1. 液压爬模的概念普及
液压爬升模板(hydraulic climbing formwork)简称爬模,是承载体附着或支承在混凝土结构上,当新浇筑的混凝土脱模后,以液压油缸或液压升降千斤顶为动力,以导轨或支撑杆为爬升轨道,将爬模装置向上爬升一层,反复循环作业的施工工艺。目前随着我国建筑市场的发展,爬模的应用也越来越广泛,主要可以应用于建筑内墙、建筑外墙、核心筒剪力墙、大型柱、异形柱、桥墩和筒仓等大型构筑物,爬模在施工过程中的特点有:
1)劳动组织和施工管理简便,
2)受外界条件的制约少,
3)混凝土表面质量易于保证
4)无需传统塔吊的反复装拆,也不需要层层放线和搭设脚手架,钢筋绑扎随升随绑,操作方法安全。
一项工程完成后,模板、爬模装置及液压设备可以继续在其他工程使用,周转次数多。
爬模根据提升的原理不同具体可分为:
液压油缸爬模
2)电动爬模
3)吊爬模
目前我国主要是以液压顶升和电动为主的爬模形式。
2. 液压爬模的设计和技术要点
在高层项目施工之前首先要对项目应用的爬架进行整体设计,设计的系统主要包括有:
1)模板系统
设计的模板系统应该包括有组拼装式大钢模板或钢框(或铝框、木梁)胶合板模板、阴角模、阳角模、钢背楞、对拉螺栓、铸钢螺母、铸钢垫片等。
2)架体与操作平台系统
架体和操作平台应该包括上架体、可调斜撑、上操作平台、下架体、架体挂钩、架体防倾调节支腿、下操作平台、吊平台、纵向连系梁、栏杆、安全网等。
3)液压爬升系统
应包括导轨、挂钩连接座、锥形承载接头、承载螺栓、油缸、液压控制台、防坠爬升器、各种油管、阀门及油管接头等。
4)电气控制系统
应包括动力、照明、信号、通信、电源控制箱、电气控制台、电视监控等。
模板系统在设计上应该符合以下规定:
1)单块大模板的重量必须满足现场起重机械的要求;
2)单块大模板可由若干标准版组拼,内外模板之间的对拉螺栓位置必须相对应;
单块大模板至少应配制两套架体或提升架,架体之间或提升架之间必须平行,弧形模板的架体或提升架应与该弧形的中点法线平行。
3. 实际工程案例简介
该项目是位于湖南省长沙市希尔顿酒店工程,该项目为塔楼结构地上51层,地下3层,建筑总高度为241m, 整个方案采用建筑物核心筒外侧爬模及核心筒内部分井筒侧向爬模方案设计。
项目核心筒外墙外模及核心筒内电梯井内模均采用大模板VTF120体系,面板采用进口18MM厚WISA板,次龙骨采用H20工字木梁,主龙骨采用(12双槽钢。根据标准层高配置模板,模板高度4.15M)。模板下包混凝土50MM。
模板体系由进口维萨板、H20木工字梁、横向背楞和专用连接件组成;胶合板与竖肋(木工字梁)采用自攻螺丝和地板钉正面连接,竖肋与横肋(双槽钢背楞)采用连接爪连接,在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。两块模板之间采用芯带连接,用芯带销固定,从而保证模板的整体性,使得模板受力更加合理、可靠。木梁直模板为装卸式模板,拼装方便,在一定的范围和程度上能拼装成各种大小的模板。
▲ 模板拼装效果图
在核心筒外围采用标准SCS80液压爬模下架体;为了方便梁模板施工上架体为分离式体系,即上架体与后移装置分离,模板在后移时上架体不动,从而方便梁模板施工,核心筒内部采用标准的SCS80液压爬模下架体,为了方便梁模板施工上架体为分离式体系,即上架体与后移装置分离,模板在后移时上架体不动,在局部有布料机的地方采用SCS80下架体。其架体平台布置图如下:
液压爬升系统由预埋件部分、导轨部分、液压部分等组装而成,系统组装图如下:
▲ 液压顶升系统组装图
项目平台模板正面打自攻螺钉,要求平台高度200-400mm,可选用“工”字钢,或者槽钢搭设平台;操作平台大小根据模板的大小选择拼装场地。要求操作平台搭设牢固、安全、平稳,对应的各构件平行而且确保在同一水平面上,对角线长度保持一致。
▲ 搭设平台(适用于正面上自攻螺钉)
2)放置背楞
按照图纸所示间距把背楞排放在搭设平台上,在背楞上画上定位线,拉准对角线,让任意两条背楞构成的长方形对角线相等。
▲ 组装木梁过程
3)木梁组装
按图纸尺寸,先在背楞两端各放一根木工字梁,画上定位线,拉准对角线,让两根木梁构成的长方形对角线相等,然后用连接爪固定。这两根木工字梁的同一端连上一根细线,作为基准线,其他木梁都对齐这根基准线排放,并保证与两边的木梁平行,把每根木梁用连接爪固定。在固定连接爪的时候,将要装吊钩的木梁两侧都要用连接爪。
4)铺设面板
A、把面板先按照图纸裁好铺到木工字梁上,尺寸有误差时,用手工刨把尺寸找好。
B、将第一块面板四角打引孔,钢钉定位(不要钉太深)。
C、将此面板引孔定位,打引孔。
D、钢钉定位和面板引孔定位(将引孔前端扩大2-3mm)
▲ 引孔前端扩大
E、用电钻打自攻螺钉。将四角处钢钉拆下,打自攻螺钉。铺第二块面板,将接缝处抹玻璃胶,粘合,拼缝紧凑。
▲ 铺第二块面板
以后步骤重复以上步进行操作,面板全部铺好后,将板面擦干净,去除尘土,将面板表面水分擦干,将调好的原子灰抹于面板螺钉处,刮平。
5)安装吊钩:按照图纸安装吊钩,对称安装;
6)安装端头木方,如果面板超过了木梁的长度尺寸,就要根据需要尺寸临时增添端头木方。端头木方的作用是:增加模板顶部的整体刚度,防止混凝土污染模板背面,最重要是防止起吊时木梁跟面板间发生位移。
▲ 安装端头木方
7)打对拉螺杆或埋件孔
根据图纸模板拉杆孔的大小,给手电钻装好相应的开孔器。按图纸孔位,用墨斗弹好线,确定孔在模板上的位置,要求孔的上下、左右位置偏差在2㎜以内。注意,保证电钻与模板面垂直,打好的孔无偏斜现象。每个孔的内壁、孔沿上刷好两遍油漆,防止模板渗水膨胀。这样,模板的拼装就完成了。用油漆毛笔按图号标明每块模板,防止模板过多,混乱使用。
8)脱模剂
脱模剂采用水性脱模剂,水性脱模剂在加水稀释后使用,水与脱模剂的推荐比例是8:1 ,使用之前清洁模板具表面,可通过喷涂,刷涂,来达到最佳效果。如采用喷涂,则建议使用配有扇形喷嘴的喷雾器。如采用涂刷,则建议使用滚轮配合长杆,从上至下涂刷。
在“非标层加高部分的模板和爬模租赁单位的模板连接方式如图十一所示,且用钉子固定在我们租赁单位配备的模板上,用主背楞以及对拉螺杆固定。
▲ 模板加高处的处理方式
9)模板的堆放
组装完成的模板,需要有规律的堆放在一起。首先,选用一块平坦、坚实的场地,确保模板堆放时不会发生倾斜。将第一块模板面朝上并保持离开地面净高300mm以上,背楞朝下放置平稳,确保水平,不能有晃动余量。然后在面板上放置2-3根长条木方(一般间距为2米),木条长度与模板长边相近即可,接着放第三块模板,一般5、6块为一堆。注意保护面板,防止受雨淋和暴晒,储存期超过一周的应用帆布遮盖起来。
▲ 模板堆放
▲ 模板吊升
其中对于内部结构的拼模设计可以借助软件进行模拟,并导出相应的拼模图纸指导施工。
▲ 模板材料选型
▲ 现场模板参数模拟
在实际施工过程中,爬模分阶段进行爬升作业,当混凝土强度达到6MPa时,可以先松动对拉螺杆,当混凝土强度达到10MPa时可进行拆模作业。
可用软件对爬模架体进行相应的安全计算并出具安全计算书,在对荷载计算中应考虑到施工工况和停工工况两种情况,然后再分别对架体的强度、刚度及稳定性分别进行计算。荷载工况及效应见下表:
之后对导轨、受力螺栓、承重插销等分部在各个工况下进行受力计算。然后得出构件安全结论。
综合上述可知,爬模在工程施工过程中属于危险性较大的分部分项工程,所以在爬模安装之前必须做好施工前准备、爬模装置的整体设计、编制安全专项施工方案且必须进过专家论证。在完全确保爬模的安全施工前提下方可进行爬模施工。
海南 | 工程造价
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