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滑模技术
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圆形筒体结构滑模施工技术改进

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-03-24
1 工程概况
该工程为钢筋混凝土两筒连体圆筒仓,最高檐口为22.83 m,筒体直径为9.6 m,筒体壁厚为400 mm(标高4.7 m以下),300 mm(标高4.7 m以上),仓内设有两层平台,标高分别为20.465 m,22.53 m平台。
2 滑模方案
自-0.3 m处开始进行滑模,滑至4.7 m平台处进行常规施工,待平台施工完毕后,继续滑升,滑至20.465 m,22.53 m平台底停止滑模,拆除滑模装置,然后常规施工到顶。滑模装置进行以下改进:
1)取消随滑模装置一同滑升的操作平台。
2)采用施工手册筒体滑模中的挑架式操作平台施工方案,在提升架的立柱上设置内外三角挑架(见图1),但取消滑模装置的内部水平支撑,使滑模装置中间形成一个直径为6 m的空间。

3)在提升架上横梁增设2[8的槽钢联系圈(见图1),防止内三角架(内平台荷载大于外平台)向内倾覆。
4)在爬杆上设置限位调平器。
5)搭设钢管脚手架作为混凝土平台施工的支撑,并兼作上料平台。
3 方案论证
滑模的关键是垂直和水平方向的变形控制,由于取消了滑模装置钢平台,滑模装置的刚度减弱,因此需要对垂直和水平方向变形进行科学的分析。
3.1 垂直方向的变形分析
造成圆在垂直方向的变形主要原因是由于混凝土浇筑时存在先后顺序导致摩阻力不均匀,再加上施工荷载分布不均匀,使千斤顶滑升不同步。垂直方向的变形可利用限位调平器解决,千斤顶升到限位调平器即停止滑升,滑模装置始终保持在同一水平位置。
3.2 水平方向的变形分析
造成圆在水平方向变形的主要原因是内三脚架荷载大于外三脚架荷载,造成提升架向内倾覆。可通过提升架上的联系圈([8)所形成的圆拱及模下1/3范围的混凝土(此段混凝土具有一定强度,约0.2 MPa)解决该问题。取内挑架施工荷载标准值为q=2.5 kN/m2,内挑架间距
2 m,宽度1.5 m。
任取三个相连的提升架作为研究对象,分析中间提升架的受力,不考虑外挑架荷载、滑模装置自重(施工荷载远大于其自重可忽略不计)、混凝土摩阻力,受力分析见图2,把千斤顶位置O点看成铰点,内外挑架自重相对O点的力矩相互抵消。根据力矩平衡原理:
q×2×1.5×115+G×20=F2×180+F1×60;
根据力的平衡原理:
q×2×1.5=2G;
F1=F2。
因此得出:F1=F2≈3.91 kN。
F1为联系圈(2[8)作用于提升架的力,根据力的相互作用原理,联系圈受到一个反作用力Q。
[8槽钢的E0=1.43 cm,I=16.6 cm,A=10.24 cm,2[8槽钢的组合惯性矩为Iy=2(16.6+10.24×98.572)=199 017 cm4。
由以上结果可知联系圈变形很小而且是在最不利荷载情况下验算的,实际变形应该更小,可近似看成不变形,因此该滑模装置不会发生水平变形。即使发生水平变形,依靠装置自身的刚度就能恢复,不需要借助外力。模板下1/3范围内的混凝土长度取2 m,宽度取0.3 m,强度0.15 MPa。则混凝土的抗倾覆力计算如下:
0.15×103×0.3×2=90 kN>F2。
  因此混凝土强度能满足施工要求。经以上计算分析,该方案在理论上是可行的,通过中节能(宿迁)秸秆直燃发电示范工程筒仓施工的实践证明,该方案确实是可行的。
4 施工要点
4.1 滑模系统的水平控制
滑模过程中必须随时监控滑模系统的水平度,每500 mm超平一次,并要认真复合,确保万无一失。
4.2 滑模系统的垂直控制
通过提升架上增设的联系圈(2[8)进行垂直控制,可利用自身刚度进行纠偏,无需施加外力。
4.3 施工荷载
操作平台的施工荷载应尽可能的均匀分布,不得过于集中。
4.4 纠偏过程
整体滑升1个~2个行程→局部纠偏1个行程→整体滑升4个~5个行程→找平。纠偏时绝不能通过施加外力进行“硬纠”。
5 技术经济效益
5.1 工程质量
从-0.3 m处开始到筒仓顶混凝土表面光滑平整,没有凸凹现象,垂直度最大偏差5 mm,扭转为0。
5.2 工期
从滑模装置组装至主体结束,该工程只用了25 d。
5.3 经济效益
1)滑模装置用钢量节约50%以上。2)人工费节约20%。3)运输费节约50%以上。4)滑模全过程未更换千斤顶和油管。
6 结语
1)本滑模装置结构简单,组装速度快,有利于缩短工期。2)节约了大量钢材,减轻了滑模装置的自重,对液压系统要求较低,该工程工作油压为5 MPa。3)滑模装置通用性强。不同直径或变化的直径,只需改变围圈和联系圈。4)如传统滑模装置改为本装置只需稍做修改即可实现。