滑模施工项目的研究与开展-硕士论文

工程硕士学位论文 滑模施工项目的研究与开展 河 北 工 程 大 学 年 月 分类号： 密 级： UDC： 单位代码： 工程硕士学位论文 滑模施工项目的研究与开展 作者姓名： 学校教师：教 授 企业导师： 专业领域：项 目 管 理 工作单位： 授予学位单位： 摘 要 I 摘 要 滑动模板施工（简称滑模施工）是一种新型的混凝土施工方法，因为它施工 速度快，成本、工期效益显著，在近十年得到了迅速发展，广义上的滑模施工包 含了爬模、飞模、滑模等多种施工型式，广泛应用于各类高层特别是超高建筑物 的施工中，本文介绍的滑模施工是指狭义意义上的滑模施工，施工对象主要是圆 筒类构筑物，如煤仓、粮仓以及水泥仓等。 本文主要针对筒仓类构筑物的滑模施工进行阐述和研究。包括了滑模施工机 具的选择、设计以及制作；滑模提升系统的设计；煤仓施工工艺的总结；煤仓施 工现场的有关组织工作等等。 在前三章内容中，对滑模施工中的钢模板、提升架、围圈、支承杆、千斤顶 及液压泵站等施工必须机具进行选型、设计和校核，对一些陈旧设备类型予以淘 汰并设计更新并介绍了筒仓滑模施工中滑升平台系统的设计步骤和方法。 在第四章、第五章，对滑模施工中涉及的一些专业工艺，进行了详细的介绍 阐述，并通过科学论证，形成一套科学性、实用性强，操作性易被理解和掌握的 滑升工艺和结构层施工工艺。这些工艺包括初滑、滑升、停滑以及空滑、支撑杆 加固、漏斗施工和仓顶施工等内容,是发展专业化施工的核心技术所在。特别是 在筒仓仓顶结构平台的施工研究上，科学合理的提出了钢管桁架支撑体系，安全、 高效凸显出了极大的积极效益。 在筒壁滑模过程中我们还创新的开发利用电脱模设备，并形成了电脱模技术 应用工法。 从第七章开始，介绍了在滑模施工现场有关大型施工设备的生产组织和施工 现场的安全管理工作和实例。 最后对滑模施工项目在开展组织过程中的创新性成果进行了总结回顾，对项 目在开展过程中的难点以及本次研究过程中的不足之处予以说明，希望各位能多 多指导，使滑模施工项目向更高层次得到发展。 关键词：滑模施工；滑升平台；初滑；正常滑升；停滑；空滑；液压控制台； 支承杆（爬升杆） ；连续滑升；电脱模技术；钢管桁架支撑体系。 Abstract II Abstract Sliding formwork construction (the construction ) is a new type of concrete construction, because of its fast construction speed, cost, time limit for a project benefit is remarkable, in the past ten years has been the rapid development, broad sliding construction include climbing, flying model, sliding mode and other construction types, widely used in various types of high-level especially super high building construction, this paper introduces the construction refers to the narrow sense of the construction, construction is the main target of columnar structures, such as coal, grain and cement bunker。 This article mainly aims at the silo slip form construction of similar structures described and research. Includes a sliding mode construction machinery selection, design and production; sliding lifting system design; coal bunker construction technology summary; coal bunker construction site work of the organization and so on。 In the first three chapters, the slipform construction steel template, lifting frame, enclosure, a supporting rod, a jack and a hydraulic pump station construction machinery selection, design and verification, on some old equipment types to be eliminated and updated design and introduced the slip form construction for the silo of sliding platform system design steps and methods。 In the fourth chapter, the fifth chapter, the construction of sliding mode relates some of the professional process, in detail elaborated, and through scientific argumentation, formed a set of scientific, practical, operation is easy to understand and master the sliding process and structure construction technology. These processes include initial sliding, sliding, sliding stop and air slide, supporting bar reinforcement, funnel construction and warehouse roof construction content, is the development of professional construction of core technologies. Especially in the top of the silo structure platform construction research, scientific and reasonable proposes steel truss support system, security, efficient highlights the great positive benefits。 In the wall of the cylinder sliding process we have innovative development uses Abstract electric stripping device, and the formation of electrical demoulding technology application method。 From the beginning of the seventh chapter, introduced in the construction field on large construction equipment production organization and construction site safety mana gement work and examples。 At the end of slip-form construction project in the process of organization innovation achievement undertook summary reviewing, on projects carried out in the study of the difficulties and shortcomings in the process to be described, and hope that you will give more guidance, make construction project to the higher level development。 Key words:：construction; sliding platform; initial sliding；normal sliding；sliding stop；air slide；hydraulic control；the supporting rod ( climbing rod )； continuous sliding；electrical demoulding technology；steel truss support system。 目录 目录目录 摘摘 要要 VIIIVIII ABSTRACTABSTRACT VIIIVIII 第第 1 1 章章 绪论绪论 8 8 1.1 滑模施工简介 8 1.1.1 滑模施工的产生8 1.1.2 滑模施工的发展8 1.1.3 滑模施工的特点8 1.2 我公司滑模施工开展情况 .8 1.3 本论文的主要研究内容 8 1.3.1 滑模系统设计8 1.3.2 滑升工艺总结8 1.3.3 滑模配套设备的开发应用8 1.3.4、筒仓结构层施工技术8 第第 2 2 章章 滑模系统研究滑模系统研究 8 8 2.1 模板系统设计 8 2.1.1 模板8 2.1.2 围圈8 2.2 提升系统设计 8 2.2.1 提升架.8 2.2.2 支承杆.8 2.2.3 油路系统设计.8 2.3 操作平台设计 8 2.3.1 滑升平台的功能设计.8 2.3.2 滑升平台的型式设计.8 目录 2.4、本章小结 8 第第 3 3 章章 滑模施工工艺总结滑模施工工艺总结 8 8 3.1 滑模平台组装 8 3.1.1、组装顺序8 3.1.2、平台组装质量要求8 3.1.3、支承杆的安装8 3.1.4、组装注意事项8 3.2 滑升工艺 8 3.2.1 初滑.8 3.2.2 正常滑升 .8 3.2.3 末滑和空滑 .8 3.3 支承杆施工 .8 3.3.1 支承杆接长 .8 3.3.2 支承杆加固 .8 3.4 模板改装 .8 3.4.1 洞口处模板系统处理 .8 3.4.2 滑升截面发生变化时的模板改装 .8 3.5 混凝土施工 .8 3.5.1 混凝土搅拌 .8 3.5.2 混凝土运输和浇注 .8 3.5.3 混凝土脱模及养护 .8 3.6 施工精度控制 .8 3.6.1 测量放线和标高控制 .8 3.6.2、垂直度、扭转控制及纠偏8 3.6.3、沉降观测8 3.6.4、筒仓滑模的工程结构允许偏差8 3.7、滑模施工中的注意事项 8 3.7.1 组织分工 .8 3.7.2、特殊状况的紧急处理8 目录 3.8、本章小结 8 第第 4 4 章章 滑模配套装置的开发应用滑模配套装置的开发应用 8 8 4.1 电脱模技术的产生 .8 4.1.1 现有钢模板脱模处理时所存在的基本问题 .8 4.1.2 电脱模技术的产生 .8 4.2 电脱模技术的试验与检测 .8 4.2.1 电脱模技术试验目的 .8 4.2.2 试验原理和试验装置的准备 .8 4.2.3 实验项目 .8 4.2.4 实验步骤及内容 .8 4.2.5 实验结论8 4.3、本章小结 8 第第 5 5 章章 筒仓结构层施工研究筒仓结构层施工研究 8 8 5.1、仓底结构施工 8 5.1.1漏斗与仓壁整体连接或非整体化连接构造型式 .8 5.1.2 平板加填料漏斗由仓壁支承（或柱支承）型式 .8 5.1.3 漏斗结构层模架支撑体系设计与组织 .8 5.2、仓顶结构层施工 8 5.2.3、钢管桁架的约束固定8 5.2.4、钢管桁架支撑体系的特点8 5.3、18 米直径以上筒仓水平结构层施工 .8 5.3.1、方案介绍8 5.3.2、井架的搭设8 5.3.3、井架与桁架的连接8 5.3.4、 施工特点.8 5.4、本章小结 8 第第 6 6 章章 施工现场的设备组织施工现场的设备组织 8 8 6.1、塔吊组织 8 目录 6.1.1、塔吊附着位置确定8 6.1.2.、附着预埋件放置.8 6.1.3、顶升作业组织8 6.2、上人系统 8 6.3、砼输送泵 8 6.3.1、砼输送泵的型号选择8 6.3.2、泵管布置8 6.3.2、浇筑面与地面的信号联系8 6.3.3、砼输送泵的操作中应注意的问题8 6.4、混凝土搅拌站 8 6.4.1、主要机具设备组成8 6.4.2、主要施工设施8 6.5、本章小结 8 第第 7 7 章章 结结 论论 8 8 7.1、本项目开展的指导宗旨 8 7.2、项目开展过程中的成果 8 7.2.1、基本设备的更新8 7.2.2、辅助设备的开发应用8 7.2.3、筒仓结构平台施工支撑体系研究8 7.3、项目开展过程中的难点 8 参考文献参考文献 8 8 致致 谢谢 8 8 作者简介作者简介 8 8 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 8 8 第 1 章 绪论 1 第第1 1章章 绪绪论论 1.11.1 滑模施工简介滑模施工简介 1.1.1 滑模施工的产生 在进行现浇混凝土结构构筑物的施工组织中，传统施工方法一直采用搭设钢 管脚手架支撑体系，利用胶合板下料、制作模板并在钢管脚手架上支设固定，绑 扎钢筋后进行混凝土浇灌这样一个施工程序。其施工过程中的每个工序都是在静 态条件下完成，形成成型混凝土结构的常规施工方法。 滑升模板（简称“滑模”）施工工艺是现浇混凝土和钢筋混凝土工程施工中 机械化程度较高的、快速有效的施工工艺之一。随着超高层建筑，高耸结构物、 新型结构以及高、大、精、尖的现浇混凝土结构工程的产生和日益增多，一般常 规施工方法已很难适应形势的需要，滑动模板工艺因此应势而生，并得到了极大 地进步。此项新技术的各种成果，多次获得全国科学技术大会的表彰以及多项国 家专利和科技进步成果奖。 1.1.2 滑模施工的发展 滑模施工工艺创始于 20 世纪初，起初，主要用于储仓一类的等截面筒壁结 构的施工，初期的滑模施工，机械化程度低，滑升装备笨重。30 年代以后，通过 改进手动千斤顶和模板结构，减轻了劳动强度，使滑模施工的机械化程度得到了 提高，越来越多的凸显出滑模施工的优越性，滑模施工工艺的应用范围也逐渐扩 大。 我国的滑模施工开始于第一个五年计划，当时许多施工单位曾相继应用手动 滑模施工工艺，建造了一些等截面或阶梯形变截面的贮仓、筒塔等构筑物。60 年 代，在单层厂房双脂柱工程中成功试用了滑模施工工艺。60 年代末，由当时北京 市第二建筑工程公司滑模研究小组，自行设计和试制成功了我国第一批 HQ35 型滑模穿心式液压千斤顶，拉开了我国滑模施工工艺自主发展的大幕，并于 80 年代得到了迅速的发展，滑模施工工艺已广泛应用于贮仓、烟囱、油罐、水塔、 桥墩、沉井、多层框架、双曲线冷却塔、多层和高层民用建筑、电视塔以及地下 竖井套壁、洞室衬套等工程的施工中。现今，我国的滑模施工技术已经步入国际 先进水平，建造了一大批经典的滑模工程，如中央电视台塔身主题工程、广州西 塔工程，上海环球金融中心等，我国的滑模施工企业已经走出国外，在中东，南 亚以及俄罗斯、中欧、西欧一些国家和地区都有我国的滑模施工工程。 河北工程大学工程硕士学位论文 2 1.1.3 滑模施工的特点 滑模施工最大的特点是：用最少量的模板，最大限度地减少辅助施工设施和 支模、拆模等重复工作，减轻施工作业人员的劳动强度和改善操作条件。这种施 工工艺具有机械化成都到、施工速度快、现场占地少、综合经济效益明显、有利 于安全作业和环境保护，是现浇混凝土结构工程施工的一项重要的革新。 1.1.3.1 滑模施工的连续性 模板组装完毕，试滑后开始滑升，在没有特殊情况下，应连续滑升，不宜停 滑；因为停滑后，易出现粘模等现象，施工缝处理不到位，容易出现冷缝、夹渣 等质量缺陷；滑升应昼夜作业连续施工。 1.1.3.2 滑模施工的动态性 滑模平台在动力系统的带动下不断提升，其提升不受外力影响，是个动态过 程，在滑升过程中不断进行中心垂直度偏差和扭转偏差等偏差纠正，并将上述偏 差控制在规范允许范围内。 1.1.3.3 滑模施工的季节性 滑模较适宜的环境温度为 10-20，一般春季和秋季为宜，尽量避开夏季。 滑模施工环境温度不宜太高，也不宜太低，当温度太高时，比如高于 30时，混 凝土强度增长过快，容易出现严重粘模现象，容易造成混凝土表面蜂窝、麻面、 开裂、破碎、垮塌、露筋等质量缺陷，外观处理相当困难，影响滑升速度，并容 易造成恶性循环，就需要采取在混凝土内添加缓凝剂和加大模板清理力度等一系 列措施，增加了工程成本；温度过低时，比如低于 5时，混凝土强度增长过慢， 影响了滑升速度，造成窝工现象，并容易造成混凝土垮塌等缺陷，就需要采取在 混凝土内添加早强剂等一系列冬季施工措施，也造成工程成本的增加；冬季气温 在-10 摄氏度以下时，必须采取冬季施工措施方可进行滑模施工，所以滑模施工 受季节影响较大。 1.1.3.4 滑模施工的组织性和协作性 滑模施工是集施工安全、技术、质量、材料供应、机电设备、信息资料、生 活服务、项目管理等各项工作，涵盖钢筋工、木工、砼工、液压操作工、电焊工、 电工、起重运转工、测量工等各工种协调配合的一项系统工程，是技术性强、组 第 1 章 绪论 3 织严密的施工工艺。滑模施工属连续性施工，各工种间需要相互协调，密切配合、 步调一致，任何一个环节出现问题都会对整个滑模施工组织产生较大的影响。滑 模施工是“三分技术，七分管理”。 1.1.3.5 现场整洁文明，有利于安全施工 滑模施工将钢筋的绑扎和混凝土的浇灌，集中于滑模平台上并且分区进行施 工。平台上安全防护设施一次成型，不再重复搭设。一般不需要在高空搭设脚手 架和重新支模等作业，有利于安全施工。 1.21.2 我公司滑模施工开展情况我公司滑模施工开展情况 我公司在滑模施工技术方面起步较晚，自 2001 年开始，煤炭行业形势逐渐 好转，矿区工程建设越来越多，相关产业如水泥厂、电厂也开始大量开工建设； 这些产业的投资离不开煤仓、生料库等筒仓类建筑物的建设，形成了很大的滑模 施工市场。平煤建工集团土建处作为中原矿区建设的大型施工单位，从 2004 年 开始把滑模施工列为技术攻关项目，成立专门的科研小组和专业的滑模施工项目 部，着手进行滑模专业化施工的开展和研究。 那么，怎样才能使滑模施工技术在我公司健康而又迅速地成熟起来呢？我们 决定从技术、设备、人力培养这三个大的方面着手进行。经过近 5 年的精心组织 和策划，我们形成了自己的筒仓类工程滑模施工工艺以及与之施工相配套的滑模 施工机具。在这五年内，我们出色完成了直径 10 米至 36 米，大小 60 多个筒仓 的施工任务，在筒仓类建筑的滑模专业施工能力已经达到全国先进水平。2008 年， 在神华包头煤制烯烃项目工程中我们用 50 天的时间就完成了 3 个单仓直径 30 米、 高度 74.1 米，单仓储量 3 万吨的亚洲最大储煤仓（为 3 独立仓）的主体滑模施 工（含安装、滑升及拆除），在国内同类仓体的滑模施工中堪称首例。 1.31.3 本论文的主要研究内容本论文的主要研究内容 1.3.1 滑模系统设计 滑模装置一般由模板系统、提升系统、操作平台系统以及精度控制系统等四 部分组成，在本章节中主要从设计原理和组合形式两个方面对各部分进行论述。 河北工程大学工程硕士学位论文 4 1.3.2 滑升工艺总结 结合工程实际，论述我公司在筒仓类建筑物滑模施工中的经验总结，以及在 特殊结构层施工时的技术方案等。 1.3.3 滑模配套设备的开发应用 在滑模施工的开展过程中，我们结合实际推出适合滑升模板的电脱模装置系 统，并取得了很好的效果。在此章节中，对电脱模系统的技术原理、装置主体和 辅助装置进行论述。 1.3.4、筒仓结构层施工技术 主要包含漏斗结构层和仓顶结构层的施工工艺技术。介绍了在进行漏斗结构 层支撑系统架体搭设过程中的注意要点和难点，以及新型支撑体系空间格构 式钢管桁架支撑体系在仓顶结构层施工中的实际应用，这种新型支撑体系在施工 工期、施工安全管理、施工成本控制上都有着明显的效益。 第 2 章 滑模系统研究 5 第第2 2章章 滑滑模模系系统统研研究究 2.12.1 模板系统设计模板系统设计 模板系统主要包含模板和围圈两部分。我们在设计的过程中考虑平台的施工 可靠性、运输的方便性、成本低廉性以及取材和改、组装施工的简易性等四方面 的内容。 2.1.1 模板 模板又称围板，它依赖围圈带动其沿混凝土的表面逐步向上滑升。其主要作 用是承受混凝土的侧压力、浇灌混凝土时的冲击力和整个滑升平台向上滑升时的 摩阻力。滑模施工时主要依赖模板系统使混凝土按设计截面形状成型。模板按其 组装所在位置和作用，可分为外模板、内模板、角模板、堵头模板以及滑框模板 等。按其构造的不同，可分为刚性模板和柔性模板。一般在模板组装时，不能随 围圈而自行改变其形状的称为刚性模板；能够随围圈而自行改变其平面形状的称 为柔性模板。 刚性模板按混凝土的截面形状和排列布置要求，除平面行模板外，还可以制 作成圆弧形和折角形等形式。平面模板主要用于矩形结构，或者作为堵头模板使 用；圆弧形模板只能用于圆形或者椭圆形结构；折角模板大多在矩形或多边形结 构中作为角模板使用。柔性模板一般制作成平面形状。 （1 1）模板的型式设计）模板的型式设计 根据我公司滑模施工的市场情况，施工对象主要为圆筒类煤仓和水泥仓体， 因此在模板的设计和选用上采用了刚性模板。模板的规格选用如下：高度为 1200mm，宽度有 300mm、200mm、150mm、100mm 四种规格；1200mm200mm 模板做 为模板系统组装时主要模板使用，1200mm300mm 规格模板主要用于剪力墙、附 璧柱等平面结构支模组装时使用；其余两种为组装模板时辅助调节模板之间的间 隙使用。另外还配置有角模（包括阳角模和阴角模两种），角模用于扶壁柱或者 门窗洞口处阴角和阳角处的模板组装。 单块模板的组成主要包含面板、背肋以及其他辅助。制作材料选用时面板材 料选用 3mm 厚钢板、背肋材料选用为4040 角钢、辅助构件的材料采用 404 河北工程大学工程硕士学位论文 6 扁钢。4040 角钢沿模板面板高度方向两边各设一根与面板焊接，并在角钢上 面钻孔（=14），用作组合模板系统时相邻两块模板之间的连接孔，用 M122.5 螺栓或者 U 形卡连接，模板系统组装时，在上下围圈的上方距离围圈最 近的两个孔分别用于模板在上下两道围圈上的连接固定；404 扁钢焊接于模板 面板的上沿，防止浇灌混凝土时混凝土的溢出施工平台之外，不至于出现材料浪 费又符合工程施工现场文明施工的趋向。单块模板的结构图如图 21 所示。 （2 2）模板的力学性能校核计算）模板的力学性能校核计算 模板系统是混凝土成型的基础，因此它必须具备足够的强度、刚度，才能满 足整个滑模施工系统的需要，单块模板的力学性能校核如下： 、滑升模板最大侧压力计算、滑升模板最大侧压力计算 侧压力 F=0.22ct012V1/2， 其中 c为混凝土自重密度； t0为混凝土初凝时间，取冬季施工时混凝土的初凝时间为 10h。 当取混凝土的浇灌速度为 0.3 米/时, 1 取值 1，2 取值 1.15。 代入数值可得 F=35KN/m2 、模板强度校核计算、模板强度校核计算 图 21 模板 Figure 2 - 1 the template 第 2 章 滑模系统研究 7 取 1mm 宽模板板条作为计算单元，荷载 q=F/L=0.35N/mm；板条的截面抵抗矩： W=1/6bh2 =1.5mm3。 跨中弯矩 Mmax =0.125ql2(14n2) =0.1250.353003000.75=295.3Nmm 则面板上的应力 =Mmax/W=295.3/1.5=197N/mm2。 钢模板的抗拉、抗弯强度设计值=215 N/ mm2197N/ mm2，即强度满足要求。 、模板刚度计算、模板刚度计算 挠度最大值 =ql4/150EI=0.358112/1502.1327=0.015mm，按钢 结构设计规范及滑动模板施工规范，模板容许挠度值为 f = L/500=300/500=0.6mm , 1296 KN，故支撑杆承载能力 满足施工要求。 2.2.3 油路系统设计 油路系统主要由提升千斤顶、液压油泵控制台、以及高压油管组成。并辅以 分油器、油管堵头、三通等器件。 千斤顶是油路系统中的能量转换装置，向千斤顶输入压力油由千斤顶带动模 板向上滑升。千斤顶的进油由液压油泵控制台通过产生的高压油来实现，回油时 液压油泵停止供油，由千斤顶中的弹簧装置向油泵机油箱自行回油。下表为几中 常用的千斤顶及液压油泵控制台的性能参数。 高压油管是敷设于滑模系统中作为向千斤顶传递液压油的一种临时性管路。 高压油管的选择主要参考千斤顶的性能参数，与千斤顶相匹配。油管管路的敷设 形式分为单线管路和双线管路两种。双线管路是匹配双向千斤顶使用的，在目前 的滑模施工中，很少见到。单线管路不仅在安装时简单灵活，而且用量少，因此 应用较为普遍。 2.32.3 操作平台设计操作平台设计 操作平台的设计，要满足各种滑模施工工序的施工要求；滑模结构必须具备 足够的整体刚度、稳定性和可靠的安全度；另外，滑模平台的设计要考虑安全文 明施工的一些人性化设计。平台骨架的组装材料主要为 483.5 钢管。施工层 上面应铺设方木和木板或竹胶板。 2.3.1 滑升平台的功能设计 滑模平台的功能结构主要分为上中下三个结构平台，分别为储料层、施工层、 后期修补、养护层。如图 25 所示. 第 2 章 滑模系统研究 15 储料层，主要用来储备爬杆、钢筋、预埋件以及改模需要的模板等主要施工 材料，存放的材料不易过多，一般来说，存放的材料满足 4 米滑升的高度即可。 材料堆放要均匀，禁止出现内外平台偏沉或环向局部偏沉的现象，以免引起仓体 在滑升过程中的偏扭，影响工程的施工质量。储料层视工程的大小可以设计为环 向满设或对称的局部分设。 施工层，施工层是绑扎钢筋、浇灌混凝土、放设预埋件，接爬杆以及其他施 工活动的主要平台。分为内外两个平台，内平台一般稍宽于外平台，内外平台的 边沿设置踢脚板，高度不低于 200mm；内平台主要用于绑扎钢筋，并存放液压油 泵控制台、施工配电盘、电焊机等；外平台主要用于浇灌混凝土，混凝土由泵车 运送至平台后，采用手推车在外平台上运送，因此外平台表面要铺设平坦。 施工层也是施工人员最为集中的平台，因此，平台上要设置抽烟处、临时休 息室、避雨室等设施，可视情况布置在内外平台上。 后期修补、养护层，顾名思义，这层平台主要是为砼出模后的收面、压光， 图 25 滑模平台结构示意 Figure 2 - 5 the sliding-mode platform structure 河北工程大学工程硕士学位论文 16 以及砼的后期养护提供工作平台，又称为吊架、吊架手等。另外，这层平台也用 于剔凿预埋件、检查砼出模效果、出模强度等。在冬季施工时，吊架也可兼当保 温层使用。 2.3.2 滑升平台的型式设计 滑升平台的型式通常有柔性操作平台和刚性操作平台两种结构型式，两种型 式各有特点，在组织滑模施工时需根据筒仓结构和施工现场的实际情况，合理选 取。 2.3.2.1 柔性操作平台 筒仓滑模的施工层也即内外工作平台，均在提升架的立柱附上着，形成沿圆 周方向内外连接为一体的环形整体平台。平台的内部往往做成辐射状的拉杆型式， 通过中心鼓圈（或中心盘）将内辐射拉杆系统张紧，对整个操作平台施加了一个 的法向内测力，形成了一个内柔外刚的空间受力的体系，我们称这种平台为柔性 操作平台。如图 26。 2.3.2.1 桁架结构刚性操作平台 考虑仓顶等水平结构层的施工，滑升平台还可以设计为桁架型式，其内部为 钢管桁架（或型钢桁架）的结构形式。其结构型式如图 27 所示。 辐射桁架型式平台的优点是整体刚度好，受力均衡；提升架垂直度可调，模 图 26 柔性操作平台 Figure 2 - 6 the flexible operation platform 第 2 章 滑模系统研究 17 板倾斜度易控制；平台承载力大，通过适当改组加固后可适用于仓顶等水平结构 层施工的模板支架。其内部钢桁架型式大致分为两种情况，其一是用中间钢结构 桁架和空间鼓圈的方法，用角钢、槽钢等型钢加工，随滑升系统共同滑升滑到位 置后改装平台系统，将桁架和鼓圈结构留在仓顶的支座位置处，此种方法由于加 工制作结构的工程量较大；自重相对较重，安装起来烦琐，工期和时间较长，后 期拆卸难度很大，材料浪费较多，现在采用较少。其二是采用扣件式钢管桁架， 主要配合钢管式提升架使用。提升架及桁架制作材料为标准 483.5（或 3.0）钢管，钢管取材方便，桁架搭设灵活方便，工艺简单，组装和拆除占用工 期较少，自重相对较轻，基本上不存在材料浪费情况，在目前的滑模施工中应用 最为广泛；在 21 米直径以下筒仓施工中，当钢管桁架随滑升平台滑升托带至仓 顶施工位置时，将桁架与滑模平台分离，通过适当改造和加固，固定于筒壁上， 做为仓顶等筒仓水平结构层的支撑体系。 2.42.4、本章小结、本章小结 在滑升系统的设计中，我们考虑到以下三个方面，一是滑升平台各个构件的 截面性能满足受力要求，整个平台稳定性符合要求；二是平台功能满足整个滑模 施工过程中各个工序的需要；三是施工活动的人性化设计，做好安全文明施工。 图 27 刚性桁架结构操作平台 Figure 2 -7 rigid truss structure operating platform 1外挑平台 2提升架 3筒壁 4内围圈 5辐射桁架 第 3 章 滑模施工工艺总结 18 第第3 3 章章 滑滑模模施施工工工工艺艺总总结结 3.13.1 滑模平台组装滑模平台组装 3.1.1、组装顺序 操作平台组装顺序为：立提升架安装内外围圈、绑扎仓壁内钢筋组装内 模绑仓壁外侧钢筋 组装外模刚性平台组装安装液压系统插入支承杆 拉杆安装试滑检查整理浇筑库壁砼滑升安装挂脚手。 3.1.2、平台组装质量要求 滑模平台组装的允许偏差见表 31。 表 31 滑模平台组装允许偏差 Table 3 -1 the sliding-mode platform assembly tolerances 序 号内 容允许偏差（mm） 1模板中心线与结构截面中心线位置3 2围圈位置横向偏差（水平、垂直方向）3 3平面内3 4 提升架垂直偏差 平面外2 5平面内3 6 提升架安装千斤顶的横向水平偏差 平面外2 7上口-1 8 考虑倾斜度后模板尺寸 下口+2 9提升架平面内5 10 千斤顶安装位置偏差 提升架平面外5 11圆模直径5 12 相邻两块模板的平面平整 1 3.1.3、支承杆的安装 支承杆的安装，必须在滑模全部组装验收合格、千斤顶空载试车、排气后进 行。为了增加支承杆的稳定性，避免支承杆基底处局部压力过于集中，在支撑杆 的下端，应垫一块钢垫板，以加大承压面积。 支承杆必须保持平直光洁，发现弯曲及表面锈蚀等现象，必须及时修整，以 第 3 章 滑模施工工艺总结 19 免安装后影响承载力及损坏千斤顶。 3.1.4、组装注意事项 模板组装前应将交接部分凿毛，并清理掉进的杂物，在模板下口用水准仪抄 平后用砂浆抹平再立模板，防止初入模砼漏浆。 插支承杆时，不可插到底，要高于滑模平台组装工作面 300mm，保证油路系 统试压时，不致于空模爬升滑空，油路试压正常后，再插到受力面上。 挂脚手架应在模板下口滑升至距离地面 2m 时开始组装。 组装前弹线要准确，弹出仓壁边线、洞口边线和开字型架安装位置线； 水 准点引测到每一个开字型架位置处结构立筋上，要严格控制联系梁、辅助平台及 千斤顶的水平度和开字型架垂直度；模板组装必须有一定锥度，内仓壁模板锥度 控制在 0.20.25，外仓壁模锥度控制在 0.150.2，内仓壁两侧模板锥 度应与轴线对称。模板的倾斜度可由下列方法得到：在制作和组装围圈时，使上 围圈的内外围圈之间的距离，大于下围圈的内外围圈之间的距离。这样，当模板 安装好后即可得到要求的倾斜度。 3.23.2 滑升工艺滑升工艺 滑模施工的技术原理相对简单，在筒仓仓壁滑模时的滑升工艺缺很难掌握， 可以说，工艺决定成败，总结出一套好的滑升工艺致关重要。滑模施工过程主要 分为初滑、正常滑升和末滑三个阶段，中间穿插着空滑等中间环节。 3.2.1 初滑 初滑是滑模组装完成后，并分层浇筑混凝土入模达到定高度后的第一次提 升。混凝土入模时分层浇筑厚度为 250300mm，浇筑高度达到 9001200mm， 并且已浇筑混凝土强度达到 0.2MPa0.3MPa 的脱模强度时，即可对提升千斤顶 供油，进行初次滑升。首次提升高度以 2050mm 为宜，此时需要观察底层混凝 土的凝固情况。根据施工经验若混凝土表面湿润，手指按下去有硬感，又可按 出印痕，砂浆不沾手，提模过程中能听到“沙沙”的摩擦声音，说明混凝土强度 可以进行提模操作，然后再缓慢提升 200mm 左右。初滑时间应控制在混凝土初 凝后终凝前进行，正确掌握初滑时机极为重要，提模过晚会造成模板与混凝土黏 结而将混凝土带起或拉裂；过早则会因混凝土未达到一定强度而出现混凝土坍塌 情况，影响施工质量。 一般情况下，气温在 15左右时，混凝土浇筑完成后 河北工程大学工程硕士学位论文 20 56h 后即可进行初次滑升。 初滑后应及时检查滑模设备各部工作情况是否正常，包括千斤顶动作是否全 部正常；滑升平台和其它设施有无拉结，是否全部脱离；控制台供油是否正常， 油路系统是否漏油；模板系统是否可靠，有无涨模现象。发现问题应迅速解决， 确认整个滑升平台状态良好方可转入正常滑升阶段。 3.2.2 正常滑升 当初滑以后，进入正常滑升阶段，可按计划的正常班次和流水分段、分层浇 筑，分层滑升。正常滑升时，两次滑升之间的时间间隔，以提供的砼达到 0.20.3MPa 立方体强度的时间来确定，一般控制在 1.5 小时左右，每个浇筑层的 控制浇筑高度为 300mm，绑扎一层（浇筑层）钢筋、浇筑一层砼，砼正、反循环 向浇筑，气温较高时中途提升 12 个行程。 滑升过程中，操作平台应保持水平，千斤顶的相对高差不得大于 50mm，相 邻两个千斤顶的升差不得大于 25mm。如果超过允许值，应及时检查各系统的工 作情况以及砼出模强度，并及时找出原因，采取有效地措施以排除。 3.2.3 末滑和空滑 当模板上端滑至各层平台梁、板底标高时放慢滑升速度，并进行准确的抄平 和找正工作，进入末滑阶段。整个模板的抄平、扰正，应在滑升到停滑标高位置 最后一模之前作好，以便顶部均匀地交圈，保证标高及位置的正确。将梁板标高 控制线引测在支承杆上，以方便找平，按规定留好施工缝。 空滑时，根据混凝土的凝固情况，每 0.5h 左右滑升一次，直至混凝土凝固， 滑升平台提空，使提升架立柱高于待施工结构层。空滑时，滑升平台上的设备及 时清理尽可能大的减轻自重，空滑时要穿插进行支承杆加固工作，加固一层，滑 升一层。空滑时派专人观察支承杆稳定情况，滑升过程要保证滑升平台水平，防 止支承杆局部失稳。 3.33.3 支承杆施工支承杆施工 3.3.1 支承杆接长 滑模施工时，由于是连续滑升，单层支承杆的高度在大多数情况下不能满足 第 3 章 滑模施工工艺总结 21 滑升的需要，因此要进行支承杆的接长。当插入第一层支承杆时，须将第一层支 承杆设均为 6 米、和 3 米两种，以将后期支承杆接长的时间错开，以后当每个支 承杆高度不够时需进行接长。接长时可以采用焊接接长，将上下支承杆对齐，进 行焊接连接后，打磨平滑利于千斤顶爬过；也可以采用机械连接，提前在支承杆 两头分别夹装上丝杆和丝母，进行支承杆接长时，利用螺纹连接形式进行装配， 并用管钳拧紧。 3.3.2 支承杆加固 由于采用逐层连续滑升方案，因此支承杆基本上不需要进行加固。当进行空 滑以及过门窗洞口时需要对支承杆进行加固。 可采用支承杆与仓壁立筋和水平筋焊接成格构柱形式进行加固。先将支承杆 周围仓壁四根立筋、水平筋和短钢筋(12mm)焊成格构柱形式，再用短钢筋对角 连接并与支承杆相连，加固钢筋层间距 400mm，每个节点不少于两个焊点。 也可以使用钢管进行加固，用 2m 钢管在支承杆上每 600mm 设置一层水平杆 使整个支承杆形成一个环形的整体。 3.43.4 模板改装模板改装 在滑模施工中，由于存在洞口以及仓体截面设计有所变化的情况，因此就须 对滑模施工的模板系统进行改装。 3.4.1 洞口处模板系统处理 滑升过程中遇到洞口时的模板改装。借助木模板进行改装，主要适用于洞口 位置处改装，首先按洞口规格制作洞口的侧向模板和顶模。当滑模平台滑至仓壁 洞口下方时，将侧向模板插入滑模平台的内外侧模板中，充当堵板作用。当滑模 平台滑升至洞口上标高位置时，将顶模水平放入内外侧模板中并固定在千斤顶支 撑爬杆上，继续滑升过洞口后正常滑升。 3.4.2 滑升截面发生变化时的模板改装 当滑升过程中遇到环梁或牛腿，附壁柱施工结束等截面发生变化的情况时， 应对模板系统改装，适应截面变动需要。需拆除相应位置处的内侧或外侧模板拆 除，改变相应的围圈系统，侧向适用定型钢模板或木模板（视改装后的滑升高度 河北工程大学工程硕士学位论文 22 而定）底模采用木模板进行临时支模。这样综合运用各种模板体系来完成变截面 构件的模板改装。 3.53.5 混凝土施工混凝土施工 3.5.1 混凝土搅拌 混凝土供应一般采用商砼形式，如不能实现可选择现场搅拌，或采用两者相 结合形式。混凝土供应应及时，不能耽误滑升平台的提模操作。夏季施工时混凝 土的塌落度控制在 160mm 至 200mm 之间；冬季施工相对降低一些，一般选择在 120mm 至 160mm 之间。 3.5.2 混凝土运输和浇注 浇注混凝土时要分层均匀浇筑，每次浇注高度为 300mm；浇筑时主意两点： 一是相邻两层混凝土的浇注方向要相反，不断轮换，防止平台扭偏，二是每层混 凝土浇注时要对称浇注，防止平台在垂直方向上偏斜。各层混凝土浇注时间时间 不要大于混凝土初凝时间，振捣时要注意振动棒不触及模板、钢筋和支承杆。 3.5.3 混凝土脱模及养护 混凝土浇筑过程中采用电脱模或者刷脱模剂方式进行脱模，脱模后根据工程 施工的要求进行拉毛或者压光，并进行养护。根据天气情况，每日喷水 1 至 3 次。 3.63.6 施工精度控制施工精度控制 3.6.1 测量放线和标高控制 根据业主提供的定位基准点，将筒仓结构主轴线引到四周龙门板上，并用砼 埋设好轴线控制桩(点)。 施工时用经纬仪将地面控制轴线引到基础垫层、基础、墙柱上。 现场内根据业主提供的水准点和坐标，在每只筒仓上设一个高程控制点，标 高引测用钢尺直接丈量。 3.6.2、垂直度、扭转控制及纠偏 钢筋砼筒仓垂直度关键在于竖向校核点的正确性及结构砼的垂直度，轴线位 第 3 章 滑模施工工艺总结 23 置的测量精度，只要保证偏移、扭转量不超过设计要求，筒仓垂直度、轴线位置 均能满足要求。在基础上四角用红漆标出标准纵横向轴线位置，用经纬仪引测到 上部，施工时采用经纬仪引测、线锤引测相结合。 筒仓仓壁滑模施工时，采用 20 公斤大线锤观测滑模偏移、扭转。每只筒仓 设在仓壁外侧 3 个线锤，在线锤的初始位置处，做标记线，每半个工作日，观察 一次线锤偏移情况。当垂直偏差超过允许偏差范围时，应及时纠偏，可通过调整 千斤顶限位位置或者调整操作平台上的局部荷载进行矫正，如果效果不明显，可 用调整平台并加固支承杆等方法进行，也可采用外力进行纠正；当发现有向某一 方向扭转趋势时，要进行扭转调偏，可采用在相对一侧千顶底座下垫斜钢板法使 千斤顶向扭转的反方向爬升而纠正，也可用进行变换混凝土的浇筑顺序的办法进 行缓慢纠偏。 3.6.3、沉降观测 按照施工图纸设计要求设置沉降观测点，沉降观测点按每仓 4 个，在筒仓上 预埋螺栓套、拆模后套上螺栓进行沉降观测。 沉降观测采用水平仪定期观测，基础施工完观测一次，主体完观测一次。 沉降观测：水准点、沉降观测路线、仪器、人员、程序方法要固定，四周观 测条件环境做到基本相同。 3.6.4、筒仓滑模的工程结构允许偏差 筒仓施工全高垂直度及各种轴线的偏差控制数值见表 32。 表 32 筒仓施工结构允许偏差 河北工程大学工程硕士学位论文 24 Table 3 -2silo construction allowable deviation 3.73.7、滑模施工中的注意事项、滑模施工中的注意事项 3.7.1 组织分工 在指挥管理上各条口要有专人负责，明确责任，专人专管，不搞兼职； 在分级负责制上，平台上指挥和平台下指挥对总指挥负责； 砼垂直运输、钢筋绑扎、砼浇捣、平台调平、支承杆接长、高度控制、出模 砼表面处理、预埋件安放等工作以仓为单位对平台上指挥负责；工人安排工作要 定人、定岗、定机、定位，明确工作范围；针对各个环节制订严格的奖罚措施， 以确保施工顺利进行，保证质量。 滑模平台的偏移、扭转测量，由平台指挥根据测量数据及时进行水平校正。 3.7.2、特殊状况的紧急处理 遭遇恶劣气候及机械故障、停电等被迫中断作业后，须采取特殊状况的紧急 处理措施，及时合理的安排停滑 停滑时必须设置施工缝，以便继续浇筑时，新旧混凝土有良好的粘结，其位 置宜设于结构强度最小之处，易于施工且长度最短，方向与主筋垂直且不得有钢 筋在施工缝上中断。 中强级地震及大风暴雨雷电侵袭时，立即停止作业，设置施工缝，并做必要 的防护，复工前作出损坏鉴定，并按工程项目监理的指示实施后续作业。使用中 的模板及滑升装置，于每次复工前，认真复查，经项目工程师确认后，复工运作。 序号项 目允许偏差（mm） 1 轴线阀的相对位移5 2 直径偏差该截面筒壁直径的 1%并不超过40 3 标高 30 4 垂直度高度的 0.1%，并不得大于 50 5 库壁的截面寸偏差+10 -5 6 表面平整（不抹灰）5 7