双层覆膜过塑板综合模板体系在某电厂循环水泵房中的应用论文.docx
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双层覆膜过塑板综合模板体系在某电厂循环水泵房中的应用论文
双层覆膜过塑板综合模板体系在某电厂
循环水泵房中的应用
杨志
[内容摘要]双层覆膜过塑木胶合板模板表面光洁度高,强度好,适宜作大模板使用,浇筑出的混凝凝土表面光洁,非常适合用于有清水混凝土要求的现浇混凝土结构。
四川广安发电厂三期循环水泵房现浇混凝土结构施工使用了双层覆膜过塑板综合模板体系,混凝土构件成型效果良好,表面光洁,线条顺直,棱角方正,达到了预期的目的。
[关键词]双层覆膜过塑板综合模板体系循环水泵房现浇混凝土结构应用
1、工程概况
四川广安发电厂三期工程设计规模为2×60MW,循环水泵房工程是该期循环水系统中最大的建筑工程。
循环水泵房分地上和地下两部分。
地上为两跨连续单层排架结构,混凝土结构为25根独立现浇混凝土柱,轴间尺寸7.5m,最高18.89m,最大断面600㎜×1800㎜;地下部分深9m,为全现浇剪力墙结构,由进水区和设备间组成,进水区分两个闸门间和四个进水间,均由剪力墙分隔而成,墙最厚为1.5m;0m层现浇板厚300㎜,每个进水间泵区处设有四根1.65m×1.5m现浇钢筋混凝土大梁用于安装循环水泵。
2、特点分析
2.1、该工程混凝土结构中大量的工作在地下部分进行,其中地下混凝土约6100m3,地上部分混凝土方量约450m3。
因此,模板工程的施工也应以地下部分为主。
2.2、本工程现浇混凝土近7000m3,支模面积近20000㎡,工程量大是它的又一大显著特点。
施工中周转材料的水平、垂直运输要作好妥善安排。
2.3、0m层现浇板支撑高度为9m,泵区大梁的支撑高度为7.5m,上部柱最高达18.89m,模板体系支设高度相当大;剪力墙最厚为1.5m,进水间泵区处现浇钢筋混凝土大梁断面为1.65m×1.5m,构件断面尺寸大。
应充分计算支撑体系的刚度、强度、稳定性。
2.4、图纸对上述混凝土结构未作表面装饰设计,混凝土结构直接暴露在外,要求混凝土构件心须达到清水混凝土效果。
这就对混凝土成型质量提出了较高要求,而模板工程质量的好坏直接影响混凝土构件成型质量的好坏。
3、模板体系选择
根据我们在以前电厂模板工程的实际施工经验并汲取国内外先进工艺的基础上,决定在砼结构采用双层覆膜过塑木胶合板,50×100木枋背肋,φ48×3.5钢管扣件及型钢加固的综合模板体系。
整个工程使用的模板均在木工车间制作成定型模板,统一编号后,涂刷隔离剂后运至现场拼装。
模板加工前应先对进场的材料进行检查验收,确认板材厚度一致,覆膜面光滑平整,木枋经压刨机双面压光使之厚度一致;面板裁口顺直并涂刷防水胶封口。
在模板加工过程中,模板长边方向木枋伸出模板一个胶合板厚度,背枋安装时统一与模板错开150mm,以便装配模板时上下接头错开搭接,提高装配精度,减少拼装缝隙。
模板在车间加工好后,按编号运至使用地点安装,所有拼缝处均粘贴海绵条,使拼缝搭接处接口严密,防止漏浆。
模板重复使用前,清除表面砼残渣,对损坏的模板进行修整、更换,并重新粘贴海绵条。
4、支模模体系设计
4.1、剪力墙支模模体系设计
取剪力墙厚度为1500㎜,每节支模高度3600㎜,浇筑速度为1000㎜/h。
4.1.1荷载计算
取β1=β2=1,浇筑温度T=20℃,得知墙模受到混凝土的侧压力
F=0.22γc[200/T+15)]β1β2V1/2
=0.22×25×[200/(20+15)]×1×1×1
=31.5kN/㎡
F=γcH=25×3.6=90kN/㎡
取二者中的最小值,F=31.5kN/㎡作为混凝凝土对模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土为主的水平荷载标准值为4kN/㎡,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值
q=31.5×1.2+4×1.4=43.4kN/㎡
4.1.2模板计算
强度计算
模板厚度为15㎜,截面抵抗矩W=1000×15×15/6=3.8×104㎜3
M=0.1ql2=0.1×43.4×(0.2)2=0.17kN·m
模板截面强度
σ=M/W=0.17×106/3.8×104=4.5N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=31.5×2004/(150×9×103×22.5×104) =0.17㎜<[w]=200/400=0.5㎜ 刚度验算合格。 4.1.3背枋计算 背枋采用100×50mm木枋,W=4.2×104㎜3,I=1.04×106㎜3。 对拉螺杆所背双钢管间距500㎜。 强度计算 背枋承受的弯矩 M=0.1×ql2=0.1×43.4×0.52=1.08kN·m 背枋强度 σ=M/W=1.08×106/1.04×104=1.04N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=31.5×5004/(150×9×103×1.04×106) =1.3㎜<[w]=500/400=1.38㎜ 刚度验算合格。 4.1.4对拉螺杆计算 对拉螺栓横向间距500mm,竖向间距400mm设置。 对拉螺杆承受的拉力 P=31500×0.5×0.6=9450N 选用M12的螺栓即可。 4.2、水泵大梁支模模体系设计 取现浇钢筋混凝土大梁断面为1.5m×1.65m。 4.2.1底板计算 底板承受的荷载: 底板自重0.3kN/㎡ 梁自重25×1.5=37.5kN/㎡ 振捣混凝土荷载2.0kN/㎡ 总的竖向面荷载q面=(0.3+37.5)×1.2+2×1.4=51.4kN/㎡ 考虑下部垫枋间距150㎜,则q=51.4×0.15=7.71kN/m M=0.1×7.71×0.15×0.15=17.347N·m 按强度要求,模板厚度为 h=(150/4.65)×(7.71/150)1/2=7.3㎜ 按刚度要求,模板厚度为 h=(150/6.67)×(7.71/150)1/3=8.4㎜ 选用的模板厚度为15㎜,满足要求. 4.2.2底板垫枋计算 垫枋采用100×50mm木枋,W=4.2×104㎜3,I=1.04×106㎜3。 钢管小楞间距500㎜。 强度计算 背枋承受的弯矩 M=0.1×ql2=0.1×7.71×0.52=0.1927kN·m 背枋强度 σ=M/W=1.927×105/1.04×104=1.85N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=7.71×5004/(150×9×103×1.04×106) =0.3㎜<[w]=500/400=1.38㎜ 刚度验算合格。 4.2.3支撑计算 水泵大梁支撑体系采用φ48×3.5钢管扣件及型钢加固的综合模板体系。 立杆间距800㎜,步距1400㎜,小横杆间距400㎜~500㎜。 立杆验算 立杆所受荷载为 N=0.8×0.8×51.4=32.9kN<[N]=33kN 立杆强度验算合格。 钢管回转半径i=15.9㎜,截面积A=424㎜2 支柱所受应力σ=32.9×103/424=77.58N/㎜2 长细比λ=800/15.9=50.31,查表知φ=0.856,则支柱所受应力为 σ=32.9×103/424=77.58N/㎜2 满足要求。 横杆验算 横杆所受最大弯矩Mmax=51.4×0.4×0.4×0.4/10=0.33kN·m,横杆截面抵抗矩W=4901㎜3 则σmax=0.33×106/4901=67.3N/㎜2 横杆强度验算合格 横杆最大挠度 wmax=ql4/(150EI)=51.4×.4×5004/(150×9×103×1.04×106) =0.8㎜<[w]3㎜ 刚度满足要求。 4.3、0m层楼板支模模体系设计 现浇钢筋混凝土楼板厚为300㎜。 4.3.1模板计算 模板承受的荷载: 模板自重0.3kN/㎡ 现浇钢筋混凝土楼板自重25×0.3=7.5kN/㎡ 振捣混凝土荷载2.0kN/㎡ 总的竖向面荷载q=(0.3+7.5)×1.2+2×1.4=15.4kN/㎡ 考虑下部垫枋间距250㎜,则 M=0.1×15.4×0.25×0.25=96.25N·m 按强度要求,模板厚度为 h=(250/4.65)×(15.4/250)1/2=6.5㎜ 按刚度要求,模板厚度为 h=(150/6.67)×(15.4/250)1/3=9.6㎜ 选用的模板厚度为15㎜,满足要求. 4.3.2底板垫枋计算 垫枋采用100×50mm木枋,W=4.2×104㎜3,I=1.04×106㎜3。 钢管小楞间距600㎜。 强度计算 背枋承受的弯矩 M=0.1×ql2=0.1×15.4×0.25×0.62=0.1386kN·m 背枋强度 σ=M/W=1.386×105/1.04×104=1.33N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=3.85×5004/(150×9×103×1.04×106) =0.14㎜<[w]=500/400=1.38㎜ 刚度验算合格。 4.3.3支撑计算 楼板支撑体系采用φ48×3.5钢管扣件及型钢加固的综合模板体系。 立杆间距1200㎜,步距1400㎜,小横杆间距600㎜。 立杆验算 立杆所受荷载为 N=1.2×1.2×15.4=22.18kN<[N]=33kN 立杆强度验算合格。 钢管回转半径i=15.9㎜,截面积A=424㎜2 支柱所受应力σ=22.18×103/424=52.3N/㎜2 长细比λ=1400/15.9=88.05,查表知φ=0.635,则支柱所受应力为 σ=22.18×103/(0.635×424)=82.38N/㎜2 满足要求。 横杆验算 横杆所受最大弯矩Mmax=15.4×0.6×0.6×0.6/10=0.33kN·m,横杆截面抵抗矩W=4901㎜3 则σmax=0.33×106/4901=67.3N/㎜2 横杆强度验算合格 横杆最大挠度 wmax=ql4/(150EI)=51.4×.4×5004/(150×9×103×1.04×106) =0.8㎜<[w]3㎜ 刚度满足要求。 4.4、独立现浇混凝土柱支模模体系设计 取独立现浇混凝土柱最大断面600㎜×1800㎜,每节支模高度3600㎜,浇筑速度为1000㎜/h。 4.4.1荷载计算 取β1=β2=1,浇筑温度T=20℃,得知柱模受到混凝土的侧压力 F=0.22γc[200/T+15)]β1β2V1/2 =0.22×25×[200/(20+15)]×1×1×1 =31.5kN/㎡ F=γcH=25×3.6=90kN/㎡ 取二者中的最小值,F=31.5kN/㎡作为混凝凝土对柱模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土为生的水平荷载标准值为4kN/㎡,分加别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值 q=31.5×1.2+4×1.4=43.4kN/㎡ 4.4.2模板计算 强度计算 模板厚度为15㎜,截面抵抗矩W=1000×15×15/6=3.8×104㎜3 M=0.1ql2=0.1×43.4×(0.2)2=0.17kN·m 模板截面强度 σ=M/W=0.17×106/3.8×104=4.5N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=31.5×2004/(150×9×103×22.5×104) =0.17㎜<[w]=200/400=0.5㎜ 刚度验算合格。 4.4.3背枋计算 背枋采用100×50mm木枋,W=4.2×104㎜3,I=1.04×106㎜3。 对拉螺杆所背双钢管间距500㎜。 强度计算 背枋承受的弯矩 M=0.1×ql2=0.1×43.4×0.52=1.08kN·m 背枋强度 σ=M/W=1.08×106/1.04×104=1.04N/㎜2 故强度满足要求。 刚度验算 模板挠度 w=ql4/(150EI)=31.5×5004/(150×9×103×1.04×106) =1.3㎜<[w]=500/400=1.38㎜ 刚度验算合格。 4.1.4对拉螺杆计算 对拉螺栓横向间距500mm,竖向间距400mm设置。 对拉螺杆承受的拉力 P=31500×0.5×0.6=9450N 选用M12的螺栓即可。 5、施工技术措施 5.1、模板材料选用: 模板: 要浇筑出清水砼,模板的选择是最重要的,因为模板板面的情况直接决定了浇筑出的砼的外观质量。 根据以往的经验,结合现场的情况,经过现场试验,我们最终选择覆面木胶合板作为清水砼模板。 该模板表面光洁度高,强度好,适宜作大模板使用。 用于梁、柱的模板采用2440×1220×15mm覆面木胶合板,用于楼板的采用2440×1220×15mm覆面木胶合板。 现场施工选用的大模板及板面效果 背枋: 采用100×50mm木枋。 支撑、加固材料: φ48*3.5mm钢管、扣件,φ12mm对拉螺栓,14号槽钢卡 5.2、模板翻样: 根据模板图中结构构件的尺寸和位置按照模板原材料规格进行计算,编制配模表。 翻样是模板加工的第一步,对模板的加工和安装质量有很大影响。 模板翻样应遵循以下原则: A、合理配料,尽量减少模板块数量,减少模板浪费。 B、减少接缝,便于拼装。 C、小块现浇板模,短小井字梁侧模,不能整块配模,板底模至少由4块以上拼装,梁侧模至少由2块以上拼装,以便于拆模。 D、异形、复杂部位的模板、放实样量取数据。 5.3、模板加工: 模板及背枋统一在木工房加工制作。 模板背枋加工时两面刨光,厚度均匀、平直,截面尺寸90×50mm,直线度偏差<2mm。 面板加工应根据配模表中数据统筹下料,尽量做到不废料。 面板接缝边采用手工刨刨直,并在加工场实行预拼装检查加工质量,接缝要求用肉眼看不过亮,直线度误差1mm以内;面板几何尺寸偏差2mm以内。 尽量减少现场加工工作量。 需要设置对拉螺栓加固的模板,按规定间距钻螺栓孔。 钻孔时,模板下垫以木枋,以减少钻孔时对板面的损伤。 二次使用的模板,尽可能用于相同的结构构件或用于有相同板块的构件。 使用前将表面粘结的水泥浆打磨清除干净,损坏处用腻子修补,拼装前均匀涂抹隔离剂,隔离剂可采用机油,禁止使用废机油或柴油。 面板加工完毕,预拼装检查合格,用油漆在面板反面标注板块的编号后堆码。 模板的编号根据构件名称及部位进行,编号应简明、易懂。 面板堆码转运时,其底部用木枋铺设平整,将面板平放于木枋上,不同构件或不同使用部位的面板,应分类挂牌标识,注明其使用部位或构件名称。 拆除回收待用的模板,及时撬除圆钉,清除砼垢,整齐堆码。 5.4、模板拼装: 剪力墙模板安装顺序: 支撑体系搭设→单面模板拼装→拼缝处贴PE胶条及透明胶→穿对拉螺杆→另一面模板拼装→背枋安装→横向双钢管安装→槽钢卡及对拉螺栓螺帽安装加固→模板校正 柱模板安装顺序: 面板拼装→拼缝处贴PE胶条及透明胶→穿对拉螺杆→背枋安装→柱箍安装→竖向双钢管安装→槽钢卡及对拉螺栓螺帽安装加固→柱模板校正 梁模板安装顺序: 底模安装→侧模拼装(钢筋绑扎后)→拼缝处贴PE胶条及透明胶→穿对拉螺杆→背枋安装→竖向背杆安装→水平双钢管安装→槽钢卡及对拉螺栓螺帽安装加固→梁侧模板校正 拼装前由技术人员向操作工人交底,讲明拼装方式、拼装顺序和模板编号代表的意义。 模板用汽车运至现场拼装,面板拼装参照配模表,按顺序进行,接缝交错布置,交错300mm以上。 剪力墙、柱模板由下至上进行,梁模板由一端向另一端进行。 模板直接拼装,接缝处尽量不再加PE胶条,这样主要是防止加胶条后接缝宽度过宽,影响外观质量。 模板安装时,梁模板压墙、柱模板,次梁模板压主梁模板,板模板压梁模板,并用50mm圆钉钉牢。 梁、柱模板阳角接缝处用50mm圆钉连接,梁、柱面拼缝处用50mm圆钉斜钉连接,钉的时候注意不得穿透面板。 模板所有接缝处均在面板外贴PE胶条密封,防止浇筑时接缝处漏浆。 双面胶条外侧再用透明胶条粘贴,防止双面胶条脱落。 面板安装后安装背枋,背枋按间距200mm设置,接头搭接400mm以上,柱模背枋垂直设置,梁模背枋水平设置,用40mm圆钉斜钉稳固在面板上(钉的时候注意圆钉不能穿过面板)。 接缝处必须设置背枋,以防止模板接缝错位。 拼装时为便于模板拆除和模板加固,梁侧模、板底模的小块模板设在跨中部;柱模小块模板设在底部。 柱模拼装在其底部留清扫口1个,清扫口尺寸为高100mm、宽200mm;梁、板模清扫口留设在柱顶面,尺寸为高200mm、宽600mm。 清扫口留设方向为柱内侧相对隐蔽之处。 在不影响砼浇筑的情况下,尽量采用梁、板、柱同时施工的方法,减少施工缝,增加砼观感质量。 模板施工 5.5、模板加固 5.5.1、对拉螺栓的设置: 对拉螺栓采用φ12~φ14mm钢筋自制,粗丝,长度=构件断面尺寸+(面板厚度+背枋厚度+50mm)×2,螺母为加厚型。 a.柱截面大于600mm时设对拉螺栓,对拉螺栓横向间距500mm;竖向间距400~600mm(根据柱高确定,下部间距小上部间距大)。 梁截面高度大于800mm小于1000mm时,设对拉螺栓一道;大于1000mm小于1800mm时设对拉螺栓2道,大于1800mm小于2400mm时设对拉螺栓3道。 水平间距500mm。 (具体作法详加固示意图) b.对拉螺栓设置与面板拼装同时进行,待背枋、钢管箍、加固背杆(钢管)设置完毕,设14#槽钢卡于加固背杆外,套双螺母紧固。 (详见模板加固示意图) c.对拉螺栓紧固程度适当,不能过紧,以免减小构件断面;也不能太松,以防受砼侧压力的影响出现胀模现象。 5.5.2、钢管加固系统: a.柱钢管加固: 距梁顶面或楼层顶面100mm设第一道钢管箍加固,以上按间距250~300mm设置,下密上疏。 在距柱底部、中部和上部将柱加固系统与脚手架连接,柱四周设剪刀撑。 b.梁钢管加固: 根据楼面或梁顶面标高减去梁高度、面板厚度、背枋厚度,设置支承小横杆,间距250~400mm。 梁高大于1000mm时,梁底设大横杆一根,用立杆与大横杆联结,立杆与横杆连接处带双扣件,以防止大梁下沉,梁底立杆间距1200mm,水泵大梁下立杆间距600mm。 梁侧模背枋外设加固竖杆,竖杆下端与小横杆联接,上端与板搁栅连接,并紧靠背枋,加固竖杆外水平设置双钢管,双钢管间穿对拉螺栓,并将对拉螺栓槽钢卡卡在双钢管上。 c.板模加固: 根据楼面标高减去板厚、面板厚度,木枋厚度,设置支承横杆,间距500mm,木枋置于支承横杆上,10#铅丝系牢后铺面板,面板用40mm圆钉固定于木枋上。 d.模板与砼接缝处细部处理 如模板与砼面接缝处为竖直面(墙、柱、梁侧面等),在接缝处砼侧面上粘贴两道双面胶条,模板安装时,将模板在接缝处落下200mm,使模板与砼面紧贴,模板侧面加钢管支撑,并用木楔楔紧,防止模板涨模,并利用胶条防止砼浇筑时漏浆。 如模板与砼接缝处为水平面(如板面),则在模板安装校正后,在模板周围用砂浆坐浆,防止柱脚漏浆。 5.6、模板的维护: 模板放置时,板下应垫以木枋,以防止模板损坏;施工过程中不能随意抛掷或乱放,防止碰坏边角或损伤板面;钉圆钉时,榔头不能敲击面板导致面板凹陷;不能将铁制工具或钢管、扣件等搁置在面板上致使面板损坏。 砼浇筑过程中,至少2人以上护模,检查加固系统是否变形,发现问题立即通知停止并及时修复。 5.7、模板安装质量要求: 轴线位移≤5mm; 标高偏差: ±5mm; 截面尺寸偏差+2mm~-5mm; 垂直度: 高度>5m时,≤10mm; 表面平整度≤2mm; 侧向弯曲: 柱≤5mm;梁≤5mm; 模板接缝宽度≤0.5mm; 6、效果评价与分析 我们在循环水泵房混凝土结构施工中,应用双层覆膜过塑板综合模板体系,混凝土构件成型效果好,表面光洁,线条顺直,棱角方正,实现了预期的工程目标。 施工工艺特点分析: 模板制作安装精度要求高,对施工人员的素质要求较高,要求施工人员对施工工艺流程比较熟练,能通过配模图准确的进行模板的制作加工,按图纸进行模板的安装、校正和加固,对梁柱接头、梁板接头等细部要特别处理好。 施工过程中应注意模板的维护,提高模板周转使用次数。 大模板购置成本较高,其经济效益完全取决于其模板的周转次数,周转次数越多,相应分摊到每次施工中的成本越低,因此要求施工人员在施工过程中对模板要特别爱惜,因材施用,尽量使模板周转次数提高。 混凝土构件成型效果
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