滑升模板施工
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第一节液压滑升模板施工装置
一、液压滑升模板装置的组成(图示)
滑升模板的装置主要由模板系统、操作平台系统和液压提升系统这三部分组成。
(一)模板系统
1.模板
模板用于使混凝土成型,并保证其表面质量符合要求。模板主要承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时模板与混凝土之间的摩阻力。
模板的材料可采用钢材和木材,目前以钢材为主。钢模板一般采用2 mm ~2.5mm的钢板压轧成型或加焊角钢、扁钢肋条制成。模板的高度一般为0.9 m ~1.2m,烟囱等筒壁结构可采用1.4 m ~1.6m。模板的宽度一般为200 mm ~500mm。一般墙体钢模板,主要用于平面形墙体。
对于墙、柱的阴阳角处,宜采用同样材料制成的角模。筒仓和水塔等的模板,可做成弧形。对于烟囱等圆锥形变截面工程,除采用固定模板外,还需采用一定数量的收分模板和活动模板(图示)。在滑升过程中,要按照设计要求的斜度及壁厚,不断调整内外模板的直径,使收分模板与活动模板的重叠部分逐渐增加。当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一块模板搭接时,即可拆去重叠的活动模板。收分模板必须沿圆周对称成双布置,每对的收分方向应相反,收分模板的搭接必须严密不漏浆。
为了减少滑升时模板与混凝土之间的摩阻力,便于脱模,模板在安装时应形成上口小、下口大的倾斜度,一般单面倾斜度为0.2%~0.5%(图示)。模板二分之一高度处的净间距为结构截面的厚度。
2.围圈
围圈又称围檩,沿水平方向布置在模板背面,一般上、下各一道,形成闭合框,用于固定模板并带动模板滑升。围圈主要承受模板传来的侧压力、冲击力、摩阻力及模板与围圈自重,若操作平台支承在围圈上时,还承受平台自重和其上的施工荷载。
为保证模板的几何形状不变,围圈要有一定的强度和刚度,其截面应根据荷载大小由计算确定。一般采用∟75~∟80的角钢、[8~[10的槽钢或I10的工字钢。上下围圈的距离视模板高度而定,一般为500mm ~700mm。上围圈距模板上口不宜大于250mm,以确保模板上口刚度。当提升架的间距较大时,或操作平台直接支承在围圈上时,可在上下围圈之间加设垂直和斜向腹杆,形成桁架式围圈,以提高承载能力。对于变截面筒壁结构的围圈,可采用分段伸缩式。
模板与围圈的连接,一般是搁在围圈上或挂在围圈上。
3.提升架
提升架又称千斤顶架。其作用是:固定围圈的位置,防止模板侧向变形;承受全部竖向荷载并传给千斤顶,再通过千斤顶传给支承杆;带动围圈、模板和操作平台系统一起滑升。
提升架由横梁和立柱组成(图示)。
立柱上设有支承围圈和操作平台的支托,承受它们传来的全部竖向荷载,并通过横梁传递到千斤顶及支承杆;同时立柱又承受围圈传来的水平侧压力,并以横梁作为其支座。横梁一般用槽钢制作,并采用双横梁式,刚度较好。立柱用槽钢、角钢或方形钢管制作。
提升架横梁至模板顶部之间的净高度,应能满足施工操作的需要,对于配筋结构不宜小于500mm,对于无筋结构不宜小于250mm。但也不应过大,否则支承杆的自由长度增加,将影响其稳定性和承载能力。用于变截面结构的提升架,其立柱上应设有调整内外模板间距和倾斜度的装置。当采用工具式支承杆时,应在提升架横梁下设置内径比支承杆直径大2 mm~5 mm的套管,其长度应到模板下缘。
(二)操作平台系统
1.操作平台
操作平台既是施工人员绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板的操作场所,又是材料、工具等的堆放场所和液压控制设备的安置台,有时还利用它架设垂直运输的机械。因此,操作平台应有足够的强度和刚度,以便能控制平台水平上升。
操作平台分为内操作平台和外操作平台。内操作平台一般由承重钢桁架(或梁)、楞木和铺板组成。承重钢桁架支承在提升架的立柱上,也可通过托架支承在桁架式围圈上。按结构平面形状的不同,操作平台的平面可组装成矩形、圆形等各种形状。按操作平台结构的不同,有分割式与整体式。分割式的操作平台在提升架之间划分,整体式操作平台则通过纵横
连续梁将整个建筑物的操作平台连成整体,刚度较好。按施工工艺要求的不同,操作平台的铺板可设计成固定式或活动式,活动式在揭开平台板后可方便地进行横向结构的施工。
外操作平台一般由外挑三角架、楞木和铺板组成。三角挑架固定在提升架的立柱上或固定在围圈上。外操作平台的外挑宽度为0.8 m ~1.0m,并在其外侧设置防护栏杆和张挂安全网,以便安全操作。
2.吊脚手架
吊脚手架用于滑升过程中进行混凝土质量的检查、混凝土构件表面的修整和养护、模板的调整和拆卸等。内吊脚手架挂在提升架立柱和操作平台的钢桁架上,外吊脚手架挂在提升架立柱和外挑三角架上。吊脚手架的吊杆可用φ16~φ18的圆钢制成,也可采用柔性链条。其铺板宽度一般为500 mm ~800mm,每层高度2m左右。吊脚手架外侧必须设置防护栏杆,并张挂安全网到底部。
(三)液压提升系统
1.支承杆
支承杆又称爬杆,它既是液压千斤顶爬升的轨道,又是滑模装置的承重支柱,承受施工过程中的全部荷载。
支承杆的规格与直径要与选用的千斤顶相适应,目前使用的额定起重量为30kN的滚珠式卡具千斤顶,其支承杆一般采用φ25的Q235圆钢。支承杆应调直除锈,当I级圆钢采用冷拉调直时,冷拉率控制在3%以内。支承杆的加工长度一般为3m ~5m。其连接方法可使用丝扣连接、榫接和剖口焊接。丝扣连接操作简单,使用安全可靠,但机械加工量大。榫接连接亦有操作简单和机械加工量大之特点,滑升过程中易被千斤顶的卡头带起。采用剖口焊接时,接口处倘略有偏斜或凸疤,要用手提砂轮机处理平整,使能通过千斤顶孔道。当采用工具式支承杆时,应用丝扣连接。
当模板处于正常滑升状态时,支承杆的允许承载力计算。
当模板处于正常滑升状态时,支承杆的允许承载力可按下式计算:
式中[F]——支承杆的允许承载力(kN);
α——工作条件系数,取0.7~1.0,视施工操作水平、滑模平台结构情况确定,一般整体式刚性平台取0.7,分割式平台取0.8,采用工具式支承杆时取1.0;
E——支承杆弹性模量(kN/cm2);
J——支承杆截面惯性矩(cm4);