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前坪水库输水洞工程中多卡悬臂模板的应用

2020-09-29胡玲玲王鹏飞张丽娜

中国水利 2020年18期
关键词:悬臂面板螺栓

张 添,宋 歌,胡玲玲,王鹏飞,张丽娜

(河南省水利第二工程局,450016,郑州)

一、工程概况

前坪水库输水洞枢纽布置在主坝右侧, 包括进水引渠段、 进水塔段、洞身段、压力钢管段、电站锥阀段、尾水池段、退水闸灌溉闸段、尾水渠等部分。进口洞底高程为361.0 m,进水塔采用分层取水形式, 洞身段长约256.0 m,洞身段采用有压圆形隧洞。

输水洞进水塔长、宽、高为22 m×9 m×62.5 m;#1 桥墩长、宽、高为 10.7 m×2 m×34.5 m,#2 桥墩长、 宽、 高为10.7 m×2 m×20.5 m,#3 桥墩长、宽、高为 10.7 m×2 m×6.5 m。

二、多卡悬臂模板结构特点

1.多卡悬臂模板的构造

多卡悬臂模板广泛应用于模板工程量大、建筑物高度较高的大体积混凝土仓位,主要由以下结构组成:

①受力面板:面板采用3.0 m×3.1 m×5 mm 的 Q235 钢板,其中 10 cm 坐落在上一层的施工缝上,面板之间采用螺栓连接为一个整体,拼接缝面平顺且无缝隙,能够有效地避免模板拼缝错台、漏浆等外观质量问题。

②纵横向加劲肋:模板背部设纵横加劲肋, 提高模板面板的强度、刚度及稳定性。

③纵向围檩:模板加劲肋背部采用2 根双16 号槽钢作为支撑装置。

④受力三角架:受力三角架为桁架结构,由双16 号槽钢、双16a 号槽钢和双10 号槽钢组成。

⑤操作平台:操作平台由上、中、下三个平台组成,“中”为主平台。

⑥B7 螺栓等预埋件。

多卡悬臂模板工作状态断面图、后倾状态断面图,见图1、图2。

2.多卡悬臂模板受力分析

模板将受到的荷载 (模板自重、混凝土侧压力、混凝土施工过程的动荷载)→面板背部纵横加劲肋→面板纵向围檩→受力三角架→B7 螺旋预埋件→已浇筑混凝土。

三、多卡悬臂模板的施工方法

1.模板首次悬挂使用

(1)模板悬挂

因多卡悬臂模板的构造特点,在初次使用时必须先浇筑一仓3 m 高混凝土后方能悬挂多卡模板。 在浇筑第一层混凝土时,按照多卡模板纵向围檩位置, 在距离施工缝40 cm 处预埋B7 螺栓定位锥, 待混凝土浇筑完成且混凝土达到一定强度后采用施工现场 250 t·m 塔吊吊装爬架, 按设计图纸将爬架悬挂在B7 螺栓定位锥上并拧紧螺栓。 爬架固定完成后,将模板面板吊至相应位置并固牢。

(2)模板调节

模板悬挂完成后,首先通过旋紧锚固装置并敲击纵向围檩背部与主操作平台之间的三角楔铁将模板下沿与底层施工缝表面顶紧,确保模板底部紧贴混凝土面,防止因漏浆导致挂帘、错台等现象。 模板底部调整完成后,再通过背部可调轴杆调整模板的垂直度, 使其上口与设计边线重合。 模板定位加固完成后,在面板表面均匀涂刷脱模剂, 将B7 螺栓定位锥及预埋锚筋焊接在仓位内主筋上加以固定,准备浇筑混凝土。

(3)混凝土浇筑

所有准备工作就绪后,经监理单位验收合格,开始浇筑混凝土。 浇筑过程中应注意防止碰撞模板及B7 螺栓预埋件,防止预埋件位置发生位移而影响下一仓爬架固定。

2.模板第二次(后续)提升

第一层浇筑完成后,模板拆除及提升主要流程如下:

①用塔吊吊住纵向围檩专用吊点(禁止吊模板吊点)略微带紧钢丝绳作安全保障。

②松开纵向模板单元之间连接的U 形卡。

③取出纵向围檩背部与主操作平台之间的三角楔铁,反向调节支撑轴杆,使面板轻微后倾,控制其刚好脱离混凝土面为宜。

④拔掉连接件与主操作平台之间的连接插销,操作后退装置,使模板整体后退约70 cm。

⑤松开安全销及B7 螺栓, 起吊整套模板单元。

⑥将模板悬挂到第二层 (后续)B7 螺栓预埋件上。

⑦固定安全销,拧紧B7 螺栓。

⑧采用角磨机(百叶磨片)打磨掉黏附在模板表面混凝土浆,然后用抹布将模板表面浮灰擦掉并涂刷脱模剂。

⑨模板全部提升完成后,前往下操作平台取出混凝土中预埋的B7 螺栓定位锥,在取出定位锥后的孔内填上干硬性预缩砂浆并用小锤砸实,然后按初次悬挂模板时的方法调节当层模板,准备浇筑第二层(后续)混凝土。

3.模板在变截面混凝土层的应用

进水塔尺寸在 396.5~402.5 m 高程段左右侧墩墙各增加1.2 m, 通过计算,扩大部分高度为6 m,进水塔单层浇筑高度为3 m, 对扩大部分分两层进行浇筑 (396.5~399.5 m、399.5~402.5 m), 单层外倾宽度为 0.6 m,外倾角度为11.3°。 为增加模板的稳定性,在 394~396.5 m 高程段浇筑前,在预埋的B7 螺栓下方预埋一块15 cm×15 cm×2 cm 的钢板, 在 394~396.5 m高程段模板提升之后, 在钢板上焊接一块直角边长15 cm 的三角钢板,组成一个支架,顶在模板主操作平台横梁的底端, 防止悬臂模板下滑, 增加稳定性。 除模板进行加固外, 其他施工方法同悬臂模板施工方案。

图1 多卡悬臂模板工作状态断面图

图2 多卡悬臂模板后倾状态断面图

4.模板在冬季施工时的保温措施

大体积混凝土冬季施工过程中,由于环境温度与混凝土内部及表面温度温差过大,容易造成混凝土产生温度应力裂缝,而钢模板的导热系数大,不利于混凝土保温,因此需对模板进行保温处理。

采用胶面保温板贴在模板外表面,且固定牢固,粘贴齐整,防止漏粘,对边角部位保温板粘贴厚度增大到2~3 倍,注意在模板各接缝、棱角部位加强缝的嵌塞,确保混凝土浇筑后温度缓慢下降。

混凝土浇筑完成后应避免在低温期间或气温骤降期间拆除模板。 如果拆除模板,需根据成熟度[M=∑(T+15)t]计算混凝土拆模时间,模板拆除后要及时在混凝土表面涂刷养护液并覆盖保温材料。

四、安装安全措施及要求

1.模板安装安全要求

模板的安拆要严格遵循图纸说明,做好安全教育培训及技术交底:

①模板的安拆过程中,所有工人必须佩戴安全带, 安全带必须高挂低用,挂在可靠的骨架上。

②所有工人必须正确佩戴安全帽。

③模板的起吊应由塔吊司索工及信号工指挥。

④在悬臂模板各工作平台、通行楼梯、 连接通道等部位设置组合钢管,组合钢管之间焊接铁丝网作为防护围栏,防护围栏高度不低于1.2 m,下设挡脚板。

⑤在模板外围设置防坠落安全网。

⑥墩身四周设置封闭围挡并张贴安全标示牌, 防止高空坠物造成人员伤亡。

⑦模板要等到混凝土强度达到2.5 MPa 后方可拆除。

⑧禁止在夜间及恶劣天气进行吊装模板。

⑨严禁在模板上、中、下操作平台交叉作业。

⑩严禁在悬臂模板各操作平台上堆放重物、杂物,保持通道畅通。

2.模板安装安全措施

悬臂模板B7 高强螺栓的安全检查及安装控制是保证悬臂模板安全施工的重要防控措施,为了保证悬臂模板高效、有序、稳定、安全地施工,避免施工过程发生各类安全事故,必须对B7 高强螺栓的外观质量、 高强螺栓焊缝、悬臂模板安装等进行严格的质量、安全检查,针对以上控制重点,项目部采取措施如下:

(1)B7 高强螺栓的外观质量控制

①检查丝头保护是否良好,牙形是否饱满光滑;若存在外观变形且丝头严重磨损时,应立即进行更换。 ②检查套头保护是否良好,是否存在裂纹或其他肉眼可见缺陷;若套头外观检查存在以上缺陷时, 应立即进行更换。 ③检查外露丝扣是否超过1扣以上,若超过1 扣以上,则应重新进行安装, 避免1 扣以上出现外露丝扣(焊接丝头预留8 cm)。 ④检查拐向固定钢筋是否为Ф25 型号以上螺纹钢筋。 ⑤检查丝头螺纹与套筒螺纹是否满足连接要求, 螺纹结合是否紧密无明显松动, 以及相应处理方法是否得当; 若不能满足以上标准, 应对匹配的材料原件进行重新检查,查找存在的质量问题,一时无法确定原因的, 应对材料原件进行更换。

(2)高强螺栓焊缝检查

①检查是否存在脱焊点、 漏焊点,焊缝表面是否平顺、有无明显的咬边、凹陷、气孔等,钢筋是否存在明显烧伤,是否满焊等;若检查焊缝存在以上安全缺陷,则对拐向固定钢筋作报废处理。 ②检查拐向固定钢筋是否采用双面焊,且满足5 倍钢筋直径的焊接长度;若焊接不能满足以上要求,则对拐向固定钢筋作报废处理。

(3)悬臂模板安装质量检查

①检查新安装的悬臂模板与上一仓混凝土接触情况是否良好;若检查发现接触部位存在问题,应在安全验收时提出,并对提出的问题进行整改,确保施工安全。 ②检查新安装的悬臂模板丝杠外露丝是否能够满足模板垂直度和牢固度的要求;若不能满足以上要求, 应在安全验收时提出,并对以上问题进行整改后,方可进入下道工序施工。

通过以上安全措施,可有效保证悬臂模板安装施工安全,避免模板坍塌事故发生。

五、经济技术效果

普通钢模板尺寸为1.2 m×1.5 m,多卡悬臂模板尺寸为3.0 m×3.1 m,采用多卡模板后显著减少了模板拼装数量,缩短了模板支立周期。 若采用普通模板尚需大量脚手架和对拉螺栓作支撑结构,还需大量人工进行作业,无形造成大量的经济支出且存在更多安全隐患,多卡悬臂模板有效避免了此类现象,能够高效、安全地完成模板安装。

多卡悬臂模板安拆简单,操作安全,仅需数名普通工人就能实现模板的拆卸及爬升,显著缩短了输水洞工程进水塔及交通桥施工工期,节约了大量的施工成本,为后续启闭机房及交通桥箱梁施工创造了有利条件;采用多卡悬臂模板进行混凝土浇筑后,混凝土表面平整度高, 垂直度好,无错台、 漏浆挂帘等外观质量缺陷,混凝土整体外观质量评定优良。

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