同步液压爬模工艺在高索塔施工中的应用与改进论文_王英杰,

摘要:传统的高墩、墩柱施工一般采用翻模、爬模等施工方法。液压爬模施工采用液压提升方式进行模板体系的爬升,墩柱每个侧面均设置爬升装置与液压控制系统。当模板系统爬升时,每个墩柱面的模板板块独立爬升;对超高墩柱而言,其施工周期长,模数划分多,模板体系的爬升用时是决定施工周期的主要因素之一,有效快捷的进行模板提升是提高施工效率的有效途径之一。

关键词:同步液压;爬模工艺;高索塔施工;应用

1 工艺原理

工艺原理:在传统爬模体系基础上设置集成控制系统,将各个组块的模板爬升系统连成整体,实现液压、集中、整体、同步控制;将位移传感装置安装于爬模体系上,通过传感装置将爬升参数反馈给集成控制系统并自动实时控制;当液压油缸进油产生压力时,不同模块的模板体上的液压油缸同时顶升,实现所有模板版块、系统的整体同时。

技术创新点:1)改进爬升装置设置方式,实现液压爬模系统的整体爬升,提高了系统稳定性;2)将控制系统改进为集成自动系统,实现了所有模板版块的同步提升,提高了施工效率。

采用PCTS液压爬模自动控制系统。该系统由一台泵站同时控制10台(或更多)YD16T-420型千斤顶,每台千斤顶由两根高压胶管连接、各由一个电磁换向控制,换向阀的开启及换向通过电控柜上的选择按钮来实现,泵站启动后,液压油从电磁溢流阀直接流回油箱,当需某台或某几台千斤顶工作时,可选择对应的千斤顶开关。通过选择自动或手动按钮,实现选择千斤顶自动或手动伸缩活塞的过程。爬模过程中,主要通过超声波传感器、溢流阀、换向阀及控制系统实现千斤顶同步,其同步误差可以控制在10mm以内,且可根据施工要求选择整体提升、局部提升或单榀微调。爬升速度250-280mm/min。

图1 PCTS10/315泵站结构府视布置示意图

1.电控柜2. 电动机 3.1∽5号电磁换向阀(由上往下) 4.压力表

5.6∽10号电磁换向阀 6.电磁溢流阀 7.油箱 8.电机 9.加油口

表1 自动控制系统主要技术参数表

液压自爬模构件组成图

2 施工工艺流程及操作要点

2 .1施工工艺流程

本施工工艺流程见下图3.1-1。

2.2操作要点

2.2.1 首节段混凝土施工

首节高度根据模板单模高度确定。首节的作用在于给爬模的安装创造有利条件。1)用风镐对墩柱轮廓线内承台顶混凝土凿毛,并用高压风吹干净;2)搭设操作支架与平台,主要用于临时固定接长钢筋及起始段模板,并为模板支、拆及安装爬模搭设简易操作平台之用;3)塔柱竖向钢筋主筋施工:一般采用直螺纹方式连接,先接长内、外层主筋,内、外层按同一方向同时进行;接长的钢筋上端采用临时定位框固定于支架上;主筋接长完毕后,进行环向水平钢筋绑扎,形成整体钢筋骨架;4)模板安装:首节外模板采用同步液压爬模体系的模板,空心段模板采用Ф25对拉螺杆,首节段模板安装前用铝合金作靠尺,在塔柱轮廓线内设置水泥砂浆带防止漏浆,模板下用木板调平,模板外支撑通过在承台表面层埋设预埋件、用型钢进行支撑;5)埋件预埋:在首节混凝土中埋设自爬模爬升装置中的埋件,埋件主要由伞形头、高强螺栓、预埋锚锥等组成,是整个自爬模系统的最终承力结构;锚锥通过安装螺栓固定在外侧模板上,在关模后浇注混凝土时将其埋入混凝土中;脱模时拆下对拉螺杆及安装螺栓,拉模板脱离混凝土面; 6)首节混凝土浇筑;7)模板拆除:当混凝土表面强度达到2.0~2.5Mpa时(约浇筑1天后)方可拆外模,拆模后及时养护至少7天。

首节段模板安装示意图

安装埋件系统,用安装螺栓固定在模板上

2.2.2爬架安装

爬架安装主要分三部分进行,第一部分在塔身首节混凝土浇筑后安装承重架及移动模板支架部分,第二部分在第二节段混凝土浇筑后安装轨道及爬升装置,第三部分在爬架第一次爬升后安装吊架平台。?

爬模各散件在工厂制作完毕后,运抵施工现场预拼装成单元部件,对各单元部件功能检查调试;整个爬架的安装在塔机配合下完成。

1)首节混凝土浇筑后的安装

在首节混凝土浇筑后爬模安装的部件主要是保证第二节段混凝土浇筑所必须的部件,按照安装顺序次是锚板、锚靴、承重架、移动模板支架、上爬架和内、外模板。用塔吊作辅助机具,脱开首节混凝土内、外模板并吊出;在混凝土强度达到20MP后,通过连接螺栓将锚板安装在预埋的锚锥上,挂上锚靴,安装单片承重架,然后在承重架上安放平台分配梁,进行移动模板支架及上爬架的安装,并铺设木板形成平台;最后进行内、外模板的安装并调整到位,并在外模板上安装下一节段预埋件,浇筑第二节段混凝土。

卸掉安装螺栓,拆除模板

安装锚板、挂靴

安装承重架

外架、模板、平台安装完

2)第二节段施工?

在第二节段模板合拢前,对节段间施工接缝凿毛处理。通过调整爬架上的移动支架将模板调整到位,合模前在模板底口采取防止漏浆的措施,即在内外侧壁上贴憎水海绵条后再合模夹紧;其余按一般常规方法浇筑混凝土。

3)塔身第二节段混凝土浇注后的安装?

在第二节段混凝土达到脱模强度后,拆除对拉螺栓及锚锥安装螺栓,通过移动模板支架上的齿轮及齿条脱开模板距混凝土表面一定空间距离。在第二节段混凝土强度达到20MP以上后,在其预埋锚锥上安装锚板及锚靴,然后依次安装爬升装置、轨道进行调整。

爬升轨道及装置安装完成后

4)爬架爬升

根据前文爬模系统爬升程序进行爬升施工。

5)爬架第一次爬升后的安装?

该次安装主要是完善爬架的下吊架,该吊架的作用在于提供锚锥拆除、墩身混凝土表面修补的工作平台。整个下吊架均为拼装构件,采用螺栓和销轴连接。操作人员通过搭设的支架进行拼装。

至此,完成整个自爬架的安装,墩身施工进入正常的自爬模施工工序。?

安装完成后的爬模系统

2.2.3 墩身正常节段施工

墩身进入正常节段施工后,均为各节段重复循环作业,每个节段主要工序包括:接长塔身劲性骨架、钢筋→爬架爬升→合模并校核→浇筑混凝土→混凝土脱模、养护。?

3 主要设备

 主要施工设备包括:PCTS型整体同步液压爬模系统1套、塔式起重机1台、汽车吊1台、砼输送泵1台以及混凝土搅拌、运输设备、钢筋加工设备等。

4 效益分析

同步液压爬模施工工艺最大效益在于提升了施工效率、缩短了工期,节约了成本。以100m高墩为例与普通液压爬模工艺比较,每模4.5m高,综合模板爬升、钢筋安装、测量放样等因素,可节约人工3个/天,总工期可减少15天,塔机、混凝土拌合系统、罐车、装载机等设备摊销和消耗、管理费用均可减少半个月,综合节约成本约23万。同时,可有效保证施工安全和工程质量,减少废弃排放和环境污染,实现了科学发展和资源节约。

结束语:

综上对同步液压爬模系统技术进行了研究与应用,节省了工期,质量、安全可控,实现了预期目标:(1)利用一台操控系统进行整套模板系统的提升;(2)通过控制系统自动调节,模板爬升过程中,每个独立的模板单元同步提升;(3)操作人员大量降低,成本得以降低;(4)安全性能得到进一步提升。?

参考文献:?

[1]黑继东,李霞.液压爬模在桥梁高墩施工中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018(10): 268-269+272.

[2]刘云强.墩身液压自爬模施工工艺[J].交通世界,2018(21):114-115+137.

作者简介:?

王英杰,男,1975年11月出生,籍贯山西万荣,从事公路、铁路、市政等基础设施工程技术管理工作,现职称为工程师。

论文作者:王英杰,

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期

论文发表时间:2020/4/26

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同步液压爬模工艺在高索塔施工中的应用与改进论文_王英杰,
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