液压自爬模系统在超高塔施工中的应用

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  中图分类号:O434文献标识码: A
  摘要:
  液压自爬模的动力来源是本身自带的液压顶升系统,液压顶升系统包括液压油缸和上、下换向盒,换向盒可控制提升导轨或提升架体,通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬,从而使液压自爬模稳步向上爬升,液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备,操作方便,爬升速度快,安全系数高。是高耸建筑物施工时的首选模板体系。
  
  1. 液压自爬模系统
  1.1爬模装置系统
  (1) 爬模体系介绍
  该工程采用ZPM-100型液压爬架系统。该爬模体系具有模板、架子合为一体,实现与导轨相互爬升的特点,操作简单、便于支拆,可提高工作效率,混凝土墙面质量达到清水混凝土效果。
  (2) 技术参数(根据具体施工要求确定)本参数只对该型号模型
  表爬模液压系统参数表
  公称压力 油缸行程 液压泵站流量 伸出速度 工作推力 双缸同步误差
  25Mpa 225mm 1.6L/min 5.13mm/s 80KN ≤20mm
  
  受力杆件参数
  埋件系统
  抗拔力 F=160KN
  抗压力 F=299KN
  承载螺栓
  材料 10.9级高强螺栓
  抗剪力 F=128.7KN
  导轨梯档
  材料 Q235钢
  承载力 FV=265KN
  承重插销
  材料 45号钢
  承载力 FV=477.28KN
  (3) 液压体系工艺原理
  液压自爬模的动力来源是本身自带的液压顶升系统,液压顶升系统包括液压油缸和上、下换向盒,换向盒可控制提升导轨或提升架体,通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬,从而使液压自爬模稳步向上爬升,液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备,操作方便,爬升速度快,安全系数高。是高耸建筑物施工时的首选模板体系。
  液压爬模特点:
  液压爬模可整体爬升,也可单榀爬升,爬升稳定性好。
  操作方便,安全性高,可节省大量工时和材料。
  爬模架一次组装后,一直到顶不落地,节省了施工场地,而且减少了模板、特别是面板的碰伤损毁。
  液压爬升过程平稳、同步、安全。
  结构施工误差小,纠偏简单,施工误差可逐层消除。
  爬升速度快,可以提高工程施工速度。
  模板自爬,原地清理,大大降低塔吊的吊次。
  1.2 模板配置
  爬架采用ZPM-100液压自爬模,模板采用大墙模板。液压自爬升架体是从德国引进的先进提升体系。该竖向提升模板体系,施工操作简单,安全性高,仅在第一次爬升前需要塔吊提升导轨,爬升过程中不需要塔吊配合。
  1.3 爬模装置构造
  (1) 液压爬模爬升系统的组成
  液压自爬模体系主要包括:埋件部分、导轨部分、液压系统、桁架部分,组成如下图:
  
  图1.4液压爬升系统构造
  ①埋件组成
  液压自爬模体系的埋件组成包括:埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺栓和埋件挂座等。
  a.埋件板与高强螺杆
  埋件板与高强螺杆连接,能使埋件具有很好的抗拉效果,同时也起到省料和节省空间的作用,因为其体积小,免去了在支模时埋件碰钢筋的问题。埋件板大小、拉杆长度及直径须按抗剪和抗拉设计计算确定。
  b. 爬锥、安装螺栓
  爬锥和安装螺栓用于埋件板和高强螺杆的定位,砼浇筑前,爬锥通过安装螺栓固定在面板上。
  c.受力螺栓
  受力螺栓是埋件组成部件中的主要受力部件,要求经过调质处理(达到Rc25-30),并且经过探伤,确定无热处理裂纹和其他原始裂纹后才允许发货。
  d.埋件挂座
  埋件支座连接导轨和主梁,它受到施工活荷载、重力荷载、风荷载等荷载的联合作用,具有强的抗垂直力、水平力和弯矩作用。
  ②导轨
  导轨是整个爬模系统的爬升轨道,它由工字钢15及一组梯档(梯档数量依浇筑高度而定)组焊而成,梯档间距225 mm,供上下轭的棘爪将载荷传递到导轨,进而传递到埋件系统上。
  ③液压部分
  如下图所示,液压部分包括:液压泵、油缸、上、下换向盒四部分。
  a.液压泵和油缸
  液压泵和油缸向整个爬模系统提供升降动力。
  b.上、下换向盒
  上、下换向盒,是爬架与导轨之间进行力传递的重要部件,改变换向盒的棘爪方向,实现提升爬模或导軌的功能转换。
  
  图1.5液压动力系统示意图
  1.4 主要节点
  (1) 直墙模板拼缝节点
  如下图,直墙木梁模板通过芯带进行连接,模板与模板之间直接拼缝时,采用拼缝一的做法,当模板与模板之间不能拼在一起时,则增加拼缝模板,用芯带压住拼缝模板,按拼缝二做法。
  
  
  
  
  
  (2) 拉杆处理方法
  施工时砼侧压力完全由对拉螺杆承受,局部对拉杆件不能拉通的部位将其内部焊接钢筋进行对拉。当拉杆无法对拉时,采用锥形接头使在混凝土内的一端与钢筋焊接,另一端与锥形接头丝扣连接,当混凝土浇筑成型时,锥形接头拆除继续倒用,而混凝土内的拉杆不在导用。
  1.5 爬模主要施工方法
  当混凝土强度达到6MPa时,可以松动对拉螺杆一到两扣,当混凝土强度达到10MPa时可以进行拆模。拆模时先卸下拉杆螺母,抽出拉杆,堆放在适当位置;卸下芯带,将模板后移;如模板内有定位的埋件系统,应先拆卸安装螺栓。
  (1) 现场模板制作
  ① 模板的组成
  模板体系由面板、H20木工字梁、横向背楞和专用连接件组成;胶合板与木工字梁采用自攻螺丝和地板钉正面连接,木工字梁与横向背楞采用连接爪连接,在每块模板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。
  
  
  
  序号 名称 效果图
  1 吊钩
  2 竖肋
  3 横肋
  4 连接爪
  5 芯带
  6 芯带插捎和垫板
  7 拼缝背楞
  注:模板面板为21mm厚维萨板。
  ② 模板拼装
  a.拼装平台
  此工程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。
  b.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。
  c.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。
  d.铺设面板
  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。将第一块面板四角打引孔,钢钉定位(不要钉太深)。将此面板引孔定位,打引孔。将引孔前端扩大2-3mm。用电钻打自攻螺钉。将4角处钢钉拆下,打自攻螺钉。铺第二面板,将接缝处抹玻璃胶,粘合,拼缝紧凑。
  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。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。
  e.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。
  ③ 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。
  (2) 架体安装
  ① 架体组装
  a.承重三脚架组装
  组装承重三脚架,如下图:
  
  图1.7 承重三脚架组装示意图
  b.后移装置组装
  后移装置组装见下图:
  
  图1.8 后移装置组装示意图
  c.后移桁架组装
  
  图1.9 后移桁架组装示意图
  ② 安装流程
  a.安装承重三脚架
  装组装好的承重三脚架挂到附墙挂座上,如下图所示:将承重插销插在埋件挂座上,吊承重三脚架就位,然后将安装插销插好。
  调整承重三脚架的垂直度,之后用钢管与承重三脚架立杆连接,使其处于稳定状态。
  
  图1.10承重三脚架安装图
  b.安装主平台梁
  主平台梁为槽钢,它与承重三脚架通过销子连接,如下图:
  
  图1.11 主平台梁安装图
  c.安装后移装置及主平台板
  安装后移装置时,需保证后移装置轴向与墙面垂直,后移装置与主平台梁通过专用连接件连接,后移装置安装完后,安装护拦钢管,如下图所示。
  主平台板采用50mm厚木板。
  
  图1.12 后移装置及主平台板安装图
  d.安装后移桁架及围护钢管
  先安装后移桁架,随后安装围护钢管,如图:
  
  图1.13 后移桁架及围护钢管安装图
  e.铺设后移桁架平台板
  平台梁为槽钢,平台板采用50mm厚木板。
  f.安装液压控制平台吊架
  液压控制平台吊架安装如下图,吊杆与主平台梁连接。
  
  图1.14 液压控制平台吊架图
  g.安装液压控制平台护拦及铺设液压控制平台板
  h.安装液压油路
  液压件安装见下图,液压油路安装完成后,需要进行调试,调试由专人指导进行。
  
  图1.15 液压油路示意图
  i.安装导轨及首次爬升
  导轨安装如下图所示,先将导轨插入与承重三脚架连接的挂座间,导轨下降到一定的高度后,安装上一层挂座,通过液压系统回顶导轨,使导轨挂在上层挂座上,安装完后,进行首次爬模爬升。
  
  图1.16 导轨安装示意图
  j.安装吊平台吊架(与液压控制平台吊架相同)
  k.安装平台护拦及铺设吊平台板(与安装液压控制平台护拦及铺设液压控制平台板相同,但下面需设防坠安全网。
  (3) 埋件系统安装
  a. 埋件安装
  预埋件埋设正确与否,对整个爬模安装至关重要。
  在爬锥与高强螺杆连接处,应涂抹黄油;在爬锥表面处均匀涂抹黄油,便于埋件拆除。
  预埋件固定在模板上,而不是固定在钢筋上,这有利于确保埋件的埋设位置,如下图所示:通过安装螺栓,将埋件固定在模板上,待墙体混凝土浇筑完后,取出安装螺栓,埋件仍留在墙体内。
  预埋件埋设时,为避免与墙体钢筋发生冲突,在绑扎墙体钢筋时,就应考虑钢筋要避开预埋件位置,如果立筋与埋件位置有冲突,需在绑筋时,调整立筋位置,也可在预埋件位置断筋,并采取相应加固措施。
  b.安装埋件挂座
  混凝土浇筑完并达到10MPa后,安装埋件座及埋件挂座,如下图
  
  图1.18 埋件挂座示意图
  (4) 内平台拼装
  内模架体与外模架体相同,架体及平台拼装顺序一致。
  (5) 爬模流程
  
  图1.19爬模施工流程图
  a. 预埋件安装,将爬锥用承载螺栓固定在模板上,爬锥孔内抹黄油后拧紧高强螺杆,保证混凝土不能流进爬锥螺纹内。埋件板拧在高强螺杆的另一端。锥面向模板,和爬锥成反方向。
  b. 埋件如和钢筋有冲突时,将钢筋适当移位处理后进行合模。
  c. 提升导轨,请将上下换向盒内的换向装置调整为同时向上。 换向装置上端顶住导轨。
  d. 升架体时上下换向盒同时调整为向下,下端顶住导轨(爬升或提导轨液压控制台有专人操作,每榀架子设专人看管是否同步,发现不同步,可调液压阀门控制)。
  e. 导轨提升就位后拆除下层的附墙装置及爬锥,周转使用。注:附墙装置及爬锥共3套,2套压在导轨下,1套周转。爬升流程为示意图,架體结构不一定与设计相同。 详细操作步骤。
  a、先将模板拆除并吊下。
  b、拆除主平台以上的模板桁架系统,吊下。
  c、抽出导轨吊下。
  d、拆除液压装置及配电装置并吊出。
  e、操作人员位于吊平台上将下层附墙装置及爬锥拆除。
  f、用吊升设备吊下主梁三脚架和吊平台,卸下附墙装置及爬锥,并修补好爬锥洞。
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