资源描述
技术总结
-备煤筒仓施工技术要点
一 前 言
根据国内对备煤筒仓的设计形式来看,由于受防火要求和费用的影响,在结构设计时,大都将结构设计成钢筋砼结构而不用钢结构,包括附属结构。而其结构具有承重量大,跨度大等特点,所本身结构自重也大且其结构复杂,同时牵涉到高空作业和工作面受限等施工条件,所以技术难度高。从施工工艺来说有滑模和高支模现浇作业施工;所以在国内很多同类结构施工时都多多少少出了些安全或质量问题,还有些项目发生了重大安全或质量事故。
针对以上特点,结合我施工过的延长石油靖边能源化工项目备煤筒仓工程,在此对同类结构的施工技术进行一些论述和交流。
备煤筒仓土建结构一般包括:大体积砼基础、筒壁(一般采用滑模工艺)、W型或V字型缷料层结构,缷料层还分为柱承重或剪力墙承重等结构设计形式、顶压梁、屋面结构、楼梯间等。
施工顺序一般为:
基础施工→筒壁带楼电梯间滑模→缷料层施工(同时施工楼电梯间楼梯)→顶压梁施工→筒体屋面施工→顶框架施工(同时施工筒内地坪)→楼电梯间顶壁和屋面施工→筒内耐磨层施工→楼电梯间内上楼梯施工→砖砌体施工(同时施工钢结构部份)→装饰装修→三查四定
根据建质[2009]87号文超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围划分,需要专家组论证的方案有:
1、筒仓壁滑模方案;
2、缷料层高大模板工程专项施工方案;
3、顶部结构高大模板工程专项施工方案。
二 基础施工要点
备煤筒仓仓内需要装煤,本体结构也较高耸,所以要求地基基础承载力较大,基础一般设计为大体积砼。此类结构施工时要解决内部散热问题,防范砼裂缝的产生,所以在砼工程施工时首先从配合比入手按规范要求采用矿渣硅酸盐等低水化热水泥;但在冬期施工中,采用蓄热法养护,还是需要采用水化热较高的普通硅酸盐水泥进行砼的配制。不管选用哪种水泥,或冬季施工或其它季节施工,都可采用砼内竖向埋导热管利用水作为载体将砼内部热导到砼表面,同时在砼表面覆盖保温材料,将砼内外温差、砼表面与大气温差进行有效处理,从而避免由于温差引起砼裂缝的产生。以下实例是备煤筒仓基础大体积砼冬期施工方案供参考。
1施工程序:垫层上弹出基础中心线和模板边线
基础板、梁钢筋安装
短柱插筋预埋
基础模板安装
基础模板、钢筋检查
浇筑砼及养护
钢筋加工制作
钢筋检查
放出基础板筋位置线
基础垫层砼浇筑
桩基中间交接
基础模板拆除
2基础施工缝设置
施工基础上部结构前必须对基础施工逢进行处理:将砼表面凿毛后用水冲洗干净,砼浇筑前先用水湿润,然后铺上20mm厚水泥砂浆(配合比与所浇砼内的砂浆配合比相同)。
施工缝设置示意图
施工缝
底板
墙或柱
3基础模板工程
3.1模板制作安装
竹胶合板制作示意图
10mm厚竹胶合板
40×70mm厚木方
木方@200
基础模板采用12mm厚的竹胶合板(背面用木方加强)拼装。模板制作示意图如下:
对拉螺杆间距
600/900mm
基础底板长度或宽度
地面标高
基底标高
1:1
钢管支撑架
竹胶合板
浇筑砼用跳板
通道栏杆
基础底板模板安装采用制作好的竹胶合板拼装,拼装完后用对拉螺杆加固再用钢管脚手架加固和支撑。模板安装及支撑示意图如下:
在垫层上放好边线后,在边线内侧打孔,插入直径12mm的钢筋作为模板底内侧支点;模板安装前将内侧清理干净;模板找正后立缝用透明胶带密封板缝,水平底缝在砼浇筑前内部清理干净后用水泥砂浆密封。
模板支撑系统采用钢管脚手架支撑和直径25mm的钢筋抱箍,内侧水平管间距为400mm,外侧双立管间距为900mm;基础模板除钢管支撑外必须设置对拉螺杆,对拉螺杆在每组双立管上沿竖向设三道对拉螺杆,对拉螺杆内侧与基础主筋焊连接。对拉螺杆采用直径12mm圆钢加工。
基础模板安装后,砼未浇筑前需要用彩条布覆盖,以避免风沙吹入。
3.2导热管安装
导热管采用薄壁直径50mm钢管,主要作用是将砼内热量导出至砼表面,让砼内部外部温差不大从而避免砼裂缝的产生。安装导热管横纵间距不大于1.2米,安装完成后临时封口,避免砼进入导热管内堵管。纵深埋入且固定稳固。
4钢筋工程
4.1钢筋施工程序
施工准备
钢筋抽样检验
计算钢筋料表
钢筋加工制作
钢筋安装
钢筋检查确认
钢筋除锈
钢筋调直
钢筋切断
钢筋弯曲成型
4.2钢筋进场及验收
钢筋采用业主要求的钢厂生产的钢材。钢筋进场时必须有产品合格证和检验合格报告,进场后必须按规范进行分批抽检:
外观检查:按每批50T抽取5%进行外观检查,主要是钢筋表面缺陷,每米弯曲度≤4mm,并随机抽样检查等实际重量;
力学性能试验:应逐盘,逐捆进行检验,从每盘、每捆取3个试样,分别进行拉伸与冷弯试验,冷弯后,受弯曲部位表面不得产生裂纹。
4.3钢筋制作
由钢筋技师按照施工图纸计算钢筋料表,钢筋加工、制作必须符合设计图纸及标准要求。钢筋加工时,先进行除锈,然后按照钢筋料表切断、弯曲钢筋。
4.4钢筋安装
4.4.1受力钢筋保护层
按图纸要求,基础底层钢筋保护层为140mm,由于按图纸要求为补偿沉降筒仓结构层标高需提高20mm,所以垫层顶标高提高10mm,基础底板底层钢筋保护层用150×150×150mm的砼立方体试块作为保护层垫块。基础侧面保护层厚度为40mm,保护层垫块采用1:2的水泥砂浆作成,大小为50mm(长)×50mm(宽)×d(设计保护层厚度),为便于固定在钢筋上,用于竖向构件垫块要设置两根扎丝。
4.4.2基础底板钢筋安装
基础筏板的最底板钢筋绑扎前先按图纸要求的钢筋间距划线,然后按划线逐根排布钢底板钢筋布。
基础底层钢筋绑扎完成后,绑扎暗梁钢筋,然后按@1000mm布置∏型φ25钢筋脚码支撑下部及上层钢筋,其示意图如下:
钢筋搭接头全部采用绑扎搭接,绑扎搭接头的位置和搭接长度符合规范图纸要求。
4.4.3基础墙、柱钢筋预插
基础墙、柱钢筋在基础底板砼浇筑前预埋,预埋时按照设计位置布置钢筋,墙、柱主筋插入底板部分用扎丝固定在底板筋上。柱箍在基础底板内布设2道,柱上部箍筋绑扎前,先用记号笔在柱四个角的主筋上按设计间距划线,然后进行绑扎。绑扎完后用脚手架钢管将柱钢筋骨架夹紧并固定在已加固好的模板上,以免柱钢筋移位。墙体的竖向插筋安装前,先在底板上层筋表面墙筋水平钢筋的位置将墙筋水平筋绑扎一道于基础底板筋上,然后再插入墙立筋绑扎固定于水平筋上,再在墙立筋上绑扎三道水平筋,同时绑上内外层墙体立筋的拉筋,插入基础底板内的墙立筋下端必须进行绑扎固定。
5砼工程
5.1砼原材料
根据冬期施工要求,砼提高一个强度等级至C35,同时掺加防冻剂;并且按图纸要求加入8%的AH-P抗裂防渗剂,采用普通硅酸盐水泥,砂、石质量符合国家标准要求,混凝土使用商品砼。
商品砼运输至施工现场
布料至基础浇灌位置
分 层 振 捣(500mm厚)
收 平
混 凝 土养 护
砼试验(坍落度/温度等)
5.2砼浇灌程序
5.3砼拌制和运输
本项目的砼是商品砼采用砼罐车运输,浇筑前规划进场路线,保证现场道路通畅,运输时间尽可能短,不得超过一个小时。
5.4砼振捣
砼从中心点开始下料,分层浇灌,每层厚度不超过0.5米,下层砼最少沿水平方向浇筑3米后再浇筑上层砼。砼的水平接缝时间不得超过2小时或调配的砼的缓凝时间,避免出现冷缝。
砼入模后采用φ50mm插入式振动棒按间距不大于250mm振捣砼,振捣时不过振、不漏振,采用快插、慢提法直至砼泛浆无气泡为止。上层砼浇筑时,振动棒插入下层砼的深度为50mm左右,进行上下层交层插捣但不能太深,避免胀力太大而造成爆模。
5.5砼取样
浇筑砼的同时,必须按规范规定进行砼现场取样。取样数量为:按照一次浇筑1000立方米砼,每200立方米砼取一次样进行;制作5组标准养护试块,5组同条件养护试块,两组临界抗冻试块。同时随机取样测试砼塌落度。
5.6砼收平压光
砼浇筑成型后,用抹子进行砼表面收平。先用抹子将砼表面拍紧、压实,待砼初凝前,再用铁抹子或机械将砼表面压光,压光时砼表面无抹痕。基础底板收平时墙、柱范围内的砼不需压光。
5.7砼养护
5.7.1混凝土浇筑完成压光后,将混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,中层覆盖一层碎棉布,表层用彩条布进行覆盖保温;覆盖物边沿和插筋范围内用200mm厚砂土进行压盖。
5.7.2在混凝土浇筑时,由于水泥凝结过程中产生大量水化热,因而易形成较大的内外温差,采用如下措施控制:
a.掺加一定数量的粉煤灰代替水泥用量。
b.采用合理的养护和表面温度控制方法,减小混凝土的内外温度差。
c.砼内部温度达40℃时充水进保温层内,水作为载体将砼内部热量导至砼表面,让砼内部外部温差不大。
5.7.3在混凝土浇筑后及时对混凝土塑料薄膜覆盖,覆膜的作用主要是降低水化热的释放速度。塑料薄膜外再加盖麻袋蓄热保温。柱子钢筋内无法覆盖部分,铺入300mm厚细沙,以便保证砼内温度。
5.7.4混凝土浇筑后12小时用水灌入基础表面,用蓄水法进行养护降低砼内外温差。
5.7.5基础混凝土养护时间不得少于7d。
6大体积混凝土水化热计算和控制措施
6.1优化混凝土配合比,降低水化热
在保证混凝土强度的情况下,加大对粉煤灰的渗入量,替代水泥用量减少水泥在水化工程中产生的热量。根据加大粉煤灰渗入量,减少水泥使用量而优化的混凝土配合比的混凝土水化热温度计算如下:
6.2最大绝热温升:Th=(mc+k·F)Q/c·ρ
Th——混凝土最大绝热温升(℃);
mc——混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(kg/m3);
F——混凝土活性掺合料用量(kg/m3);
K——掺合料折减系数。粉煤灰取0.30;
Q——水泥28d水化热(kJ/kg)
经计算:Th=(334.6+120*0.3)*375/0.97*2400=59.7℃
6.3混凝土中心温度计算如下:
T1(t)=Tj+Th·ξ(t)
T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃);
Tj——混凝土浇筑温度(℃)
ξ(t)——t龄期降温系数
T1(t)=10+59.7*0.54=42.2℃
6.4保温材料厚度(下层塑料保温膜中层毛毡上层彩条布)
δ=0.5H·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)
式中 δ——保温材料厚度(m);
λx——所选保温材料导热系数[W/(m·K)]
T2——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度(℃);
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m·K);
Tmax——计算得混凝土最高温度(℃)
H——混凝土实际厚度
Kb——传热系数修正值
δ=(0.5*1.8*0.033*17*1.5)/(2.33*25)=0.013m
6.5控热措施
根据在混凝土施工中的实践经验及有关资料,混凝土浇筑后内外温差Δt≤25℃,混凝土的裂缝能得到有效的控制,因此,按2米左右的距离插入导热管将砼内部的热量导至砼表面,砼表面加盖保温物,可以最大限度地降低砼内部和砼外部的温差。
6.6测孔布置:测温孔采用ф50的薄壁镀锌钢管制作,管长1.85m,管下端用镀锌铁皮焊死,预埋入混凝土内,管口高出混凝土面50mm。每组分上中下三根,在不同的位置布置,共布置不少于三组。
6.7测温方法:将温度计伸入管内中下部位置,管口用软橡皮塞堵严,以保证内部测温准确,三分钟后迅速提出温度计读取温度读数,并按测温孔平面布置图的编号依次测量并记录数据。混凝土初凝后,开始测温,第一至七天每四小时测温一次,第七至十四天每八小时测温一次。值班人员分三班测温,对每一孔进行编号,做好测温记录,根据测温结果绘制温差变化曲线,混凝土内温度连续24小时呈下降趋势且平稳时,可停止测温。
7模板拆除
当砼内部温度值与大气温度差不超过5℃时可拆除保温层和模板。
三 筒体滑模施工要点
备煤筒仓筒体高度不是太高,但在施工时一般还是采用滑模施工,施工时注意顶压梁和屋面施工工作面外挑三角架埋件的安装;上人系统可采用脚手架斜梯。具体施工要点实例如下:
1工程简介
备煤筒仓内直径20米,筒仓+31.600以下壁厚为350mm,以上为压顶梁,厚度为900mm;压顶梁以上为现浇钢筋混凝土屋面,顶标高为+36米;仓底下料层待滑模完成后现浇。筒身南北均有4.5米高的门洞,门边各有一根加强护壁柱,柱顶标高+7.5米,柱矩形尺寸为900×734 mm;⑤轴线和⑧轴线的筒仓分别附着有楼、电梯间。滑模施工从-1.2起滑至+31.600米停滑,滑模总高度为32.800米。
根据当地历年气象资料,冬季气温-19℃~0℃,4月中旬以后气温为5℃~26℃;夏季平均风速为2.5m\s,风向为S SE,最大风力为6~8级,频率为26%~14%。年平均降雨量不足100mm。
2滑模施工顺序
基础回填→平整场地→塔吊安装→筒心和上升结构定位放线→钢筋绑扎→ 滑模平台系统组装→滑模平台检查和预提升→砼分层浇筑650mm厚→初提升→砼浇筑满模→钢筋绑扎→平台提升(循环进行)→改模→钢筋绑扎→平台提升(循环进行)→至顶停滑→滑模平台拆除
3备煤筒仓主体施工批划分
3.1按照图纸内容划分检验批,每个筒仓共分为3个检验批,第一批从-1.2~4.5m,第二批从4.5~21m,第三批为21m以上滑模部份。
3.2根据工程结构及滑模施工特点,本备煤筒仓工程拟从基础顶标高处(-1.2米处)开始进行滑模操作平台的组装,门洞边护壁柱顶变截面,改模调整后继续滑升。滑升至顶部环梁下标高后拆除滑模装置。
楼梯间、电梯井中和筒体壁中的门窗洞口支设胎模,与滑模结构相连的现浇结构部份采用预埋插筋法施工。
4滑模系统设计
4.1液压提升系统:
采用YKT—36型液压控制台,采用GYD—60型滚珠式千斤顶,支承杆采用φ48×3.5钢管。提升架均采用“Π”型门架,立柱采用[14槽钢,横梁为[12槽钢,立柱与横梁采用高强螺栓连接。千斤顶通过[8槽钢围圈与提升架相边连传力。
4.2模板系统:
模板通过与模板相焊的直径25 mm钢筋挂于[8槽钢围圈上,插拨支撑一端与模板围圈相连接,另一端面与提升架相连接,层层传力,最终传力至千斤顶。模板圈模板采用定制钢模板,(以3012为主,配少量1512及1012模板)连接用普通螺栓连接。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%,即1.2米高的模板单边上口较下口尺寸小3~6mm,安装时按4mm进行控制;模板二分之一高度处的净间距为结构截面的厚度。为减少模阻力。阴阳角模板在制作时直角需制作成半径为20~50 mm的圆弧角。
4.3操作平台系统:
内平台采用外挑三角架,水平梁长为1.8米,主要材料为[8槽钢;由螺栓与提升架连接,下设Φ12钢筋内吊脚架,三脚架可满足250Kg/m的线荷载在提升架内侧挂Φ16辐射式拉杆与中心盘相连,以防止平台受力后提升架根部水平移位和库壁变形,用花栏螺栓调节松紧。外平台采用外挑三角架,长2米,主要材料为[8槽钢,由螺栓及Φ25的螺纹钢与提升架连接,下设外Φ14圆钢吊脚架。内外侧临边防护栏杆采用高1.2m脚手架钢管,中间穿四道φ12的钢筋相焊。内外操作平台一层满铺50 mm厚木板,栏杆外侧面和Φ12钢筋吊脚架下面挂水平安全网封闭。
4.4精度控制系统:
4.4.1用水准仪在平台上进行水平测量控制水平面;
4.4.2用经纬仪从两个90度方向测平台扭转控制平台扭转;
4.4.3外挑平台上四个方向轴线处各挂一个50KG的重力锤对垂直度进行测量。
4.5砼养护系统
4.5.1从现场附近的水井水源取水至蓄水池,水池容积不小于10立方米;
4.5.2水池内潜水泵选用扬程大于60米,出水量0.5L/S;
4.5.3在内外吊脚架的内下角安装环形封闭的喷淋水管,与水泵相连对砼进行养护。
4.6垂直与水平运输设备选配
根据混凝土量和滑升速度要求情况,布置40吨米和60吨米塔吊各一台,作为垂直运输工具,输送钢筋、钢管、灰浆等材料以及砼泵车无法浇筑到位的砼;砼的浇筑主要使用混凝土天泵车1台;上人通道为脚手架爬梯(见附件一方案)。
5滑模混凝土要求
5.1滑升速度及混凝土出模强度:
当支撑杆无失稳可能时,按混凝土的出模强度控制,可按下式确定:
V=(H-h-a)/T
式中 V—模板滑升速度(m/h)
H—模板高度(m)
h—每个浇筑层厚度(m)
α—砼浇筑满后,其表面到 模板口的距离,取0.1(m);
T—混泥土达到出模强度所需的时间(h)
滑模24小时连续作业,根据天气气候、混凝土的垂直运输、钢筋的绑扎情况等,滑升速度V大于 0.1米/小时,每天应大于3米,混凝土出模强度应控制在0.3~0.35Mpa。
5.2对混凝土配合比的要求
设计标号 C30,采用普通硅酸盐水泥配制;泵送混凝土塌落度控制在160±20mm,正常情况下初凝时间控制在4小时至6小时之间,终凝时间控制在6小时至8小时之间。砂含泥量小于3%,石料含泥量小于1%;水灰比不大于0.4;砼搅拌用水采用饮用水,氯离子含量不得超过规范要求。砼拌合时间不少于1分钟;水泥进货批量应按砼配合比时所用水泥,严格防潮。根据不同的气温和现场可能出现的情况,砼配合比准备三种,应对不同的情况。
5.3混凝土运输
砼采用商品砼,商品砼站到施工场地运距为4公里,使用砼泵车对砼进行水平运输。正常滑模作业时,24小时砼的用量为67~154立方米(每浇筑层高度0.3m的砼用量为6.7m3),砼用量比较小,但必须保证砼的连续施工,商品砼搅拌站必须保证砼的供应,并必须与滑模作业同步供应砼,针对此点,需要各方协调配合,重视商品砼的供应问题。
5.4混凝土取样
混凝土工艺施工时,应在现场操作面随机抽取式样,检查混凝土岀模强度,每个班次不少于一组。标准养护混凝土试块的取样按照200m³取一组试块留置,同条件试块每个检验批不少于三组。
6滑模施工步骤
在施工前应先行检查基础的实际尺寸和位置与设计尺寸和位置的误差不得超过以下数值:基础中心点对设计坐标的位移≯15mm;结构件外形位置偏差不大于5mm。
6.1滑模设备检查
液压控制台:试运行、使其正常。
千斤顶:空载爬行试验,使其行程达到一致。
必须对油管、针形阀进行耐油试验
6.2滑模装置的组装应按下列顺序
安装提升架——安装内外围圈——绑扎竖向钢筋和提升横梁以下的水平钢筋——安装模板——安装操作平台及内吊架——安装液压提升系统——检查、试验插入支承杆——安装外吊架及安全网。
6.3滑升程序
滑升程序应分初升、正常滑升和末升三个阶段,进入正常滑升后如需暂停滑升(如停水停电或风力在六级以上等),则必须采取停滑措施(停滑施工缝做成V型)。
初升:初升时一般连续浇铸2个分层,高60~70厘米,当混凝土强度达到初凝至终凝之间,即底层混凝土强度达到0.3~0.35Mpa时,即可进行试升工作。初升阶段的混凝土浇铸工作应在3小时内完成。试升时应将模板升起5厘米,即提升千斤顶1~2行程,当混凝土出模后不塌落,又不被模板带起时(用手指按压可见指痕,砂浆又不粘手指),即可进行初升。初升阶段一般一次可提升20~30厘米。
正常滑升:每浇铸一层混凝土,提升模板一个浇铸层高度,依次连续浇铸,连续提升。采用间歇提升制,提升速度大于10厘米/小时。正常气温下,每次提升的时间,应控制在1小时左右,当天气炎热或某种原因混凝土浇铸一圈时间较长时,应每隔20~30分钟开动一次控制台,提升1~2个行程。
末升:滑升到接近顶部时,最后一层混凝土应一次浇铸完毕,混凝土必须在一个水平面上。
停滑方法:在最后一层混凝土浇筑后4小时内,每隔半小时应提升一次,直到模板与混凝土不再粘结为止。
6.4支撑杆空滑加固
需要改模时,需进行空滑作业,当采用空滑方法施工或滑升至筒壁顶标高空滑高度超过1.5米时,对支撑杆进行单列加固处理;超过2.1m时按完全法进行加固。
7滑模钢筋工程施工要求
钢筋施工应按照规范及图纸施工,绑扎钢筋速度应满足滑模提升速度的要求,至少组织两班工人轮流进行钢筋的绑扎。
7.1钢筋长度
水平筋≯12m,竖向筋≯6m;水平和竖向钢筋连接按图纸要求采用搭接,搭接长度按图纸要求进行施工。
7.2筋接头
按图纸要求,水平和竖向钢筋均采用绑扎搭接,同一截面内接头数量不大于钢筋总数的25%;
7.3钢筋定位
7.3.1按设计要求一般用“S”形钢筋和焊接骨架定位;
7.3.2在模板内侧焊与保护层厚度同大小的圆钢控制钢筋位置。
8滑模混凝土工程施工要求
8.1应以混凝土出模强度作为浇铸混凝土和滑升速度的依据,每天滑升高度应大于3.0米,每小时应大于0.1米,因筒壁为高耸构筑物,出模强度在0.3~0.35Mpa为宜。
8.2必须分层均匀按顺逆时针交替交圈浇铸,每层在同一水平面上。
8.3每层浇铸厚度一般为0.2~0.3米,各层间隔时间应不大于混凝土的初凝时间(相当于混凝土达0.35KN/cm²贯入阻力值)。当间隔时间超过时,对接茬处应按施工缝的要求处理。
8.4混凝土振捣时,振捣器不得直接触及支承杆、钢筋和模板,振捣器应插入前一层混凝土内,但深度不宜超过5厘米,在模板滑升的过程中,不得振捣混凝土。
8.5混凝土出模时应及时用原浆进行修饰,表面不平时用方木拍实刮平,用抹子压光抹平。对于拉裂和塌落及保护层脱落等问题,搓抹人员应在混凝土尚未终凝前及时修补。
8.6施工留设在基础顶面、顶压梁下面、门洞边壁柱与砼墙相交处、砼板与砼墙相交处。
9预留孔洞及预埋件的施工
采用直接埋入法:门、窗、洞口胎模宽度应小于滑升模板上口宽度10毫米,并与结构钢筋固定牢靠。
10液压千斤顶布置计算书
10.1千斤顶初步布置:
支承杆布置在筒壁正中间。筒体提升架布置间距为约1.45米,均布44套门架;楼梯间布置24套门架;电梯间布置27套门架。⑤轴线筒仓带楼梯间,共计布置68套门架;⑥和⑦轴线筒仓只有筒体,只需布置44套门架;⑧轴线筒仓带电梯间,共计布置71套门架。
10.2千斤顶用量最少数量计算
公式:n=N/P式中,
n—支承杆(Ф48×3.5钢管)或千斤顶最小数量
N—总垂直荷载(kN)
P—单个千斤顶允许承载力(支承杆允许承载力或千斤顶允许承载力,两取最小)
10.2.1支承杆Ф48×3.5钢管允许承载力按下式计算:
P0=α×f×ψ×An
P0-支承杆的允许承载力(kN)
α-分割式平台区工作条件系数取0.7
An –支承杆的截面积为4.89 cm 2
f-支承杆钢材强度设计值,取20KN/ cm 2
则:P0=α×f×ψ×An
P0=0.7×20×0.895×4.89=61.3KN
ψ-轴心受压杆件的稳定性系数,计算出杆件的长细比λ值,查现行《钢结构设计规范》附表得到其值。
λ=(uL1)/r
u-长度系数,对Ф48×3.5钢管支承杆,其取值为0.75;
r-回转半径,其取值1.58 cm;
L1-支承杆计算长度,此方案中其值为95 cm
λ=(uL1)/r=0.75×95÷1.58=45.1
查表得ψ=0.895
根据千斤顶设计性能,单个千斤顶的允许承载力为额定承载力的1/2,[P顶]=60/2=30kN
10.2.2总垂直荷载
a提升平台系统不变荷载:
提升架及内外操作平台:44套×1400N/套=61600N
围圈及加固:(64×9+102)×80 N/m=52240N
栏杆:64×2×60N/根=7680N
吊脚手架:44×70N/副=3080N
平台木板及吊脚手架板:295×200N/㎡=59000N
钢模板:155×350 N/㎡=54250N
∑=237850N
b操作平台上的人施工荷载:
工作人员:70人×650N/人=45500N
液压设备、焊机等工具:50000N
平台允许堆放砼、钢筋等材料(均匀放置):集中荷载90000N
其它可能放置物品:30000N
∑=215500N
c钢模板与砼的摩擦阻力:
155m²×3000N/m²=465000N
总垂直荷载N=K(a+b+c)
N=1.2×(237850+465000)+215500=1060KN
10.2.3支承杆允许承载力与千斤顶允许承载力,两者取最小
P0 =61.3KN 所以:支承杆承载n=N/P=1060/61.3≈18台
选用44台GYD-60型千斤顶能满足施工需要。
10.2.4结果演算,因F=N/n=1060/44=24KN< P0且<30故布置44个千斤顶能满足要求。
10.3按支承杆允许承载力控制提升速度计算书
为确保平台系统整体稳定,支承杆不失稳时砼强度值需要达到2.0Mpa,按此计算砼提升速度:
V=26/【T2(KP)0.5】+0.6/T2
V:提升速度
T2:砼强度值需要达到2.0Mpa的时间,取值控制在24小时
K:安全系数,取值为2。
P:单根支承杆受力
V=26/【24×(2×24)0.5】+0.6/24=0.18m/h
结论:当每班砼浇筑高度达到4m(同时满足砼出模强度0.3~0.35MPa)时,对砼的条件为24小时砼强度值必须达到C2以上可确保支承杆不失稳。
对整个平台平台的稳定性来说,只要保证支承杆不失稳,平台即是稳定的,在此不再另行计算。
11滑模平台结构计算书
11.1提升架计算:
截面特征:背靠背双肢【12×5.5mm,a=60mm,计算长度L=450mm
每根支承杆受力P=24KN
平面内弯矩计算:
M=(1/2)×P×L=0.5×24000×0.45=5400n.m
抗弯验算:
M/ψb×Wn≤f
5400/2.41/12.23=183≤215
Ψb=(570×b×t)/(L1h) ×235/fy
=(570×b×t×235)/( L1h×fy)
=(570×53×5.5×235)/( 450×120×300)
=2.41
Wn=I/y=(I1+I2)/y=367×2/60=12.23
经验算,提升抗弯能力满足要求。
由于提升架按柔性结构设计,弯矩作用下,部份弯矩将转化成拉力,在此对提架的抗剪能力不在进行验算。
11.2操作平台挑三角架计算:
11.2.1按最不利荷载分布位置计算
集中荷载:
a栏杆:64×2×60N/根=7680N P1=60N
b吊脚手架:46×70N/副=3220N
P2=35N(自重)+90N(铺板)+650N(人)=775N
c砼堆放:0.2×18000N/m3=3600N P3=1800N
d钢筋堆放:9800N/3跨=3270N P4=3270N
e液压或焊机:4900N P5=4900N
f其它物品:30000N P6=3000N/45=70N
线荷载:
a操作平台【8×5mm槽钢自重:78.8N/m
b平台铺板: 2.25m×200N/㎡=450 N/m
q=450+78.8=530 N/m
活动荷载:
工作人员:70人×650N/人=45500N P7=650N×4×0.7=1820N
11.2.2结构特征分析:除斜撑下结点采用焊接外,其它两个结点为螺栓连接铰结点,上杆件受弯矩和轴向拉力作用,斜撑受轴心压力作用,在此只对外力作用下最先失稳的斜撑轴心抗压能力进行验算,受力简图如下:
11.3吊架计算:
11.3.1支座反力计算:
∑y=0
∑y =P合+2Pc(支座反力)=0
Pc=(530×1.8+60+70+1800+3270+4900+775+1820)/2=6815N
11.3.2斜撑轴压力计算:
∑y=0
N×cosα+Pc=0
N=-6815/ cos610=6815/0.4848=14057n
11.3.3轴心受力杆件受力计算
N/(ΨA)≤f
14057/(0.481×7.68×100)=38≤f=215
λy=L0y/ry=140÷1.27=110.2
查表得ψ=0.481 A=7.68cm2
结论:挑平台满足最大荷载组合受力要求。
四 筒内缷料层施工要点
剪力墙承载缷料层顶梁板的结构施工难度不大,但对于柱承梁,梁承板的结构形式一般梁截面较大,板也较厚,对这类结构的技术要点是通过对脚手架承重体系的结构计算,脚手架材料的选用,现场脚手架工程施工控制、砼每次浇筑厚度等方面起先控制,确保安全和质量;具体施工技术参见如下施工实例。
1工程概况
延长石油靖边能源化工项目储运207备煤筒仓为钢筋混凝土结构,共4个筒仓,每个筒仓内直径为20米,筒仓+31.600以下壁厚为350mm,以上为厚度900mm的压顶梁;压顶梁以上为现浇钢筋混凝土屋面,顶标高为+36米。筒仓筒身南北均有4.5米高的门洞,门洞边各有一根加强护壁柱,柱顶标高+7.5米,柱矩形尺寸为900×734 mm;⑤轴线和⑧轴线的筒仓分别附着有楼、电梯间。-1.2~31.600m筒壁及楼电梯间框架剪力墙外壁采用滑模施工;31.600m以上钢筋混凝土结构及仓底卸料层(内筒漏斗及梁、柱、板)采用现浇。
仓底卸料层柱平面布置图如下:
仓底卸料层梁、板、柱立面布置图:
2梁、板模板支撑体系:
2.1支撑体系方式:
根据施工图纸并结合设计要求和当地现场条件,本工程拟采用扣件式钢管架作为本模板工程的支撑体系。
2.2支撑体系设计理念
在保障安全可靠的前提下,兼顾简便、统一、经济、合理等原则,一般布置方法为:立杆步距一致,立杆纵或横距尽量一致或成倍数,便于立杆有一侧纵横向水平杆件拉通设置;构造要求按照规范设置,保证整体稳定性和满足计算前提条件。
2.3高支模层结构详细情况
高支模所在位置
筒内卸料层
安全网
有
高支模层底标高(m)
-1.200
砼强度等级
C30
高支模层顶标高(m)
+12.820
梁板砼强度等级
C30
最大板跨(m)
4.200×12.777
普通板跨(m)
4.200×12.777
最大板厚(mm)
400
普通板厚(mm)
400
最大柱截面尺寸(mm)
1400×1600
普通柱截面尺寸(mm)
800×3555
最大梁跨(m)
4.2
普通梁跨(m)
2.25
最大梁断面尺寸(mm)
1400×2400
普通梁断面尺寸(mm)
550×1000
2.4高支模下方层结构情况及相应处理:
±0.000以下结构和土方工程待卸料层施工完成后再行施工,脚手架直接从-1.200m砼筏板基础上开始搭设。为减少沉降,脚手架直接座落于基础砼面上,脚手架底部不得垫木板等物,脚手架底部抗滑移措施采用将脚手架水平管顶于筒仓壁上的方法。
2.5梁底模板支架搭设参数汇总表
搭设参数
梁截面尺寸(mm)
1400×2400
550×1000
模板支架形式
扣件式钢管模板支架
最大跨度
4200
2250
搭设高度
9913
5700
计算高度
9913
5700
计算截面
1400×2400
550×1000
梁底方木布置
垂直梁轴线布置
梁底方木规格间距
200×50mm跳板满铺
40×70@300
梁底立杆横距
(截面方向)
400
800
梁底立杆纵距
(跨度方向)
400
800
模板支架步距
不大于1500
梁底扣件数量
双扣件
剪刀撑
水平剪刀撑:沿模板支架纵向等间距设置四组,从顶层开始向下每2步内设置一道水平剪刀撑。竖向剪刀撑:模板支架每隔4排立杆设置一道纵横向剪刀撑,由底至顶连续设置;周边外围满布竖向剪刀撑。
扫地杆
离基础面150mm高,纵横向连续设置
水平拉接间距
水平杆顶于内筒壁上和抱于已经施工完成的柱上
立杆基础
筒仓筏板基础
钢管类型
Φ48×3.5(最薄处壁厚不小于3.0 mm)
扣件类型
可锻铸铁制作
2.6板底支撑架搭设参数汇总表(mm)
搭设参数
400mm
支架形式
扣件式钢管模板支架
搭设高度
14000
计算高度
14000
步 距
1500
立杆间距
800(纵向)×800(横向)
板底方木间距
40×70@300
板底扣件
双扣件
剪 力 撑
水平剪刀撑:沿模板支架纵向等间距设置四组,从顶层开始向下每2步内设置一道水平剪刀撑。竖向剪刀撑:模板支架每隔4排立杆设置一道纵横向剪刀撑,由底至顶连续设置;周边外围满布竖向竖向剪刀撑。
水平拉结
水平杆顶于内筒壁上和抱于已经施工完成的柱上
扫 地 杆
离基础面150mm高,纵横向连续设置
立杆基础
筒仓筏板基础
钢管类型
Φ48×3.5(最薄处壁厚不小于3.0 mm)
扣件类型
可锻铸铁制作
2.7支架搭设其他参数及搭设方式一览表
一、荷载参数
模板自重标准值(kN/m2)
0.3
主楞、次楞自重标准值分别为(kN/m)
0.038,0.01,0.02
支架自重标准值(kN/m)
0.15
梁侧模板自重标准值(kN/m2)
0.5
新浇筑混凝土自重标准值(kN/m3)
24
梁、板钢筋自重标准值分别为(kN/m3)
1.5,1.1
是否考虑荷载叠合效应
是
施工人员及设备荷载标准值(kN/m2)
1
振捣混凝土时产生的荷载标准值(kN/m2)
2
模板风荷载标准值(kN/m2)
不考虑
架体风荷载标准值(kN/m2)
不考虑
风压重现期
不考虑
基本风压w0(kN/m2)
靖边县:0.70
地面粗糙度
B类
模板支架顶部离建筑物地面的高度(m)
14
风荷载高度变化系数μz
不考虑
模板支架形式
封闭式(在筒内)
风荷载作用方向
不考虑
与风荷载在同面内的计算单元立杆数n
14
模板风荷载体型系数μs
不考虑
架体风荷载体型系数μs
不考虑
结构模板纵向挡风面积AF(m2)
不考虑
二、模板参数
模板类型
胶合板
模板厚度(mm)
15
验算方式
多等跨连续梁
模板抗弯强度设计值fm(N/mm2)
15
模板抗剪强度设计值fv(N/mm2)
1.4
模板弹性模量E(N/mm2)
6000
三、次楞参数
次楞材质及类型
方木
截面宽度(mm)
40
截面高度(mm)
70
次楞抗弯强度设计值fm(N/mm2)
13
次楞抗剪强度设计值fv(N/mm2)
1.3
次楞弹性模量E(N/mm2)
9000
次楞截面惯性矩I(cm4)
141.3333
次楞截面抵抗矩W(cm3)
32.667
四、立杆参数
钢管类型
Ф48×3.5
截面面积A(mm2)
457
抗压、弯强度设计值f(N/mm2)
205
截面抵抗矩(cm3)
4.79
回转半径i(mm)
15.9
2.8支架搭设构造要求
2.8.1架体总体要求
a保证结构和构件各部分形状尺寸,相互位置的正确;
b有足够的承载能力,刚度和稳定性,能可靠地承受施工中所产生的荷载;
c构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎、安装,浇筑混凝土等要求;
d支架搭设按本模板设计,不得随意更改;要更改必须得到相关负责人的认可。
2.8.2
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