超高層鋼混凝土柱模板施工技術(shù)

超高層鋼混凝土柱模板施工技術(shù)

隨著頂層大型建筑的增多，頂層建筑中框架的截面積不斷擴(kuò)大，截面類型也越來越多樣化。對高層建筑施工的模板施工工藝的安全性、可行性、效率及節(jié)能性的要求也越來越高。因此,對大截面型鋼混凝土柱模板施工技術(shù)進(jìn)行探索具有重要意義。目前國內(nèi)對于巨型鋼骨柱的施工,通常采用普通的翻模、組合鋼模板和鋼爬模施工工藝。沈陽市府恒隆廣場塔樓施工過程中,先后運(yùn)用了組合鋼模板和木模翻模施工的方法,以下對這兩種模板工藝的設(shè)計與施工中涉及的一些問題進(jìn)行分析。1目前鋼結(jié)構(gòu)柱截面形狀的難點(diǎn)沈陽市府恒隆廣場塔樓為帶加強(qiáng)層的內(nèi)筒外框結(jié)構(gòu),地下4層,地上68層,總高度309.2m。其中7層以下部分,每層有型鋼混凝土柱20根,7層以上每層型鋼混凝土柱有16根,共1104根。鋼混凝土柱截面形狀復(fù)雜,截面變化大,最大邊長4433mm,最小邊長僅1400mm。該工程塔樓型鋼混凝土結(jié)構(gòu)柱施工有以下難點(diǎn):(1)截面變化大,其中柱截面邊長在地下4層為3500mm,到頂層時僅1100mm;(2)柱截面變化次數(shù)多,由地下4層到68層,總共變化7次,每次變化值在200mm左右;(3)柱截面形狀復(fù)雜,既有正方形、長方形,也有不等邊梯形;(4)設(shè)計院不允許現(xiàn)場在型鋼上進(jìn)行焊接作業(yè),不使用對拉螺桿,如何保證模板在澆筑過程中不變形,保證柱截面形狀是一個難題;(5)本工程系低價中標(biāo)工程,成本控制要求很高。因此選擇一種既能保證施工質(zhì)量,進(jìn)度,又經(jīng)濟(jì)的模板體系是本工程的關(guān)鍵。2確定組合拼裝大鋼模板方案針對工程鋼骨柱的特點(diǎn),首先從模板尺寸的選擇設(shè)計著手,在保證混凝土澆筑成型質(zhì)量及美觀的前提下,對模板施工工藝進(jìn)行改進(jìn),從而加快工程施工進(jìn)度。同時,也要很好的控制工程生產(chǎn)成本,保證施工安全。因此,選定了組合拼裝大鋼模板方案。組合拼裝大鋼模板施工中對勞動力需求少,利用機(jī)械化程度高,并且不需要設(shè)置對拉螺桿,能很好滿足工程的需求。2.1截面板面尺寸設(shè)計型鋼柱截面尺寸變化大,柱截面尺寸及數(shù)量:截面尺寸為1100mm,42個;1200mm,112個;1300mm,90個;1400mm,46個;1500mm,40個;1600mm,21個;1800mm,42個;2000mm,216個;2800mm,63個;3200mm,11個。通過對柱截面及高度的分析,決定采用以下尺寸的板面進(jìn)行組裝、周轉(zhuǎn),達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的配置。塔樓所有柱截面配板板面尺寸按照要求進(jìn)行組裝。配板尺寸長2900mm,寬度及數(shù)量分別為:500mm,16套;700mm,16套;800mm,26套;1100mm,32套;1200mm,31套;1400mm,17套。2.2模型設(shè)計組合拼裝鋼模板主要有模板面板、外水平背肋結(jié)構(gòu)、柱模板支撐定位系統(tǒng)、柱模板操作平臺等4個部分組成。2.2.1肋側(cè)邊界提高安裝面板采用6mm厚Q235熱軋鋼板,豎肋及側(cè)邊框均采用[12;橫筋采用80mm寬10mm厚Q235熱軋鋼條;組拼板間栓接連接固定成整體(見圖1)。2.2.2端部斜拉螺栓加固外水平背肋采用雙道[16與組拼板固定(見圖2),并在端部連接交圈。在柱模板四角的相應(yīng)位置上布有斜拉螺栓。模板斜拉螺栓采用T36,外套u(yù)e78840聚乙烯套管。這些斜拉螺栓與水平加強(qiáng)背肋連接,形成一環(huán)封閉的拉緊結(jié)構(gòu)。2.2.3斜支撐結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)地排利用[16,用鋼管及卡扣在柱模周圍連接為地排圈,并在相應(yīng)位置上裝上斜支鉸鏈(見圖3)。利用同一錨固地排結(jié)構(gòu)架設(shè)2根斜支撐(傾斜柱內(nèi)側(cè)及3500mm以上幅面采用3根支撐)。對柱模上部定位和進(jìn)行傾角支撐。斜支撐桿采用中心定位的套管結(jié)構(gòu)以抗撓抗壓,保證穩(wěn)固支撐。每根斜支撐桿由固定支撐桿和可調(diào)支撐桿組成支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。2.2.4操作平臺的設(shè)計為便于澆筑混凝土作業(yè),特采用φ48鋼管及20mm×3mm方管制成帶有防護(hù)圍欄的拼裝式上操作平臺。操作平臺的操作面用雙層δ=15mm模板鋪設(shè),幅寬800mm,扶欄高1000mm,欄桿間隔240mm。操作平臺周圍設(shè)16個斜支撐點(diǎn)(每邊4處),用ue78848鋼管及腳手架扣件支撐于第3行柱模板水平加強(qiáng)背楞的槽口內(nèi),并用掃地橫桿定位。外設(shè)掛梯供混凝土操作之用(見圖4)。2.3模型施工2.3.1鋼骨柱、柱的組合安裝工藝模板定位放線→單片組裝→刷脫模劑→單片模板吊裝→模板組裝→定位斜撐→模板位置校正→驗收→澆筑混凝土→拆模清理→堆放整理。2.3.2梁端模板自穩(wěn)和安裝1)按照方案設(shè)計將單片模板組合成柱截面尺寸,將螺栓孔對準(zhǔn),上緊螺栓。單片組裝完畢后刷脫模劑,等待安裝。2)模板采用兩點(diǎn)吊裝,由塔式起重機(jī)吊至安裝位置初步就位。根據(jù)已經(jīng)測設(shè)完畢的柱控制線,將鋼模板輕輕放置在控制線處。組裝斜支撐桿實(shí)現(xiàn)模板自穩(wěn)。用撬棍按照控制線調(diào)整模板位置,通過調(diào)整支腿上的調(diào)平絲桿,校正模板垂直度。模板初步定位完畢后,取掉鋼絲繩進(jìn)行下一塊鋼模板的吊裝。3)指揮塔式起重機(jī)將柱模板落到已直立的第一片柱模板側(cè)邊,對準(zhǔn)連接螺栓孔位置,用連接角鋼對位連接。將上下支撐桿連接,并調(diào)整柱模板到適當(dāng)角度立穩(wěn)。4片模板臨時組合完畢后,逐個擰緊連接螺栓。安裝角部斜拉螺栓并根據(jù)柱定位控制線,用撬棍按照控制線調(diào)整模板位置,結(jié)合斜支撐桿調(diào)整垂直度。3基礎(chǔ)施工方案由于鋼模板施工必須依靠塔樓塔式起重機(jī)完成模板拼裝、合模作業(yè),為了優(yōu)先滿足上部鋼結(jié)構(gòu)施工的需要,加快施工進(jìn)度,L1層后改用了木模板方案施工。木模方案占用塔式起重機(jī)時間短,并且模板、混凝土可以和梁板一起施工,節(jié)省施工周期,加快施工進(jìn)度。3.1柱抱高溫鋼gmm木方鋼骨柱模板采用18mm厚木膠合模板,豎向次背楞采用50mm×100mm木方,柱抱箍采用2根[8背靠背夾φ20螺紋鋼(兩端和中間共3處)焊接而成(見圖5)。腳手架、模板支撐體系均采用φ48mm×3.5mm鋼管進(jìn)行搭設(shè)。采用φ14mm對拉螺桿。3.2矩形柱、異形柱的安裝1)正方形柱模板設(shè)計正方形柱柱內(nèi)型鋼居中布置。柱箍采用2×[8,底部4道間距400mm,其余間距450mm,木方間距200mm。采用φ14mm對拉螺桿,穿柱中對拉螺桿焊接在栓釘上,最大間距600mm,依柱中對稱布置(見圖6a)。2)矩形柱模板設(shè)計矩形柱柱內(nèi)型鋼偏向一側(cè)。柱箍采用2×[8,底部4道間距400mm,其余間距450mm。木方間距200mm。柱長邊部分,居中增設(shè)1道φ14mm對拉螺桿(見圖6b)。3)異形柱截面尺寸為直角梯形柱截面一邊不垂直,柱直角邊邊長與正方形柱邊長相同。柱箍采用2[8,底部4道間距400mm,其余間距450mm。木方間距200mm。柱直角邊按正方形柱設(shè)置對拉螺桿,上下底邊按照矩形柱長邊設(shè)置對拉螺桿。斜邊對拉螺桿平行于柱邊設(shè)置。斜面部分對拉螺桿需采用斜鋼墊塊,保證對拉螺桿垂直受拉(見圖6c)。3.3型鋼混凝土柱的澆筑1)柱鋼筋綁扎作業(yè)將對拉螺桿焊接作業(yè)同步,交替進(jìn)行。在鋼筋綁扎到對拉螺桿標(biāo)高后,焊接對拉螺桿,焊接完畢后再進(jìn)行下一層柱鋼筋的綁扎。2)木模板按標(biāo)準(zhǔn)層層高4200mm設(shè)計,超過4200mm的,型鋼混凝土柱將采用分段分次澆筑進(jìn)行。3)每個澆筑段柱模板最底下下4道對拉螺桿的間距為400mm,以上部分為450mm,最下一道對拉螺桿需緊貼樓板或混凝土接茬縫設(shè)置。最上一道對拉螺桿需緊貼梁底。4)對拉螺桿與型鋼柱栓釘焊接,螺桿端頭必須抵住型鋼柱,與栓釘搭接部分必須保證滿焊。5)為保證模板質(zhì)量,最下4道對拉螺桿端頭必須套兩個螺母。4柱、柱模板施工兩種模板方案均有優(yōu)缺點(diǎn),各有不同的適應(yīng)性。組合拼裝鋼模板方案有如下優(yōu)點(diǎn):(1)施工方便,勞動力需求少組合拼裝鋼模板方案不需要設(shè)對拉螺桿,柱鋼筋綁扎方便,利用機(jī)械合模,節(jié)省勞動力。(2)適用面廣,施工質(zhì)量可靠組合拼裝鋼模板根據(jù)截面頻率最高的柱制作基本模板,其余柱均在此模板基礎(chǔ)上拼裝,適用面廣。同時,通過柱模板支撐定位系統(tǒng)對柱模的上部定位和進(jìn)行傾角支撐調(diào)整,該模板工藝也適用于傾斜柱的施工。(3)經(jīng)濟(jì)效益顯著模板一次投入可以多次周轉(zhuǎn)使用,施工中只需配備一套模板周轉(zhuǎn)。但是,鋼模板施工需要利用塔式起重機(jī)合模,占用塔式起重機(jī)時間長,影響塔樓鋼結(jié)構(gòu)的吊裝時間,并且鋼模板方案必須拆模后才能進(jìn)行梁板模支設(shè)等后續(xù)工序。木模板方案中柱木模板的封模和拆模不使用塔式起重機(jī),對塔式起重機(jī)使用時間短,同時柱和梁板可以同時施工,節(jié)省施工周期,加快施工進(jìn)度。但其模板周轉(zhuǎn)次數(shù)有限,模板的固定