資訊型別：行業新聞加入時間：2023年7月23日10:31
doka爬模系統的設計特點及在工程中的應用袁聖洲,陶建山,鄭勝梅
(中鐵大橋局集團武漢分公司,湖北武漢430050)
摘要:doka爬模系統是武漢陽邏長江公路大橋北塔工程從國外引進的大型自公升式模板、支架結構,從設計、組拼、工程實踐等方面,介紹了doka爬模系統的設計特點和施工優勢。對於各種不同截面型式的高塔、高墩建築的施工,具有一定的參考價值。
關鍵詞:橋塔;爬模系統;橋梁施工中圖分類號: u445.
3文獻標識碼: a1概述
doka爬模系統是從國外引進的大型自公升式模板、支架結構,該結構適應於高層建築施工,特別適用於各種不同截面型式的高塔、高墩
建築的施工,具有自重輕、承載能力大;模板合模、脫模施工簡捷,模板定位精確、爬架爬公升操作方便;能同時進行已澆築混凝土表面的修整養護、模板的收分改制、塔柱鋼筋勁性骨架的綁紮安裝,有效地縮短施工時間等優點。現結合武漢陽邏長江公路大橋北塔工程對doka爬模系統的設計特點與構造,模板、爬架的組拼及施工應用進行介紹。2doka爬模系統的設計2.
1設計原則
武漢陽邏長江大橋北塔設計為分離式h形空間結構,塔高160.512 m,截面為空心薄壁截面,塔柱頂截面尺寸為8.7 m(順橋向)×6.
3m(橫橋向);塔根處截面尺寸為11.029 m(順橋向)×8.353 m(橫橋向),塔柱四面變坡,3種斜率(見圖1),截面型式複雜。
為既滿足設計又便於施工,確定了doka爬模系統設計原則為:
(1) doka爬模系統要求自重輕、承載能力大且具有可靠的安全度;(2) doka爬模系統須自行爬公升,標準節段爬公升高度4 m;
(3)要求塔柱混凝土表面的修整養護、模板的收分改制、塔柱鋼筋勁性骨架的綁紮安裝能平行作業,互不干擾;
(4)要求模板合模、脫模施工簡捷,模板精確定位容易,操作方便;
(5)爬模平台系統上的施工荷載為2 kn/m,模板承受側向荷載達30 kn/m;
(6) doka爬模系統結構要求做適當調整或改造後,可適用於不同截面型式高塔或高墩建築的施工。2.2doka爬模系統的構造
doka爬模系統主要由模板系統和爬架系統兩大部分構成。2.2.1模板系統
模板系統的組成有:外模面板、內模面板、木工字樑、鋼圍囹、對拉螺桿、大墊片螺母、圓螺母、pvc對拉螺桿套管、pvc對拉螺桿套管堵頭、模板吊掛裝置、止漿帶等。
塔柱外側模面板厚21 mm,為15層夾板結構,表面光滑且經過特殊處理,具有一定的耐久性。面板的帶木採用doka木工字樑呈水平布置,木工字樑高20 cm。主塔截面圓弧段倒角在全塔柱高度範圍內尺寸無變化,故圓弧段倒角模板採用鋼模。
塔柱內側模面板為3層木夾板結構,板厚21mm,面板的帶木也採用doka木工字樑。
模板的設計高度為4.5 m,正常使用高度為4m,其中22.5 cm壓在已澆築的塔柱混凝土面上並設定2道止漿帶,以利於節段間混凝土接縫良好,無錯臺,有效避免接縫處混凝土漏漿。
2.2.2爬架系統
爬架系統主要由操作平台結構和爬公升系統兩部分組成,其構造見圖2。
(1)操作平台由鋼結構、doka木工字樑和木腳手板、護欄構成。操作平台結構為5層輕型金屬框架,豎向高16 m,平面寬3.1 m,重
約83.4 t(含模板重量12.7 t),在每層框架上用doka木工字樑作為分配梁,其上滿鋪腳手板,該平台為主塔施工及施工人員提供乙個操作的活動空間,並可安放模板、存放施工中所必須的工具和堆放一些臨時施工荷載。
操作平台結構分4片環塔柱四周獨立的布置,同一層的平台形成環狀通道,層與層之間的平台設定有樓梯通道,供施工人員使用。圖2爬架系統構造
(2)爬公升系統是doka爬模系統的核心部分,由頂公升裝置和附牆結構組成,包括懸掛靴、爬公升導軌、安全銷、液壓動力油幫浦及油管路、液壓千斤頂、提公升裝置、爬架頭、支撐機構、支撐靴及紅頭螺栓、錐形螺母、錨固鋼筋等。它不僅為doka爬模系統的爬公升提供動力,並且將doka爬模系統的自重及其上的全部施工荷載通過附牆結構均勻地傳遞到塔柱上。在塔柱的4個側面分別設定有數量不等的爬公升裝置及附牆結構。
doka爬模系統的爬公升動力是由設定在-1平台上的1臺油幫浦和與油幫浦主油管路串聯的千斤頂提供。千斤頂一次頂公升的行程為10 cm。通過連續不斷的頂公升使爬模系統沿爬公升導軌頂公升到位。
doka爬模系統的附牆是通過紅頭螺栓將爬架的附牆結構與附牆預埋件連線來實現的。每個附牆結構由2個紅頭螺栓、1個懸掛靴、2個錐形螺母、2根錨固鋼筋組成。2.3設計特點
根據塔柱施工各工序最大限度地平行作業的設計要求,充分滿足方便施工的需要,doka爬模系統設計主要有以下特點:
(1)由於塔柱為四面變坡且坡度不同,doka爬架設計時在塔柱內側面除外的其他3個面採取了平台可自行收縮裝置,其中與塔柱內側面對應的外側面平台由兩端向中間收縮,其他2個面由一端向另一端內側收縮。doka爬架的收縮裝置隨著塔柱施工高度的增加,塔柱截面尺寸的減小,可自行**,並始終保持與塔柱表面密貼。
(2) doka爬架的主要受力結構簡單,為最基本的三角形結構,力的傳遞明確。爬架自重、人員荷載及一些臨時施工荷載均通過此三角形
結構經爬架的附牆傳遞至塔柱上。對應每個三角形結構分別設定有用於doka爬架頂公升的千斤頂及配套的懸掛靴、爬公升導軌、提公升裝置、爬架頭、支撐機構、支撐靴等爬公升裝置。
(3) doka爬架設計時2種最不利工況的荷載為:①爬架在靜止狀態下(爬公升到位工作時),附牆處的螺栓最大允許剪力為130 kn,最大拔力為130kn;②爬架在運動狀態下(爬公升過程中),爬公升最大頂公升力為100 kn,最大拉力為125 kn。(4)根據模板安裝的需要,整個doka爬架通過調整受力三角架結構的斜撐而形成仰角。
(5)根據主塔結構施工節段劃分的要求,do-ka爬模系統設計按4 m節段進行塔柱混凝土澆築。模板對拉桿平面處設定3層,倒角處設定5層。
(6) doka模板採用木模板,板厚21 mm,帶木採用木工字樑。
(7) doka模板在專用的平台上製作、組拼完成後,吊掛在爬架的+2平台的模板吊掛走道上。3doka爬模系統的組拼、安裝3.1doka爬模系統組拼工藝要求
(1) doka爬模系統組拼前的準備工作。在施工現場靠近木工車間附近確定1塊面積不小於800m的場地作為模板的組拼和堆放場地。
(2)模板組拼平台搭設。模板組拼平台大小取決於一次組拼幾組模板,一般按一次能組拼3組模板為宜,其模板平台平面尺寸通常為長15m、寬6m。平台通常採用鋼板與型鋼搭設,平台的平整度要求≤2 mm。
(3)模板組拼。根據鋼圍囹設計位置,利用平台上25 mm的木板(四邊刨光)做模具將鋼圍囹三面夾緊固定。在鋼圍囹上,根據設計要求間距布置木工字樑,並利用專用模具在木工字樑上套鑽孔使其與鋼圍囹聯結牢固。
根據圖紙在已拼好的圍囹上、木工字骨架上組拼面模。面模的組拼用doka專用工具模板擠緊器將面模固定夾緊,用一通長靠尺固定在面模上,檢查模板平整度並同時檢查模板對角線長度,使模板尺寸正確。
為避免面模的切割面被空氣中的水分浸入而使面模翹曲,在面模切割面立即用doka的專用油漆予以封閉。
由於組拼完成的模板面積都比較大,為確保大塊模板在起吊及混凝土澆築過程中的整體穩定,根據模板的拼裝寬度在距模板頂、底80cm左右水平用2根[12的槽鋼加強模板。模板整體起吊是採用吊裝梁進行。3.
2爬架、模板現場安裝
塔柱在澆築達到爬架安裝要求的基本高度後(一般為h>4 m),開始進行爬架、模板的安裝工作。各單元分別需在組拼平台上組拼完成,然後各單元整體起吊安裝在塔柱預埋件上就位。模板的安裝是在爬架安裝、調整完成後進行。
爬架、模板現場安裝流程見圖4。4doka爬模系統的施工應用4.1doka爬模系統爬公升步驟與方法
(1)在已澆築的塔柱節段上安裝完成懸掛梁和懸掛靴;
(2)清潔油幫浦主控制櫃,檢查電線路、油管路、油壓表、控制開關,確認後起動油幫浦,檢查有無異常並確認;(3)將爬公升導軌與爬公升靴之間雜質、垃圾清除乾淨,爬公升導軌塗抹潤滑油(機油);(4)檢查與爬公升導軌相接觸部件及其周邊有無影響爬公升導軌提公升的障礙物;(5)將提公升裝置的控制手柄向上搬起;
(6)開啟千斤頂的進油閥門,起動油幫浦將爬公升導軌爬公升到位,安裝好插板,回油,關閉千斤頂的進油閥門;
(7)檢查-2~+2各層平台的每個面有無阻礙爬架爬公升的障礙物並予以清除(因主塔四面均收坡,爬架的收坡段設定在0號平台,0號平台的**量要預先考慮設定);
(8)檢查各層平台上的施工荷載是否擺放在指定位置,並將各層平台上不急需的臨時荷載予以清除,以減輕爬架爬公升的重量;(9)迴旋爬架支撐機構螺桿,拔起爬架支撐機構控制器插上控制銷,使爬架支撐機構脫離塔柱混凝土面;(10)頂起爬架導軌支撐靴,將提公升裝置的控制手柄向下搬起;
(11)抽出安全銷、開啟千斤頂的進油閥門,起動油幫浦進行爬架的爬公升;(12)爬架爬公升到位後,插上安全銷、關閉千斤頂的進油閥門和油幫浦。
4.2塔柱標準節段施工控制工期塔柱標準節段施工控制工期見表1。
1個標準節段的塔柱混凝土施工時間為82~90 h。4.3施工特點
(1)在橫樑範圍的塔柱施工時,先行塔柱施工,待doka爬架越過橫樑範圍後,再進行橫樑施工;(2)在有橫隔板的塔柱施工時,預留鋼筋於柱內,待doka爬架越過橫隔板後再進行隔板施工;
(3)由於塔柱施工的分節高度(模板的分節)為4 m。因此塔柱主筋的定尺及勁性骨架設計高度宜為4 m的倍數;
(4)塔柱節段混凝土的數量為89~208 m,而設計容許的模板的側壓力為30 kn/m。因此,混凝土的灌注速度平均為18~20 m/h,混凝土塌落度約18 cm,初凝時間為12~14 h。5注意事項
(1) doka爬模系統附牆紅頭螺栓預埋件在埋設時必須位置準確並且在同一標高上,錨固鋼筋為高強預應力筋,在安裝時嚴禁過電流或氧氣切割;
(2) doka模板與爬架腳手板均為木結構,爬模系統在施工中的安全防火尤為重要,因此要求爬模系統在施工的整個過程中,每層平台均設定不少於4個滅火器,高壓水隨爬架的公升高跟進並備置消防水箱,同時在+1、+2平台上設定砂箱若干供吸菸人員使用;(3) doka爬架四周要掛設密孔安全網,以防高空墜物,並且預留測量觀測視線通道;
(4)爬架上所有照明裝置須使用白熾燈,如確需其他照明燈具如碘鎢燈時,要有專人負責管理。
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