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法门寺型钢混凝土倾斜结构模架工程施工技术

法门寺合十舍利塔型钢混凝土倾斜结构模架工程施工技术时炜周明万磊韩超陕西建工集团第三建筑工程有限公司,陕西西安710054 摘要:倾斜高耸建筑大都造型独特,施工工况复杂,空间转换、交叉、折线节点较多,给脚手架的搭设和模板的安装带来了难度。

结合法门寺合十舍利塔工程模架工程施工实践,总结和研究型钢混凝土倾斜结构模架工程新技术,解决结构中的安全防护、脚手架施工、模板加固等诸多施工难题。

通过应用证明,提高了施工工效,降低工程成本,简化操作,安全可靠,对今后同类型施工具有指导意义。

关键词:型钢混凝土倾斜结构;模架工程;施工技术Abstract:The shape and construction of most steel reinforced concrete structures are very special and complicated. Due to the space conversion and cross, it is very difficult to erect the scaffolding and templates than others.The purpose of our research is utilizing the practice of “Fa Fen Si He Shi She Li Ta” of template and shelf projects, so that we can summarize the new technology of Steel reinforced concrete composite tilted structures of template and shelf projects , tackle the key points on safety protection, scaffolding construction, model building and so on.Ti is proved that this method can improve building efficiency, reduce the financial cost, predigest the operation and conduct safety. It could be useful to other similar circumstance in building area.Keywords: Steel reinforced concrete composite tilted structures; Template and shelf project;Construction technology时炜,男,1969年12月,高级工程师职称,陕建集团第三建筑工程有限公司,总经理兼总工程师,研究领域为建筑施工技术,电话:138****6739周明,男,1973年10月,工程师职称,陕西古建园林建设有限公司,副总工程师,研究领域为建筑施工技术,电话:136****2191万磊,男,1981年3月,助理工程师职称,陕建集团第三建筑工程有限公司,技术负责人,研究领域为建筑施工技术,电话:137****5650韩超,男,1983年1月,助理工程师职称,陕建集团第三建筑工程有限公司,技术负责,研究领域为建筑施工技术。

电话:135****08361.工程概况1.1法门寺合十舍利塔工程位于陕西省扶风县法门镇,主塔呈双手合十造型的剪力墙筒体桅杆式建筑(见图一)。

塔高147米,属型钢混凝土组合结构,地下一层地上十一层,层高10米。

筒内各层5米处设有夹层,49m~54m中央区有大型桁架和穹顶结构,从54m结构分成东西两部分。

外墙从44米开始到74米结构由原来的75度向内倾斜变成了与水平成54度夹角向外倾斜,从74m又变为向内侧倾斜54度,直至109m~117m东西四道两部分又重新连结在一起;54m以上手心墙体与外墙平行倾斜。

外墙厚度0.7m,内墙厚度0.3~0.5m不等,结构造型复杂,墙体倾斜、空间转换、交叉、折线结点、指缝窗洞、拐角结构较多。

2.模架施工难点2.1本工程为型钢混凝土组合结构,墙、柱节点连接复杂,各构件沿高度方向平面尺寸变化大、折点多。

墙、柱内部含十字形、日字形、L形等多种钢骨柱。

给现场模板支设、加固带来极大难度。

2.2结构在24米、54米、74米等标高部位连续转折,特别是手背墙在44~74米逐渐向外悬挑21米,手心墙在54~109米需随结构倾斜搭设,故给施工用脚手架搭设带来极大难度。

2.3剪力墙中设置较多钢骨构件、钢筋设置密集主筋最小间距10cm,对拉螺杆无法贯穿,给模板加固带来极大难度。

3.模架施工方案设计结合合十舍利塔结构特点及国内外类似工程中模架施工经验,项目部组织成立模架专项技术攻关小组,对比技术比较成熟的爬模及滑模在本项目中应用的可能性。

通过对比多个方案都无法满足工期要求。

故项目部决定自主研发倾斜结构模架施工体系。

3.1模架搭设方案根据工程特点本工程模架体系分为三个部分,分别为手心墙施工模架体系、手背墙施工模架体系及核心筒内施工模架体系。

3.1.1手心墙施工模架体系设计54~104米,该部分架体要满足掌心两边内壁混凝土结构的施工,架体搭设高度约50米,宽度约18米,长度约37.5米。

架体的使用功能:满足掌心两边内壁结构的施工,满足结构施工所需要材料的堆放,满足施工人员的安全操作。

根据以上的要求和资源状况。

方案设计采用安德固公司提供的60承重系列产品。

搭设采用中部悬跨两边沿掌心内壁阶梯的方式,在架体的内侧竖向高度方向每10米设置一个上料平台,考虑到架体的均布受力,水平方向设置四个平台,在每个平台通向施工操作面的位置预留一个人行通道。

方便人员和材料的通行(如图二所示)。

图二:手心墙施工脚手架搭设示意图3.1.2手背墙施工模架体系设计手背剪力墙施工采台阶式斜挑架。

该脚手架架体既要保证有足够的安全性,又要具有足够的刚度;在施工中,架体又要做为临时转料平台使用,故脚手架设计既要考虑安全性、又要兼顾使用方便性(如图三所示)。

图三:44~54米手背施工模架示意图根据计算结果,选择悬挑槽钢的规格,一般采用16#,长度在1.8~2.2米,其中不得小于0.5米(经过焊缝计算得出)伸入墙体内,悬挑剩余长度。

钢梁焊接在钢牛腿上表面,间距通过计算得出不大于4.5m。

悬挑梁外端分别焊接两个ф25的钢筋头,作为立杆生根之用。

脚手架选用ф48×3.5钢管搭设;立杆纵向间距为1.5 米,横向呈三角型状,步高1.8 米,第一步用钢管扣件搭设成内外桁架,下弦增设一道大横杆;在钢梁上安装的立杆用钢管扣件搭设成单片桁架式主框架。

架体外侧满搭剪刀撑,每步设置钢管扶手。

搭设前,加固并利用下部的脚手架,沿纵向在钢梁(立杆底部)上铺设置大横杆,紧跟着插装立杆,先立内侧,再立外侧立杆,用临时附墙杆支撑,调整好各杆件尺寸后,及时安装上部的大小横杆。

搭设顺序由一端逐渐向前延伸。

架底排好后,再向上逐步搭设。

同一步里外两根大横杆、大横杆接头应相互错开,且不宜设置在同一跨度内。

大横杆搭好后,安装小横杆,其两头应伸出大横杆外边10cm以上。

同一步纵向水平高低差不得超过2cm。

3.1.3核心筒内施工模架体系设计主塔结构核心筒内采用安德固脚手架搭设,斜墙部分搭设悬挑架体(如图四所示)。

图四:54~104米核心筒内脚手架搭设示意图3.2墙模板施工工艺3.2.1爬模工作原理在外架上安装爬模滑道,模板上方钢骨梁上安装工具式型钢吊梁,将3t手动葫芦挂在钢梁上,利用丝杠将模板托住,平稳的放在滑道上,使模板钢横肋接触到滑轨面,拉动葫芦,将模板升起。

到位后,利用下部砼墙上的穿墙螺栓孔安装支撑托架,用丝杠将模板支承到墙面上,松动吊装链条,将模板落在托架上(托架部位弹出控制标高线,方木找平),模板校正后,及时与内模穿出的对拉螺栓连接(如图五所示)。

图五:44~54米模板爬升示意图3.2.2墙模板设计墙模板采用Φ16对拉螺杆,间距800×800mm,在遇到钢梁或钢柱无法对拉时,按照800×800mm间距上下100mm调整,尽量错开钢骨,省去焊接在钢骨上焊接螺杆;墙体竖向龙骨为60×100mm方木,间距200mm,;方木后面背两根10号背靠背的槽钢,槽钢用与对拉螺杆连接固定;墙根部向上1/3高度内对拉螺杆采用双螺母,其余2/3高度采用单螺母;对拉螺杆安装PVC管和塑料堵头,以防止模板螺栓孔部位漏浆(如图六所示)。

图六:墙模板加固示意图4.施工工艺流程4.1脚手架搭设施工工艺4.1.1搭设第一步架时,先插装外侧立杆,及时安装上部的大横杆,调整好各杆件尺寸后,继续搭设第二根立杆,将局部的小横杆搭设到位,再向上逐步搭设。

同一步里外两根大横杆、大横杆接头应相互错开,且不宜设置在同一跨度内。

其两头应伸出大横杆外边10cm以上。

同一步纵向水平高低差不得超过2cm。

每个单元的顶部架需和上一步架的底部架体相连接,使整个架子形成整体;4.1.2脚手架的立面需用斜杆将悬空部分的横杆倒拉,按照规范及构造要求搭设剪刀撑;4.1.3脚手架搭好部分后,及时铺设脚手板。

脚手板要求每个单元的顶步架满铺稳铺,不得铺成翘头板,弹簧板。

其余的步跨按附图要求搭设架板;在靠墙一侧及端部必须与小横杆绑牢,以防滑出。

在对头铺时。

在每块板端头下应有小横杆。

小横杆离脚手架端头应有10-15cm以内;4.1.4在每根槽钢之上按照立杆的距离分别焊10~15cm的钢筋头,将钢管倒插在钢筋头上,以增强架体抵抗水平推力的能力,提高架体稳定性;4.1.5架体安装好三步高后,(特别是在顶部架体的外围)要及时安装扶手杆、挂设安全网、踢脚板,安装要求符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)中的规定。

4.2模板施工工艺(如图七所示)4.2.1脚手架搭设好后,三角形架体侧面安装滑道,将配置好的模板用塔吊吊装顺滑道入模;4.2.2入模后及时进行模板临时加固;4.2.3模板定位筋采用在钢骨柱、梁上焊接φ16T形钢筋控制;4.2.4提模前,按照控制线预先将定位筋控制到模板支设的位置,焊接定位筋间距1~1.5米左右;4.2.5模板下口首次支设采用砂浆找平,二次安装掩口(高度为50mm~100mm)贴双面胶带;4.2.6模板间接缝贴双面胶带,相邻木龙骨用螺栓连接;4.2.7模板角部采用定型模板,相邻模板做企口镶扣合缝,钢围檩接头处用双钢管加强;4.2.8穿墙螺栓外套PVC塑料管和防漏塞;4.2.9T形墙等拐角特殊部位将穿墙螺栓(三节头型)焊接在钢骨柱上。

图七:模板施工工艺流程图5 .结语合十舍利塔的工程实践表明,该爬模技术与倾斜结构模架体系在本工程中切实可行、使得工程按照进度计划顺利进行。

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