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新闻传媒大厦 Y 型柱施工技术
一、工程概况
本工程中采用 Y 形柱,Y 形柱垂直段高 (见附图一)。柱
截面最大处为 1000×4500mm,有一定的倾斜角。
二、圆柱模板技术特性
由于木制圆模板由优质桦杨木高温高压成型制成两片半圆形的
模板,所以具有可随意切割的特性。
1、Y 柱合截面的加工制作:
圆柱直径为一米,在图片 C 节点部位,根据倾斜度计算出俩个圆
柱模板交叉部门的尺寸,然后用工地上的电锯斜切圆模板,让结合部
位能够对齐。
2、圆模板结合的时候用钉子钢丝进行围拢加固,然后外围用木
方进行第二次固定,在木方外面用钢筋焊接加固后用钢管进行支撑。
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三、施工特点
通过对大斜梁混凝土施工过程中所产生的内力进行了分析,结合
以往的施工实践,我们认为有两个施工难点,即施工重点。
第一个特点
如何抵挡混凝土施工过程中因混凝土自身产生的对大斜梁下端
部的轴向压力和水平推力(或对边柱的弯距,见图一)。
大斜梁在施工过程中,混凝土自重产生的轴向力 F=××
2500×40×sinα=186724kg 1867KN
对 B-B 截面的水平剪切力为 N=F×cosα=1561KN
(以上未计混凝土与模板之间的摩擦力)
这样大的轴向压力和水平剪力,仅靠大斜梁下端模板或其他支撑
体系来抗衡,难度极大,或成本高昂,我们经过专家和技术工人反复
讨论,集思广益,决定用“穿高跟鞋”的原理,即大斜梁下端 1m 左右
的梁混凝土与其标高以下的混凝土楼板、楼板梁、柱子同时施工当这
部分混凝土达到一定强度后(即足以抵抗大斜梁混凝土施工时产生的
水平推力),再施工其上部斜梁混凝土,为确保大斜梁混凝土施工的
绝对安全可靠,可以进行分段浇灌混凝土。
按这种方法施工,其产生的水平推力减小为:
N=××2500×19×sinα×cosα=74148kg 742KN
此时已达到强度的 60%,已超过计算值,即可施工其上部的大斜
梁混凝土。
第二个特点
如何平衡大斜梁上部,即 Y 柱悬挑部分在混凝土施工过程中产生
的水平推力。
其水平推力为 F=××2500×9×sinα×cosα=35123kg 351KN
(未考虑模板自重及摩擦力等)
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四、施工方法
为抗衡其水平推力,我们采用φ48× 脚手管搭设满堂红脚手架,
立杆间距和横杆排距分两种情况搭设,位于 Y 型柱悬挑的大斜梁投
影范围内区域的模板支撑采用腕扣式多功能脚手架,因为该施工段是
产生倾覆力最大的位置,其支撑杆间距:框架梁及环梁为 300×600
(梁宽方向为 300,梁长方向为 600),立杆步距在 Y 型柱分叉以下
为 1800,分叉以上为 900。其水平杆与已浇的柱混凝土连接采用双钢
管,双扣件固定(此部位混凝土专门安排提前浇注完成)。为保证架
体的整体稳定,在纵横轴线从二层平台往上至梁板底设置环向与径向
垂直支撑,环向支撑每跨设置四道,钢管间距为φ48×@1500×
1500,同时从分叉处往上设置三道水平支撑,钢管间距为φ48×
@3000×3000,垂直支撑上部与斜梁支撑横杆箍紧,下部与脚手架
水平杆箍紧。
位于 Y 型柱分叉以内即未悬挑部分的大斜梁的支撑采用普通钢
管脚手架支撑,其主杆间距为:(框架梁及环梁为 300×600,梁宽方
向为 300,梁轴线方向为 600),立杆步距为 1600-1800,具体模板及
脚手架支撑体系详见附图 2、3、4。
模板体系面层采用 10-12mm 厚竹胶板,主龙骨为φ48× 钢管,
间距 600mm,次龙骨为 50×100mm 木楞,间距 200mm,主次龙骨用
对拉螺栓固定,支撑体系由主龙骨直接将力传给钢管脚手架。
验算:
斜挑大梁自重(取较大断面梁段)
q=××2500=
折算成水平投影荷载为:
q1=q1/cosa=q1/°=
模板自重:按 30kg/m2 计取,折算成水平投影荷载为:
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q2=(+×2)×
脚手架的搭设为:立杆间距 ,排距 ,步距 ,取 1m
×2m 为单元进行计算,立杆高取 ,则:
q3=[(×7+×7+15×)×+7×16×]/=
施工活荷载取 q4=300kg/m
脚手架计算:每根立杆的竖向传递荷载
Ni=1/7[(q1+q2+q3)+]×=
立 杆 验 算 : u 取 , L=uL0= × 180=225cm , r= ,
f=205N/mm2;
查表φ=
则每根立杆的容许应力为:
[N]= φAf=×489×205=33782N=>Nl,满足要求
2、混凝土浇注、养护、拆模
混凝土浇注严格施工顺序:接到混凝土浇注令后,模板充分浇水、
先泵送与混凝土同级配的砂浆,混凝土分层浇注振捣,每层控制在
40~50cm 之间,按事先设计好的分段定点一个坡度, 层浇筑,循序推
进,一次到位,保证混凝土浇注的连续性。
当时正值夏季,平均气温达 25℃以上,为了保证混凝土强度的正
常增长,防止混凝土表面出现裂缝,在混凝土浇注后即用草袋覆盖,
在七天内确保草袋湿润。
二天即拆除侧模(浇水养护继续),28 天后根据模板拆除今依次
拆除底模。
四、质量保证措施
1、体育场 Y 形柱,大斜梁部位脚手架既作施工操作平台,又作
固定模板的支撑架,因此,脚手架下端的荷载较大,特别是大斜梁,
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单立杆下部轴力最大为 ,大斜梁平均每米自重为
需在上部脚手架对应的下部楼层径向梁中搭设支撑体系,将上部荷载
连续传递至基础地梁。
2、在施工大斜梁前,预先进行加荷试验,这样做的目的:第一
是消除初始形变;第二是检查是否有位移。我们用相当于混凝土、模
板重量的成捆钢筋,分批加载进行予压,经检查,未发现有位移情况,
仅有 ~ 的沉降,主要是钢管接头缝隙和支撑垫板下土质不实
所至,经调整后便正式开始浇注混凝土。在拆模时,经检查未发现有
明显沉降。
3、为了确保混凝土表面接缝整齐、紧密、无缝,我们在模板与
模板拼缝处采用海棉条挤压填实方法,防止了漏浆,取得了良好的效
果。
4、由于施工都处在完全高空作业,混凝土体量又大,安全施工
显得更为重要,在施工层上必须满铺脚手板,形成较大的整体施工平
台,四周加设护栏和挡脚板,保证了安全施工。
5、施工缝的处理一定要严格按规范规定进行,在后续混凝土施
工前,对接缝处必须先清洗润湿,后浇注 10~15mm 厚与混凝土同配
比砂浆,再进行施工)。
6、本工程边跨柱自由高度较小(有三层楼板作为支撑),因此长
细比小,可不计算水平推力对柱子下端产生的弯距,若柱净高较大时,
建议尚需复合对柱脚产生的弯距影响。