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翻模施工工艺在高耸构筑物中的设计与施工研究

日期:2021年04月22日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:470
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202104101658586891 论文字数:49899 所属栏目:工程硕士论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇工程硕士论文,本文以天津市某生活垃圾综合处理厂中烟囱的具体施工为例,对翻模施工工艺的设计理念、施工原理及施工工艺和质量安全控制措施进行了详细的研究,并一一进行了阐述,还对创新后的翻模系统中的各个构件进行了详细的设计说明和构件的受力性能分析。


第 1 章 绪论


1.1 研究背景和意义

随着我国蒸蒸日上的经济状态,各行业都在争先恐后的寻求发展,建筑业也位列其中。各种建筑落地而起,有中式,欧式,低层,中低层、高层等各种形式,用于商场、居住、厂房等各种行业。

近几年,开发商为了节约施工成本,高耸构筑物越来越多。在高耸构筑物整个施工过程当中,较高的施工质量、较短的施工工期还有较少的施工成本,成为开发商和施工单位共同追求的完美目标。

在高耸构筑物施工过程中的模板工程因为其搭设难度大、工人安全性要求高、材料和人工消耗成本大的缺点,使得滑模施工工艺和爬模施工工艺凭借其各自的施工优势得到了广泛应用,但在施工的过程当中也显露出了其缺点与不足。滑模施工工艺,见图 1-1,加快了现场施工的速度,大大节省了材料的消耗。

滑模施工工艺是先将滑升装置安装就位,再进行钢筋的绑扎,再利用液压提升装置一边提升模板一边浇注混凝土的一种施工工艺。此种施工方法机械化程度较高,施工速度快,以至于节省了工期,节约了成本[1]。但在施工过程中,需要对构筑物的高度进行控制,还要避免出现倾斜的状况;另外,混凝土的表面粗糙很难清理,在一定程度上会影响施工的快慢。

爬模施工工艺,见图 1-2,凭借其自身的特点,可以在没有起重机等设备的情况下,依旧可以利用液压爬升的装置进行爬升。并且在爬升的整个过程中,由于风荷载的影响相对较小,所以在爬升系统可以安全且稳定的进行爬升工作。它还具有了安全性能高、能够精准控制,节约成本等特点,所以发展快速。而且爬模施工工艺可以保证施工后平整的混凝土表面,避免了再次清理等繁琐工序,施工起来非常的简单。但是,爬模施工工艺比较复杂,模板的造价比较高。

图 1-1 滑模施工工艺 图 1-2 爬模施工工艺

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1.2 翻模施工工艺在国内外的研究现状

随着国外建筑技术的发展,模板技术的发展也有经历了很长的一段历史。在较早时期,国外一般都使用的是散装木板,在施工过程中,根据现场的需要,将木板拼接成型。整个施工过程由于是人工操作,在时间方面就会耗损较大,人力方面也存在着大批浪费。而且,木板拆除后,将不再使用,对材料也是一种极大的损失[5]。

20 世纪初,在组装式模具出现后,给模板行业带来了巨大改革。设计单位可以提前根据施工现场的需要,设计模板,加工厂再根据具体的尺寸进行大规模的批量生产。M.Ramesh Kannan[6]曾对传统的高耸构筑物模板施工方法进行了阐述,道出古老的模板施工中存在着较大的质量和安全问题,为传统的模板施工画上了句号,也为将来的模板施工指明了方向。

20 世纪 40 年代,瑞典 AB Bygging 发明了一种中央控制液压滑模系统,解除了施工现场只能依靠人民劳作的状态,对施工进度的提高有了特别大的帮助,也因此使得滑模施工得到了很快的发展。故其他国家都开始推广此种工艺[7]。

20 世纪 80 年代,爬模施工技术在国外开始盛行,并得到了较为完善的发展。这些发达国家研究了爬模工艺的整个过程,从设计到施工再到拆除,形成了一个特别完整的产业链。并且这个产业链全部由模板公司承担,较高的自动化和机械化使得这些企业可以独自完成从设计到施工的全部内容,并取得了较好的经济效益[8-9]。

在国内,模板系统研发进度较国外相比稍微落后。在 20 世纪二三十年代我国全部使用的是手摇千斤顶来达到顶升效果。直到 20 世纪 70 年代,我国某建筑公司成功研发了穿心式液压千斤顶,这样才使得我国的滑模施工工艺走向机械化进程。

在 20 世纪 80 年代末,我国引进了爬模施工技术,极大的提高了我国模板施工时的工作效率。后期国外爬模施工技术较为成熟,帮助我国建筑业有了自主研发的能力,我国的爬模技术才得以继续发展。后来经过多年研究,爬模施工技术在我国高层建筑施工中起到了不可估量的作用。

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第 2 章 翻模施工工艺的设计研究


2.1 工程概况

2.1.1 总体概况

天津某生活垃圾综合处理厂是天津市一项重点民生工程。其中的高大烟囱是此项目的一个重要且关键的项目组成。

烟囱基础为筏板基础,筒身为矩形的钢筋混凝土抗震剪力墙结构,排烟内筒为 4 只管直径为 2500mm 的钢内筒。烟囱高度 79.5m,平面尺寸为 10000*20600mm。烟囱剪力墙厚度为500~300。基础顶以上,13.5m以下为500mm、550m;13.5m~37.5m为 450mm;37.5m~61.5 为 350mm;61.5m~77.5m 为 300mm。基础的混凝土强度和剪力墙混凝土强度均为 C35。剪力墙的钢筋保护层厚度为 40mm。保温为 90mm 厚无碱超细玻璃棉。见下图 2.1-2.9。

图 2-1 10m×20.6m 烟囱平面图

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2.2 翻模施工工艺的设计理念、施工原理及特点

2.2.1 翻模施工工艺的设计理念

翻模施工工艺的设计理念便是以液压提升设备将操作平台提升,模板在跟随平台依次上升为基础进行施工。施工流程简便,而且还可以灵活搭配各种先进技术,适用于我国各施工企业现有的设备和技术管理水平,是一种较先进的高层及超高层主体施工工艺【30】。

2.2.2 翻模施工工艺的施工原理

翻模施工工艺是在滑模基础上进行了改进,它既保留了原有的一部分优点,但是其也拥有了自身独自的特点。其独有的特点就是:模板与混凝土之间的滑动变为了钢模板的向上翻动,而模板与新浇混凝土之间没有任何形式的碰撞。在模板滑升时,只需将混凝土强度控制好,不要引起支撑杆稳定系数降低和混凝土坍塌等情况发生,确保操作平台的安全可靠性。混凝土的其他条件如:温度、施工速度等条件对整个施工的影响相对较小,不会在施工过程中出现施工质量中的常见问题,为整个工程的顺利进行提供了方便。

2.2.3 翻模施工工艺的特点

翻模施工工艺是在下一层混凝土浇注完成之后,提升钢平台。再往上一层绑扎钢筋,焊接支撑,再利用手拉葫芦提升钢模板(平台不动,模板向上翻),钢模板安装完成之后,然后进行混凝土的浇注。这样操作有利于提高模板稳定性,也减少了脚手架体系的支撑搭设问题。不仅如此,此种工艺的应用,还可以大大减少施工中存在的质量问题,创造较大的经济效益。具体而言,其具有以下特点:

(1)在液压操作平台的翻模施工过程中,首先是在零米处将操作台提前组装完成。在模板提升到相应位置之后,进行结构中心的纠正。正是由于模板内的混凝土还没有浇注,所以纠偏时的筒壁不会出现凹凸不平的质量问题,纠偏也可以一次成功。在接下来的浇注施工时,等到混凝土的强度到达一定程度后就可以将模板松开,此时两者是出于无摩擦状态,故混凝土的拉裂问题就不复存在了。

(2)翻模施工时一次性浇注的混凝土的高度相对较高,与钢模板高度一致,待强度达到 1.0MP 时即可进行脱模,施工速度相对较快。而且翻模施工可根据施工需要,可做到随开随停,避免了白天黑夜的连续施工,减少了工人过度劳累的情况,为施工进度提供了保障。

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第 3 章 翻模系统的设计计算..................................39

3.1 翻模系统的计算说明.................................39

3.1.1 计算依据及内容...........................39

3.1.2 计算荷载...................................39

第 4 章 翻模工艺的施工方法研究及质量控制措施............................61

4.1 施工方案的确定................................61

4.2 翻模工艺主要施工方法........................63


第 4 章 翻模工艺的施工方法研究及质量控制措施


4.1 施工方案的确定

天津市某生活垃圾综合处理厂项目中在烟囱的施工的过程中,由于烟囱筒身高度较高,施工难度较大,所以必须寻找一个既能够满足施工质量要求,又能保证施工公共安全的一种施工方法。所以翻阅了各种相关文献,查看了各种类似工程,对之前滑模施工工艺、爬模施工工艺、翻模施工共、翻模施工工艺等烟囱的各种施工方法进行了总结比较,同时也请教了数位专家的指导,聆听了各位专家意见,最终确定了翻模施工工艺。

下表 4-1 为翻模施工工艺与其他施工工艺进行的分析对比表,用于选择此工程最好的施工方法,供参考。

表 4-1 三种施工方法的比较

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结论与展望


结论

本文以天津市某生活垃圾综合处理厂中烟囱的具体施工为例,对翻模施工工艺的设计理念、施工原理及施工工艺和质量安全控制措施进行了详细的研究,并一一进行了阐述,还对创新后的翻模系统中的各个构件进行了详细的设计说明和构件的受力性能分析,总结如下:

1、通过详细介绍翻模施工工艺的系统组成及参数,和对各个构件的细致介绍证明了此种改进的翻模系统具有轻量化程度高,成本低廉、承载能力强的特点。

2、经过对本工程的工程特点及施工难点、翻模施工在此工程中所表现的多种优势的阐述分析,以及对翻模施工的设计理念、工艺流程、提升过程、拆除方法的说明,表明了改进后的翻模施工系统具有提升速度更快,效率更高的优点。在系统组成的安装与拆除过程中也展现出了其自身方便安拆的优势。

3、为了保证施工的有序进行,必须确保各个构件安全可靠。故对各个构件进行了详细的安全验算,同时也利用有限元分析软件 SAP2000,

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