筒仓滑模技术的应用与常见问题研究硕士论文

1筒仓滑模技术的应用与常见问题研究专业：结构工程指导教师：硕士生：摘 要近年来，由于城市人口的增多和土地资源的稀缺，高层建筑不断增多，液压滑升模板是伴随着高层建筑增多而出现的现浇混凝土工程施工技术之一。这种施工技术适用于现浇混凝土结构，该施工技术机械化程度高，可节约了大量的木材及人力；能加快施工速度，缩短工期；保证结构的整体性，提高其抗震能力和稳定性。将该技术应用于筒壁结构及高层建筑施工时更能充分发挥其优越性。目前的工程项目建设，开发商要求的工期特别紧，承建方也出于降低施工成本的目的而尽可能加快施工进度、减少模板及外架的周转，因此滑模技术的发展前景十分广阔，然而目前对这种现代施工技术的应用研究还远远不足。本文首先回顾了滑模施工技术的发展历程，介绍了滑模施工技术的应用现状，并对其在国内的应用现状及发展趋势做了详细介绍和分析。结合咸阳 60 万吨/年甲醇项目工程实例，对筒仓建筑的滑模施工进行了全过程的研究，依次研究了液压滑模系统的设计其中包括液压提升系统设计、模板系统设计和电气系统设计，模板系统的安装，滑模的施工，滑模系统的拆除，安全技术措施以及质量保证措施。并在滑模施工常见问题分析的基础上，提出了相应的控制措施，科学地解决了滑模施工过程中的技术问题，合理确定了滑升模板的设计方案及安装技术要求，优化和完善了滑模工艺在预应力筒仓施工中的运用。通过实例研究可见液压滑动模板施工技术不仅是技术的革新，而且能有效保证筒仓工程的施工质量，同时降低了工程成本并且提高经济效益，为类似工程施工提供可借鉴的经验。关键词:液压滑升模板 筒仓建筑 施工 2Specialty: Structural Engineering Name: Zhang FuInstructor: Zhao PingAbstract:In recent years, as one kind of cast-in-situ concrete, the Hydraulic Slip Form Construction has been used a lot in high-rise buildings, the number of which is increasing for excess living and lack of land. This kind of construction technology has been widely used in cast-in-situ concrete structure, the construction techniques of high mechanization can save a lot of wood and labour force, accelerate the constructive process, shorten the construction period, ensure integrity of the structure, enhance the earthquake-resistant ability and stability. This technique gives full play to its advantages when it is applied in a hollow structure and high building construction. In current engineering construction, considering the tight construction time, developers require the construction side try their best to speed up the construction progress and reduce the formwork turnover in order to save money. In such circumstances, the development of Hydraulic Slip Form Construction has a brilliant future though study of the technology is far in sufficient.This paper first reviews the development of the sliding construction technology, introduces the present situation of the application of sliding construction technology, gives a detailed introduce and analysis on present domestic situation and its developing trend.Researchers have been working on the hydraulic slide construction in the whole process of XianYang 60tons/year methanol project. They studied the hydraulic slide system design including hydraulic upgrade system design, template system design, the electrical system design, template system installation, sliding mode construction, the dismantling of the sliding system safety technical measures, and measures for quality assurance. Based on the analysis of the common problem in the construction, researchers put forward corresponding control measures to solve the problems scientifically, identifie design plan and installation technology requirements reasonablely and perfect the Hydraulic Slip Form Construction process. From the example, the Hydraulic Slip Form Construction is not only a technological innovation, but also a effectively way to guarantee the 3quality of silos building, reduce cost, improve the economic benefit and provide some experience for reference.Key words: Hydraulic slip form Silos building construction 目 录41 1 绪绪 论论 .6 61.1 滑模施工在国内外的发展.61.1.1 国外滑模技术的研究进展 .61.1.2 国内滑模技术的研究进展.61.2 滑模施工技术的应用现状.81.3 本文的主要研究工作.102 2 筒仓建筑液压滑动模板设计与施工筒仓建筑液压滑动模板设计与施工 .12122.1 滑模工程概况.122.2 确定方案.122.3 液压滑模系统的设计.152.3.1 液压滑模系统的设计简介 .152.3.2 液压系统设计与计算.182.3.4 操作平台系统设计与计算 .352.4 电气系统设计.392.5 模板系统的安装.402.5.1 安装前的准备工作 .402.5.2 滑模组装程序 .402.5.3 滑模安装注意事项 .402.5.4 滑模装置及模板安装允许偏差 .412.5.5 液压系统安装调试，操作注意事项 .422.6 滑模施工.432.6.1 滑升速度的控制.432.6.2 钢筋的制作与安装 .452.6.3 砼的浇注 .462.6.4 预留洞口的留设 .472.6.5 库壁表面处理、养护 .472.6.6 滑模施工的精度控制 .472.6.7 滑模纠偏.492.6.8 支承杆加固.502.6.9 停滑与滑空的处理 .502.6.10 滑模装置的拆除 .5152.7 劳动力组织.512.8 质量保证措施 .522.9 安全技术措施 .532.10 应急预案措施 .542.10.1 施工用电应急预案 .542.10.2 商品砼供应应急预案 .542.10.3 现场施工人员应急预案 .553 3 滑动模板施工常见问题分析滑动模板施工常见问题分析 .56563.1 滑模、滑框倒模、液压爬模三种技术的区别运用.563.2 输送泵在筒仓滑模施工中的应用及混凝土质量控制的措施.563.3 筒仓群分组滑膜施工筒壁接槎的处理.573.4 筒仓滑模偏扭的防治.583.4.1 偏扭原因的分析 .583.4.2 偏扭的预防措施 .593.5 滑模施工中混凝土出现的质量问题和其处理方法.593.6 缓凝剂在滑模施工中的应用.603.7 筒仓滑模施工中的混凝土质量控制.603.8 滑动模板施工应注意事项.624 4 结论与展望结论与展望 .6363致谢致谢 .6565参考文献参考文献 .666661 绪 论1.1 滑模施工在国内外的发展1.1.11.1.1国外滑模技术的研究进展国外滑模技术的研究进展滑模施工工艺始创于上世纪初期，由于液压滑模千斤顶、集中控制设备的研制成功以及施工综合管理水平的提高，40年代中期在国外得到了较大的发展。发达国家在河岸和海岸工程中，广泛采用滑模技术生产河、海护岸混凝土工程。在水利工程的渠道和运河混凝土衬砌工程中，广泛使用滑模技术。在铁路、公路、水工、建筑等的护坡工程中，用滑模生产混凝土连续挡土墙。60年代国外堆石坝面板施工开始采用滑模，全面实现了面板的快速施工，促进了混凝土面板堆石坝的发展，1971年建成的澳大利亚塞沙纳坝，其面板滑模滑行速度平均为1.53.0m/h，1980年建成的佛士度阿利亚坝，采用自行式轻型滑模，其滑行速度平均为2.5m/h。瑞典瓦格富斯拱坝（高45m），美国特鲁布尔湖重力坝（高42m），澳大利亚戈个墩坝拱围堰（高25m）等，也采用了滑动模板施工。国外堆石坝面板滑模有代表性的施工方式有：以Cethana和Tortuan大坝为代表的施工方式，其特点有：（1）滑模由坝顶台车上的卷扬机或穿心千斤顶提升；（2）利用坝体填筑时预埋的混凝土锚着块锚固轨道及侧模；（3）侧模固定在轨道梁一侧，轨道架在轨道梁上，用螺栓调整，侧模、轨道全线架立到顶；（4）滑模采用压重式，无反扣轮，在轨道上行走，重量176.5196.12kg。巴西Foz DoAreia坝的施工方式：（1）在轨道安放位置浇筑混凝土条块并埋设锚筋，轨道靠锚筋锚固；（2）轨道安放在侧模上，侧模用硬木制作，全线架立到顶；（3）滑模采用压重式，无反扣轮，在轨道上行走，滑模上装有液压千斤顶和夹轨器，利用轨道自行，滑模重78kg。泰国Khao Laem坝的施工方式：（1）滑模用坝顶台车上的卷扬机牵引，直接在型钢顶面行走，重量78kg；（2）利用穿越纵缝的横筋固定侧模和轨道；（3）用薄壁型钢组成侧模兼做滑模轨道，侧模全线立到顶。1.1.21.1.2 国内滑模技术的研究进展国内滑模技术的研究进展我国在本世纪30年代，已开始试用手动滑模施工，50年代后期，曾使用螺旋式千斤顶滑升模板。60年代起开始用穿心式液压千斤顶和自动控制装置以建造高7耸建筑。70年代滑模开始在全国推广应用，并得到了快速的发展，近20年来，随着我国超高层建筑、高耸结构物、新型结构以及特种精、尖、高、大工程的日益增多，滑模施工技术得到了飞速的发展，通过不断改进提高，形成一支独特的体系，其应用领域之广、结构类型之多、滑升面积之大是国际上少有的，部分成果已达到了国际先进水平。80年代起，滑模施工工艺在技术上趋于成熟。从80年代起，我国应用滑模工艺先后成功地施工了宝钢一、二期工程的六座120m钢筋混凝土烟囱和南通电视塔等工程，在实践中，通过技术革新和改造，广泛地采用新技术，经过不断地总结、改进、提高，在安全、质量、工期和经济效益方面取得了一定成绩，使滑模工艺不断地上新台阶。先后解决了滑模施工对混凝土材性、混凝土浇捣速度、提升工艺与停滑措施的要求，保证了滑模施工的墙身滑升质量。滑模施工装置主要由液压提升系统、模板系统和操作平台系统三个部分组成。这三个系统与提升架构成整体，布置成适合于各种建筑物的滑模施工装置。上述三个系统通过30余年的实践，不断发展和完善。滑模施工技术的发展与进步主要体现在下列几个方面：由筒仓、烟囱等筒壁结构发展到工业、民用和高层建筑的框架结构和墙板结构；结构的截面形式，从等截面发展到变截面，甚至变坡变径；结构的外形，从一般的柱、梁、墙板和无悬挑的结构，发展到可用于凹凸竖线条以及有悬挑结构的滑模施工；相应的配套工艺不断提高，从单一的滑升发展到“滑降结合”“滑台（模）结合”、“滑三浇一”、“滑一浇一”、“随滑随粉”、“随滑随贴”等施工工艺；提升系统机具不断改进，从手动螺旋式千斤顶发展到穿心式液压千斤顶，并由单向作用发展到双向作用；操作平台从不定型非标准组合发展到配套定型标准化组合，并从一层操作平台发展到双层操作平台；随着施工技术的进步，由单滑工艺演变为双滑工艺，由有井架施工发展到无井架施工，从用塔吊进行滑模垂直运输发展到利用混凝土泵车进行滑模施工。随着经验的积累产生了基于大模板和滑模两种模板技术优点的爬模技术，该技术得到了广泛应用，1988-1989年中建三局一公司在上海太平洋大饭店工程中采用了内爬架与外爬架互爬工艺，中建一局四公司在北京新万寿宾馆外墙外侧模8板采用了无架液压模板互爬工艺；1992年上海七建采用液压整体提升大模板工艺用于一批高层框架-剪力墙和框架-筒体结构施工；1994-1997年我国已建成的三座最高建筑深圳地王大厦(高325m)、广州中信广场(高322m)和上海金茂大厦(高420m),均采用整体爬升工艺完成现浇混凝土竖向结构施工，充分显示了爬升模板及滑模技术的优越性和生命力滑模不仅施工速度快、环境污染少，其工程质量也达到了令人满意的效果，滑模施工技术为我国的基本建设尤其是在超高层建筑和特种构筑物等施工方面发挥了重要作用，做出了突出贡献。1.2 滑模施工技术的应用现状近20多年，随着提升机具、施工工艺和精度调整控制技术的不断改进,使滑模施工工艺得到迅速的发展。1、滑模施工工艺不断推陈出新，大大丰富了传统的滑模施工技术滑模施工技术派生出了多种形式的滑模工艺，已成功地应用在工程实践中，取得了显著的经济效益和社会效益。比较成熟和典型的新工艺有：在竖向结构滑模施工方面, 相继研究成功了“滑框倒模”、“内滑外倒”、“外滑内提”、“外滑内砌”、“液压自升翻模”、“液压爬模”、“双曲线冷却塔滑动提模”、“立井单侧滑模筑壁”、“横向滑模”、“复合筒壁滑模”、“空心筒壁滑模”、“网架屋盖顶升与滑模同步施工”等滑模新工艺。在横向结构施工方面,相继研究和采用了与滑模工艺相结合的“逐层空滑楼板并进”、“先滑墙体楼板跟进”、“先滑墙体楼板降模”以及飞模、快拆模板体系等新工艺。此外，还研究开发了成套的滑模施工技术，如“高层建筑成套滑模施工技术”、“松卡大顶滑模施工成套技术”等，使滑模施工综合技术应用水平上了一个新台阶。2、滑模装置逐步大型化、通用化，具备了实行社会租赁的条件多年来，针对以往滑模施工中出现的问题，很多设计、施工单位对模板系统进行了改进，如在筒仓建筑中研究推广大型化、模数化的定型组合大钢模板，替代以往围圈加小钢模的做法，基本上解决了由于小模板刚度差、拼缝错台多，控制不当易出现混凝土墙面不平的缺陷；在特种结构中，研究推广定型化、工具化的组合钢模板，克服了以往通常一个构筑物配置一套专用模板，利用率低的缺陷，有效地降低了滑模施工成本。9在滑模配套设备方面，研制成功了一批适应滑模工艺的混凝土运输和布料机械及电脱模器等设备，不仅加快了混凝土的浇筑速度；而且更易于保证工程质量。在提升架系统中，许多单位开发了可调节的支腿，使模板的锥度和截面尺寸可随时调整，提升架立柱与横梁之间也可调节，以适应更大截面变化的要求。经合理配制的大型化滑模装置，拼缝少，组合刚度大，配上异型模板可以组成各种复杂的平面形式，通用性强，周转次数多，为滑模装置的租赁化创造了条件，而且滑模施工成本相对降低，对改善混凝土外观质量、保证施工精度有积极意义，实际应用中已取得明显的技术经济效益。3、滑模千斤顶设备逐步向品种系列化、功能多样化、超大吨位方向发展在提升机具方面研制成功了一批不同起重量和功能的新型滑模液压千斤顶, 滑模千斤顶已由过去单一的HQ3.5t级小型千斤顶，发展成6、8、9 、l0t级大吨位滑模千斤顶，目前已初步形成了系列化产品，并且具有滚珠式、楔块式、松卡式等多种卡头形式和升降、拔杆功能，其中包括: SKHQ-75型、QYD-60型和100型、SKHQ-75型(松卡式)、SQD-90-35型(松卡式) 等。不但起重量提高改善了提升能力，而且支承杆改为483.5钢管后, 稳定性大为提高,既可布置在混凝土体内又可布置在体外。同时，在爬升过程中可以进行松卡，大大方便了工具式支承杆的抽拔和千斤顶的维修。由此可以预见，具有升降、自动拔杆功能的超大吨位千斤顶是今后滑模提升设备的发展方向。4、大力开发滑模支承杆的回收技术和综合利用技术，发展48mm315mm钢管支承杆体外布置工艺近几年来，北京中建建筑科学技术研究院和北京安厦支承杆回收技术有限公司等单位，开发了两种新装置，一种是在提升架下加装“活动套筒”，使其自由转动，并具有上下活动功能；另一种是松卡式千斤顶，在回收支承杆时，可以松开上、下卡头，将支承杆从千斤顶顶部拔出。工程试用表明，使用这两种装置不仅工作效率高，抽孔空洞影响小，而且回收率也较高，可达到80%以上。因此，除继续采取合理的布置方式，将支承杆尽量作为结构钢筋利用外，应加大工具式支承杆的应用比例，提高回收率，尽量降低施工成本。随着大吨位滑模千斤顶的推广应用，近几年，开发了配套的48mm315mm普通脚手架钢管作为支承杆使用，体内体外均可布置的新工艺，钢管的截面面积虽然和中25mm圆钢基本相当，但刚度增加了5倍多，可使支承杆的数量相对减少，10自由脱空长度相对增加，这给平台结构布置提供了更大灵活性，改善了操作平台过去因支承杆刚度较小容易失稳的缺陷，作为工具式支承杆较圆钢易回收，且通用性强，已取得较好的经济效益，应大力推广应用。5、滑模施工精度控制迈上新台阶现在，已较广泛地采用激光经纬仪、激光准直仪、激光铅垂仪、激光观测站等，并配置工业电视监控系统、自动对讲机和数字移动通信、自动液压控制台、微机联网等先进设备，初步实现了滑模施工动态跟踪监测，并逐步采用了自动调平、自动纠偏和纠扭控制技术，改变了以往垂球吊准、手工纠偏的测控落后面貌，初步实现了水平度与垂直度的统一控制，不仅提高了平时的观测精度，而且解决了在风、雨、雾、黑夜等恶劣条件下监测精度的难题，为滑模工程质量的进一步提高提供了现代化手段。6、滑模施工配套设备与技术迅猛发展，更加突出体现了滑模工艺施工快速、劳动强度低的特点目前，在垂直运输方面，已大量采用无井架、随升平台井架、随升塔吊、附壁式自升塔吊等，使运输机械随着滑模平台上升;在混凝土运输和浇筑方面，逐步推广混凝土管道泵垂直输送、平台上采用混凝土布料机水平布料等全盘机械化施工工艺。滑模电脱模技术、滑模混凝土养护技术、滑模千斤顶工作性能现场检测技术等的开发应用，也大大提高了滑模施工技术的机械化水平，使滑模施工速度快的特点得到了有力的设备保障，工人劳动强度进一步降低。7、滑模施工工艺的标准规范日趋完善国家建委于 1978 年颁发了我国第 1 个液压滑升模板工程设计与施工规定,以便保证滑模工程质量安全和进一步推广应用；1987 年，颁布了我国第 1 部滑模工程的国家规范液压滑动模板施工技术规范（GBJ113-87），对滑模工程设计、施工组织准备、装置设计、制作以及施工各环节做出了较全面的技术规定，使得滑模工程的设计和施工有了可遵循的依据。此外，我国还制订了专业性较强的液压滑动模板施工安全技术规范（JGJ65-89），水工建筑物滑动模板施工技术规范（SL32-92）等。1.3 本文的主要研究工作通过对滑模施工技术应用现状的调查研究可知，滑模施工是现浇混凝土工程11的一种机械化程度较高的活动连续成型施工工艺，发展前景十分广阔，必将得到越来越广泛的应用。然而目前对这种现代施工技术的应用研究还远远不足。因此，本文结合实际工程的施工，就筒仓建筑的滑模施工的特点、工艺等问题进行了综合研究。本文的主要研究工作包括:1、回顾了滑模施工技术的发展历程，介绍了滑模施工技术在国内外的发展，并对其在国内的应用现状及发展趋势做了详细介绍和分析。2、结合咸阳 60 万吨/年甲醇项目工程实例，对筒仓建筑的滑模施工进行了全过程的研究，依次研究了液压滑模系统的设计其中包括液压提升系统设计、模板系统设计和电气系统设计，模板系统的安装，滑模的施工，滑模系统的拆除，安全技术措施以及质量保证措施。3、分析了在滑模施工中常见问题，并针对问题提出了相应的控制措施，为类似工程施工提供可借鉴的经验。122 筒仓建筑液压滑动模板设计与施工滑升模板是现浇混凝土工程的一种活动成型胎膜，主要由工具式模板和提升机具两部分组成，工具式模板由多块1m多高的模板，按设计的截面形状连续组拼而成，即在两侧模板(或内外模板)之间，形成一个上下贯通的活动套槽，施工时，在提升机具的作用下，工具式模板可沿垂直线、斜线或曲线向上滑升，混凝土由模板的上口分层(每层厚度一般30cm左右)向套槽内浇灌，当模板内最下层的混凝土达到一定的强度后(一般要求在13kg/cm2之间)，模板套槽即依赖提升机具的作用，沿着已浇灌的混凝土壁，向上滑升一段高度(一般30cm左右)。这样，一边向模板内浇灌混凝土，一边将模板向上滑升，使已成型的混凝土不断脱模，如此连续循环，直至达到设计的高度。一般情况下，在整个工程施工完毕之前，模板不必拆卸和重新组装。2.1 滑模工程概况本工程共由六个圆筒库组成(暂时施工四个)，成一字形排列，沿 B 轴中通，中间被框架柱隔断形成两条输送通道。基础采用钢筋混凝土承台，筏板结构。基础模板采用胶合板模板，总面积 550。场内加工成型，及时吊运至施工操作现场，根据施工计划及考虑后续工序的衔接，基础模板配置形式拟定为：外筒仓滑模的底部墙板、内筒仓的翻模模板及筒仓的顶板模板均以该基础模板为原材。筒仓高度 42m。外筒仓从-1.4m 至 38.9m 采用滑模施工。壁厚 400mm，距 B 轴 4.3m每只筒仓有四只筒仓壁柱（异型柱） ，标高至 5.6m。 （在 5.6m 处设计有通廊屋面板。筒仓顶板为砼现浇结构。 ）本工程主体结构的特点是圆形筒仓，壁薄仓高。针对此特点，该工程将采用滑模施工工艺施工。特点是：1、施工周期短；2、无需搭设脚手架；3、施工完毕后仓壁平滑，色泽一致。2.2 确定方案本工程柱与筒之间用框架梁联接，结构框架上下位置没有大的变化，特别适合于滑模施工。本工程施工的关键工序是筒仓的施工，提高了筒仓的施工速度，也就提高了整个结构施工的速度，结合本工程柱、梁以及上下结构的特点，确定采用整体滑模施工，外部梁板柱采用现浇施工(内滑外浇)。滑模施工是一种连续快速的施工方法，对施工组织、机具配套、材料、水、Comment 微微微微1: 筒仓有楼板吗？Comment 微微微微2: 前面已提到浇筑屋面板，在 5.6m 处设计有通廊屋面板。筒仓顶板为砼现浇结构。所以一滑一浇是可以的。13电供应等方面要求比一般工程更加严格。因此，制定施工方案时，要特别重视两项工作，一项是混凝土赖以成型的滑模装置的设计，另一项是垂直运输的方式和设备的选用。这两项工作，不但关系到工程的工期、质量和成本，且一旦选定，中途就难于变动。施工方案的好坏，主要就在于这两项工作是否能够合理求得解决。仓壁滑模自-1.4m 起开始。滑升至4.4m、+6.4m 门洞环梁下口停止浇筑砼，进行模板滑空并将局部模板按图纸设计要求进行改组。在门洞梁底口铺设梁底模板，柱封顶口用预制模板按墙板尺寸要求插入柱顶定位位置，用 25 螺纹钢筋与原柱钢模焊接加固。改组完毕后继续滑模至+38.9m。改组后的出模砼成圆形筒仓封闭圆，滑完后，用塔吊拆除滑模装置。由于筒体呈中间对称，为保证砼的质量及减少每次滑模时砼浇筑数量，采用“一滑一浇”的施工方案。所谓“一滑一浇”，又称为逐层空滑楼板并进法或逐层封闭，就是筒体滑一层，楼板紧跟着浇一层。每次滑升前，先将筒体中的暗柱及与筒体相连的柱的钢筋和筒体内竖向分布钢筋安装完毕，经检验后，可开始筒体滑模施工，绑扎筒体水平分布钢筋和浇筑筒体砼。筒体砼浇筑至上层楼板底下皮标高，有梁处浇筑至梁的底部，待混凝土达到出模强度后，然后将模板连续滑升至模板下口比上层楼板板面高 10cm 处停止。核心筒滑模施工的同时，可进行其它柱钢筋、模板及硅浇筑施工，以及上层楼板脚手架的搭设。楼板混凝土浇筑完毕后，继续正常的滑模施工。为防止混凝土流失，楼板下口与楼板的支模板间的缝隙用铁皮临时阻挡。为了不影响内筒仓插筋，外筒库仓壁的施工从底板起 2.0m 范围内采用翻模施工，后外筒仓一次组装滑模施工。滑模施工时设置一台塔吊，主要用与钢筋、周材的运输。工程紧急时参与砼垂直运输。砼采用泵车送至平台分料斗内，后由分料斗向库平台小铁斗车分流入模。筒仓内外壁采用加浆随滑随抹，确保仓壁外观质量。在通道两侧直墙板上的挑板在滑模过程中用泡沫板封塞预留，待筒仓滑模施工完毕后二次施工。库内锥形下料斗及内筒仓壁在滑模结束后进行，采用胶合板、钢管扣件翻模施工。库顶板结构：采用排架一次性搭设到库顶板部位，然后分层铺设梁、板模板。具体施工措施另行补充专项施工方案。混凝土的浇筑机械选用砼输送泵（HBT60）以及TCP5613/38型塔式起重布料两用机，砼采用商品混凝土。14图图 1 1 施工工艺流程图施工工艺流程图组装滑模绑模板内筋插支撑杆初升后大检查和调整绑 钢 筋正常滑升浇墙体混凝土空 提吊活动平台浇初升混凝土绑 墙 筋绑 钢 筋浇板混凝土上一层墙体滑模支 模 板拆除模板152.3 液压滑模系统的设计2.3.1 液压滑模系统的设计简介液压滑模系统的设计简介2.3.1.1 液压提升系统本工程滑模施工液压系统千斤顶选用 GYD60 型滚珠式千斤顶（俗称 6 吨顶），每榀提升架设置一台 GYD60 滚珠式千斤顶，一次行程 25mm，额定顶推力60kN，施工设计时取额定顶推力 50计算为 30KN，每榀开字架设一台,共 200 个。支承杆为 483.2 焊接钢管，A3 钢，每榀提升架设一根。接头处加以 25 螺纹钢衬管焊接后用于提砂轮磨平，支承杆接头尽量错开，错开接头不少于 50%，不可都在一个水平面上。使用 16，8 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，布管时尽可能使油路等长。液压动力使用 YHJ36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。液压装置见图 2.2Comment 微微微微3: 图对应无原文Comment 微微微微4: 上面蓝色部分已经和图对应16图图2.22.2 液压装置原理图液压装置原理图2.3.1.2模板系统（1）模板本工程内外模板均使用 1000500mm 的组合定型模板（角模现场制作），螺栓拼接（每条拼缝不少于 2 个）。在模板上端第二孔、下端第一孔分别设双钢管围檩，以管卡、勾头螺丝拉结模板（每条拼缝不少于 2 个），围檩以调节钢管与提升架立柱连接。安装好的模板单面倾斜度为模板高度的 0.2-0.5%,按规范要求模板高 12 处净距为结构截面尺寸。模板面应平整，拼缝应严密，相邻两块模板之间可用螺栓或回形卡连接。要求模板形状尺寸准确，表面光滑，有足够的强度、刚度，能够承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力，不发生扭曲变形，以保证滑出的混凝土表面平整。为防止木模板吸水后膨胀变形，在两块木板之间应留有 2-4mm 的拼缝，或在模板表面包以铁皮，或用稀沥青煮 24 小时。1- 支承杆；2- 提升架；3- 液压千斤顶；4- 围圈；5- 围圈支托；6-模板；7- 操作平台；8- 承重桁架；9- 防护栏杆；10- 外挑三角架；11- 外吊脚手架；12- 内吊脚手架；13- 混凝土剪力墙图图 2.32.3 液压滑升模板系统组成液压滑升模板系统组成 (a)(a)(b)(b)Comment 微微微微5: 对应原文？Comment 微微微微6: 这是液压模板系统的实物说明，可与上图做相应对照，不必专门标注。Comment 微微微微7: 对应原文？Comment 微微微微8: 此图用以附加说明模板系统，可以联系上端文字说明，无需专门在文章中标注。17图图 2.42.4 模板移动装置模板移动装置模板的高度与混凝土达到出模强度所需的时间和模板滑升速度有关。如果模板高度不够，混凝土脱模过早，则会造成混凝土下塌现象；反之，模板高度过大，则会增加摩阻力，影响滑升。模板高度一般为 0.9-1.2m，沿桶壁结构可采用高度为 1.4-1.6m 的模板。图图 2.52.5 模板安装实物图模板安装实物图（2）围圈围圈又称围檩，起作用是固定模板位置，承受模板传来的水平力与垂直力。围檩分上下两层，沿模板外侧横向布置，用以将模板与提升架连成整体。为了减少模板的支撑跨度，围圈一般不设在模板的上下两端，其和力度位置应使模板在受力时产生的变形最小。对高度为 1.0-1.2m 的钢模板，上下围圈的间距可取 500-700mm。上围圈距模板上口不大于 200mm，以保证模板上口的刚度，下围圈距模板下口可稍大一些，使模板下部有一定柔性，便于混凝土脱模，但也不宜大于 300mm。内外围圈必须形成封闭，在转角处做成刚性角，使之具有足够的刚度，以保证模板几何形状与尺寸的准确，防止在提升过程中产生较大的变形。围圈接头处的刚度亦不应小于围圈本身的刚度，上下围圈的接头不应设置在同一截面上。对于框架结构，当千斤顶集中布置在柱上，提升架之间的跨度较大时，为加强围圈在垂直方向上的刚度，可将上下围圈用腹杆连成整体，形成桁架围圈，当操作平台直接支承在围圈上时，上下围圈还必须用托架加固，以承受平台荷载。Comment 微微微微9: 和前面的不大于200 矛盾Comment 微微微微10: 8cm 大于200mm 吗？18本工程上下围圈采用8 槽钢，其中上围圈兼作操作平台板的承重梁。上围圈距离模板上口 8cm，下围圈距离模板下端 10cm。围圈的连接接头用等强度夹板以螺栓连接，围圈以螺栓与提升架立柱的托板连接。（3）提升架提升架又称千斤顶或门架，其作用是固定围圈的位置，防止模板侧向变形，把模板系统和操作平台连成整体，承受模板和操作平台的荷载，并将荷载传给千斤顶。提升架的形式，按横梁的数量分为单横梁式与双横梁式两种。单横梁式轻便、节约材料；双横梁式刚度好，且上横梁可用作架设油管和电线、铺设辅助平台或放置钢筋，使用较方便。本工程提升架规格为 15002400，提升架立柱为尺寸 2400200mm，用483.5 普通钢管焊接成的格构件，上、下横梁为双拼 10 号槽钢，立柱与横梁螺栓连接。提升架下横梁间均采用刚性连接（焊接连接）。2.3.1.3操作平台系统1- 辅助平台；2- 主操作平台；3- 吊脚手架；4- 三角挑架；5- 承重桁架；6- 防护栏杆图图 2.62.6 操作平台系统组成操作平台系统组成(1) 主工作平台用【12 槽钢、【8 槽钢和承重桁架制作。在无楼板的筒体内还要设下工作平台。(2) 辅助平台板用厚度为 35mm 的木板和承重桁架制作，脚手板用30003005 的竹架板。2.3.2 液压系统设计与计算液压系统设计与计算19液压提升系统是整套滑模施工装置的提升动力和荷载传递装置。它由液压控制台、输油及调节设备和提升设备组成。 图图 7 7 操作平台系统布置（一）操作平台系统布置（一） 图图 8 8 操作平台系统布置（二）操作平台系统布置（二）2.3.2.1 千斤顶的布置 1- 滤油器；2- 电动机；3- 油泵；4- 压力表；5- 换向阀；6- 分油器；7- 截止阀；8- 溢流阀；9- 油箱；10- 千斤顶Comment 微微微微11: 考虑千斤顶平面布置得需要，满足施工要求，文献资料里面有这么直接给出的，无须专门计算。Comment 微微微微12: 怎么得来的？20图图 2.92.9 液压动力系统原理图液压动力系统原理图常用液压千斤顶有滚珠式与卡块式两种，本设计采用 GYD-60 型滚珠式千斤顶，主要技术参数见表 1表表 1 1 千斤顶的取值参数表千斤顶的取值参数表千斤顶型号额定起重量工作起重量理论行程实际行程工作压力卡头型式适用支承杆排油方式GYD-6060KN30KN35mm2030mm8MPa滚珠式483.5单缸取允许承载力为30 KN。采用千斤顶时，先按经验参数，估算每台千斤顶负荷范围，进行平面布置，并按构造需要的设置墙角、柱角处的千斤顶。整个筒仓所需千斤顶数量计算:模板总面积A=350m2。；操作平台面积595m2摩阻力F=fA=2.00350=700KN滑模装置自重和施工荷载总和N=1180KN千斤顶允许荷载取P=3.0T=30KN,按公式 2-1n（N+fA）/P （2-1）计算得，n=（1180+2350）/30=63 台考虑千斤顶平面布置得需要，取 n=150 台项目 序号名 称单 位荷载系数标准荷载备 注1木模板和围圈Kg/m1.135452钢模板和围圈Kg/m1.145653操作平台和料台Kg/m21.140554吊脚手架Kg/m21.125405单横梁式提升架Kg/个1.1601206双横梁式提升架Kg/个1.11502507小型液压千斤顶Kg/个1.113258中型液压千斤顶Kg/个1.125409液压控制台Kg/台1.115030010木模板摩阻力Kg/m21.120035011钢模板摩阻力Kg/m21.115030012倾倒砼的冲击力1.1按实计算13新浇砼的侧压力Kg/m21.140060014风荷载1.1据规范计算15操作人员和工具Kg/人1.3608016储放材料Kg/m21.32045模板长1.2 米，取下限，包括桁架、檩条和铺板。Comment 微微微微13: 在后面计算中用到21表表 2 2 滑模装置自重数值参考表滑模装置自重数值参考表滑升构筑物的摩阻力滑升建筑物的摩阻力滑升速度 cm/h滑升速度 cm/h模板类别模板高度V=15V=20V=30V=40V=15V=20V=30V=40100150138不宜不宜200165152不宜120184182260不宜295202200176钢模板140不宜216228183不宜不宜238251表表 3 3 正常气温下摩阻力取值表正常气温下摩阻力取值表放这个表的目的是什么放这个表的目的是什么2.3.2.2 液压控制台设计根据钢珠式千斤顶技术性能，可得下列参数：千斤顶油缸总容积:V=1500.143L=21.45L千斤顶活塞总容积:A=15047.7cm3=7155cm3 千斤顶排油弹簧总压力:P1=150250Kg=375KN 筒体滑升时总荷载：P=N+F=1180+2350=1880 KN （1）齿轮泵计算齿轮泵的选型根据最大工作压力和最大流量确定。齿轮泵的工作压力根据下式计算：F （2-FApP2）式中：P-齿轮泵的需用工作压力（Mpa）F-油路工作时，由于油粘阻力引起的压力损失，一般取试验值 F= 0.1Mpa-齿轮泵额定压力对工作压力的效率，一般取 0.5-0.8，考虑左右半筒同时滑升，取为 0.6。p-操作平台总静荷载P-排油弹簧总压力A-千斤顶活塞总面积F=4.151 Mpa （2-3）FApP6 . 0101 . 010715510375101880643322齿轮泵流量按下式计算：Q （2-1tKV 4） 式中:Q-齿轮泵工作需用流量（L/min）K-超溶系数，取 1.2t1-提升一次的给油时间（L/min），取 1 min。V-千斤顶油缸总容积（L）带入上式，得 Q= =25.74 L/min （2-1tKV 12 . 145.215）根据液压滑动模板施工规范，结合工程在左右半筒同时施工的实际情况，选择齿轮泵额定压力 14Mpa,额定流量 50L/min.（2）电动机功率计算根据齿轮泵工作压力和流量，用下列公式计算:N= （2-612FQ6）N-电动机功率（KW）F-齿轮泵计算工作压力Q-齿轮泵计算流量，取 50L/min-总效率，取为 0.8带入上式，得 N= =4.23KW612FQ8 . 06125015. 4选电动机功率为 7.5 KW（3）电磁换向阀选用根据规定，换向阀的流量与压力应等于或大于齿轮泵的流量与压力，选用定型产品 34DO-B1OH-T 型。其公称通径 10mm,流量 30 L/min，工作压力 21 Mpa。（4）溢流阀选用选用定型产品 YF-L1DC 型。其公称通径 10mm,额定流量 40 L/min，调压幅度3.5-14Mpa。23（5）针形阀门选用公称通径 10mm,定型产品，高=56102mm。（6）油箱根据液压滑动模板施工规范，油箱有效容积应为千斤顶和油管总容量 3 倍以上，按下式计算，VE= （2-7）21321)(3VVVV式中：VE-油箱计算容量（L）V-千斤顶油缸总容量，150 台千斤顶为 21.45 LV1 1-一级油路总容量，按下式取值：V1=10.5 L （2-100042dL10009 . 13700414. 328）V2-二级油路总容量，按下式取值：V2=19.8 L （2-10002842dL10005 . 140028414. 329）V3-三级油路总容量，按下式取值：V3=25.6 L （2-100016342dL10000 . 1200163414. 3210）K1-三级分油路总容量扩大系数，取 1.05。K2-油箱有效容积系数，取 0.8.将上述各值带入公式，有：VE=305 L （2-21321)(3VVVV8 . 005. 1)6 .258 .195 .1045.21(311）油箱散热效应计算：根据规定，油箱有效容积应大于 3 倍泵每分钟流量，即VEK23QVEK2=3050.8=244L350=150L，故可以不进行油箱散热效应计算。油箱尺寸计算:油箱长：宽：高=1：1：2, 根据油箱有效容积 VE =305 L ，设油箱一边尺寸为 X，则 2X2=VE，即 2X2=305000，X=39cm,故可得油箱尺寸为 393978 cm324因为=4.883,远大于泵流量，油箱中机油的杂质和空气，QKVE2508 . 0305可以有效沉淀和分离。滤油器：选用阻力小于 0.01-0.02 Mpa 的 100-200 目钢网。（7）油管：油管的耐压能力应符合 P1.25P=1.25140=17.5Mpa。故选用 P=20Mpa 的高压耐油橡胶管。三联并联油路，左右半筒同时滑升时需用数量见表 4部 位内径（mm）长度（m）一级油路（干管）1937二级油路（支管）15112三级油路（分管）10326表表 4 4 油管的分类油管的分类(8)分油器选用无缝钢管，规格数量见表 5部 位内径长度（mm）开口数（个）总用量（个）一级总分油器10060041二级单元分油器80100094三级分组千斤顶分油器105004-628表表 5 5 分油器规格数量如上表分油器规格数量如上表 2.3.2.3 支撑杆允许承载力的计算根据液压滑动模板施工规范，正常滑升时，支撑杆允许承载力由欧拉公式计算。= （2-22)( lKEI12）式中：K-安全系数，取 2.8-自由长度修正系数，正常滑升时取 0.65l-自由长度，正常滑升取千斤顶下卡头到模板下口的长度，这里取值为251.72m。E-支撑杆的弹性模量，取 2.1106MpaI-483.5mm 钢管的惯性矩，取 0.0491d4=2.60610-8m4代入公式，得：=24.1KN22)( lKEI28562)72. 165. 0(8 . 210606. 210101 . 214. 3=15 KN，安全 （2-13）初升阶段支撑杆承载力计算：初升阶段，支撑杆底部应设置铁板，并与杆体焊接牢固，或者与下部插筋焊牢，这时，可视为固接，支撑杆自由长度修正系数按 0.5 计。=40.4KN22)( lKEI28562)72. 15 . 0(8 . 110918. 110101 . 214. 3初升时模内砼高度一般为 40-50cm，取不利条件，砼高度按 50cm 计。由=10.67KN；，安全。nfAN%60150%6070000118000支撑杆下端焊牢时，很安全，若全部穿上钢靴，则按照下部铰接计算。空滑阶段支撑杆承载力计算：通常，空滑阶段支撑杆下部砼的强度为 0.65Mpa 以上,则视为固接。所以，按照一端固接，一端铰接的边界条件验算，是偏于安全的。滑空至板面 0.1m 处时，支撑杆计算长度取 1.92m，为最不利条件时的支撑杆自由长度。按照正常滑升阶段边界条件验算，偏于安全。=18.79KN （2-5）22)( lKEI28562)94. 165. 0(8 . 110918. 110101 . 214. 3=18.79KN =8.74 KN；，安全。2.3.3 模板系统设计与计算模板系统设计与计算模板系统是钢筋混凝土构件成型的装置，由模板、围圈、提升架构成。2.4.3.1 侧压力计算初升阶段和正常滑升阶段的侧压力计算简图见图 2.10Comment 微微微微14: 不对Comment 微微微微15: 已经改过26图图 2.102.10 侧压力计算图（侧压力计算图（a a）初升阶段（）初升阶段（b b）滑升阶段）滑升阶段初升阶段侧压力作用于模板整个高度上，上部两个浇灌层呈液体压力线，最大压力值为 P1，为简化计算，取计算简图为等效梯形，侧压力值为 P0 ，如图10(a)。正常滑升阶段，控制混凝土最佳出模强度 0.25Mpa 时，随着模板不断地提升，由于混凝土强度的增长，以及模板倾斜度的关系，模内底部混凝土与模板脱离接触，对模板已不产生侧压力，模内混凝土的侧压力不是作用于整个模板高度，仅产生于上部有效范围内，如图(b)。初升阶段与正常滑升阶段侧压力的差别在于混凝土对模板作用的有效高度不同。在正常气温(15-25)时，最大侧压力P=H （2-2114）侧压力合力为R=HH+HH=H2 212121212183（2-15）代人上式得R=PH （2-4316）27侧压力合力作用点的位置Rx=H2（H+H）+H2H=H2 （2-816121414148717）移项得x= 将R=代人，得x=0.39HRH2487PH43式中:L-模板高度尺寸(m)H-侧压力有效高度(M)。初升阶段取0.60.7L；正常滑升阶段取0.580.62L；通常按2L/3高度取值。- 混凝土容重(kg/m2)R-侧压力合力值(KN/m)x-侧压力合力至侧压力有效高度下端的距离(cm)1.2m高钢模板单面倾斜度为0.20.5%（结构截面宽度以模板上口以下2/3模板高度处的净距为准)，则普通混凝土作用于模板的侧压力:P=H =250.8=1OKN/m2