设厅组织的专家鉴定，荣获河北省建设行业科技进步一等奖。2.工法特点2
2、.1改进滑模体系，增强了滑模体系的刚度和整体性，随滑模体系架体的提升，通过收分装置完成库壁变截面施工。2.2该工法技术先进，降低了施工难度，保证了工程质量，减少了高空作业量及施工安全风险，缩短了工期，降低了成本。3.适用范围适用于大直径筒仓库壁变截面形式的钢筋混凝土筒仓主体结构施工。4.工艺原理在成熟滑模施工工艺的基础上，通过对滑模支撑体系结构形式的改进，实现仓壁变截面作业随同混凝土滑模施工同步实施。达到提高混凝土工程结构整体性，缩短工期，降低施工成本的目的。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程：技术准备滑模系统构造滑模系统设计计算滑模装置组装滑模施工5.2操作要点5.2.1技术准备（
3、1）需根据工程结构设计要求及现行有关规范、规程等要求，进行滑模装置的设计；确定垂直与水平运输方式及能力；选配相适应的运输设备；进行混凝土配合比设计，确定浇筑顺序、浇筑速度、入模时限；确定施工精度的控制方案，选配观测仪器及设置可靠的观测点；制定初滑程序、滑升制度、滑升速度和停滑措施；制定施工特殊部位的处理方法和安全措施。以及特殊气候条件下施工的技术措施。（2）提出各种构件、机具设备、电气设备的加工计划、需用计划和材料技术等。（3）编制相关的施工组织设计或施工技术方案。5.2.2 滑模系统构造除模板系统、液压提升系统按以下构造执行外，其他滑模装置系统部分按常规滑模系统配置即可。（1）模板系统: 1
4、）模板选用：内外模板均适用100200mm1200mm的普通定型钢模板，“U”型卡子拼接。为完成库壁变截面要求本工艺需增加活动模板，活动模板自由端采用厚度3mm钢板制作，活动钢板与定型钢模板仍采用“U”型卡用固定，安装前钢板表面应打磨光滑、涂刷润滑油（见图5.2.2-1、-2、-3所示）。图5.2.2-1活动模板平面图 图5.2.2-2 活动模板立面图图5.2.2-3 活动模板图2)模板组合：在组装第一步模板时，按先内模、后外模的顺序进行安装，采用两块200 mm的常规模板及一块200 mm定制活动模板，每两片间设一块活动模板，模板与模板之间用U型卡子连接，每侧不少2个M12紧固螺栓。两片模板
5、间的围圈断开，并使用钢管可靠连接以防错位较大，拼好的模板用“L”型拉紧丝杆与围圈拉紧，上下拉紧丝杆要相互错开，以保证模板均匀受力。模板组合上口小，下口大，按照下口尺寸650mm，上口尺寸640mm控制。拼装完成的模板校正时，首先校正内圈模板使之垂直，外圈模板按照设计锥度倾斜，环向模板的设计宽度应保证模板提升到顶部后，有35cm的盈余度（活动模板拼装平面图、立面图及与围圈连接见图5.2.2-4、-5、-6、-7）。 5.2.2-4 活动模板拼装平面图5.2.2-5活动模板拼装立面图5.2.2-6节点图图5.2.2-7 围圈连接图（2）液压提升系统：1）千斤顶：选用GYD-60型千斤滚珠式液压千斤
6、顶。千斤顶实际布置数大于计算数量，并根据间距要求进行调整。支承杆、千斤顶的布置以使千斤顶受力均衡为原则，沿筒壁均匀布置，按照斜钢梁位置在支座两侧分别布置千斤顶。2）支承杆：采用合格的483.5钢管制作，质量符合直缝电焊钢管GB/T13793和低压流体输送用焊接钢管GB/T3092中3号普通钢管规定，材质应符合现行碳素结构钢GB/T700中Q235A级钢的规定。首节支承杆长度为1.5m、3m、4.5m、6m四种交错布置，以使支撑杆接头相互错开，支承杆直径应与千斤顶的要求相适应，其平直度偏差应不大于1/1000。一般采用焊接方法或内丝对接方法接长。3）本系统设两套液压控制柜，同时控制筒仓库壁和辅助
7、提升设备，合理布设液压系统油路，尽可能确保油路长短一致，使滑升时千斤顶行走一致，通过将两个液压控制台并联连线，用一个电器开关系统进行控制，达到同步启动的效果，避免了液压油路供油的时间差，实现液压控制系统的协调及同步控制。确保滑模体系提升力满足施工要求和避免造成系统滑升不平衡的现象。4）垂直观测和控制设备： 经纬仪、线坠、激光铅直仪 、全站仪。5）动力、照明、避雷设施应满足施工所需，并符合施工用电设计方案和现行相关标准规范的规定。（3）滑模平台刚度增强调整及增设中间辅助提升设备：通过采用部分150钢管作为滑模装置水平辐射拉杆，间隔替换普通12拉杆，形成滑模装置水平辐射拉杆体系，使滑模平台由柔性平
8、台转换成半刚性平台，以加强滑模体系的的整体刚度和稳定性。在仓壁中间位置搭设483.5钢管搭设的直径8.0米的格构体系支架，支架上安装一套辅助滑模体系中心环提升设备，通过辅助提升设备使中心环、拉杆随库壁滑模平台的上升同步提升，解决由于大直径筒仓滑模体系中内部水平支撑系统自重较大而产生下垂变形，导致筒仓中心点位移、筒壁变形的问题（如图5.2.2-8、-9所示）。图5.2.2-8 水平拉杆体系示意图5.2.2-9 现场照片5.2.3系统设计计算（1）滑模装置荷载设计应按现行滑动模板工程技术规范（GB50113）附录A取值。（2）液压提升系统所需千斤顶和支承杆的最小数量可按式（5.2.3-1）确定：n
9、min =N/P0 (5.2.3-1)式中 N总垂直荷载（kN）,应取规范GB50113第5.1.3条中所有竖向荷载之和；P0 千斤顶或支承杆的允许承载力（kN），支承杆的允许承载力应按规范GB50113附录B确定，千斤顶的允许承载力为千斤顶额定提升能力的1/2，两者中取其较小者。选用GYD-60型滚珠式千斤顶，每个千斤顶额定荷载6T。每榀提升架设一台千斤顶，根据计算，本工程布置148个千斤顶支撑门架。3）支承杆允许承载能力确定当采用483.5钢管支承杆时，支承杆的允许承载力按式（5.2.3-2）计算。PO=（/ K）(99.6-0.22L) （5.2.3-2）式中 PO支承杆的允许承载力（K
10、N）；工作条件系数，取0.71.0，是施工操作水平、滑膜平台结构情况确定。一般整体式刚性平台取0.7，分割式平台取0.8； K安全系数，取值不应小于2.0；L支承杆长度（cm）。当支承杆在结构体内时，L取千斤顶下卡头到浇筑混凝土上表面的距离；当支承杆在结构体外时，L取千斤顶下卡头到模板下口第一个横向支撑扣件节点的距离。本工程选用48钢管(壁厚3.5mm)做为支撑杆，经计算支撑杆的允许承载力满足要求。5.2.4 滑模装置组装 （1）滑模装置组装工艺流程中心辅助圆形格构体系搭设 定位放线安装提升架、围圈和收分装置并校准位置安装固定模板、收分活动模板并校准位置布置水平辐射拉杆绑扎筒体钢筋安装千斤顶及
11、支承杆并校准位置安装液压系统油路（含中心辅助提升设备）及电气系统线路、通讯系统检查调试（2）组装要点1）滑模组装前做好各组部件编号、操作平台标记，弹出组装线及各种控制线。安装提升架，提升架的横梁与立柱必须刚性连接，两者的轴线应在同一平面内，在使用荷载作用下立柱的侧向变形应不大于2mm,提升架横梁上皮至模板顶部的高差为530mm。2）模板上口小，下口大，单面倾斜度宜为模板高度的0.1%0.3%，模板上口以下2/3模板高度处的净间距应与结构设计面等宽。按先内模、后外模的顺序进行安装，模板与模板之间用U形卡子连接，每侧不少2个M12紧固螺栓，模板与围檩用铁丝固定。拼装完成的模板校正时，首先校正内圈模
12、板使之垂直，外圈模板按照设计锥度倾斜。本工程按照下口尺寸600mm，上口尺寸590mm控制。5.2.4-1收分装置图1-1剖面3)外模收分装置安装：径向收分装置采用在每榀提升支架的上下水平槽钢上焊接一根调节螺栓，用于模板的径向收缩。环向收缩采用在外模上下各加一道16钢丝绳，每道钢丝绳上设置四个50KN的倒链，边滑升边收紧逐次完成环向收缩。在模板进行收分时，径向调节螺丝顶进与钢丝绳张拉收缩同时进行（收分装置见图5.2.4-1、-2）。 图5.2.4-2 收分装置图片4）中心辅助提升设备增设：由于采用150钢管替换滑模装置辐射（撑）拉杆，使得内部水平支撑系统自重更大，为减轻滑模平台的提升阻力，采取
13、增设中间辅助提升设备解决。在中心箍圈位置处，使用483.5钢管以格构体系搭设一直径8.0米的圆形脚手架。在脚手架的外排直径8.0米的圆弧上按照1.40米的间距均匀布置滑模支撑杆（483.5钢管），作为滑模体系的中间支撑点，在支架上再安装一套辅助滑模体系中心箍圈提升的设备。通过辅助提升设备使中心箍圈、拉杆随仓壁滑模平台的上升同步提升，解决由于大直径筒仓滑模体系中内部水平支撑系统自重较大而产生下垂变形，导致筒仓中心点位移、筒壁变形的问题。5)安装液压千斤顶，使之与提升架横梁固定。安装液压操作台、油路，安装完毕后，进行试运转，首先进行充油排气，然后加压试验油压,每次持压5min，重复三次，各密封处无
14、渗漏，进行全面检查，待各部分工作正常后，插入支承杆。安装筒仓中心圆盘及径向可调拉杆，检查调整筒仓模板的圆度、整体性。5.2.5滑模施工（1）施工工艺流程初滑各系统检查调整正常滑升浇筑混凝土（同时配合绑钢筋、接长支承杆、安放埋件及预留洞口等）提升1012个千斤顶行程（约250300 mm）收分找平对中浇筑混凝土且周而复始地循环滑升至设计标高（2） 施工要点1）初滑以后，即可按计划的正常班次和流水分段、分层浇筑，分层滑升。正常滑升时，两次滑升之间的时间间隔，以混凝土出模强度达到0.20.4Mpa（相当于混凝土0.3.1.05KN/cm2贯入阻力值）为准。经验上一般用手指按压触摸的混凝土有轻微的指印且不粘手，并在提升过程中能听到“沙沙”声，如此可说明出模混凝土强度较适宜，已具备滑升条件。2）混凝土浇筑遵循分层、交圈、变换方向的原则.分层交圈即按每20cm分层闭合浇筑。变换方向即各分层混凝土应按顺时针、逆时针变换循环浇筑，以免模板长期受同一方向的力发生扭转。3）滑升施工过程中，平台上堆载应均匀、分散。操作平台应保持水平，千斤顶的相对高差不得大于40mm，相邻两个千斤顶的升差不得大于20mm，钢结构制作部位千斤顶升差控制应符合施工设计要求并不得超过20mm和两支座距离的1/400。4）收分变径控制a 每提升一个千斤顶行程的半径收缩值按式（5.2.5-1）
