环向受力大型双曲面整体自稳钢模板技术总结

环向受力大型双曲面整体自稳钢模板技术二零零七年六月一、前言卵形消化池施工过程中混凝土工程的模板和支撑体系是施工的关键技术。目前，卵形消化池的模板和支撑体系现存主要有两种形式。一种是国际上先进的大型卵形水池模板技术，最能代表其施工技术水平和方向的是奥地利RSB公司，该公司在卵形水池池壁施工时，采用整体钢结构做混凝土模板骨架，内铺覆膜密度板做模板面，每次混凝土浇注高度可达4m，且施工机械化程度高。施工脚手架为挂架固定在模板上。该技术成熟先进，模板整体性好，施工速度快，施工质量好，但是需要有大量的经过专门严格培训的施工操作人员，管理复杂，技术服务费用高，施工成本高，而且该项技术在安全方面缺少对意外情况的二次防护，具有一定的安全风险。另一种是国内普遍采用的小模板拼装方法，该施工方法采用平面尺寸为1500×200mm的国标钢模板加专门加工的钢制平面梯形补条，外加钢管龙骨形成模板系统，利用满堂红脚手架支撑做防倾覆支撑体系，每次混凝土浇注高度在1.5m左右。目前，国内一些城市，如山东济宁、福建厦门等，已出现中型或小型卵形封闭消化池，个别城市如浙江杭州、河北石家庄，已经建成和正在建设容积10,000m3左右的大型卵形封闭消化池。该技术主要优点是施工成本较低，模板拼装灵活，管理简单。缺点是技术相对落后，拼装成型质量差，高度每1.5m便有施工缝，施工完毕后池体经向和纬向均为多边型，而不是曲面体；施工进度慢，机械化程度低，劳动量大。此技术难以满足卵形消化池的结构质量和功能要求，不符合现代化的施工要求。针对****污水处理厂卵形消化池的结构特点，经过对国内外卵形消化池建造技术的调查研究。研究人员自主创新，创造符合现代化施工水平，符合工程实际的先进模板及支撑体系，完成了****污水处理厂卵形消化池施工任务，同时为此类特种结构建造提供完善的技术支持，推动了水处理结构施工技术的进步。二、双曲面整体自稳钢模板消化池池体总高44.861m，以池体最大直径处为赤道面上下对称。综合考虑施工进度和浇筑技术等因素，每座消化池共分十四次浇筑完成，地下部分3次，地上部分11次，最大浇筑高度为3.667m，地上部分模板为研究重点。因结构上下对称，模板可上下重复使用。1、模板组成双曲面大模板由板面、横肋、纵肋、穿墙螺栓孔及联结件等组成，尺寸与池体结构保持一致，形成精确曲面。综合考虑模板受力状况、周转次数、成本情况、混凝土温度控制等因素确定采用钢制模板。每一浇注层模板在高度方向为整块，在环向分块，分块时主要考虑塔吊最大幅度处额定起重量的要求，每块重量控制在1.2t之内。图2-5消化池图2-5消化池大型双曲面自稳钢模板研究和使用照片2、模板自稳体系模板的整体自稳主要靠两方面来实现。一方面，利用止水型穿墙螺栓固定和联接内外模板，保证在混凝土浇筑侧压力作用下模板稳定，此项技术成熟稳定，安全可靠，能有效减少环肋及连接螺栓用钢量50%，节约材料利于成本。另一方面，模板横肋间的水平连接螺栓将模板横肋连接成整体，形成了封闭水平圆环承受已浇筑混凝土、钢筋、模板自重、施工荷载等各种作用。赤道平面以下为第四、五、六、七浇筑层，结构为向外侧倾斜，受拉横肋设计采用强度控制，需考虑在浇筑时抵抗侧压力产生弯矩引起的应力和环向受力产生的轴向拉应力，进行最不利点核算。赤道平面以上第八、九、十、十一、十二、十三浇筑层，结构向内侧倾斜。环肋设计由强度控制转为变形控制。控制变形是上部模板工程的重点，针对第十一、十二、十三层倾斜角度大荷载大的特点，采取加强环梁，加强环梁与内模板连接一体，只承受环向受压，增加抗变形能力，由原模板横肋抵抗侧压力产生的弯距和部分轴压。加强环梁与模板组合使用，增加了体系的灵活性。第十四层为圆环池壁，结构内径2m，采用环形模板，无对拉螺栓，模板自身环肋抵抗侧压力，属整体自稳定体系。三、架手架工程脚手架工程分为池内脚手架和池外脚手架两部分，主要用于施工操作平台和通道，操作平台均位于施工面以上，可保证施工人员处于安全操作环境。池内设中心支架，搭设混凝土浇注布料杆平台。脚手架与已完成结构固定连接，整体牢固，同时具有防止模板破坏而坠落伤人的作用。本工程脚手架为施工专用操作平台和通道，脚手架与模板体系分开，其稳定性不受模板体系影响，同时具备为模板体系在出现极端意外情况时作为缓冲消能和承接的功能，而施工人员的操作位置均在高位平台上，安全保障充分。脚手架技术成熟稳定，适合与整体自稳体系这类新技术配套使用，互为补充。四、结论本次大型卵形池施工，研发的环向受力大型双曲面整体自稳钢模板，充分体现了先进性、安全性、适用性及经济性的原则。环向受力双曲面模板体系利用自身强度和刚度承受浇筑混凝土自重及钢筋、模板自重等荷载，较好地解决卵形池壁下放和上敛部位模板稳定问题，避免了架设专用支撑架，同时每次浇筑高度可达3.5m。暗该技术合理采泼用操作脚手架党与模板体系分赚开的思想，有齐效地保证了施轿工人员的安全弃，并且脚手架嫂系统可为模板泄在失效情况下沉起到阻止事故我进一步发展的斧作用，在技术品创新的同时体屈现了良好的安礼全性。麻该套模板体系彩技术水平明显尤领先国内现有轻的卵形封闭混黑凝土结构水池淡模板体系，比弦奥地兔利刑RS遇B苏公司匆的艺整体钢结构做拥混凝土模板虽体系更轻便，晓更能提高结构请的内