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【關鍵詞】進水口;漸變段;細部設計;模板及支撐
1.概況
蒼溪航電樞紐地面發電廠房進水口漸變段為方變圓形式,從樁號0+27.172m的矩形斷面(寬14.824m,高17.14m)開始,漸變至樁號0+34.583的圓(半徑7.412m)。漸變段順流向長7.411m。
2.模板方案
根據結構設計和施工條件,漸變段二期混凝土模板采用鋼模板和木模板拼裝,鋼筋骨架支撐,斜拉固定。
漸變段下部、側墻立模,用拉條固定在一期混凝土體上。在水平中軸線355.3m高程以上遇澆筑體橫向寬度較大時,在先澆混凝土內預埋鋼筋柱或型鋼,作為上一層倉位安裝模板拉條的固定點,以此方法進行漸變段模板的施工。
發電機吊裝孔上、下游側(漸變段上部)的混凝土澆筑,采用在主機間一期混凝土(左、右)上橫架貝雷梁反吊模板進行施工。
在模板施工時,搭設簡易排架,供人員上、下。簡易排架步距1.7m,縱距、橫距1m。
3.細部設計
3.1漸變段的模板用P3015、P1015模板拼裝,局部采用木模板拼縫,骨架采用f22鋼筋加工焊接而成。
3.2倉內反吊模板:反吊模板是在倉內設支撐柱,采用拉條將頂板模板反吊,同時倉內設拉條反拉。支撐柱可以在倉內埋設型鋼或鋼筋柱或管柱,或者直接利用壁面的鋼筋焊在一起形成鋼筋支撐柱,支撐柱的布置間距不大于0.75m,拉條鋼筋直徑不小于f12。三角柱與三角柱之間用f28鋼筋聯接成整體,三角柱設拉筋,模板拉條鉤在三角柱上,為便于施工,先在收倉面預埋鋼筋,然后將三角柱與鋼筋焊接。
倉外反吊模板:貝雷梁反吊模板主要在用于方圓斷面處的封頂,即在混凝土澆至363.43m高程,開始安裝封頂模板。貝雷梁先期安裝在主機間兩側的一期混凝土上,安裝高程為365.65m。將拼裝好的模板反吊于貝雷梁下。多片貝雷梁用f25鋼筋連為整體,貝雷梁端部和一期插筋焊接牢固。
3.3圓弧段一般用10cm寬的小鋼模拼裝而成。表面曲面部分使用單面刨光木板或木工板。為防止漏漿,圓弧段的木模板施工做到嚴格施工工藝,確保接縫嚴密。
3.4側墻、頂板面板采用標準散鋼模板施工。鋼模板要求接縫完整、平整。
3.5龍骨架精確放樣加工,以確保結構的體型尺寸,面板安裝就位過程中,安排測量儀器隨時監測,并及時調整安裝誤差,面板安裝完畢后,其輪廓線尺寸誤差不大于5mm,表面平整度?3mm(2m直尺檢測),接縫處嚴密無空隙,所有模板施工完畢后,由測量組實測并經驗收確認達到標準后,進入下道工序。
3.6骨架形成框體,并具有足夠的強度和剛度。
4.實施注意事項
4.1模板安裝
滿足有關技術規范要求,同時能保證成型后的混凝土體滿足建筑物體型的要求。
4.2模板安裝前,在底板上放足夠多的測量點,并根據測量點放出每節模板的安裝邊線,保證模板能夠按要求安裝就位。
4.3控制起弧處模板的位置并加固牢固。
4.4鋼模板之間采用U型卡相互連接固定。
4.5模板調整就位后,支撐及時加固。
4.6所有模板做到符合質量要求,模板間接縫嚴密、平順,模板支撐和拉條牢固。
4.7在澆筑過程中值班木工對模板進行掛線檢查,當模板受力出現偏差時及時進行調整,并逐層校核變形情況。
4.8模板加固時,在模板上口增設對拉對撐。
4.9為保證模板接縫緊密,每一層的上口模板在該層模板拆模時不拆,作為上層模板支模的下口模板。
4.10拆模時,分批拆除錨固連接件。底孔頂板施工完畢后,間歇15天以上拆除頂板模板及支撐。
4.11頂板混凝土拆模后,在混凝土表面設點進行觀察。
4.12過流面技術要求
(1)體型尺寸允許誤差
高流速水流處結構體型尺寸允許誤差為:成型后墻面相對中心線的尺寸偏差及底板、頂板的高程偏差為±5mm。
(2)平整度控制標準
①過流面不允許有垂直升坎或跌坎。
②孔口及門槽區,不平整度控制在3mm以下,縱向坡控制在1:30以下,橫向坡控制在1:10以下;其余部位的不平整度控制在5mm以下,縱向坡控制在1:20以下,橫向坡控制在1:5以下。
③混凝土表面在1m范圍內凹值控制在2mm以下。
4.13底板過流面混凝土施工采用設置埋入式鋼管樣架控制,樣架間隔1.5~2m。
(1)樣架采用1″鋼管制作,樣架間距不大于2m,距模板邊20cm。鋼管樣架采用花籃螺栓支撐固定,花籃螺栓采用φ16mm鋼筋制作,花籃螺栓順流向按鋼管樣架布置,左右向間距不大于2m,距模板邊20cm。
(2)樣架安裝精度高于一般模板,當按測量放樣固定后,復測資料經監理工程師審查后方進行下道工序。
(3)樣架和模板經測量組驗收合格,才能進行下一道工序施工。
(4)混凝土澆筑過程別注意保護樣架,避免正對樣架直接下料以免人為造成樣架變形。
5.模板支撐復核計算書
5.1式軍用貝雷梁的復核計算
計算條件如下:
模板及鋼管圍令荷載:取2KN/m2;
人員荷載:取2KN/m2;
混凝土荷載:取25KN/m2;卸料沖擊荷載取2KN/m2;
施工荷載:取2KN/m2;
因此按照極限分析得,總荷載為33KN/m2。
按照上游最大斷面計算長度,每品貝雷梁的最大線性荷載為1.5m×15×33/15=49.5KN/M。
每品貝雷梁跨中彎矩為:Mx=ql2/8=49.5×152/8=1364KN?m
N=M/1.5=909KN
式中1.5m為貝雷梁高度,【N】=1000KN為式貝雷梁作為壓撓桿件的容許承載力。
經驗算,貝雷梁穩定。
連接貝雷梁采用14號槽鋼,其受力為僅受懸吊鋼筋的剪切力,由于14號槽鋼截面積較大,其剪切破斷應力遠大于14mm圓鋼,因此不做計算。
懸吊鋼筋采用14mm圓鋼,一級鋼筋許用破斷應力為210N/mm2,因此一根14mm鋼筋破斷拉力為210 N/mm2×153.9mm2=32.3KN。
懸吊鋼筋布置間距為0.75m×1m,實際負擔面積為1.5m2,在該面積上總荷載為33×1.5=49.5KN,兩根鋼筋可承受荷載為32.3×2=64.6KN>49.5KN,因此懸吊鋼筋布置滿足要求。
5.2三管柱承載能力計算
三管柱為雙向受壓結構,其受壓為懸吊拉條內力的合力,一般懸吊拉條連接角度不小于45度,因此在計算時按照最大45度角度進行受力分析,在施工中注意懸吊拉條連接角度應大于45度。三管柱在連接一根拉條時,其受力為49.5KN×1.414=70KN。
三管柱由三根18mm鋼筋組成,鋼筋為二級鋼筋,許用最大受壓為310N/mm2,單根鋼筋受壓最大值為310N/mm2×254.5mm2=78.8KN。由于三管柱高度一般在3m內,其構件長細比小于12,查表得其穩定系數為0.95,因此一根三管柱最大承壓為78.8×3×0.95=224.58KN。
經過計算可知,單根三管柱長度不得大于3m,單根三管柱上連接懸吊拉條數量不少于3根,同時連接拉條角度不小于45度,三管柱穩定。
6.結束語
本項目的模板設計付諸實踐,滿足了施工需要,取得了良好效果,對類似工程具有借鑒作用。
【關鍵詞】模板;施工方案;設計;存在問題;措施
模板工程是鋼筋混凝土結構工程的重要分項工程,模板施工方案設計合理與否,是確保施工過程中安全、穩定可靠的前提,也是確保鋼筋混凝土結構工程安全的的基礎,在實際工程中,因模板施工方案設計不合理甚至錯誤導致工程質量事故的案例是很多的,本文結合工程實際總結出了模板施工方案設計中的主要存在問題及相應措施。
1. 未按工程特點選用合適模板體系,模板選材不合理
(1)不同工程特點對混凝土的外觀質量有不同要求,而不同的材料支模后會產生不同的外觀效果,同時各模板體系均有其自身優缺點和適用范圍,選用不合理就會產生不良效果。如在要求較高的清水混凝土工程中使用組合小鋼模,會產生拼縫多、外觀質量差等不良效果;在大面積現澆平臺模中使用小鋼模,可能造成拼裝速度慢、工人浪費大、施工效率低等問題,在普通結構建筑墻、柱模中使用定型加工大鋼模,可能產生浪費不經濟現象。因此,選用合適的模板體系、合理選擇模板材料,是涉及混凝土工程經濟效益、施工效率及工程外觀內在質量的綜合性指標。
(2)選擇模板體系時首先應分析本工程特點,包括工程質量要求、構件斷面形狀、模板使用周轉次數和經濟分析等指標,選擇適合本工程特點的模板體系,杜絕生搬硬套。
(3)模板的選材通常分為組合小鋼模、定型加工大模板、木(夾板)模板等。組合小鋼模適用于普通建筑的現澆混凝土工程結構施工,對拆模后的混凝土構件外表無清水混凝土的質量要求,優點是通用性強、裝拆方便、周轉次數多、費用較低。定型加工大模板適用于非標準尺寸結構,同時適合周轉使用工具式模板的結構和要求為清水混凝土的結構。其優點是簡化工藝、加快施工速度、工效高、勞動強度低、工程質量好、確保每次翻用后構件斷面尺寸的一致性和混凝土外表質量光潔、平整;其缺點是一次投入費用大、不同工程或不同構件間通用性較差等。木(夾板)模板適用于大面積現澆平臺板及大面積墻板側模等。其優點是減少拼縫、表面平整,用涂塑夾板更能達到構件表面光潔理想的清水混凝土效果、工效高。
2. 對復雜特殊的模板體系及定型大模板不作模板設計計算
(1)模板及支架的好壞直接影響到鋼筋綁扎及混凝土的形成質量,因此,在鋼筋的綁扎和混凝土的澆搗、養護等施工中,要求模板及支架必須可靠地承受新澆混凝土的自重和側壓力以及施工中所產生的荷載,并有足夠的剛度和穩定性。應構造簡單,拆裝方便,能夠保證工程結構的各部分形狀和相互位置正確。復雜特殊的現澆混凝土結構,未經針對性設計計算,只憑經驗確定施工用模板及支架,如果沒有足夠的承載能力、剛度和穩性,將導致模板變形、混凝土構件標高、軸線、層高、垂直度、截面尺寸等超過允許偏差,達不到合格標準,嚴重者模板變形坍落造成質量安全事故。
(2)為了確保混凝土質量和施工安全,對于較復雜特殊的混凝土結構的摸板體系及各類定型大模板,應有模板體系設計,作結構計算。設計時應根據工程結構形式、荷載大小、支撐的基土類別情況、所用施工設備和材料等進行全面考慮,模板設計應滿足《混凝土結構工程施工及驗收規范》及其他行業施工規范要求。
(3)模板及其支架的設計必須具有足夠的承載能力,剛度和穩定性。能可靠地承受新澆筑混凝土的自重和側壓力,以及施工過程中所產生的荷載,把施工工況分析清晰。設計的內容一般包括:選型、選材、模板結構設計、施工圖及施工操作說明。模板及支架設計的荷載應包括:鋼筋、新澆混凝土、模板及支架自重,振搗和傾倒混凝土時產生的荷載,施工人員及施工設備荷載,新澆混凝土對模板的側壓力等。
3. 模板設計荷載取值不準確、漏算、遺漏側向力、不計算施工荷載等
(1)模板設計過程中,如果荷載取值不準,計算工況不符合實際施工情況,將導致設計受力分析等不切合實際。在具體使用過程中必將產生模板過于保守,造成不必要的浪費,或過于單薄,在施工過程中失穩,兩者均不可取。
(2)為了確保模板設計的準確合理,應嚴格做到設計荷載取值準確,不漏算、少算,考慮恒載的同時也應考慮施工過程中附加施工荷載等動載,以達到安全、經濟、合理節約的目標。
4. 特殊模板及支架的設計計算忽略了變形驗算
4.1 復雜模板,特別是著地搭設支架的大型構件模板體系,忽略了模板及支架的變形因素,易引起混凝土構件變形大、平整度差、偏位、沉降量大、撓度大等現象,達不到設計要求的受力狀態(包括尺寸狀態和受力狀態)。還可能引起構件裂縫。
4.2 模板設計時,對整個模板體系包括面板、圍檁和支架均應計算驗算變形。常用鋼腳手管支架設計和搭設時考慮適當的壓縮變形,包括彈性變形和非彈性變形、基礎沉降等,主要因素如下:
(1)支架承受施工荷載所引起的彈性變形。
(2)超靜定結構由混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的撓度。
(3)受荷載后,由于桿件接頭的擠壓或卸落設備后壓縮而產生的非彈性變形。
(4)支架基礎在受荷載后的非彈性沉陷。
4.3 此外,制作木支架時,立桿接頭應盡量減少。相鄰立桿的連接接頭應錯開布置,主要受壓桿的縱向接頭應采用對接形式,次要桿件的接頭可用搭接形式。
5. 模板的細部構造設計措施不明確或不合理
(1)所謂細部構造是指模板間如拼縫處理形式、陰陽角處理、非標異形模處理、支架穩定措施、節點拼拆處理、對拉螺桿處理等。,這些問題在模板設計時不明確將使施工時隨意性加大,且可能在薄弱環節、部位導致質量不理想或固定不牢,產生爆模、漏漿、模板局部嵌入混凝土內不易拆除等問題。
(2)對于模板拼縫,必須有針對性措施,解決拼縫不嚴、高差、漏漿、起砂等現象。如鋼模板間固定件應連接牢固,間距≤30cm,拼縫用膩子批嵌或貼膠粘紙帶等方法解決;異形模板定加工,梁柱板節點陰角模定加工,對拉螺桿用PVC套管,對有防水要求構件用止水片等。列出的細部構造節點應本著合理、方便原則,切不可馬虎粗心。
6. 模板設計不畫排列圖
(1)工程模板體系設計雖有方案,但無詳細明確的排列圖,導致事先對構筑物尺寸了解不透徹,現場拼裝無明確說明,施工任意性大;且施工事先備料不充分;小鋼模拼裝不合理,余下非標異形尺寸增加;大模板就位不正確、精確度不高等問題。
(2)模板體系設計應繪制模板排列圖及支架系統布置圖,細部構造和異形模板詳圖,并編制模板與配件(包括支架)的規格、品種與數量明細表。上述措施可指導施工前模板的加工、配備與經濟分析;施工中按排列圖拼裝可確保滿足模板設計要求和保證工程結構和構件各部分形狀尺寸、相互間就位關系正確。對大模板畫排列圖的同時應將模板進行編號,加工及拼裝管理應嚴格按編號進行,施工班組可以實行編號配板承包管理,也便于對損壞的相應編號板進行補充、加工。
7. 模板體系施工方案不全面,缺文字操作說明,驗收標準不明確
7.1 模板體系方案不全面、不完整,缺乏必要的文字說明、操作方法、質量保證措施、質量標準、安全措施等,使現場管理人員和操作人員無法完全領會掌握方案要領,勢必導致以后的施工管理和質量管理混亂。
7.2 工程模板體系施工方案須按施工組織設計要求編制,設計計算畫排列圖的同時用文字寫明詳細的工藝操作規程,制訂技術、質量、安全、文明施工措施及質量驗收要求。表達要清晰完整,特別是針對新工藝、新技術更應配合文字和圖,把設計思路和各種要求表達清楚。如針對組合鋼模板的檢查要點,除滿足相應技術規范和驗收規范以外,尚應著重檢查下列幾個方面:
(1)組合鋼模板安裝是否符合該工程原配板設計和技術措施的規定。
(2)組合鋼模板的支承點及支撐系統是否可靠和穩定,連接件中的緊固件和支撐扣件緊固情況,并應用力矩扳手進行檢查。
(3)預埋件、預留洞的規格、數量、位置和固定情況是否正確可靠,須逐項驗收。
(4)組合鋼模板安裝完成后,必須按《建筑安裝工程質量檢驗評定標準》的規定,進行逐項評定驗收。其余各類模板可作類似檢查、補充。
8. 施工項目管理部編制的模板體系方案,特別是復雜的模板方案未經企業上級主管部門審批同意即實施
(1)企業內部施工方案審批制度既是一種行政管理也是一種技術管理,是現行施工規范和企業內部管理的雙重要求。忽略了這個環節,易導致方案未經充分論證,粗糙及質量不高;也未能共享企業內部的技術資源;同時沒有上級技術權威的審核,也是一種無責任心、無管理約束的表現。將可能產生責任事故,給項目部、企業、社會和個人均產生不良后果。
(2)模板方案是施工組織設計的重要組成部分,必須履行上級權威部門審批制度,此項制度起到補充、完善和技術把關的作用,同時也是一種責任制度的完善。因此,模板方案須按企業內部管理制度要求逐級上報審批,使其處于公司技術權威部門的有序管理之中。申報內容可包括技術方案、質量保證措施、安全文明措施、勞動力組織、資源落實等各方面。
9. 模板施工前無現場技術、安全交底,或交底內容無針對性
(1)施工前現場技術管理人員或施工管理人員向施工班組進行技術交底,是確保方案得以順利落實的基本制度。不認真執行該措施,原施工方案勢必僅停留在方案階段的完善狀態,只掌握在方案的編制者手中,而具體實施操作者對方案了解很少,僅靠書面資料很難全面掌握其中的重點、難點、注意點及各個不同方案的特點,造成管理和操作上的脫節,最終導致現場實物的不理想。
(2)施工技術交底可分為一級技術交底(項目工程師對專業管理人員技術交底)和二級技術交底(專業管理人員對施工操作人員的技術交底)。一級技術交底內容可包括:分部分項工程概況、參照的方案要求、引用的規范規程、重要工序控制的注意事項、新材料新工藝采用時可能出現問題的匯報手續、施工中發現問題的緊急處理的匯報手續等方面。二級技術交底內容包括:工程對象的模板工作量和完成任務時間,施工設計圖內容,施工方法,操作程序和流水段劃分,應注意的或特殊的技術要求(如節點處理、預埋件、預留孔等),模板安裝質量要求和安全技術措施等。使施工及操作人員熟悉施工圖及模板工程的設計,以確保能按設計方法施工。交底方法可以書面和會議形式相結合。
10. 模板設計未考慮施工實際進度要求和混凝土強度發展的影響,未規定拆模的具體要求和順序;模板配備數量不夠
不明確具體拆模條件和要求、模板周轉數量未配足,或混凝土未符合規范規定和設計要求的強度標準和齡期要求,為趕進度而提早拆除模板和支撐,使混凝土產生結構性裂縫,甚至破壞坍塌,造成嚴重的質量安全事故。施工前配備模板數量應綜合考慮以下因素:
(1)拆模條件:按《混凝土結構工程施工及驗收規范》,同時滿足設計要求。側模,在混凝土強度能保證其表面及棱角不會因拆除模板而受損壞后,方可拆除。底模,在混凝土強度符合下表規定后,方可拆除(見表1)。
(2)承受荷載條件:已拆除模板及支架的結構,在混凝土強度符合設計混凝土強度等級的要求后,方可承受全部使用荷載,當施工荷載所產生的效應比設計使用荷載的效應更為不利時,必須經過驗算加設臨時支撐,以確保安全。
(3)拆模原則:在滿足拆模條件和承受荷載條件的前提下按施工進度配備足夠模板。拆模應規定詳細的拆模流程,必須按模板設計傳力途徑考慮,一般先拆支撐件和連接件,再分塊逐步進行拆除。禁止先拆除大面積樓層模板的支承立桿,然后再拆模板,以免模板坍塌傷人。
參考文獻
【關鍵詞】移動;吊籃車;設計;安拆;鋼模板;施工
【Abstract】This paper simple mobile gondola car designed to install anti-collision concrete guardrail steel formwork construction and the crane, as artificial Ann and compared, with less investment, low construction cost, construction speed; wide applicability and many other advantages, has been by the owners, design, supervision and other business units of praise at present, the bridge parapet formwork installation and dismantling construction has been very widely used.
【Key words】Mobile;Gondola car designed by An Chai;Steel formwork construction
1. 前言
近些年來,交通事業突飛猛進,橋梁建設得到飛速發展,其高大跨度橋梁、海中、江中橋梁也特別多,對于其橋梁上部防撞混凝土護欄的施工,特別是護欄鋼模板的安裝與拆除施工,目前橋梁防撞護欄施工鋼模板安拆設備及方法較多,如采用吊車移動安裝與拆除、搭設工作平臺采用人工直接安裝與拆除以及移動式安拆車安裝與拆除等等,但采用這些設備安裝與拆除橋梁防撞混凝土護欄鋼模板其成本高、且跨江河路段難以實現安拆需要等諸多缺點,其自制簡易移動式吊籃車的出現,由于具有投資少,施工成本低,施工速度快;適用性廣等特點,受到了業主、設計、監理等眾多從業單位的一致好評,目前在橋梁護欄模板安拆施工中已經得到了非常廣泛的應用。
2. 工藝原理
自制簡易式移動式吊籃車安拆梁防撞混凝土護欄鋼模板是采用科學計算并進行自行設計、制作與安裝的可移動吊籃車進行橋梁防撞護欄鋼模板安裝與拆除的一種施工方法。
3. 簡易移動吊藍車設計
3.1 設計原理。
(1)簡易移動吊藍車設計原理:選擇重量輕、價格底、便于裝拆,可重復利用的材料作為制作裝備材料,材質需滿足受力和功能要求,即選擇8#、10#槽鋼,0.4T戶外吊、三箱1.5T葫蘆、移動車輪子、ф51mm焊接鋼管等材料組合拼裝而成,具有起吊、運輸、行走等功能于一體以滿足護欄模板裝拆及安全保證需要的一種簡易施工設備。具體設計示意圖如圖1、圖2。
(2)桿件1、8#槽鋼:高度8cm、腿寬4.3cm、腰厚5.0mm、平均腿厚8.0mm,理論重量8.04Kg/m。
桿件2、0.4T雙管便捷室外吊運機,可廠家采購。
桿件3、配重工具箱:購買鋼板自行焊接。
桿件4、移動車輪子,可廠家采購。
桿件5、10#槽鋼:高度10cm、腿寬4.8cm、腰厚5.3mm、平均腿厚8.5mm,理論重量10.0Kg/m。
桿件6、ф51mm焊接鋼管:2.5mm壁厚,2.99Kg/m。
3.2 簡易移動吊藍車制作質量及施工要求。
3.2.1 制作簡易移動吊藍車所選材料材質要求,8#槽鋼、10#槽鋼、0.4T雙管便捷室外吊運機、ф51mm焊接鋼管、推車輪子以及鋼板等材料應選擇優質生產廠家購買,購買前廠家需提品合格證,必要時應進行試驗檢測,合格后方可進行拼裝。
3.2.2 移動吊藍車槽鋼、鋼管焊接施工之前,應清除其表面的銹斑、油污、雜物等,焊接后焊縫應飽滿,安裝雙管便捷室外吊運機、推車輪子所用螺桿、螺栓連接應牢固。制作成型的移動吊籃車實圖如圖3:
4. 具體施工工藝流程(見圖4)
5. 施工操作要點
5.1 施工準備。
(1)項目前期詳細研究護欄設計圖紙,做好簡易移動吊藍車設計的資料調查工作。
(2)施工放樣:防撞護欄施工前,做好護欄施工放樣導線點布設與復測工作。
5.2 護欄施工放樣。
施工放樣根據施工設計圖紙利用全站儀將防撞護欄構造線放樣到箱梁或鋪裝層上。在曲線段要根據半徑大小采用適當的放樣點間距,盡量縮小放樣點間距以盡可能接近曲線,一般每2米布置一個定位點。防撞墻控制線及標高測放后,認真校核箱梁主體結構偏差,確認該偏差對防撞墻的施工無影響;對偏差不滿足施工要求處視偏差輕重程度事先進行處理。由于考慮到箱梁主體結構高程存在的偏差,防撞墻內模板在制作時考慮了3~5cm的可調節余地,再根據控制線及標高先用砂漿將防撞墻內模下口找平,保證內模下口的嚴密性,以免砼澆筑時出現漏漿影響砼外觀。
5.3 護欄鋼筋綁扎。
鋼筋綁扎、定位筋焊接定位后,根據防撞墻的構造線和設計標高綁扎防撞墻鋼筋。綁扎防撞墻鋼筋時要注意鋼筋搭接長度和鋼筋間距符合施工設計圖和行業規范要求,同一截面內鋼筋連接接頭數控制在百分之五十以內,鋼筋表面油漬、漆污、浮皮、鐵銹用人工除凈。對于銹蝕嚴重損傷的鋼筋,應降級使用。防撞墻鋼筋綁扎完成以后,根據放樣的防撞墻邊線設置防撞墻模板定位鋼筋,定位鋼筋采用電弧焊固定在防撞護欄主筋上面,一般采用點焊即可,間距至少在75厘米以內。定位鋼筋全部布置完畢以后便可以根據放樣邊線和標高開始安裝防撞墻模板。
5.4 護欄模板安裝。
5.4.1 根據設計圖紙和測量放線位置支設模板。模板底部的梁板面應先用水泥砂漿抹帶找平。相鄰的模板宜用螺栓連接,相對的模板用穿墻螺栓固定,模板搭接處夾海綿雙面膠條密封。在護欄內側利用預留的短鋼筋作支點,采用腳手管、方木、鋼絲繩進行加固(移動吊籃車安拆鋼模板示意圖見圖5)。
5.4.2 護欄鋼模板安裝采用自制移動式吊籃車進行,安裝過程中要保證模板拼縫嚴密,線形美觀。模板頂面每隔1m左右應橫放一根短方木,方木用粗鐵絲與梁板上的預留鋼筋拉緊壓住模板,防止澆筑混凝土時模板上浮。
5.4.3 模板與混凝土接觸面必須打磨光潔呈亮色,用潔凈的棉絲檫拭,直至檫拭完的棉絲基本沒有銹跡和臟物為止,然后均勻涂刷脫模劑。
5.4.4 為了固定模板,在模板底部預留穿墻螺栓孔,孔的高度以橋面鋪裝施工后能蓋住為宜。模板上采用槽鋼作為加強豎肋,槽鋼高出模板頂面100mm,在高出部分預留螺栓孔作為穿墻螺栓用。穿墻螺栓的直徑和間距根據護欄尺寸和模板情況計算確定。
5.5 防撞護欄混凝土拌合、運輸、澆筑。
(1)嚴格按照設計要求進行混凝土配合比設計,嚴格控制各項材料的用量,并經過驗證后使用。
(2)配合比要以混凝土所要求的性能及使用材料特性為依據進行設計;
(3)目標配合比指標包括抗壓強度、坍落度,配合比設計應滿足如下要求:坍落度控制在9~12cm,在規定齡期內,抗壓強度應達到目標值。
(4)混凝土拌合應攪拌均勻,拌合過程中,砂、石、水泥的用量偏差應控制在規范以內,其中砂±4%、碎石±2%、水泥±2%。
(5)混凝土運輸應采用罐車集中運輸,運輸過程中混凝土不得離析。
(6)混凝土澆筑:混凝土分層澆筑。每層厚度不大于30cm,澆筑間隔時間不大于20 分鐘。混凝土使用插入式振搗棒振搗或平板振動式振搗器。插入式振搗器按梅花型均勻布置振搗,間距40cm。并插入下一層混凝土中5~10cm 并停留3~5s。當混凝土表面無明顯氣泡泛起與下落,證明混凝土已經振搗密實。不得過振、漏振。在振搗混凝土過程中應隨時對模板與支撐進行檢查,如發現有漏漿或支撐松動現象要及時加固。
5.6 混凝土養護。
(1)在澆注完填筑體的頂層時,應及時覆蓋塑料薄膜或土工布,養生時間為7d。
(2)混凝土初凝前,應避免對混凝土的擾動。
(3)待混凝土達到規定的強度后,方可拆除支架、模板。
5.7 護欄模板拆除。
模板拆除待砼達到一定強度后,及時拆除防撞墻模板,拆模不宜過早,以拆除過程中不損壞防撞墻的棱角為準。 防撞墻模板拆模后要及時濕水養護,并用土工布進行覆蓋。待砼達到一定要求后,及時按設計要求切縫,防止混凝土開裂。
6. 施工過程質量、安全控制技術措施及管理辦法
6.1 簡易移動吊籃車制作構件應選擇優質廠家進行,制作過程中應連接牢固。
6.2 施工前進行詳細的技術交底,上崗人員須經考核合格,方可上崗,質量、安全責任到人。
6.3 堅持上崗自檢、互檢和專職質量檢查制度,確保施工質量。
6.4 從事移動車安拆施工作業的人員必須持證上崗,并認真遵守安全施工規定,衣著要靈活,禁止穿硬底和帶釘易滑的鞋;
6.5 作業人員佩戴安全帶,作業面下方嚴禁站人;
6.6 金屬箱體和金屬底座及外殼,必須保護接零。配電箱必須有防雨和防潮措施。配電箱內必須有二級漏電保護器,每臺用電設備應有各自專用的開關箱,必須實行“一機、一閘、一漏、一箱”,設備與照明分閘,所有配電箱均設門、鎖,有專人負責保管,實行經常檢查、檢修制度。
6.7 鋼模板安拆過程中,雙管便捷室外吊運機應專人操作并指揮。提升、下降過程中應均衡、緩慢進行。
6.8 移動式吊籃在使用過程中要定期進行檢查。
6.9 建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,確保作業標準化、規范化。
6.10 移動吊藍車的配重安全系數應大于2,避免發生簡易吊籃車傾覆事件,確保在安拆模板施工過程中,操作人員的安全。
6.11 雙管便捷室外吊運機所用鋼絲繩應進行日常性檢驗,吊鉤應增加保險裝置,避免鋼模板在吊運過程中發生意外。
7. 資源節約和經濟效益分析
7.1 通過設計的簡易移動式吊籃車在安拆橋梁防撞混凝土護欄鋼模板施工中應用可以有效節約各類資源。
7.1.1 能夠節約施工成本:由于自制軌道式吊籃車安拆鋼模板具有投資少,施工成本低,施工速度快等特點,采用該工藝可以大大的加快施工進度,降低施工成本。
7.1.2 能夠節約設備資源:采用自制軌道式吊籃車安拆鋼模板,無須大量的設備和人員,特別是大型機械設備,設備資源得到有效節約。
7.2 通過設計的簡易移動式吊籃車在安拆橋梁防撞混凝土護欄鋼模板施工中應用可以可以取得較好的經濟與社會效益。
7.2.1 自制軌道式吊籃車安拆鋼模板具有投資少,施工成本低,施工速度快等特點,采用該工藝可以大大的加快施工進度,降低施工成本。
7.2.2 設備使用過程中,操作簡單,施工安全可靠。
7.2.3 設備制作簡單,安裝方便。設備適用性強,可以廣泛應用于所有類別橋梁防撞混凝土護欄鋼模板安拆的施工,具有較高的經濟和社會效益。
8. 結束語
自制簡易移動式吊籃車安拆橋梁防撞混凝土護欄鋼模可以有效的節約資源,并能帶來較好的社會效益與經濟效益,因此,該簡易移動式吊籃車的設計與施工技術可以在橋梁防撞護欄施工工程中可以去大力應用。
參考文獻
[1] 《公路工程質量質量檢驗評定標準》 (JTG F80/1-2004).
[2] 《公路橋梁施工技術規范》 (JTG/T F50/2011).
[3] 《鋼結構設計規范》GB50017-2011.
【關鍵詞】設計方案;預應力;鋼筋混凝土;空心樓板
前言
隨著人民生活水平的不斷提高,公用建筑的使用功能日漸齊全,有些公用建筑還將游泳池等使用功能融入其中,這就要求在鋼筋混凝土結構中局部形成大空間區域。這些部位的頂板的設計及施工也就成為工程中的難點,本文對某集團公司預應力鋼筋混凝土空心樓板的設計方案選擇及施工中應注意的相關問題作了闡述,以供同行探討。
1 設計方案選擇
1.1 設計方案選擇需考慮的因素
在游泳池上方頂板設計方案選擇主要基于以下兩點:
(1)頂板橫向跨度為17m,跨度較大,需要采用剛度較大的結構構件。
(2)最大凈空高度(游泳池最低處之頂板下皮的高度)為5.6m,凈空高度較小,需要采用節省空間的結構構件。
1.2 與其它設計方案的比較
為滿足以上要求,設計單位先后將預應力鋼筋混凝土空心樓板、普通鋼筋混凝土梁板、鋼結構梁板進行了綜合的比較。
由于跨度大,普通混凝土梁板必須使用截面尺寸較大的梁方可滿足承載要求,其梁高應在1m以上,會對凈空高度造成很大影響。
鋼結構梁板雖對凈空高度影響不大,但在游泳池區域長期空氣相對濕度較大,造成鋼結構構件的防腐施工難度增大,結構構件耐久性也會變差。
而預應力鋼筋混凝土空心樓板不但可以滿足凈空高度要求,而且混凝土構件在預應力的作用下,混凝土抗裂性能提高,同時也提高了混凝土構件的耐久性。由此可見,預應力空心板是最優的設計方案。
2 預應力空心板的施工
預應力空心板雖然在設計方案的選擇上具有諸多優勢,但其施工較為復雜。現結合該工程預應力空心板施工的實際情況,對其施工方法及施工中的注意事項進行闡述。
2.1 施工工藝流程
預應力空心板的施工工藝流程為:模板支撐體系搭設模板安裝框架梁鋼筋綁扎板下層鋼筋綁扎肋梁鋼筋綁扎空心管安裝空心管限位鋼筋綁扎板上層鋼筋綁扎抗浮鐵線綁扎混凝土澆筑。
2.2 模板工程
該板短向跨度17m,長向跨度36.7m,板下最大凈空高度5.6m,而且預應力空心板自重較大,故該頂板的模板支撐體系需進行特別設計。
2.2.1 模板支撐體系
頂板及梁模板采用15mm厚覆膜多層板。板底次楞為50×100mm方木,間距200mm。主楞采用100×100方木,間距750mm。梁側模、底模用50×100mm,間距200mm方木通長背楞。支撐均采用可調頂托。
模板支撐體系采用Φ48×3.5鋼管搭設滿堂架,板底支撐立桿縱橫距為750mm,橫桿步距均為1200mm。
2.2.2 模板支撐體系的施工
由于本模板支撐體系具有結構復雜、施工難度大、質量要求高、架體高大等特點,在搭設前項目部技術人員對操作人員認真進行了安全、技術交底。使每個操作人員都清楚該支撐架在技術方面的特殊要求。
在支撐架搭設過程中必須對搭設質量及安全作業進行認真的全過程控制。特別對扣件擰緊力矩、剪刀撐設置以及作業人員防高空墜落措施的執行情況進行重點監控。以保證將施工方案中的要求落實到位。
預應力空心板自重較大,其支撐體系的每根立桿承受的荷載都較大。為保證支撐體系整體的穩定,必須保證縱、橫向立桿間距及水平桿步距符合支撐體系設計要求。故首先應用經緯儀在預應力空心板下的樓板頂面放線,縱、橫向線的交點即為立桿所處的位置。
放線完畢,沿預應力空心板的短向鋪設腳手板,并將腳手板的中心線與立桿位置線相對應,然后將可鍛鑄鐵底座放在腳手板上,并使其中心位于縱、橫向線的交點處。
鑄鐵底座擺放完畢后,將鋼管插入底座中。此時立桿間的聯系桿件不多,為防止立桿傾覆,應及時搭設掃地桿,并在必要的部位加設斜撐或與附近的結構構建進行拉接。
當模板支撐加搭設至第一步水平剪刀撐的高度時,必須進行該處水平、垂直剪刀撐的搭設。在水平、垂直剪刀撐搭設完畢前,不允許進行上部架體的施工。剪刀撐搭設完畢,項目部組織相關人員對已完成的模板支撐架進行驗收。驗收合格方可繼續搭設。
模板支撐體系立桿、水平桿的接長采用對接扣件;剪刀撐采用旋轉扣件搭接接長。桿件接長時扣件位置應符合本文“模板支撐體系的驗收”一節中的相關內容。立桿接長至最上方一根桿時,該桿的長度應根據現場實際情況確定,必須保證管頂至模板主楞木方下皮的高度≤250mm,以保證自由端高度符合模板支撐體系設計要求。
支撐體系搭設完畢后,必須有總包單位安全、技術、工程、質量等部門聯合驗收合格后,方可進行模板安裝。
2.2.3 模板安裝
由于預應力空心板自重較大,所以模板安裝必須重點控制模板次楞木方的間距符合施工方案中的要求,以保證板底平整度符合質量要求。除此之外均為常規要求,在此不再贅述。
2.3 鋼筋工程
模板支設完畢,辦理預檢手續并驗收合格后,即可進行鋼筋安裝。該工序中要穿插空心管安放、預應力鋼筋的安裝及水電管線預埋等工作。具體施工過程為:彈板下層鋼筋位置線實心板帶鋼筋安裝板下層鋼筋安裝空心管間肋梁鋼筋安裝預應力鋼絞安裝空心管安裝線安裝水電管線預埋空心管定位鋼筋安裝板上層鋼筋安裝。
在彈板下層鋼筋位置線時必須對肋梁位置進行精確定位,以保證空心管位置準確,保證肋梁間的空隙滿足安放空心管的要求。
肋梁鋼筋綁扎完畢即可進行預應力鋼絞線的安裝。該工程采用后張法無粘結預應力施工工藝。在預應力空心板的短跨方向,每道肋梁內設6U15.2鋼絞線,每道實心板帶內設13U15.2鋼絞線,肋梁間及肋梁與實心板帶間無預應力鋼絞線。常跨方向每隔2.5m或3m的設置2 U15.2鋼絞線,從空心管間的空隙穿過。
本工程中使用的空心管直徑為450mm,其重力密度較混凝土小很多。在混凝土澆筑過程中必然會產生較大的浮力,如不采取措施,板頂標高無法控制。故在板上層鋼筋綁扎完畢后,在板上層鋼筋與肋梁角筋相交處用8#線,每隔1m綁扎一道抗浮鐵線。該鐵線上端繞過板上層鋼筋與肋梁角筋的交點,下方穿過模板,與支撐體系的水平桿綁扎牢固。
2.4 混凝土工程
鋼筋綁扎完畢,驗收合格并辦理隱檢后,即可進行混凝土澆筑。
本工程的混凝土澆筑采用地泵+布料機的方式進行澆筑。布料機重量較大,且在泵送混凝土過程中會產生較大的震動,故在放置布料機時盡量使其四腳位于肋梁或實心板帶上,而且四腳下必須設置頂托,以防空心管被壓碎。頂托由鋼板和鋼筋焊接而成。
混凝土澆筑前應用水將模板及空心管充分濕潤,但模板上不得有積水。特別要保證空心管外表面在被混凝土覆蓋前保持濕潤。因為空心管上方的混凝土較薄,水分散失較快,如混凝土覆蓋空心管時,空心管壁是干燥的,就會加快混凝土中水分的散失,使該處混凝土產生干縮裂縫。
混凝土采取分段分層澆筑,先沿肋梁方向從一端向另一端澆筑300mm厚的混凝土,并振搗密實。在振搗時要特別注意對空心管下部混凝土的振搗,該處可將振搗棒斜插入空心管下,但應盡量避免振搗棒與空心管接觸,以免空心管破損。當最早澆筑部位的混凝土即將達到初凝時,澆筑空心管上方300mm厚的混凝土,并振搗密實。這種澆筑方法有效的解決了空心管下不易振搗密實的問題,并大大減小了空心管在混凝土澆筑過程中的浮力,減小了空心管在混凝土澆筑過程中向上的位移。
關鍵詞:模板坍塌 原因分析 預防措施
一、近年來高大模板系統垮塌事故案例回顧
案例一:2003年浙江省某研究發展中心工程施工中,在澆筑門廳(結構高度為28.1m,凈跨24m)混凝土時,晚上20:00左右發生支模架坍塌,造成13人死亡,17人受傷的重大傷亡事故。
案例二:2007年2月12日下午3時30分左右,廣東省八建集團有限公司南寧分公司正在施工的廣西醫科大學圖書館二期工程,演講廳舞臺屋蓋工程發生坍塌事故。造成7人死亡,7人受傷,直接經濟損失32.1萬元。
案例三:2010年3月14日11時30分,在建的貴陽國際會議展覽中心工程A2展館至A3展館之間過街通道的模板支撐體系發生局部垮塌事故,造成9人死亡,19人受傷。
二、高大模板系統垮塌原因分析
高大模板系統垮塌的原因主要是模板系統中支撐系統失穩造成的,而支撐系統失穩的原因是多方面的,但歸納起來,主要有設計、材料、施工及管理四方面的原因。
1、設計方面
據不完全統計,在施工中發生的高大模板支撐架傷亡事故約有30%直接或間接與設計及其使用方法不當有關。主要表現在:
1)框架模板設計時荷載計算不符合規范要求。沒有根據工地實際的環境條件、材料堆放情況、工人施工的技術情況來確定荷載的取值。
2)依照類似工程的施工經驗進行模板支撐系統的設計,未經過理論計算,僅憑主觀想象來決定施工方案,由于每個工程都有自己的特殊性,如不同的環境、不同的施工人員、不同的施工荷載等等,所以容易導致事故的發生。
3)設計人員技術水平不高,荷載取值、設計計算過程不正確,或未按照最新規范設計計算,還是延續的舊標準,如:《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130已升版為2011版,部分技術人員還是沿用2001版的舊標準,所以設計出的施工方案不可靠。
4)在一些復雜的高支模工程中,軟件也沒有類似的模板可供選擇,施工單位憑主觀想象套用軟件模塊或者用簡圖來計算而導致與實際出入較大。
2、材料方面
造成模板坍塌事故的幾大原因中,搭設模板的鋼管和扣件質量低劣也是重要原因之一。
1)用于扣件式腳手架的鋼管應采用外徑48.3 mm,壁厚3.5 mm的焊接普碳鋼管,而施工單位為節省成本,采用的鋼管壁厚小于規定值,實際測量時普遍在3.0mm左右。
2)由于腳手架管屬于周轉性材料,多次使用降低了材料性能。如鋼管、扣件經多次周轉使用后嚴重磨損,加上維護保養不到位,造成鋼管銹蝕、壁厚變薄、彎曲以及扣件銹蝕、變形、開裂等,致使支模架承載能力大大降低。
3)扣件質量不符合要求,螺栓容易滑絲,達不到應有扭矩要求。
3、施工方面
1)設計方案考慮到施工安全,有時會較為復雜、繁瑣,施工單位考慮到施工成本,為減少材料租賃費及搭設的人工費,未按照設計方案進行模板支撐的搭設,存在偷工的現象。
2)支撐的搭設不符合規范要求,如腳手架的垂直度,掃地桿的位置太高,剪刀撐數量不夠或剪刀撐角度太小與聯系立桿的數量太多,立桿的接頭未錯開,甚至立桿的接頭采取搭接,扣件松緊不一致等等。
3)排架搭設完成后驗收不規范,未進行立桿間距、垂直度,橫桿間距,扣件扭矩等測量,很多現場的扣件扭力矩達不到規范要求的40-65N?m,施工單位疏于檢查,造成模板支撐整體性不夠,導致支架垮塌事故。
4、管理方面
1)對于危險性較大的分部分項工程未編寫專項施工方案或未按照要求組織專家進行方案論證。
2)施工企業領導安全生產意識淡薄,只考慮施工進度與施工成本,對各項規章制度執行情況及監督管理不力,對重點部位的施工技術管理不嚴,有法有規不依。
3)施工現場用工管理混亂,部分特種作業人員無證上崗作業,對民工未認真進行三級安全教育。
4)安全檢查不到位,未能及時發現事故隱患。
在支模架的搭設與拆除和在支模架上作業過程中發生的傷亡事故,大都存在違反技術標準和操作規程等問題,但施工現場的項目經理、施工員、專職安全員在定期安全檢查及平時檢查中,均未能及時發現問題,或發現問題后未及時整改和糾正。
三、預防高大模板支架垮塌的措施
1、規范模板工程專項方案的設計,提高方案的針對性和可操作性。
1)提高設計人員技術水平,確保計算過程準確可靠。
2)必須根據工程結構形式、最新規范要求、材料堆放情況、立桿支承面地基情況、施工方式、混凝土澆筑方法、和氣象條件等認真考慮各種荷載取值,同時要求考慮安裝偏差、偶然荷載等,預留足夠的安全儲備,以確保模板支撐系統具有足夠的承載能力、剛度和穩定性。
3)在支撐體系的設計中,必須按照最新的規范要求,設置剪刀撐、掃地桿等,做到計算和構造并重,提高支撐體系的穩定承載力。
2、強化施工管理,規范施工行為
1)施工單位的現場項目部要健全和完善各項工作制度,特別是危險性較大工程的專項施工方案編制及專家論證制度。
2)對作業人員及時進行安全培訓教育和安全技術交底,技術交底必須以書面文字為依據,交底手續要完善,而且必須向一線操作工人直接交底。扣件式鋼管腳手架的搭設必須由專業架子工來完成,同時加強對架子工的專項技能培訓與考核,提高施工隊伍業務水平。
3)加強對鋼管、扣件等材料的質量檢測和驗收,確保材料符合規定要求。
4)加強對專業承包和勞務分包單位的管理,切實消除以包代管和包而不管現象;
5)排架搭設完畢后,嚴格按照設計方案及規范要求進行驗收,不符合要去的必須進行整改,合格后方可施加施工荷載。
3、加強過程管理,在使用過程中認真貫徹落實檢查項目
1)模板、鋼筋及其他材料等施工荷載應均勻堆置,放平放穩。施工總荷載不得超過模板支撐系統設計荷載要求。
2)模板支撐系統在使用過程中,立柱底部不得松動懸空,不得任意拆除任何桿件,不得松動扣件,也不得用作纜風繩的拉接。
3)施工過程中檢查項目應符合下列要求:
①立柱底部基礎應回填夯實;
②墊木應滿足設計要求;
③底座位置應正確,頂托螺桿伸出長度應符合規定;
④立柱的規格尺寸和垂直度應符合要求,不得出現偏心荷載;
⑤掃地桿、水平拉桿、剪刀撐等設置應符合規定,固定可靠;
4、強化高大模板支撐系統拆除過程中的安全管理
1)高大模板支撐系統拆除前,項目技術負責人、項目總監應核查混凝土同條件試塊強度報告,澆筑混凝土達到拆模強度后方可拆除,并履行拆模審批簽字手續。
2)高大模板支撐系統的拆除作業必須自上而下逐層進行,嚴禁上下層同時拆除作業,分段拆除的高度不應大于兩層。設有附墻連接的模板支撐系統,附墻連接必須隨支撐架體逐層拆除,嚴禁先將附墻連接全部或數層拆除后再拆支撐架體。
總之,引起模板工程在施工中安全事故頻發的原因,主要是由設計方面、施工方面、材料使用方面、施工管理方面存在的問題引起。因此,為確保模板工程在施工中的安全性,必須提高安全意識,嚴格操作規程,加強過程管理。
參考文獻:
蔡蘭峰 扣件式鋼管支撐架影響因素分析[J].蘭州工業高等專科學校學報 2011年,第4期:35