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溢流面底部的一期混凝土(或浆砌石)表面设计成台阶形对施工较为方便,但台阶的棱角不能是尖角,抹角可避免应力集中。
2.0.5 本条规定是从节约钢材的观点提出的,其前题条件是支承杆能满足受力钢筋的要求。
2.0.6 拦污栅槽等有安装金属结构的部位,其混凝土浇筑一般分两期施工。随着滑模施工技术的应用和发展,现可以将门槽埋件一次安装固定,一次浇筑混凝土,取消了二期混凝土的施工程序,从而加快了施工进度。例如 1982年,水电一局在白山水电站拦污栅墩施工中成功地取消了门槽二期混凝土,将拦污栅门槽埋件(包括门框)安装和混凝土浇筑一次完成。
2.0.7 有温控要求的混凝土工程一般多采用“薄层浇筑”作为散热的主要措施之一,而在滑模施工中则要求不用或尽量少用这种措施,以充分发挥其连续浇筑混凝土的特点。这就要从多方面采取措施(如混凝土的配合比、水泥品种、外加剂、掺合料等的选用,骨料预冷、掺冰拌和等)以满足温控要求,为连续浇筑创造条件。
3 施工准备 3.1 施工组织设计
3. 1. 1 文意已明,勿需说明。
3.1.2 本条具体规定了滑楼施工组织设计的内容。 3.1.3 本条规定了滑模施工技术设计的基本内容。
3.2 开工前的必备条件
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明
3.2.1 本条规定了采用滑模施工必须建立严密的、统一的施工指挥系统,以及需制订的各项规章制度。
3.2.2 本条规定了滑模系统运往现场安装前必须进行的工作内容。 3.2. 3 为了保证施工人员和设备的安全,本条规定对乘人电梯和罐笼等设施,必须设置安全保险机构。如防止提升罐笼钢丝绳突然断脱的“安全卡”和防止罐笼冒顶的自动限位开关等。
3.2.4 滑模施工对施工人员的素质要求较高,因此,对施工人员要专门组织培训,经考核合格后方可上岗操作。
3.2.5 本条对施工动力及照明用电规定应设双回路供电或备用电源,是为防止中途停电而影响施工造成事故,如确无上述条件,而必须停电时,应在停电前4~5h通知现场,以采取其他应急措施。 3.2. 6~3.2.9 文意已明,勿需说明。
4 各类建筑物的滑模装置设计
4. 1 一般规定
4. 1.1 本条规定了滑模装置设计的几条指导原则。 4.1.2 本条规定了滑模装置设计的内容和步骤。
4.2 混凝土坝等大体积混凝土
4. 2.1 本条规定了此类滑模装置的组成。
施工经验表明,使用滑模施工的建筑物,其体形精度优良者,都具有一个精心设计并行之有效的精度控制系统。这个系统包括千斤顶同步、结构物轴线、垂直度、操作平台的偏差与扭转等的控制与观测设施。因此,把施工精度控制系统列入滑模装置的一个组成部分是必要的。 4. 2. 2 大体积混凝土施工的特点是混凝土浇筑的工序多、仓面大、强度高。一般采用吊罐或皮带机入仓下料,设计操作平台时必须适应这一特点。
4.2.3 本条是对滑楼装置设计荷载的规定,其参考值见附录A。 4.2.3.1 混凝土对模板的侧压力。在常规立模浇筑混凝土时,侧压力的计算方法已在《水工混凝土施工规范》中作了规定。
采用滑模进行混凝土施工,模板初滑或停滑后浇筑混凝土时,模板的受力过程,与常规立模浇筑混凝土相同,但正常滑升时模板的受力过程则有所差异,由于试验研究资料不足,本规范建议以模板初滑阶段的受力过程为依据,即按《水工混凝土施工规范》附录一的规定计算侧压力。
4.2.3.2 模板滑动时与混凝土的摩阻力。模板滑动时与混凝土的摩阻力,包括新浇混凝土的侧压力对模板产生的摩擦力和模板与混凝土之间的粘结力。影响摩阻力的因素较多,如混凝土的凝结时间、混凝土
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骨料的种类与形状、模板提升的时间间隔、模板表面的光滑程度及气温等。实践证明:模板滑动速度越慢,混凝土在模板中静停时间越长,则脱模强度就越高,混凝土与模板之间的粘结力就越大,摩阻力也就越大。 一般每次滑升启动瞬间的摩阻力最大,随着楼板滑升逐渐减小。产生这种现象的原因一是启动瞬间混凝土与模板间存在较大的粘结力;二是随着模板滑升模板逐渐滑出浇筑面,模板与混凝土的接触面积与粘结力均随着减小。
根据我国一些单位的测试资料,正常滑升时,混凝土在模板中的静
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停时间为3~4h,摩阻力值在1.5~2.5kN/m,湖北引丹渠道排水河渡槽
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墩试验为2.0~2.6kN/m,四川鲁班水库试验为2.0~2.5kN/m。考虑到施工过程中可能出现的模板滑动不同步和结构变形、倾斜等原因,建
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议摩阻力采用1.5~3.0kN/m,是可以满足施工要求的。
4.2.3.3 模板调坡收分时的附加压力。在紧水滩水电站上游拱围堰滑模装置设计中,假定顺坡面模板滑升时承受部分被动压力,计算得出的侧压力比正常情况下要大。大于正常情况下的那部分侧压力,就是附加压力。
对于计算附加压力的假定和方法,由于缺乏试验资料论证,目前尚有争议。附录A中的建议值是根据紧水滩拱围堰滑模的设计资料提出的,仅供参考。
4.2.3.4 风荷载。进行滑模装置设计时,风荷载的取值应按《工业与民用建筑结构荷载规范》(TJ9-74)中的有关规定确定。
当模板空滑时,支承杆的脱空长度增大,模板与混凝土的接触面逐渐减小,致使滑模操作平台不稳定,必须用风荷载校核操作平台的安全稳定性,并采取可靠的加固措施。
4.2.4 支承杆在荷载作用下的失稳有两种情况:
4.2.4.1 上部失稳。支承杆的弯曲点发生在其外露部分,并随即扩展到已浇筑的混凝土内部15~30cm处。这种失稳多由于支承杆脱空较长,荷载较大,平台产生较大的倾斜或扭转,或千斤顶不同步等引起的。这种失稳现象在施工中时有发生,若能及时发现并作处理,一般不会造成严重事故。
4. 2. 4. 2 下部失稳。支承杆的弯曲点发生在模板中部以下部位。下部失稳的主要原因,是滑升速度过快,混凝土强度增长与模板滑升速度不相适应,脱模强度过低,此时混凝土对支承杆不起嵌固作用,而可能发生支承杆倾斜或严重倾斜,操作不当时,将可能引起群杆失稳,混凝土倒塌,整个操作平台瞬时倾覆,后果十分严重。但是,只要严格控制滑升速度和混凝土的脱模强度,这种事故是可以避免的。
在确定支承杆的承载能力时,应以保证混凝土的强度能够正常增长、控制支承杆的脱空长度及混凝土脱模强度为前提,以支承杆上部失稳的极限状态作为考虑问题的依据。
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冶金部建筑研究总院以欧拉公式和工业与民用建筑的试验资料为基础,建立了支承杆承载能力的计算公式,并纳入国标。本规范也采用了该计算公式,即“附录B,支承杆允许承载能力与数量计算公式”。 支承杆在实际工作中不可能均匀负荷,群杆的实际承载能力不会超过单杆承载能力的总和。由于平台倾斜、扭转、千斤顶升差等原因可能会造成个别支承杆超载失稳,给相邻的支承杆增加额外负荷,这就有可能导致全部支承杆失稳。故在计算支承杆承载能力时,应乘以工作条件系数α。根据经验α取0.7~1.0,视施工操作水平、平台结构而定。整体式刚性平台取0.7,分割式平台取0.8,采用工具式支承杆(带套管)取1.0。
4.2.5 此条是根据紧水滩上游拱围堰滑模施工经验编写的。该围堰中间三个堰段长81m,顶宽3.6m,底宽9.0m。仓面长宽比较大,这样大的仓面,不可能采用一个整体滑升平台,故采用了4套结构形式相同的滑模装置。各自独立滑升,但模板相互搭接。实践证明,这种方法是行之有效的。
4.2.6 操作平台的主梁应根据坝块或坝段体形、尺寸及细部构造特征进行布置。如重力坝可平行布置,拱坝可径向布置,其间距一般为2.0~3.5m。确定此尺寸应考虑混凝土的浇筑方式和入仓下料的需要。
提升收分车在主梁端部工作,千斤顶紧靠提升收分车,也布置在主梁端部。此种布置结构简单、受力明确、便于纠偏。若主梁跨度较大,经计算如跨中有较大变形时,可在跨中布置一个辅助支点。
4.2.7 本条规定了支承杆(千斤顶)布置的原则和方式。对于无筋的大体积混凝土,支承杆离浇筑仓边缘的最短距离为20cm,以防止支承杆因混凝土的嵌固作用不足而发生失稳或产生表面混凝土坍塌事故。 4.2.8 由若干主梁与连接梁构成的操作平台应该是几何稳定结构,以保证建筑物体形和尺寸的准确;施工中当操作平台发生偏差时,可保证调整效果。但操作平台的刚度不宜太大,刚度太大时支承杆的受力状态十分复杂。
4.2.9 混凝土坝的厚度随着高程的增高而变小,因而随着滑模向上滑升,操作平台外悬部分逐渐增大,产生偏心。所以,施工中应及时拆除其外悬部分,防止平台偏心,造成支承杆受力不均匀,甚至超过其设计承载能力,导致平台“飘移”以致失稳。
4.2. 10 适中布置液压控制台对均匀传递压力有利。分组布置油路不仅操作管理方便,也便于调整操作平台局部不平与纠偏。一般采用并联油路并设分油器,使各组干斤顶的供油及回油均匀、压力均匀,这是保证千斤顶同步的主要措施之一。
分油管与千斤顶采用快速接头连接,可使千斤顶的拆装方便、迅速。 4.2.11 液压系统的设备包括液压控制台、千斤顶、限位阀、分油器
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等。不同厂家生产的同种设备的性能、质量存在着差异,因此,本条对常用液压设备的选配作了必要的规定,避免因液压设备不相匹配给施工造成被动。
4.2.12 本条是对滑模装置部件设计的规定。 4. 2.12.1 组合钢模板是国家定型的工业化产品,其单位用钢量少、
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装拆方便、通用性强,应优先选用。根据《组合钢模板施工手册》提供的资料:板宽100~300mm、长1500mm的平面模板,支点间距750mm,两
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端分别悬出375mm,在30kN/m均布荷载作用下,其最大挠度值为0.75~
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0.94mm。滑模施工时出现的混凝土对模板的最大压力远小于30kN/m,组合钢模板的变形量完全能满足本规范的要求。
大体积混凝土一般用三级配或四级配砂石骨料拌制,最大粒径为80~150mm,浇筑层厚度至少为30~40cm。为适应这种需要,模板高度不应太小,但也不能太大,否则增加了摩阻力。本条建议的尺寸是一般滑模装置模板常用尺寸。如苇子水双曲拱坝和白山水电站重力拱坝上游面模板高度为1200mm,紧水滩水电站上游拱围堰为1600mm,白山水电站重力拱坝下游面为1300mm。
自制钢模板的面板厚度不应小于2mm,厚度太小难以焊接,且易于变形。
模板的设计刚度应根据结构物体形精度要求确定,《组合钢模板技术规范》(GBJ214-82)规定绝对变形量为15mm,本条建议不大于2mm,这已能满足一般水工结构体形精度的要求。 模板的接缝必须严密,以防漏浆。
模板上口至操作平台主梁下缘高度的建议,是由拆装模板和钢筋工进行作业需要提出的。
4. 2. 12. 2 围圈承受垂直、水平双向荷载,应验算其强度和挠度。 围圈变形的控制值是参照有关规范制定的:原国家建委批准的《液压滑升模板工程设计与施工规定》为小于3mm;冶金部的《液压滑动模板施工技术规定》为小于1/I000跨度;国际《液压滑动模板施工技术规范》为不大于1/500跨度。若以1/500跨度控制,2m跨度的围圈变形量将达到4mm,有些偏大,而拱坝等水工建筑物滑模装置的围圈跨度一般超过2m,因此,本规范采用1/1000跨度控制。
4.2.12.3 提升收分车是控制模板位置并调整模板坡度的机构。其调节丝杠需精加工,否则操作困难,根据经验,收分丝杠应达到四级精度。
立柱的变形量一般限制在2mm以内,以保证工程结构的成型精度。 4.2.12.4 主梁的设计刚度要适宜,刚度太大不但使支承杆的受力状态复杂,而且多耗用钢材,增加了操作平台的重量,导致增加千斤顶与支承杆的用量。刚度低时不能满足使用要求,还会影响纠偏、纠扭______________________________________________________________
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