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    翻模施工工藝在高聳構筑物中的設計與施工研究

    日期:2021年04月22日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:174
    論文價格:150元/篇 論文編號:lw202104101658586891 論文字數:49899 所屬欄目:工程碩士論文
    論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis

    本文是一篇工程碩士論文,本文以天津市某生活垃圾綜合處理廠中煙囪的具體施工為例,對翻模施工工藝的設計理念、施工原理及施工工藝和質量安全控制措施進行了詳細的研究,并一一進行了闡述,還對創新后的翻模系統中的各個構件進行了詳細的設計說明和構件的受力性能分析。


    第 1 章 緒論


    1.1 研究背景和意義

    隨著我國蒸蒸日上的經濟狀態,各行業都在爭先恐后的尋求發展,建筑業也位列其中。各種建筑落地而起,有中式,歐式,低層,中低層、高層等各種形式,用于商場、居住、廠房等各種行業。

    近幾年,開發商為了節約施工成本,高聳構筑物越來越多。在高聳構筑物整個施工過程當中,較高的施工質量、較短的施工工期還有較少的施工成本,成為開發商和施工單位共同追求的完美目標。

    在高聳構筑物施工過程中的模板工程因為其搭設難度大、工人安全性要求高、材料和人工消耗成本大的缺點,使得滑模施工工藝和爬模施工工藝憑借其各自的施工優勢得到了廣泛應用,但在施工的過程當中也顯露出了其缺點與不足?;J┕すに?,見圖 1-1,加快了現場施工的速度,大大節省了材料的消耗。

    滑模施工工藝是先將滑升裝置安裝就位,再進行鋼筋的綁扎,再利用液壓提升裝置一邊提升模板一邊澆注混凝土的一種施工工藝。此種施工方法機械化程度較高,施工速度快,以至于節省了工期,節約了成本[1]。但在施工過程中,需要對構筑物的高度進行控制,還要避免出現傾斜的狀況;另外,混凝土的表面粗糙很難清理,在一定程度上會影響施工的快慢。

    爬模施工工藝,見圖 1-2,憑借其自身的特點,可以在沒有起重機等設備的情況下,依舊可以利用液壓爬升的裝置進行爬升。并且在爬升的整個過程中,由于風荷載的影響相對較小,所以在爬升系統可以安全且穩定的進行爬升工作。它還具有了安全性能高、能夠精準控制,節約成本等特點,所以發展快速。而且爬模施工工藝可以保證施工后平整的混凝土表面,避免了再次清理等繁瑣工序,施工起來非常的簡單。但是,爬模施工工藝比較復雜,模板的造價比較高。

    圖 1-1 滑模施工工藝 圖 1-2 爬模施工工藝

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    1.2 翻模施工工藝在國內外的研究現狀

    隨著國外建筑技術的發展,模板技術的發展也有經歷了很長的一段歷史。在較早時期,國外一般都使用的是散裝木板,在施工過程中,根據現場的需要,將木板拼接成型。整個施工過程由于是人工操作,在時間方面就會耗損較大,人力方面也存在著大批浪費。而且,木板拆除后,將不再使用,對材料也是一種極大的損失[5]。

    20 世紀初,在組裝式模具出現后,給模板行業帶來了巨大改革。設計單位可以提前根據施工現場的需要,設計模板,加工廠再根據具體的尺寸進行大規模的批量生產。M.Ramesh Kannan[6]曾對傳統的高聳構筑物模板施工方法進行了闡述,道出古老的模板施工中存在著較大的質量和安全問題,為傳統的模板施工畫上了句號,也為將來的模板施工指明了方向。

    20 世紀 40 年代,瑞典 AB Bygging 發明了一種中央控制液壓滑模系統,解除了施工現場只能依靠人民勞作的狀態,對施工進度的提高有了特別大的幫助,也因此使得滑模施工得到了很快的發展。故其他國家都開始推廣此種工藝[7]。

    20 世紀 80 年代,爬模施工技術在國外開始盛行,并得到了較為完善的發展。這些發達國家研究了爬模工藝的整個過程,從設計到施工再到拆除,形成了一個特別完整的產業鏈。并且這個產業鏈全部由模板公司承擔,較高的自動化和機械化使得這些企業可以獨自完成從設計到施工的全部內容,并取得了較好的經濟效益[8-9]。

    在國內,模板系統研發進度較國外相比稍微落后。在 20 世紀二三十年代我國全部使用的是手搖千斤頂來達到頂升效果。直到 20 世紀 70 年代,我國某建筑公司成功研發了穿心式液壓千斤頂,這樣才使得我國的滑模施工工藝走向機械化進程。

    在 20 世紀 80 年代末,我國引進了爬模施工技術,極大的提高了我國模板施工時的工作效率。后期國外爬模施工技術較為成熟,幫助我國建筑業有了自主研發的能力,我國的爬模技術才得以繼續發展。后來經過多年研究,爬模施工技術在我國高層建筑施工中起到了不可估量的作用。

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    第 2 章 翻模施工工藝的設計研究


    2.1 工程概況

    2.1.1 總體概況

    天津某生活垃圾綜合處理廠是天津市一項重點民生工程。其中的高大煙囪是此項目的一個重要且關鍵的項目組成。

    煙囪基礎為筏板基礎,筒身為矩形的鋼筋混凝土抗震剪力墻結構,排煙內筒為 4 只管直徑為 2500mm 的鋼內筒。煙囪高度 79.5m,平面尺寸為 10000*20600mm。煙囪剪力墻厚度為500~300?;A頂以上,13.5m以下為500mm、550m;13.5m~37.5m為 450mm;37.5m~61.5 為 350mm;61.5m~77.5m 為 300mm?;A的混凝土強度和剪力墻混凝土強度均為 C35。剪力墻的鋼筋保護層厚度為 40mm。保溫為 90mm 厚無堿超細玻璃棉。見下圖 2.1-2.9。

    圖 2-1 10m×20.6m 煙囪平面圖

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    2.2 翻模施工工藝的設計理念、施工原理及特點

    2.2.1 翻模施工工藝的設計理念

    翻模施工工藝的設計理念便是以液壓提升設備將操作平臺提升,模板在跟隨平臺依次上升為基礎進行施工。施工流程簡便,而且還可以靈活搭配各種先進技術,適用于我國各施工企業現有的設備和技術管理水平,是一種較先進的高層及超高層主體施工工藝【30】。

    2.2.2 翻模施工工藝的施工原理

    翻模施工工藝是在滑?;A上進行了改進,它既保留了原有的一部分優點,但是其也擁有了自身獨自的特點。其獨有的特點就是:模板與混凝土之間的滑動變為了鋼模板的向上翻動,而模板與新澆混凝土之間沒有任何形式的碰撞。在模板滑升時,只需將混凝土強度控制好,不要引起支撐桿穩定系數降低和混凝土坍塌等情況發生,確保操作平臺的安全可靠性?;炷恋钠渌麠l件如:溫度、施工速度等條件對整個施工的影響相對較小,不會在施工過程中出現施工質量中的常見問題,為整個工程的順利進行提供了方便。

    2.2.3 翻模施工工藝的特點

    翻模施工工藝是在下一層混凝土澆注完成之后,提升鋼平臺。再往上一層綁扎鋼筋,焊接支撐,再利用手拉葫蘆提升鋼模板(平臺不動,模板向上翻),鋼模板安裝完成之后,然后進行混凝土的澆注。這樣操作有利于提高模板穩定性,也減少了腳手架體系的支撐搭設問題。不僅如此,此種工藝的應用,還可以大大減少施工中存在的質量問題,創造較大的經濟效益。具體而言,其具有以下特點:

    (1)在液壓操作平臺的翻模施工過程中,首先是在零米處將操作臺提前組裝完成。在模板提升到相應位置之后,進行結構中心的糾正。正是由于模板內的混凝土還沒有澆注,所以糾偏時的筒壁不會出現凹凸不平的質量問題,糾偏也可以一次成功。在接下來的澆注施工時,等到混凝土的強度到達一定程度后就可以將模板松開,此時兩者是出于無摩擦狀態,故混凝土的拉裂問題就不復存在了。

    (2)翻模施工時一次性澆注的混凝土的高度相對較高,與鋼模板高度一致,待強度達到 1.0MP 時即可進行脫模,施工速度相對較快。而且翻模施工可根據施工需要,可做到隨開隨停,避免了白天黑夜的連續施工,減少了工人過度勞累的情況,為施工進度提供了保障。

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    第 3 章 翻模系統的設計計算..................................39

    3.1 翻模系統的計算說明.................................39

    3.1.1 計算依據及內容...........................39

    3.1.2 計算荷載...................................39

    第 4 章 翻模工藝的施工方法研究及質量控制措施............................61

    4.1 施工方案的確定................................61

    4.2 翻模工藝主要施工方法........................63


    第 4 章 翻模工藝的施工方法研究及質量控制措施


    4.1 施工方案的確定

    天津市某生活垃圾綜合處理廠項目中在煙囪的施工的過程中,由于煙囪筒身高度較高,施工難度較大,所以必須尋找一個既能夠滿足施工質量要求,又能保證施工公共安全的一種施工方法。所以翻閱了各種相關文獻,查看了各種類似工程,對之前滑模施工工藝、爬模施工工藝、翻模施工共、翻模施工工藝等煙囪的各種施工方法進行了總結比較,同時也請教了數位專家的指導,聆聽了各位專家意見,最終確定了翻模施工工藝。

    下表 4-1 為翻模施工工藝與其他施工工藝進行的分析對比表,用于選擇此工程最好的施工方法,供參考。

    表 4-1 三種施工方法的比較

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    結論與展望


    結論

    本文以天津市某生活垃圾綜合處理廠中煙囪的具體施工為例,對翻模施工工藝的設計理念、施工原理及施工工藝和質量安全控制措施進行了詳細的研究,并一一進行了闡述,還對創新后的翻模系統中的各個構件進行了詳細的設計說明和構件的受力性能分析,總結如下:

    1、通過詳細介紹翻模施工工藝的系統組成及參數,和對各個構件的細致介紹證明了此種改進的翻模系統具有輕量化程度高,成本低廉、承載能力強的特點。

    2、經過對本工程的工程特點及施工難點、翻模施工在此工程中所表現的多種優勢的闡述分析,以及對翻模施工的設計理念、工藝流程、提升過程、拆除方法的說明,表明了改進后的翻模施工系統具有提升速度更快,效率更高的優點。在系統組成的安裝與拆除過程中也展現出了其自身方便安拆的優勢。

    3、為了保證施工的有序進行,必須確保各個構件安全可靠。故對各個構件進行了詳細的安全驗算,同時也利用有限元分析軟件 SAP2000,

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