大直径预应力钢筋混凝土筒仓滑模施工要点

1滑升模板在大直径预应力钢筋混凝土筒仓滑模施工中的应用钢筋混凝土圆型筒仓用途广泛，坚固耐用，防水性能好，随着我国的国民经济飞速发展和科技水平的提高，预应力技术用于钢筋混凝土筒仓越来越普遍，筒仓的单仓设计容量越来越大，随之而来的是筒仓的直径大，高度高，目前在使用温度不超过60OC情况下设计多数采用无粘结预应力钢绞线作预应力钢筋。由于混凝土筒仓直径大，高度高，所以仓壁采用滑模施工既节省施工成本，又有施工速度快的优点，但由于预应力钢绞线施工的介入，也给滑模施工提出了新的要求，近年来我公司与江苏新筑预应力工程有限公司合作施工的有粮食储仓，煤仓，水泥筒仓，污泥消化池等，获得较好的施工质量和经济效益，其中不少被评为省优、市优工程。其中的关键技术主要有以下几点：一、执行标准1、《钢筋混凝土工程施工质量验收规范》（GB50204---2005）2、《滑动模板工程技术规范》（GB50113-2005）3、《钢绞线钢丝无粘结预应力筋规范》（JG3006-93）2二、无粘结预应力钢筋混凝土仓壁滑模施工工艺流程三、滑升装置设计基础施工试压块制作支承筒体模板、钢筋、砼施工试压块制作库底板模板、钢筋、砼施工试压块制作筒壁模板及滑升平台组装绑扎钢筋、铺预应力钢绞线安装承压板（随滑升进行）加工承压板，制作螺旋筋，预应力钢绞线下料浇筑砼、滑升模板试压块制作砼养护（随滑升进行）拆除滑升平台及模板张拉预应力筋张拉支座封锚资料整理锚具检验，张拉机具的准备，千斤顶标识压砼试块31、滑升装置组成滑模装置包括模板系统、液压系统、操作平台系统。1.1模板系统1.1.1围圈围圈采用Φ48×3.5mm钢管抛圆制作，共六种规格，其中模板围圈两种，提升架围圈四种规格，要求弧度准确，抛圆后在同一平面上，洞口边围圈根据图纸尺寸单独制作。1.1.2提升架提升架横梁采用[10槽钢制作，立柱用Φ48×3.5mm钢管焊接制作，规格2400×200，沿圆周每隔1.3米~1.4米一只均匀布置。1.13模板内外模板均采用，1200×300，1200×200，1200×150，1200×100的普通定型钢模板，回旋卡拼接（每条拼缝不少于4个）。在模板上端第二孔、下端第一孔分别设双钢管围圈，以管卡勾头螺栓拉结模板（每条拼缝不少于2个），围圈以调节钢管与提升架立柱连接。按照以上设置模板及围圈满足滑升强度和刚度要求。安装好的模板单面倾斜度为模板高度的小于0.2%，按规范要求模板高2/3处净距为结构截面尺寸。1.2液压提升系统液压系统千斤顶使用QYD60滚珠式千斤顶，每榀提升架设置一台QYD60滚珠式千斤顶，一次行程为25mm，额定顶推力60KN，施工设计时取额定顶推力50%计算为30KN。4主油管使用Φ16，支油管使用Φ8钢丝编织高压软管与各种分油器组成并联平行分支-式液压油路系统，额定压力≥15Mpa布管时尽可能使油路长短相近。液压动力使用YHJ-80型控制台分区联动，油压机试验压力为15Mpa施工中油压控制在8Mpa正常压力升高滑动模板。有千斤顶和油泵机技术参数和合格证。提升架立柱为尺寸2400×200mm，用Φ48×3.5mm普通钢管焊接成的格构式构件，上横梁为单根10号槽钢，下横梁为双拼10号槽钢，立柱与横梁螺栓连接。提升架规格根据仓壁厚度选用2400×1200，2400×1500扶壁处选用2400×1800（双千斤顶）2400×2100（双千斤顶）不等。1.3滑模操作平台筒仓内外操作平台使用钢管桁架作为支承结构，桁架用Φ48×3.5mm普通建筑钢管和扣件搭设成型。桁架支承在平台围圈上，平台围圈支承于提升架上，形成一空间网架承力系统，桁架高H=900，桁架上铺50×100木方，间距500，用铁丝与桁架扎牢，上铺18厚胶合板，外平台净宽1700，内平台铺满平台板宽度1000mm，高架平台距平台面约4000mm高，宽为4200mm，高架平台输送混凝土，堆放钢筋和接长支承杆之用；从外平台浇筑混凝土，内平台作为绑扎钢筋，高架平台上对称设两只混凝土集料斗，商品混凝土有输送泵进入料斗，再从料斗中人工放料用小推车布设到各浇筑点。筒仓滑模滑升平台采用环形柔性平台，平台中心设置一圆形5铁板Φ1000δ10，铁板与提升架之间用拉杆Φ16Q235将拉结形成整体，环形平台内侧加设折线形桁架予以加固。6开字架详图千斤顶布置详图72、滑升原理2.1支承杆为主要承压构件，下端浇筑在混凝土中为嵌固端，上端连结千斤顶为铰接端。2.2千斤顶通过钢板与提升架下横梁连结，当油泵供油并加压时，千斤顶钢珠压紧支承杆带动提升架向上爬升而提升架腿上的四根钢管又通过模板围圈带动模板向上爬升，当模板爬升到预定高度时油泵关闭，千斤顶回油停止爬升，再绑扎钢筋浇筑混凝土，再开启油泵继续爬升。如此循环一直滑升到仓顶。3、滑升计算1.支承杆的允许承载力和千斤顶用量按GB50113-2005规定以下式计算PO=（kd）×（99.6-0.22L）(GB50113-2005)PO支撑杆允许承载力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d工作条件系数取0.7~1.0（视操作水平，滑模平台结构情况，刚性整体平台取0.7，柔性取0.8）k安全系数不小于2.0.2.千斤顶提升能力计算8n=PNn千斤顶用量P千斤顶设计提升力值（额定提升力的21取30KN）N竖向荷载总值包括平台自重、设备重、模板与混凝土的摩阻力、施工荷载。4、提升部件计算4.1模板围圈抗力校核（1）浇筑工状模板围圈在浇筑工状主要承受新浇混凝土的侧压力和振捣荷载，根据《滑动模板工程技术规范》（GB50113-2005）附录A，1200高的模板侧压力取其最大值6KN/M，根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204），振捣对垂直模板产生的荷载为4KN/M2，本工程模板高1.2M下围圈承受的荷载取4KN/M×0.6M=2.4KN/Mq1=6KN/Mq2=2.4KN/M围圈的支点即提升架的距离按三跨连续梁计算，其计算简图如下：Q=q1.4(q1+q2)=11.76KN/MMmax=QL2/10=11.76×1.352/10=1.59KN/M9每道围圈由两根Φ48×3.5钢管组成：A=4.89CM2×2=9.78CM2I=12.19CM4W=5.08CM3×2=10.16i=1.58CM钢管围圈在最大侧压力和振捣荷载作用下产生的内力为。强度σ=WM=1.59KN/M×103/10.16=156.5＜[205]挠度校核fmax=(0.667ql4)/100EI=0.667×(6+2.4)×103×13504/206000×121900×100=18.6/25=0.744＜[f]允许挠度[f]为1/400=3.4MM（按清水模板）（2）提升工状：提升阶段围圈主要承受提升架竖向提升传给围圈的垂直荷载，按设计每榀提升架的额定提升力为30KN，由四根调节钢管承担每处的支反力为30KN/4=7.5KN计算简图：按三跨连续梁计算，最大弯矩Mmax10M=0.175PL=0.175×7.5×103×1350=1771875N·MMσ=WM=1771875/10.16×103=174N/MM24.2提升架主要部件内力校核：4.2.1调节钢管校核当提升机爬升时带动模板爬升的连结件为四根可调节钢管，主要克服模板向上滑升时的摩阻力和模板及围圈的自重，根据GB50113-2005条文说明1200高模板混凝土出模时间约4小时左右，摩阻力取2.5KN/M2为宜，模板加围圈重0.58KN/M2每计算单元为1.2M×1.35M=1.62M2计算单元内模板及围圈自重1.62M2×0.58KN/M2=0.94KN可调钢管，计算简图：P=294.02.15.24.1263.4KN2.32KN(两根调节钢管，所以除以2)RA=P(1+λ)λ=M/L=150/200=0.75RA=2.32×1.75=4.05RB=-Pλ=-2.32×0.75=-1.74MA=-2.32×0.15=0.348KN·M=348000N·MMσ=348000/5080=68.5KN/MM211f=EILPM32(1+λ)=121900206000310)2.015.072.1(122MMKN=33.756.51=0.68MM＜1/200＜[0.75mm]4.2.2提升架下横梁强度和刚度计算提升架下横梁由千斤顶带动在提升工状下像一根扁担挑起平台上的全部荷载和模板与混凝土的摩阻力，在设计千斤顶的提升力限制为30KN，因此计算简图如下：下横梁为双拼10号槽钢组成，其力学特征如下：Wx=79.32CM3，Ix=396.6CM4，γ=3.94CM，E=2.06×105Mmax=PL/4=45.130=11.25KN·Mσ=WM=361032.791025.11142N/MM2＜[205N/MM2]f=EIPL483=453106.3961006.2481500300002.58mm＜1/400＜[3.75mm]4.2.3拼装螺栓抗剪校核，[τ]=[190N/MM2],A=201MM2,提升架每根立柱和下横梁由两根螺栓连结，共四根。P=30/4=7.5KN12τ=P/A=7500/201=37.3N/MM2＜[190N/MM2]4.2.4千斤顶与提升架连结螺栓：主要承受提升时垂直向上的拉力，由四根Φ16螺栓连结。P=30/4=7.5Φ16螺栓B级,[σ]=[205N/MM2],螺纹处面积As=157MM2P/A=7500/157=47.8N/MM2＜[205N/MM2]4.2.5环型平台挑三角架计算平台荷载30KN，减一侧摩阻力2.5×1.2×1.35=4.05KN230-4.05=10.95KNq=10.95KN，通过三角架上弦上的檩条传三角架，三角架的杆件强度和稳定复核如下：P1=10.95×0.4P2=10.95×0.45θ1=28°θ2=25°L1=800MML2=900MM13γ=15.8MMA=489MMI=12.19CM4Rba=2(P1+P2)=18.615NRah=-Rbh=hL2(P1+P2)+hLP1=9.3075+8.2733=17.5808NS1=S2=P1×ctgθ1=10.95×0.4×ctg28°=8.238NS3=-P1×cscθ1=-10.95×0.4×csc28°=-9.33NS4=Rbh×secθ1=-17.5808×sec28°=-19.911NS5=-(P1+P2)×secα=-18.615×sec45°=-26.326S7=S4×sinθ1=Rbh×tgθ1=-19.911×sin28°=-17.5808×tg28°=-9.348NS6=2sin27θPRbaS=25sin45.095.10615.18348.9=10.268N稳定性验算：(1)拉杆验算：S1=S2=AS=4898238=16.849N＜[205]S6=AS=48910268=20.998N＜[205](2)压杆验算：σ=AS，miniLoS3：miniLo=8.15905=57.278查表得：=0.829S4:miniLo=8.151018=64.43查表得：=0.802S5：miniLo=8.151273=80.57查表得：=0.716S7：miniLo=8.15900=56.962查表得：=0.829S3：σ=AS=489829.09330=23.015＜[205]14S4：σ=AS=489802.019911=50.77＜[205]S5：σ=AS=489716.026326=75.191＜[205]S7：σ=AS=489829.09348=23.06＜[205]4.2.6提升架立柱强度计算：提升架立柱主要承受上向提升架时平台荷载对立柱形成的垂直拉力。设计最大的限载30KN，由四根钢管承受P=30/4=7.5KNσ=P/A=489105.73=15.33N/MM2＜[205N/MM2]扣件抗滑移，主要计算调节钢管与提升架立柱连结及三角架与提升架立