某钢筋混凝土倒锥壳水塔支模设计与施工

某钢筋混凝土倒锥壳水塔支模设计与施工第8期2伽I4年8月广东土木与建筑GUANGD0NGARCHIICTURECIVILENGINEERINGNo.8AUG2004某钢筋混凝土倒锥壳水塔支模设计与施工黎智坚谢毓波(广州工程总承包集团广州510000)摘要:介绍某工业园区储供水水塔高30m,容积300m,为现浇钢筋混凝土倒锥壳结构,采用高空支模与无内板施工方法.文中介绍其支模设计,混凝土施工及质量控制要点等.关键词:倒锥壳水箱;支模;无内板施工1工程概况宏图工业园地处广州市东圃大观路,是为解决珠江新城一带搬迁厂房而开发兴建的工业用地,由于该地区属新开发的遥远地区,城市供水管网在一定时期内无法敷设供给,为解决工业园生产用水问题,建设单位决定就地抽水,利用水塔进行储供水.本工程设计采用国标94S844的容量300rn,高30m的钢筋混凝土倒锥壳水塔(如图1),其施工方法是按滑动模板施工支筒后,用双环梁液压千斤顶提升预制水箱,实际施工时沿用传统分节倒模现浇支筒工艺,水箱在空中支模和进行混凝土现场浇筑,节省了滑模和水箱提升的大量设备.但施T速度受限制,且给施工质量控制带来一定难度.2倒锥壳水箱的支模图l倒锥型水塔立面图本工程倒锥壳水箱由于采用高空直接现浇,故其水箱倒锥壳下部支模方案必须与地上支模方案有所不同而作特殊考虑.水塔支筒高30m,用高竹搭设八角形满堂红脚手架到支筒顶,本身就存在结构自稳性等问题,假设用它来支撑倒锥壳水箱底模,那么施工中荷载,风载等因素极易导致支撑体系的摆动.影响模板稳定和混凝土质量.为了解决模板的稳定问题,16本工程采用在支筒壁设钢架作支撑平台支模与悬吊固定相结合的方法.2.1悬吊支模通过吊筋,支承箍,预埋件等把倒锥壳底模吊起,形成环向套箍作用,控制倒锥壳底模整体尺寸及变形,同时分担局部荷载.(1)吊筋:用12圆钢加工而成,上端弯钩与人井预埋件连接,下端用螺栓与支承箍连接,吊筋中部设花篮螺栓调节伸缩.吊筋设上下共2层,分别位于下壳板顶部(即中环梁下部)和中部,每层8根吊筋呈辐射状等分圆周.(2)预埋件:利用8带弯钩膨胀螺栓JJt.而成,预埋局部焊接止水片,在人井施工时统一标高,分为8等份预埋.(3)支承箍:利用214钢筋弯制焊接成环状,支承箍在圆周8等份处,钢筋之间焊接1块6x80钢板,板上开螺栓孔用于与吊筋栓接.2,2支筒壁支撑平台在施工支筒时,分别在+26.0m和+28.0m处预埋铁件,待支筒混凝土到达7d龄期后,按支筒圆周8等份焊制8tit钢管桁架,钢桁架平面上用50(壁厚4)钢管按700mm问距连接,其上横顺密铺双层25mm厚横板共同形成刚性支撑平台.倒锥壳模板及满堂红脚手架支撑可在其上直接施工.(1)钢管桁架荷载与计算钢管桁架上的荷载包括:300m钢筋混凝土倒锥壳水箱自重980kN;施工活荷载2.5kN/mz170m-425kN;模板,脚手架荷载1.15kN/m2x170m=195kN;总荷载1600kN.每肢桁架承受荷载为1600/8=200kN,图2钢管桁架计算简图2004年8月第8期黎智坚:某钢筋混凝土倒锥壳水塔支模设计与施工表1内力计算图3支座焊缝受剪强度验算计算简图如图2,考虑荷载分布偏于钢管桁架外侧.故化为节点集中荷载F=100kN.(2)内力计算(见表1)(3)杆件截面验算a.拉杆,cr=250x103/2750=90.9<f-125N/mmb.拉杆,0=1(O.75+0.25,v3/,v6)=5400x(0.75+0.25x270/404)=4953mmi=0.35d0:o.35(D+d)/2=O.35x(152+140)/2=51.1=Lo/i=4954/51=97查?钢结构设计标准?,得=O.575.o-=404x103/(0.5752750)=255>f=215N/mm由于不满足要求,故需重新进行选型,选203(壁厚6),A=371lmm,那么i=0.35do=o.35(D+d)/2=0.35x(203+191)/2=68.95,=Lo/i=4954/68.95=72,查?钢结构设计标准?,得=O.739,那么:cr=404x103/(0.739x3711)=143.7<f=215N/ram,满足要求.实际施工中,杆件,选用0203(壁厚6)钢管,杆件,考虑材料统一采购也偏于平安地选用203钢管.e.焊缝受剪强度验算r=R/A=200x103/0.7x8x3.14x203,=56.07<=125N/mm,满足要求.3倒锥壳水箱混凝土浇注施工本工程倒锥壳水箱壳体母线与水平夹角为45.,高4.93m,壳板厚120mm,径向与环向均双层配筋,混凝土强度等级为C30,抗渗等级S8.采用无内模施工法,比双层模板施工法更简便易行,质量和效率都较高,它实际施工重点是解决混凝土流坠,厚度控制等问题,具体工序如下:(1)在壳板双层配筋之间设置63O0钢筋兀型马凳,上下与钢筋网焊接,呈梅花型布置,其作用是控制壳板钢筋网的位位移,特别是上层钢筋不会因施工原因而下陷.保护层过大,另外有效阻碍新浇混凝土因板面倾斜而在自重作用下的向下塑性流动(2)采用425普通硅酸盐水泥,控制其水灰比0.55,碎石粒径2040ram.为减少混凝土流动性,其坍落度应控制在3050mm,要求现场搅拌混凝土提升到浇注点时.不得出现泛浆,离析等现象.(3)倒锥壳板母线长6.97m.为便于操作和防止混凝土一次摊铺厚度过大.自重力克服混凝土内部粘结力和与模板,钢筋问的摩阻力而发生流淌现象.沿母线长分成5层施工段(平面上看是5个环带),控制每层施工段长1.4m,对称分成4个作业面安排两组施工人员在同时顺时针或反时针方向下料施工,以防模板变形.混凝土摊铺要用钢钎插捣密实,然后用小型振动棒振捣,注意振动棒垂直于壳面插入混凝土层,振动点间距200mm,时间控制在lOs,以混凝土外表开始泛浆为准,然后用电动微型平板振动器自下而上震捣密实,对个别有流淌的部位及时用铁铲修葺整平,初凝前用特制铝合金枋和木抹子对混凝土面浆搓平压实,消除干缩微裂缝等.(4)本工程整个下锥壳下环梁至中环梁共17Om,混凝土用量为24.6m.不留施工缝连续浇注.共耗时12h.浇捣23h后及时进行养护,本工程采用麻袋覆盖在壳体混凝土外表并淋水湿透,考虑到所处位置空旷,高空昼夜温差大,且壳体形状特殊.待全部浇捣完成后,采取在麻袋上用塑料薄膜整体覆盖连续养护14d的措施.本水塔工程在水箱上盖拆模后即进行灌水试验,混凝土外表无渗漏现象,所有抗渗试件均到达设计要求,证明上述施工措施是有效的,既符合设计要求,又到达方便施工的目的.17