DoKa爬模系统的设计特点及在工程中的应用.doc

1、DoKa爬模系统的设计特点及在工程中的应用DoKa爬模系统的设计特点及在工程中的应用 2010年11月07日摘要 DoKa 爬模系统是武汉阳逻长江公路大桥北塔工程从国外引进的用于主塔混凝土现浇施工的大型自升式模板、支架结构，该结构适应于高层建筑施工,特别适用于各种不同截面型式的高塔、高墩建筑的施工，具有自重轻、承载能力大；模板合模、脱模施工简捷，模板定位精确、爬架爬升操作方便；并能同时进行已浇筑混凝土表面的修整养护、模板的收分改制、塔柱钢筋劲性骨架的绑扎安装的施工，非常有效地缩短了塔柱施工时间和安全可靠等优点。本文从DoKa爬模系统的设计、组拼、工程实践等方面较全面地介绍了DoKa爬模系统在工

2、程中的应用，对于各种不同截面型式的高塔、高墩建筑的施工，具有一定的参考价值。 1 概 述 DoKa 爬模系统是武汉阳逻长江公路大桥北塔工程从国外引进的用于主塔混凝土现浇施工的大型自升式模板、支架结构，该结构适应于高层建筑施工,特别适用于各种不同截面型式的高塔、高墩建筑的施工，具有自重轻、承载能力大；模板合模、脱模施工简捷，模板定位精确、爬架爬升操作方便；并能同时进行已浇筑混凝土表面的修整养护、模板的收分改制、塔柱钢筋劲性骨架的绑扎安装的施工，非常有效地缩短了塔柱施工时间等优点。现将DoKa 爬模系统的设计特点与构造、模板、爬架的组拼及施工控制叙述如下。 2 DoKa爬模系统的设计 21 设计原

3、则： 武汉阳逻长江大桥北塔设计为分离式H型空间结构，塔高160.512m，截面为空心薄壁截面，塔柱顶截面尺寸为8.7m顺桥向 6.3m横桥向; 塔根处截面尺寸11.029m顺桥向8.353m横桥向，塔柱四面变坡，三种斜率（如图1），截面型式复杂，给施工带来困难。为既满足设计又便于施工,确定了DoKa爬模系统设计原则是: （1）DoKa爬模系统要求自重轻、承载能力大且具有可靠的安全度； （2）DoKa爬模系统须自行爬升，标准节段爬升高度4m； （3）要求塔柱混凝土表面的修整养护、模板的收分改制、塔柱钢筋劲性骨架的绑扎安装能平行作业，互不干扰； （4）要求模板合模、脱模施工简捷,模板精确定位容易，

4、操作方便； （5）爬模平台系统上的施工荷载2KN/m2；模板承受侧向荷载达30KN/ m2 ； （6）DoKa爬模系统结构要求做适当调整或改造后，可适用于不同截面型式高塔或高墩建筑的施工。 22 DoKa爬模系统的构造 DoKa爬模系统主要由模板系统和爬架系统两大部分构成。 （1）模板系统 模板系统的组成有:外模面板、内模面板、木工字梁、钢围囹、对拉螺杆、大垫片螺母、园螺母、PVC对拉螺杆套管、PVC对拉螺杆套管堵头、模板吊挂装置、止浆带等。 塔柱外侧模面板，板厚21，为十五层夹板结构，表面光滑且经过特殊处理，具有一定的赖久性。面板的带木采用DoKa木工字梁呈水平布置，木工字梁高20。主塔截面

5、园弧段倒角在全塔柱高度范围内尺寸无变化，故圆弧段倒角模板采用钢模。 塔柱内侧模面板为三层木夹板结构，板厚21，面板的带木也采用DoKa木工字梁。 模板的设计高度为4.5m， 正常使用高度为4m，其中22.5压在已浇筑的塔柱混凝土面上并设置两道止浆带，以利于节段间混凝土接缝良好，无错台，有效避免接缝处混凝土漏浆。 （2）爬架系统 爬架系统主要由操作平台结构和爬升系统两部分组成。操作平台由钢结构、Doka木工字梁和木脚手板、护栏构成；爬升系统由悬挂靴、爬升导轨、安全销、液压动力油泵及油管路、液压千斤顶、提升装置、爬架头、支撑机构、支撑靴及红头螺栓、锥形螺母、猪尾巴筋(锚固钢筋)等构成。（如图2）

6、操作平台结构为五层轻型金属框架，竖向高16 m,平面宽3.1m,重约83.4t（含模板重量12.7 t），在每层框架上用DoKa木工字梁作为分配梁，其上满铺脚手板，该平台为主塔施工及施工人员提供一个操作的活动空间安放模板并存放施工中所必须的工具和堆放一些临时施工荷载。 操作平台结构分四片环塔柱四周独立的布置，同一层的平台形成环状通道，层与层之间的平台设置有楼梯通道，供施工人员使用。 爬升系统是DoKa爬模系统的核心部分，由顶升设备和附墙结构组成。它不仅为DoKa爬模系统的爬升提供动力，并且将DoKa爬模系统的自重及其上的全部施工荷载通过附墙结构均匀地传递在塔柱上，根据设计在塔柱的四个侧面分别设

7、置有数量不等的爬升设备及附墙结构。 DoKa爬模系统的爬升动力是由设置在-1平台上的一台油泵和与油泵主油管路串联的千斤顶提供。千斤顶一次顶升的行程为10。通过连续不断的顶升使爬模系统延爬升导轨顶升到位。 DoKa爬模系统的附墙是通过红头螺栓将爬架的附墙结构（锥形螺母、猪尾巴筋）等附墙预埋件连接来实现附墙的。每个附墙结构由2个红头螺栓、1个悬挂靴、2个锥形螺母、2根猪尾巴筋组成。 红头螺栓为30，10.9级的高强螺栓，单个螺栓容许剪力为200kN；单个螺栓容许抗拔力为70 kN。 23 设计特点 根据塔柱施工各工序最大限度地平行作业的设计要求，充分满足方便施工的需要，Doka爬模系统设计主要有以

8、下特点： （1）由于塔柱为四面变坡且坡度不同， DoKa爬架设计时在塔柱内侧面除外的其它三个面采取了平台可自行收缩装置, 其中与塔柱内侧面对应的外侧面平台由两端向中间收缩,其它两个面由一端向另一端内侧收缩。DoKa爬架的收缩装置随着塔柱施工高度的增加,塔柱截面尺寸的减小,可自行回收,并始终保持与塔柱表面密贴。 （2）DoKa爬架的主要受力结构简单,为最基本的三角形结构;力的传递明确。 爬架自重、人员荷载及一些临时施工荷载均通过此三角形结构经爬架的附墙传递至塔柱上。对应每个三角形结构分别设置有用于DoKa爬架顶升的千斤顶及配套的悬挂靴、爬升导轨、提升装置、爬架头、支撑机构、支撑靴等爬升设备。 （

9、3）DoKa爬架设计时两种最不利工况的荷载大小为： 爬架在静止状态下（爬架爬升到位工作时），爬架附墙处的螺栓最大允许剪力为130KN，最大拔力为130KN； 爬架在运动状态下（爬架在爬升过程中），爬架爬升最大顶升力为100KN，最大拉力为125KN。 （4）根据模板安装的需要,整个DoKa爬架通过调整受力三角架结构的斜撑而形成仰角。 （5）根据主塔结构施工节段划分的要求, DoKa爬模系统设计按4m节段进行塔柱砼浇筑。模板对拉杆平面处设置三层，倒角处设置五层。 （6）DoKa模板采用木模板，板厚21，带木采用木工字梁.木工字梁高200，其几何特性及允许内力为EI=450KN，允许剪力V=11K

10、N，允许弯矩M=5.0KNm。 （7）DoKa模板在专用的平台上制作、组拼完成后，整块模板吊挂在爬架的+2平台的模板吊挂走道上。 3 DoKa爬模系统的组拼 31 DoKa爬模系统组拼工艺流程 32 DoKa爬模系统组拼工艺要求 （1）DoKa爬模系统组拼前的准备工作 在施工现场靠近木工车间附近找一块面积不小于800场地作为模板的组拼和堆放场地。 （2）模板组拼平台搭设 模板组拼平台大小取决于一次组拼几组模板，一般按一次能组拼三组模板为宜，其模板平台平面尺寸通常为长15m、宽6m。平台通常采用钢板与型钢搭设，平台的平整度要求2。 （3）模板组拼 根据钢围囹设计位置，利用平台上25的木板（四边刨

11、光）做模具将钢围囹三面夹紧固定。在钢围囹上，根据设计要求的木工字梁间距布置木工字梁，并利用专用模具在木工字梁上套钻孔使木工字梁与钢围囹联结牢固。 根据图纸在已拼好的围囹上、木工字骨架上组拼面模。面模的组拼用Doka专用工具模板挤紧器设备将面模固定夹紧,用一通长靠尺固定在面模上, 检查模板平整度并同时检查模板对角线长度，使模板尺寸正确。 为避免面模的切割面被空气中的水分浸入而使面模翘曲，在面模切割面立即用doka的专用油漆予以封闭。 由于组拼完成的模板面积都比较大，为确保大块模板在起吊及砼浇筑过程中的整体稳定，根据模板的拼装宽度在距模板顶、底80左右水平用2根槽12的槽钢加强模板。 模板整体起吊

12、是采用吊装梁进行。 （4）爬架、模板现场安装 塔柱在浇筑达到爬架安装要求的基本高度后（一般为h4m），开始进行爬架、模板的安装工作。爬架按0号平台与-1号平台、+1号平台、+2号平台、-2号平台单元顺序进行安装，各单元分别需在组拼平台上组拼完成，然后各单元整体起吊安装在塔柱预埋件上就位。 模板的安装是在爬架安装、调整完成后进行。 4 DoKa爬模系统的施工应用 41 DoKa爬模系统施工工艺流程 42 DoKa爬模系统爬升的主要步骤与方法 （1）在已浇筑的塔柱节段上安装完成悬挂梁和悬挂靴; （2）清洁油泵主控制柜,检查电线路、油管路、油压表、控制开关,确认后起动油泵,检查有无异常并确认; （3

13、）将爬升导轨与爬升靴之间杂质、垃圾清除干净,爬升导轨涂抹润滑油（机油）; （4）检查与爬升导轨相接触部件及其周边有无影响爬升导轨提升的障碍物; （5）将提升装置的控制手柄向上搬起; （6）打开千斤顶的进油阀门,起动油泵将爬升导轨爬升到位,安装好插板，回油，关闭千斤顶的进油阀门; （7）检查-2+2各层平台的每个面有无阻碍爬架爬升的障碍物并予以清除（因主塔四面均收坡,爬架的收坡段设置在0#平台,0#平台的回收量要预先考虑设置）; （8）检查各层平台上的施工荷载是否摆放在指定位置,并将各层平上不急需的临时荷载予以清除,以减轻爬架爬升的重量; （9）回旋爬架支撑机构螺杆，拔起爬架支撑机构控制器插上控

14、制销，使爬架支撑机构脱离塔柱混凝土面; （10）顶起爬架导轨支撑靴，将提升装置的控制手柄向下搬起; （11）抽出安全销、打开千斤顶的进油阀门,起动油泵进行爬架的爬升； （12）爬架爬升到位后，插上安全销、关闭千斤顶的进油阀门和油泵。 43 塔柱标准节段施工控制工期 砼养护 12 小时 拆 模 8 小时 爬架爬升 4 小时 安装劲性骨架及竖向主筋 28 小时 立模穿拉杆 24 小时 砼浇筑 6 小时 一个标准节段的塔柱砼施工时间约为8290小时。 44施工特点 （1）在横梁范围的塔柱施工时，先行塔柱施工，待DoKa爬架越过横梁范围后，再进行横梁施工； （2）在有横隔板的塔柱施工时，预留钢筋于柱内

15、，待DoKa爬架越过横隔板后再进隔板施工； （3）由于塔柱施工的分节高度（模板的分节）为4m。因此塔柱主筋的定尺及劲性骨架设计高度宜为4m的倍数； （4）塔柱节段混凝土的数量约为89m3208m3,而设计容许的模板的侧压力为30KN/ m2。因此，混凝土的灌注速度平均约为1820 m3/小时，混凝土塌落度约为18左右，初凝时间为虎作1214小时。 44 施工人员组织 DoKa爬模系统在施工中合理配置劳动力,正确地划分其工作范围不仅可以保证各工序的施工质量,还可以使工序之间的施工能较好地衔接，从而缩短工期目标，把DoKa爬模系统集质量、进度、安全于一体的优越性可以充分发挥出来。 根据DoKa爬模系统施工特点，施工人员主要分成三班组，施工组、钢筋班、木工班，每个班组的工作内容既相对固定，班组与班组之间又相互配合，形成了过程的施工由相对熟练的操作人员负责，从而保证各工序的施工质量。 5 注意事项 51 DoKa爬模系统附墙红头螺栓预埋件在埋设时必须位置准确并