一、新建水塔工程概況
登封國投三礦150m3鋼筋混凝土倒錐殼水塔,支筒高度30m,外徑2•4m,壁厚180mm。支筒底部有一尺寸為2100×600mm的門洞,與門洞方向垂直的兩側各有尺寸為600mm的窗洞5個�！ �
二、方案設計
1•液壓設備及模具
滑模采用SQD-90-30型松卡式千斤頂,承載能力為90kN,工作承載力為45kN,液壓行程35mm,
支承桿為48×3•5mm鋼架管。模板采用P1012普通鋼模板,內外圍圈均為[8,模板安裝單面傾斜度為0•3%。液壓控制臺由水柜提升用BZ70-1型超高壓油泵經現場簡單改制而成,外型尺寸為490×325×532mm,重量為88kg,其體積與重量只是小型HY-36型專用液壓控制臺的1/7和不足1/3,可以很方便的放置在外挑腳手架上,實現了一機兩用。
2•千斤頂布置
施工荷載15kN,模具自重25kN,模板滑升阻力50kN,共計90kN。支承桿的承載能力為40~50kN,考慮到挑腳手架和吊腳手架安裝需要,實際布置6臺千斤頂(見圖1)每個千斤頂實際承載力為15kN。千斤頂要求均勻分布,避開窗洞口。
3•垂直運輸
在距支筒1m處安裝一高度為35m格構式扒桿,在其上部安裝一懸臂吊桿(見圖2)。格構式扒
桿截面尺寸為610×610mm,豎桿、平撐和斜撐分別采用L63×5、L50×5和18圓鋼制成;懸壁吊桿為長6m的70×4mm鋼管制成,配1t小絞車擔負混凝土和鋼筋的垂直運輸。人員上下利用格構式扒桿作爬梯。扒桿重0•95t,可吊重500kg。
圖1 千斤頂平面布置
4•垂直度控制
垂直度采用在滑模操作平臺下中心位置懸掛1個8kg錘球對中控制,這種方法簡單實用,也可
滿足精度要求。
圖2 支筒滑模方案示意
三、對混凝土的要求
由于支筒直徑小、壁薄,滑升阻力較大,容易出現水平裂縫,尤其是在筒壁內側。在設計混凝
土配合比時考慮水塔支筒滑模對混凝土的特殊要求,可以避免支筒水平裂縫的出現。要求石子級配良好,公稱粒級為5~30mm;砂為中粗河砂,砂率控制在38%左右;每m3混凝土水泥用量控制在320~370kg;混凝土坍落度控制在5~8cm。本工程滑模施工正值夏季,在混凝土中摻加了0•3%的木質素磺酸鈣,使混凝土出模強度控制在0•2~0•4MPa,支筒沒有出現水平裂縫。
四、滑模施工
1•初滑階段
分3層、每層時間間隔約1h澆筑混凝土700mm左右,待從模板底漏出的砂漿不粘手并呈硬塑狀態時,即可進行2個千斤頂行程的試滑升,如果混凝土不下墜,可繼續滑升至20~30cm高,并對液壓設備和模具進行全面檢查、整修后,即可轉入正�；�。
2•正�；�
混凝土要分層交圈澆筑,分層厚度為200~300mm。各層澆筑的時間間隔控制在1h以內。2次滑升時間間隔可與2層澆筑的時間間隔相對應。在氣溫高于25℃時,要增加1次中間滑升,中間滑升高為1~2個千斤頂行程。遇窗洞口澆筑兩側混凝土時,要對稱均衡進行。出模后原漿抹光。
3•支承桿的安裝與接長
支承桿在使用前要檢查其質量,要求順直、直徑及管壁厚度誤差要分別控制在±0•5mm和-
0•1mm以內。第1節支承桿的長度分別為3m、4m、5m和6m長,并相間交錯布置,滑升時接長的支承桿均為6m長。支承桿接頭采用插入一節長150mm的40×3mm短鋼管、通過在支承桿每個端頭鉆出的徑向相互垂直的4個10孔與之塞焊固定(見圖3)。所有接頭焊接都要在接頭未通過千斤頂以前完成,并用手持砂輪機把凸出鉆孔的焊包打磨平。
圖3 支承桿連接
4•施工中的糾偏
在滑升過程中,嘗試性的沒有按規范要求做支承桿與橫向鋼筋點焊連接、也沒有按圖紙要求
沿高度每m另設112與縱向鋼筋逐點焊接的水平防扭箍筋,整個滑升過程并沒有發生結構扭轉。這是因為支承桿采用48×3•5mm鋼管、其剛度和承載力分別約為25圓鋼支承桿的6倍和3倍的緣故。施工中對垂直度偏差控制從預防入手,利用限位卡每200mm高限位找平一次;滑升時,使所有的千斤頂充分的進、排油、盡量減小千斤頂間的升差;每層混凝土澆筑后控制在同一水平上;每滑升200~300mm觀測一次垂直度偏移情況。本工程中當滑升至2m高時,發現中心向C軸方向偏移9mm。經分析偏移受2種因素影響,一是與C軸相對一側有門洞,滑模阻力不平衡,二是液壓控制臺在C軸一側外挑腳手架上,施工荷載不平衡。最初采用20mm棕繩連在1t倒鏈上牽拉模具,偏移趨勢得到了控制。由于支承桿剛度大,使牽拉力也比較大,為預防出�；炷帘焕�,又采用3個約50kg的砂袋放在A軸一側的外挑腳手架上,以平衡荷載,這一糾偏方法很快使垂直度偏差減小。以后又根據不同情況通過變換砂袋的方位和調整其重量直至支筒滑模結束,垂直偏差均有效控制在5mm以內。
五、對48×3•5mm支承桿承載力計算的探討48×3•5mm鋼管支承桿承載力計算公式,目
前規范中還沒有給出,現行《液壓滑動模板施工技術規范》(GBJ113—87)所給支承桿允許承載力計算公式為:
[P]=α40EJK(L0+95)2此式是依據采用25圓鋼由歐拉公式經修正后得到的。如采用此公式計算48×3•5mm鋼管支承桿的允許承載力,則所得結果接近鋼管的極限強度,這顯然比鋼管的實際承載力高出許多。這是由于48×3•5mm鋼管支承桿計算長度部分長細比,比同長度的25圓鋼的長細比小得多,已不符合歐拉公式的適用條件。筆者認為依據鋼構件在軸心受壓時的穩定條件,并考慮一個適應的荷載不均恒系數確定鋼管承載力比較符合實際情況。即公式:
[P]=fψA/K
式中 K—荷載不均恒系數,取K=1•2;
ψ—軸心受壓構件穩定系數,依據鋼管從千斤頂下卡頭至模板下口長度的長細比
查表得到。在求支承桿的計算長度時,支承桿按一端固定一端鉸支考慮。筆者曾用上述計算公式設計布置多個圓筒倉和煙囪滑模工程的千斤頂,實際效果比較理想。
六、應用效果
1•比現行的無井架支筒滑模施工安全性能好,施工質量也更容易控制。比有井架滑模施工
節省了機具搬運及安裝費用。
2•所用千斤頂數量少,所用液壓控制臺體積小、重量輕。
