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1、模板的設計及加工
1.1、工程概況。本工程為寧夏某電廠工程,空冷島柱為圓環形鋼筋砼結構,內直徑2600mm、外直徑3400mm、壁厚400mm。模板分環形柱外側模板和內側模板。為了保證空冷島支架柱的清水混凝土外觀質量和空冷島的整體效果,柱段外模需選用定型弧形鋼模板,內側模板一般選用定型小鋼模(本工程采用P1015型組合)。
1.2、模板的選型。模板加工選型時,需要綜合考慮模板拼縫對整體效果的影響及模板的安裝方便。如果模板塊數過多,豎向拼縫便會過多,這既給施工拼縫帶來難度也會影響整體觀感,達不到預期效果。如果模板塊數過少,必然使單塊模板的重量過重,給模板的翻轉及提升帶來困難。通過對類似工程的走該,一般模板弧長多采用2πR/3和πR/2兩種型式較多,高度為3.0m。本工程采用每塊弧長πR/2型式加工,每塊模板約0.751噸。
鋼模面板的厚度選擇需考慮三方面的問題。一是,要有足夠的強度和剛度,能滿足高度范圍內砼側壓力的,保證不破壞,不變形。但是,剛度也不能過強,如果太強在施工過程中的變形就很難通過現場調整進行恢復。二是,要考慮單塊模板的重量,翻轉及提升的方便。綜合各方因素,本工程模板選用面板厚度為6mm鋼板。弧肋及豎肋均采用12#槽鋼。模板拼縫處采用M22螺栓連接。
1.3、外模拼縫處螺栓連接計算:本工程采用每四塊模板組成一節模板,弧形定型鋼模間通過M22螺栓連接,每節高度3m。
采用內部振搗器時,新澆筑的混凝土作用于模板的最大側壓力,可按下列兩式計算,并取二式中的較小值:
F=0.22γc T0β1β2V1/2 (1)
F=γcH (2)
式中 F:新澆筑混凝土對模板的最大側壓力(KN/m2)
γc:混凝土的重力密度(KN/m3),取25.1KN/m3
T0:新澆混凝土的初凝時間(h),取4h;
V:混凝土的澆灌速度(m/h),取4m/h
H:混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度(m),取3m;
β1:外加劑影響修正系數,取1.2;
β2:混凝土塌落度影響修正系數,取1.15;
由式(1)得:F=60.96KN/m2 由式(2)得:F=75.3KN/m2
按取最小值,故最大側壓力為60.96KN/m2 有效壓頭高度為:h=F/γc=2.43m
所以模板下部3-2.43=0.57m處螺栓均受最大側壓力。每個模板連接處共設15個螺栓,每個螺栓承受高度為0.2m高混凝土的壓力,受1/4圓弧的混凝土張力。
故每個螺栓受力為:60.96KN/m2×0.2m×(0.25×3.14×4)m=38.28KN<180KN(M22螺栓允許拉力)可以使用。
1.4、模板的加工要求
鋼模板加工時要選用有資質的、有加工經驗的大廠進行加工。非專業廠家加工后的模板一般不能滿足拼縫精度要求。模板加工時,每加工一塊完成后都要進行嚴格驗收,要求面板平整度精度為1mm。每加工完成4塊后要進行組裝,要求組裝拼縫精度為1mm。驗收合格后進行拼裝編號。再用同樣的方法加工另外4塊,待8塊全部加工完成后,在廠內進行模擬翻轉拼裝,要求水平及豎向拼縫精度均為1mm。驗收合格后進行拼縫編號。
2、模板安裝:
2.1外模板施工:鋼筋工程驗收合格后,環形柱模板才能進行支設。在環形柱內外側彈出-0.1m的水平標高線,用塔吊將定型外模吊裝到位,模板接縫統一留設在空冷軸線方向,嚴格控制第一節模板的底標高。模板底口與基礎支柱接縫處用砂漿封堵。
模板找平后,開始調節半徑。環形柱模板半徑尺寸與設計半徑有偏差時,用可調底座(托座)固定在架管上進行調整,調整時不得將可調底座(托座)直接作用于模板上,應在模板上口臨時加設螺栓,底座(托座)作用于螺栓上。調整半徑的同時,必須注意模板的垂直度和拼縫,必要時采用外圍箍或葫蘆調整。利用可調底座(托座)調整時應注意兩方向對撐,防止整體變形。
外模板初就位、定位、固定后先進行軸線的復核,利用中部圓心處定出的線對外模板的位置進行確定,并調整其垂直度、拼縫等,達到規范要求的尺寸范圍內。外模板位置確定后用螺栓對模板進行緊固。外模板加固完成后以外模板為依據進行內模板的安裝。
柱外模由兩節模板采用翻模施工法。環形柱第一節模板澆筑后,施工第二節混凝土。待第一節混凝土強度符合拆模要求后拆除,再進行第三節模板的安裝。第三節混凝土澆筑完后開始拆除第二節模板。依此類推,隨著柱高周轉提升使用,直至施工到柱頂。翻模時,必須對外模板進行校正,如果不符合規范要求,則必須修補合格后方可使用。
上層模板砼澆筑完成終凝達到一定強度后下層模板方可拆除,模板拆除后需進行除銹、清理、刷油等工作完成后,再進行模板安裝。如果,模板拆除后不能立即使用,要先用塑料薄膜進行覆蓋防止灰塵污染。安裝前需再次確認模板的清潔度。
2.2內模安裝:內模選用P1015型號鋼模,每節需160塊,對應外模一節需內模兩節。施工上層環形柱內側模板時,下層模板不能拆除。上層模板的下部內模板緊貼已施工完的下層內模板,中部及下部同時使用14mm鋼筋圍箍,保證環形柱的截面尺寸以及弧度的順暢。
內模施工時,必須考慮到內模在混凝土澆筑后向內緊縮。所以,在內模支設時,剩下的縫隙應用3mm厚的三合板(寬度90mm,每邊寬出20mm,深入鋼模板內側)封堵。三合板后面中心位置用40mm寬的方木(厚度和鋼模板一樣)頂緊,兩頭用木楔卡緊,使內模板在澆筑混凝土有微膨脹的空間。
內模板就位后,按照以上方法進行固定后還要利用法蘭螺絲將模板對拉,保證內模板的截面、尺寸的準確。法蘭螺絲的具體安裝方法按照實際情況進行調整。
2.3模板找中:模板進行找中,利用預先埋設在內筒基礎頂面的M1515埋件。施工前利用全站儀將各柱中心點在埋件上進行標識。向上施工時,內架加設15公斤重線錘,每節利用線錘找到柱中心點,并根據此點調整半徑。
另外可以根據外模板的接縫及柱段的垂直度進行參考找正,若中心正確,接縫應為垂直。
3、拆模注意事項
因外模板體積及重量較大,移動不便,容易損傷成品砼。因此拆模時砼強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞后,方可拆除。拆除模板時要遵循“先支后拆、后支先拆;先拆內模、后拆外模。模板拆除時間既不能過早也不能過晚,拆除過早,砼的養護時間不夠、強度達不到要求,拆除過程中會損壞成品砼。拆除過晚,鋼模板內表面與已達到強度的砼會產生脫離,上一段砼澆筑時會有水泥漿滲入。由此,鋼模內表面會生成鐵銹而污染砼的表觀質量。
拆模板時先用塔吊吊繩將模板掛住,然后開始擰松緊固螺絲,螺栓不得一次性全部擰掉,要先全部擰松后用小錘子敲擊模板外側使其與砼脫離后用塔吊吊住。然后,將螺栓松開。鋼模板拆除后要立即進行清理,并進行下一節模板安裝。如果不以及時進行下一節模板安裝,模板內表面必須用塑料薄膜進行封存。防止風沙,雨雪等天氣對模板板面的污染。
4、模板在使用中的保護
因鋼模板在使用時不是一次性的,為防止模板損傷,使模板質量不影響上部結構的清水砼要求,節約成本。所以在使用中應加強保護并做到以下幾個方面:
(1)不要猛力撬、敲粘在砼上的模板,也不能高處丟、擲模板,避免造成模板的損壞、變形,而影響下次的安裝使用。
(2)應選用合適的脫模劑。對脫模劑的品種、顏色應根據清水砼結構的特征進行選擇,使其既便于脫模,又能保證砼表面的光潔度和砼的色澤要求。
(3)對粘在模板表面的砼碴(漿)應及時進行鏟除清理干凈,并在下次使用前涂刷脫模劑,保證模板表面平整、光潔。
(4)對多次使用的鋼模板進行定期檢查,如發現變形的應及時校正后才能再次使用。