大直径预应力钢筋混凝土筒仓滑模施工要点.docx
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大直径预应力钢筋混凝土筒仓滑模施工要点
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）
二、无粘结预应力钢筋混凝土仓壁滑模施工工艺流程
压砼试块
三、滑升装置设计
1、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。
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。
开字架详图
千斤顶布置详图
2、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=（
）×（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
n=
n千斤顶用量
P千斤顶设计提升力值（额定提升力的
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/M
q1=6KN/M
q2=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/M
Mmax=QL2/10=11.76×1.352/10=1.59KN/M
每道围圈由两根Φ48×3.5钢管组成：
A=4.89CM2×2=9.78CM2
I=12.19CM4
W=5.08CM3×2=10.16
i=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=
=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Mmax
M=0.175PL=0.175×7.5×103×1350=1771875N·MM
σ=
=1771875/10.16×103=174N/MM2
4.2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=
2.32KN（两根调节钢管，所以除以2）
RA=P（1+λ）λ=M/L=150/200=0.75
RA=2.32×1.75=4.05
RB=-Pλ=-2.32×0.75=-1.74
MA=-2.32×0.15=0.348KN·M=348000N·MM
σ=348000/5080=68.5KN/MM2
f=
（1+λ）=
=
=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=2.06×105
Mmax=PL/4=
=11.25KN·M
σ=
=
142N/MM2＜[205N/MM2]
f=
=
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=7.5KN
τ=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=7.5
Φ16螺栓B级,[σ]=[205N/MM2],螺纹处面积As=157MM2
P/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=4.05KN
-4.05=10.95KN
q=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=10.95×0.45
θ1=28°θ2=25°
L1=800MML2=900MM
γ=15.8MMA=489MMI=12.19CM4
Rba=2（P1+P2）=18.615N
Rah=-Rbh=
（P1+P2）+
P1=9.3075+8.2733=17.5808N
S1=S2=P1×ctgθ1=10.95×0.4×ctg28°=8.238N
S3=-P1×cscθ1=-10.95×0.4×csc28°=-9.33N
S4=Rbh×secθ1=-17.5808×sec28°=-19.911N
S5=-（P1+P2）×secα=-18.615×sec45°=-26.326
S7=S4×sinθ1=Rbh×tgθ1=-19.911×sin28°=-17.5808×tg28°=-9.348N
S6=
=
=10.268N
稳定性验算：
（1）拉杆验算：
S1=S2=
=
=16.849N＜[205]
S6=
=
=20.998N＜[205]
（2）压杆验算：
σ=
，
S3：
=
=57.278查表得：
=0.829
S4:
=
=64.43查表得：
=0.802
S5：
=
=80.57查表得：
=0.716
S7：
=
=56.962查表得：
=0.829
S3：
σ=
=
=23.015＜[205]
S4：
σ=
=
=50.77＜[205]
S5：
σ=
=
=75.191＜[205]
S7：
σ=
=
=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=7.5KN
σ=P/A=
=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柱连结。
调节钢管的轴力等于模板的侧压力，计算中每支点的侧压力值为6+2.4=8.4KN，由两只扣件承担，Rc=8.4/2=4.2＜[6.4]。
三角架和提升架立柱连结扣件承受竖向力，见三角架S7，P=9.348由两个扣件承担，P=9.348/2=4.674＜[6.4]。
4.2.7三角架对提升架立柱引起的侧向力分析：
三角架对提升架引起的侧向力由上下两根调节钢管通过模板围圈和模板传给筒仓主体结构与内平台和提升架内立柱抵消所以不再计算。
4.2.8风荷载：
滑模施工的滑升装置大部分贴近筒仓，而筒仓结构设计时已考虑到风荷载，施工平台最高处高于构造物不足10M，而且钢管架体型系数us=An/Aw仅为0.013，所产生的风荷载值忽略不计.
四、滑升装置组装
1、平台组装顺序：
准备材料→立提升架→绑内环筋→组装内侧模板→绑扎外侧环筋→绑预应力钢筋→组装外模板→搭内外挑架平台、花鼓筒安装→安装液压系统→插入支承杆→全面检查→初升试运行→库壁滑升施工。
2、电力、液压系统
液压油路沿内平台四周安装，油路尽可能一致，千斤顶安装前先经过带荷载试检验，确认行程一致，且无泄漏方可投入使用，两台液压油泵用同一电源开关保证两台油泵同步工作。
平台上设备包括油泵、集料斗、电焊机和钢筋及工具应均匀平衡放置。
提升架平面应径向对准圆心。
3、滑升装置允许偏差
内容
允许偏差（mm）
模板结构轴线与相应结构轴线位置
3
围圈位置偏差
水平方向
3
垂直方向
3
提升架垂直偏差
平面内
3
平面外
2
安装千斤顶的下横梁相对标高偏差
3
考虑倾斜度后模板尺寸偏差
上口
-1
下口
+2
千斤顶安装位置偏差
提升架平面内
5
提升架平面外
5
圆模直径,方模边长偏差
-2~+3
相邻两块模板平面平整偏差
1.5
五、滑升施工
5.1试运行：
试运行时支撑杆（爬杆）不插到基础混凝土，离混凝土面5CM，油泵送油后在千斤顶的作用下，支撑杆向下滑行，当支撑杆底端接触基础混凝土面时，立即关闭千斤顶上的针心阀，否则提升架将带动模板向上爬升，当所有支撑杆全部接触基础混凝土时关闭油泵，进入下道工序，试运行主要验收油路和千斤顶在工作压力下是否正常。
5.2正常滑升施工
当试运行正常时，开始浇第一模混凝土，第一模混凝土入模一般采用泵车直接入模，也可以用卧式泵送入平台上的集料斗，再用小车推车分送到投料处，由操作工用铁锹送入模内，第一次滑升时间，从混凝土开始入模计算约4-6小时，主要等模板内最先浇筑的混凝土强度达到0.2MPa后方可提模，通常是将模板提一个行程（25mm）用手去按出模混凝土强度是否合适提升，一般是出模混凝土不塌陷，有一定强度，以手用力按可以有印记为佳，若混凝土出模强度合适即进入提模→绑扎钢筋→浇筑混凝土→提模的正常循环滑升，一个循环一般提升250mm~300mm,应在2-2.5小时内完成（根据气温而定）。
5.3滑升施工的垂直运输
钢筋、支撑杆，平台上的工具设备由塔吊完成，混凝土运输由泵车或卧式泵送入平台上的集料斗，再由人工用小车推车分送到投料点入模，施工人员上下通过钢管搭设的专用上人梯上下，上人梯随滑升进度搭设，但总是高于平台2M-4M。
见图
5.4劳动力组织：
每班次平台上的人员
混凝土工：
每个投料点一般控制在25m~30m由4名混凝土工，推车手2名，投料手1名，振捣手1名浇筑混凝土。
钢筋工：
每25m~30m2名绑扎钢筋。
木工：
负责接长支撑杆、平台调平、看护千斤顶、移动限位卡等，每30m1名油泵操作工，1名电工。
瓦工：
每30m3名，其中内挂脚手1名，外挂脚手2名，负责筒壁混凝土抹光。
管理人员：
平台上的负责人（施工员或项目副经理）1名，木工工长1名，钢筋工长1名，瓦工工长1名（管理混凝土工和瓦工）。
平台下的人员包括混凝土供应、塔吊司机、电工、塔吊配合工，每班次8-10名。
滑模施工一般24小时不停歇，所以劳动力组织日夜实行两班倒，每班12小时。
5.5垂直度控制与施工测量
组装时在外挑平台上成90°挂4只5KG大线锤，滑升三模后在库壁基础相应位置标出线锤对点位置，滑升时随时可以坚持线锤是否有移动判定垂直度是否发生偏差或平台发生扭转，以便及时采取纠偏或纠扭措施，除以上措施外，每天还须用经纬仪复核垂直度，用水平仪检查平台水平度，每个班次不少于2次。
5.6垂直度偏差、平台扭转防治措施
5.6.1平台水平度控制
保持平台水平上升是保证库壁垂直的关键，而千斤顶保持水平一致又是保证平台水平的关键，为达到这个效果在支撑杆上的每30CM抄平划线并装限位卡，当千斤顶限位器接触限位卡时，就自动停止工作，从而达到最终保持水平，同时在30CM一次循环的过程中还要勤检查千斤顶的工作情况，若发现某个千斤顶爬升过快或过慢还可以通过针形阀进行调整，这样不但达到30CM的终端水平，而且在爬升过程中也可以尽量保持水平。
5.6.2平台扭转的防治
混凝土浇筑遵循分层、交圈、变换方向的原则，分层交圈即按每20CM分层闭合浇筑，防止出模混凝土强度差异大、摩阻力差异大而导致平台不能水平水平上升。
变换方向即各分层混凝土应按顺时针、逆时针变换循环浇筑，以免模板长期受同一方向的力发生扭转，平台上堆载应均匀、分散，防止平台受力不均。
当发现扭转值10mm时，在12处对称位置上，每处3榀提升架下横梁上与库壁竖筋之间反向焊拉结筋，通过提升时拉结筋收紧所产生的力予以纠扭，注意提升二至三模后应割除拉结筋，以免影响正常提升。
5.6.3特殊部位技术措施
1、由于预应力筒仓比普通钢筋混凝土仓壁施工多了绑扎钢绞线支架、铺设无粘结钢绞线、安装螺旋筋和承压板等工序，除人力配备比普通钢筋混凝土筒仓要多外，模板不宜超过1200高，一般选择900mm或1200mm。
2、预应力钢绞线的锚固支座，多数设计成仓壁扶壁柱，有成180°包角也有成120°包角的，扶壁柱处的模板围圈要做特殊处理，一般为三角弧型桁架包角。
3、钢绞线预留张拉长度一般外露混凝土250mm，此模板应做成木盒子保护。
4、钢绞线沿仓壁外侧环，铺设保持水平。
5.6.4预应力张拉配合措施
1、混凝土达到设计强度值方可对预应力钢绞线张拉。
2、预应力张拉时应注意：
a、从筒仓的底部向上分阶段进行，b、建立预应力的速度应缓慢，这样有利于由于张拉时混凝土收缩产生的次应力得到自由释放，避免筒仓根部产生裂缝。
3、预应力张拉应在仓顶环梁施工完成并达到设计强度，所有模板拆除后进行。
4、张拉前沿扶壁柱全高搭设双排脚手架，脚手架要宽出扶壁柱两侧1.5m。
六、滑升装置拆除
滑升装置拆除应遵循先装后拆的原则，以塔吊配合，先清理平台上的设备→拆除油路液压系统→拆除模板→拆挂脚手→拆千斤顶及提升架。
拆除人员必须系安全带，听从统一指挥，拆除下的材料设备按指定地分类堆放，严禁乱抛乱丢。
七、安全措施
平台组装结束在滑升之前应组织全面验收。
登高人员均应进行身体检查，符合条件者持证上岗，专业工种一定要持证上岗，塔吊应有专人指挥。
临时用电应符合用电规程，通向平台的电线必须胶皮软线，而且要由漏电开关控制，所有线路不得与平台上的金属架设材料直接接触，挂脚手上应采用低压安全行灯照明。
马忠浩朱坚
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