筒仓滑模支撑杆的选用

2023-01-02

1 Ø48×3.5钢管、Ø25圆钢截面特征及力学性能

1.1支撑杆截面特征 (见表1)

1.2最大允许脱空长度 (取压杆最大构造要求杆件长细比λ=2 0 0)

1.2.1 25圆钢最大允许脱空长度;

L=λ×i=200×6.3=1260mm;

1.2.2 48×3.5钢管最大允许脱空长度;

L=λ×i=200×15.6=3120mm。

1.3两种支撑杆对比

Ø48×3.5钢管与Ø25圆钢截面积基本相同, 但正常滑模时承载力钢管是圆钢的4倍, 钢管最大允许脱空长度较圆钢长1.9m。千斤顶的选用25圆钢支撑杆一般选用额定顶推力为30kN的千斤顶;Ø48×3.5钢管选用额定顶推力为60kN～100k N的千斤顶。

2工程应用实例

广西鱼峰4#生产线熟料库为直径18m的钢筋混凝土筒仓, 高度40m, 库底板高3.4m, 底板厚度1.8m。库顶板采用压型钢板、钢梁及混凝土的组合结构, 其中最大的两根钢梁重达10t。该熟料库滑模系统支撑杆分别选用48×3.5钢管与25圆钢方案计算如下。

2.1滑升摩阻力G1

G1=kfs

k:附加影响系数, 取k=2;

f:磨擦阻力, 2kN/m2;

s:模板的表面积;

S=D×π×H=18×3.14×1.2=67.82m2;

则G1=k×f×s=2×2×67.82=271kN。

2.2滑模结构自重G2

全套滑模重量G2=320kN。

2.3施工荷载G3

(1) 人员:T1=30×0.8kN/人=24kN;

(2) 设备:T2=25kN;

(3) 材料、工具:T3=35kN;

(4) 提升动荷载:T4=20kN;

并取1.3倍的不均匀系数和2倍的动力荷载系数;

则G3= (T1+T2+T3+T4) ×1.3×2=270kN。

2.4 Ø48×3.5钢管作支撑杆方案

2.4.1千斤顶数量

选用QYD-100锲块式千斤顶, 额定顶推力100kN, 施工设计按50kN计:n=w/cp;

w:总荷载

w=G1+G2+G3=271+320+270=861kN;

c:载荷不均匀系数, 取0.8;

p:千斤顶计算承载能力50kN;

n=861/ (0.8×50) =22 (台) ;

故选用24台千斤顶可满足要求, 为顶升库顶大钢梁须在钢梁位置增加一台千斤顶。总计28台。

2.4.2支撑杆的承载力

允许承载能力 (正常滑模时承载力脱空长度按L=1.25m计) ;

由规范<>附录C表C-2查得ϕ=688.0;

承载力N=A×f×ϕ=4 8 9×2 1 5×0.688=72.3 (kN) >千斤顶计算承载能力为50kN;

所以正常滑升能满足要求。

根据滑模计算和结构具体情况布置千斤顶28台, 支撑杆28根, 可满足强度和结构要求。

提升架选择:根据滑模荷载分析计算, 选用28榀“开”字型提升架, 每榀个提升架平均间距2米, 可满足结构、强度和施工要求。

2.5 Ø25圆钢作支撑杆方案

2.5.1千斤顶数量

配套采用YD-35块式千斤顶, 额定顶推力35kN, 施工设计按17.5kN计:

n=w/cp=861/ (0.8×17.5) =62 (台) 。

故选用72台千斤顶可满足要求, 无法采用筒库滑模带库顶钢梁施工工法。

2.5.2支撑杆的承载力

允许承载能力 (正常滑模时承载力脱空长度按L=1.25m计) ;

由规范《GB50017-2003》附录Cs表C-2查得ϕ=190.0;

承载力N=A××ϕ=491×215×0.19=20.1 (KN) >千斤顶计算承载能力为17.5KN;

根据滑模计算和结构具体情况布置千斤顶72台, 支撑杆72根, 可满足强度和结构要求。

2.6采用Ø48×3.5钢管方案的施工流程

基础施工→组装滑模→支撑筒壁滑模→滑模平台空滑顶升约1.9米 (不需加固) →库底板施工→库顶大钢梁吊装 (支撑在滑模平台上) →筒仓仓壁滑模→库顶大钢梁就位→滑模平台拆除→库顶小钢梁吊装 (塔吊吊装) →库顶铺压型钢板→库顶板钢筋混凝土施工。

2.7采用Ø25圆钢方案的施工流程:

基础施工→组装滑模→支撑筒壁滑模→拆除滑模平台 (或加固支撑杆滑模平台空滑顶升约1.9米) →库底板施工→组装滑模→筒仓仓壁滑模→滑模平台拆除→库顶大钢梁吊装 (100吨汽车吊吊装) →库顶小钢梁吊装 (塔吊吊装) →库顶铺压型钢板→库顶板钢筋混凝土施工。

2.8两种方案对比

采用Ø48×3.5钢管作支撑杆比传统25圆钢作支撑杆有以下优点。

(1) 千斤顶减少一半以上, 减少千斤顶不同步的情况, 方便施工。 (2) 支撑杆钢材用量减少一半以上, 节约钢材, 降低工程造价。 (3) 增加支撑杆刚度, 有利于避免筒仓滑模的扭转、保证筒仓的垂直度、圆度。单根钢管的刚度是圆钢的6.2倍, 即便钢管用钢量减少一半的情况下钢管方案滑模系统总刚度仍是圆钢方案的3倍。 (4) 可避免支撑杆失稳事故。由于钢管的最大允许脱空长度长达3120mm, 可避免由于滑模提升速度过快, 混凝土出模强度不足引起的支撑杆失稳事故。

2.9采用Ø48×3.5钢管方案施工注意事项

(1) 滑模施工中作为支撑杆的48×3.5钢管内应及时灌入水泥砂浆并保证密实。而施工中常常出现漏灌或浇灌不密实度等问题, 施工方法有待改进。 (2) 确保作为支撑杆的钢管质量。钢管在使用前应先进行检查, 凡是变形的钢管应调直, 过度磨损的钢管不得使用。钢管应采用新采购的普通焊接钢管48×3.5外表面干净无锈不得刷油漆, 材质A3钢, 接头处加40 (外径) 衬管焊接手动砂轮磨平。

3结语

在筒仓施工中用48×3.5脚手架钢管代替传统25圆钢作支撑杆可节约材料, 简化施工从而加快施工进度并有利于提高工程质量。大顶升力的千斤顶配套Ø48×3.5钢管支撑杆用于滑模施工应该成为今后筒仓滑模施工的发展趋势。

摘要：滑模施工技术在筒仓工程中是一种高效、低廉的施工方法, 具有施工效率高、生产成本低、施工质量有保证等优点。结合水泥厂工程特点筒仓滑模施工中逐渐出现了48×3.5脚手架钢管代替传统25圆钢作支撑杆的趋势, 本文从支撑杆的强度、刚度、千斤顶选用、施工质量等方面进行分析得出了48×3.5脚手架钢管代替传统25圆钢作支撑杆将产生很好的经济效益和社会效益并能提高混凝土的施工质量的结论, 建议推广使用。

关键词：筒仓,滑模,支撑杆