CN101538936B - 水塔的液压滑提施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水塔的液压滑提施工方法,该施工方法包括水塔基础施工、水塔支筒施工、水箱施工及工程收尾四个步骤,其中水塔支筒施工是通过液压滑模施工方法完成,该液压滑模施工方法具体包括装前检查、液压滑模装置的安装、滑模顶升、筒首施工及液压滑模装置拆卸等步骤;水箱施工是通过液压提升施工方法完成,该液压提升施工方法具体包括水箱预制、液压提升装置的安装、水箱提升、水箱就位施工及液压提升装置拆除等步骤。本发明的施工方法具有施工质量稳定、施工安全性好、施工进度易控、施工效率高、施工成本小等优点。

Description

水塔的液压滑提施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种工程建筑的施工方法,尤其涉及一种水塔的工程施工方法。
[0002] 背景技术
[0003] 水塔是一种传统的储水构筑物,在基本建设中占有重要地位,尤其在钢铁及有色 冶炼等需要大量水资源储存备用的特种行业中应用广泛。随着科学技术的进步和经济的发 展,建筑工程的设计水平、人们对美观的要求都在不断提高,水塔的外观也从英式、倒锥壳 形、球形发展到双曲线形。在水塔的工程施工过程中,能安全、经济、高效地将大吨位双曲线 水箱等(例如> 500t的水箱)定位安装一直是工程技术人员极力追求的目标。
[0004] 在水塔的工程施工中,水塔支筒和水箱的施工又是尤为关键的两道工序。
[0005] 如图1所示,传统的水塔支筒施工是在水塔支筒1内搭设内井架14作支撑,再用 手动链条葫芦15拉升支筒模板16,这种施工方法的缺点主要表现在以下几个方面:其一, 水塔支筒砼壁表面拉裂现象严重;其二,水塔支筒砼壁易产生“穿裙子”现象;其三,施工安 全方面得不到有效的保障,存在的施工安全隐患较多;其四,施工进度缓慢,施工效率低下, 施工环境较为恶劣的时候,工期更显得捉襟见肘。此外,从施工成本的角度考虑,传统的施 工方法需在工程所在地租用一大批钢管,且随着水塔支筒的上升需人工不停搭设井架,人 工费和材料费的支出较大。由上可见,传统的施工方法及所用到的施工装置不仅难以保证 施工质量的稳定性,而且造成施工成本的居高不下,已难以满足现代化生产中对高标准、低 耗费的一般要求。
[0006] 如图2所示,传统的水箱施工方法是在水塔支筒1的四周搭满堂红脚手架17作为 水箱2的模板支撑系统,通过外井架18的上料系统19来完成模板、钢筋的运输及水箱的现 场浇筑工作。这种施工方法存在以下明显的缺陷和不足:
[0007] (1)脚手架搭设工作量大,施工投入大,工作效率低;
[0008] (2)垂直运输路线长,严重影响施工工期;
[0009] (3)高空作业安全隐患较多,如遇大风等恶劣天气,则不能施工;
[0010] (4)双曲线形水箱体积庞大,外形复杂,高空作业难以控制各施工参数;
[0011] (5)混凝土浇筑间隔时间长,高空养护难,工程质量存在隐患,很难保证水箱的抗 渗要求。
[0012] 发明内容
[0013] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种施工质量稳定、施工 安全性好、施工进度易控、施工效率高、施工成本小的水塔的液压滑提施工方法,还提供用 于该液压滑提施工方法中的液压滑模装置、液压提升装置和吊杆连接件。
[0014] 为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为一种水塔的液压滑提施工方法, 所述施工方法包括水塔基础施工、水塔支筒施工、水箱施工及工程收尾四个步骤,其特征在 于所述水塔支筒施工是通过液压滑模施工方法完成,该液压滑模施工方法具体包括以下步 骤:
[0015] (1)装前检查:待水塔基础施工完成后,在靠近基础的支筒壁施工处沿水塔支筒的延伸方向安装钢筋及各种预埋件,并进行施工前的各项检查,符合要求后,从基础杯口顶 面开始安装液压滑模装置;
[0016] (2)液压滑模装置的安装:先从基础杯口顶面向上插接立筋,并按设计间距在立 筋上绑扎水平弧筋,然后在设计的水塔支筒中心位置放置一中心筒,在中心筒的外围固接 一圈辐射梁;在辐射梁下方固接一圈连接立柱,在辐射梁上方铺设层板以形成一滑模操作 平台;然后在辐射梁下方的中心筒外壁上固接一内模支撑架,在滑模操作平台上安装液压 控制台、液压爬升装置及液压管路,并向液压爬升装置中心穿插滑模支撑杆;再在所述连接 立柱内侧安装支筒成型用的外钢模,在所述内模支撑架外围安装支筒成型用的内钢模,并 通过中心筒上方搭设的顶部桁架支撑一套垂直送料装置;最后在已安装完的滑模构架向上 滑升一高度后再在其下方吊接内挂架和外挂架,完成整个液压滑模装置的安装;
[0017] (3)滑模顶升:液压滑模装置组装完毕后先进行机具联动试验,机具联动试验合 格后,开始进行第一层支筒壁的浇筑;浇筑完第一层后通过所述液压滑模装置提升内、外钢 模,再浇筑第二层支筒壁,不断重复本步骤的滑模顶升工序,直至浇筑完的水塔支筒达到设 计高度;
[0018] (4)筒首施工及液压滑模装置拆卸:当滑模顶升完成后,再施工支筒筒首和筒首 立柱;施工完成后拆除所述液压滑模装置,并进行后续步骤的施工。
[0019] 上述技术方案的滑模顶升步骤中,所述液压滑模装置提升内、外钢模的具体操作 工序为:当内、外钢模内的一层混凝土浇筑完毕后,打开液压管路上的所有液压油阀,通过 液压控制台送油给液压爬升装置,液压爬升装置受油压力后沿所述滑模支撑杆向上爬升, 爬升一高度后调中、调平,回油并停止爬升,再浇筑下一层混凝土。
[0020] 上述技术方案中,所述的水箱施工具体包括以下步骤:
[0021] (1)水箱预制:当水塔支筒施工完毕后,在围绕支筒的地面上先预制一水箱;
[0022] (2)液压提升装置的安装:水箱预制完成后,将一环梁底座固定在支筒顶部预留 的筒首立柱上,在环梁底座上安装环形支撑架,在环形支撑架上固接下钢环梁,在下钢环梁 上沿周向均勻固定若干个液压千斤顶,在液压千斤顶上放置上钢环梁;然后在上、下钢环梁 上安装一圈吊杆组件,使吊杆组件穿过上、下钢环梁并与预制的水箱吊接;完成整个液压 提升装置的安装;
[0023] (3)水箱提升:在所述液压提升装置安装后、提升前,进行实荷试压试验及油路超 压试验,经检查合格后开始进行水箱的提升;开始提升时先使液压千斤顶顶升所述的上钢 环梁,并带动卡在上钢环梁上的吊杆组件上升,待液压千斤顶完成一个行程后使吊杆组件 同时卡在下钢环梁处,然后让液压千斤顶回油,上钢环梁随之回落,再使吊杆组件同时卡在 回落后的上钢环梁上,完成一次提升循环;重复本步骤持续进行提升,并在提升过程中不断 缩短吊杆组件,直至将水箱提升到设计高度;
[0024] (4)水箱就位施工及液压提升装置拆除:当水箱提升到设计高度后,将水箱固定 于水塔支筒顶部,最后根据先安后拆、先连接部件后承重部件拆除的原则拆除液压提升装置。
[0025] 上述技术方案的水箱提升步骤中,一次提升循环的具体操作方法为:首先通过套 在吊杆组件上的上螺帽使吊杆组件卡在上钢环梁上,然后使所述液压千斤顶通油加压顶升 上钢环梁,上钢环梁通过顶升上螺帽带动整个吊杆组件上升,吊杆组件带动其底部吊接的水箱上升;待所述液压千斤顶完成一个行程后,通过套在吊杆组件上的下螺帽使吊杆组件 同时卡在下钢环梁上,然后让液压千斤顶回油,上钢环梁随液压千斤顶回落;最后通过回调 所述的上螺帽使吊杆组件重新卡在回落后的上钢环梁上,完成一次提升循环。
[0026] 上述技术方案的吊杆组件包括其顶部设置的吊装丝杆、吊装丝杆下方不断接长的 吊装圆杆和吊杆连接件,所述水箱提升步骤中缩短吊杆组件的具体操作方法为:当所述顶 部的吊装丝杆提升到顶后,从上方吊住吊装丝杆使其不往下掉,然后解开吊杆连接件并卸 下一根吊装圆杆,再将吊装丝杆下放,重新通过吊杆连接件续接上与已卸吊装圆杆相邻的 另外两根杆件。
[0027] 上述技术方案中,水箱施工的技术要点包括有:
[0028] ①吊装前水箱混凝土的强度应达到80% ;
[0029] ②正式吊装之前应进行试吊(以确保吊装过程的安全平稳进行),试吊时先将水 箱吊离地面约300mm,静压12h后检查油路系统、各杆件及吊装大架,一切正常后才能正式 进行吊装;
[0030] ③吊装过程中,上下调整螺帽时应统一号令,严格确保相一致的圈数,以保证吊杆 组件受力均勻;
[0031] ④吊装过程中,吊杆组件的缩短换接杆应严格执行四根一组的规定,即每次换接 杆时必须保证有3/4的吊杆组件受力。
[0032] 本发明还提供一种用于上述施工方法中的液压滑模装置,其特征在于:所述液压 滑模装置包括骨架支撑构件、液压控制台、液压爬升装置和垂直送料装置;所述骨架支撑构 件通过一环形的内模支撑架与支筒成型用的内钢模固接,所述内钢模外围设置的用于支筒 成型的外钢模是通过一圈连接立柱与骨架支撑构件固接;所述内模支撑架下方吊装有一 内挂架,所述连接立柱外围的骨架支撑构件下方吊装有外挂架;所述液压爬升装置固接于 骨架支撑构件上,且液压爬升装置在水平面上的投影落在内钢模与外钢模之间,液压爬升 装置通过液压管道与设置在骨架支撑构件上的液压控制台连通;所述垂直送料装置架设在 骨架支撑构件上方的顶部桁架上。
[0033] 上述液压滑模装置中的骨架支撑构件呈中心辐射状,其包括中心筒和辐射梁,每 根辐射梁的一端固接于中心筒外壁上,另一端向外辐射延伸;所述内模支撑架的内侧固接 于辐射梁下方的中心筒外壁上,内模支撑架的外侧与所述内钢模的内壁固接;所述连接立 柱分别与其对应的辐射梁垂直固接,且各连接立柱的内侧与所述外钢模的外壁固接。
[0034] 上述液压滑模装置中的液压爬升装置为楔形千斤顶,且每根辐射梁上固接一个楔 形千斤顶,每个楔形千斤顶的中心穿插有拟预埋于水塔支筒中的滑模支撑杆。
[0035] 本发明还提供一种用于上述施工方法中的液压提升装置,其特征在于:所述液压 提升装置包括顶升构件、传力构件和吊杆组件,所述顶升构件由其下方的传力构件支承,所 述传力构件架设于已施工的水塔支筒顶部并由支筒支承;所述顶升构件包括上钢环梁、下 钢环梁和设于上、下钢环梁中间的液压千斤顶;所述吊杆组件的顶部穿过顶升构件的上、下 钢环梁并通过螺帽卡在上、下钢环梁上,吊杆组件的底部与拟吊装的水塔水箱连接。
[0036] 上述的液压提升装置中,所述吊杆组件的数量为两组以上且沿环向均勻布置,每 一组吊杆组件包括吊装丝杆、吊装圆杆和吊杆连接件;所述吊装丝杆设于每组吊杆组件顶 部并竖直穿插所述的上、下钢环梁,在上钢环梁上方的吊装丝杆上拧有上螺帽,在上钢环梁与下钢环梁之间的吊装丝杆上拧有下螺帽,所述吊装丝杆下方通过吊杆连接件连接有多根 吊装圆杆,所述多根吊装圆杆之间通过吊杆连接件连接;每组吊杆组件底部设置的吊装圆 杆穿过水塔水箱上的预留孔,并通过底螺帽与水塔水箱连接。
[0037] 上述的液压提升装置中,所述的液压千斤顶的底座置于下钢环梁顶面设置的U形 槽内,液压千斤顶的顶头支承在上钢环梁底面固接的与顶头相配合的U形槽内,以达到固 定液压千斤顶的效果。
[0038] 上述液压提升装置的受力传导途径是:在水塔水箱起吊施工过程中,通过吊杆组 件上的底螺帽将水箱卡在吊杆组件的底部,水箱的重力传递给吊装圆杆,再向上传导到吊 装丝杆,吊装丝杆通过上螺帽和下螺帽将水箱重力传递到顶升构件,并由顶升构件通过其 下方的传力构件最终传导到水塔的支筒上。
[0039] 本发明还提供一种用于上述施工方法中的吊杆连接件,其特征在于所述吊杆连接 件包括有套箍和一沿轴向可拆分的连接套;所述连接套外壁上设有一凸台,连接套内部开 设有一能与相邻对接的两吊杆杆头相配合的凹槽,连接套通过该凹槽包覆在两吊杆杆头 的对接处;所述套箍套设于连接套外围并由凸台定位。拟用该吊杆连接件连接的吊杆的两 端应设有一截面积大于吊杆截面积的杆头。当拟连接的吊杆为圆杆时,所述吊杆的杆头可 采用圆柱形杆头,所述连接套可设计为内带圆柱形凹槽的圆筒状结构,且连接套可以对半 拆分;所述凸台则设计为固接于连接套下部外壁上的环形凸台结构,所述套箍为环形套箍, 且套箍套设在连接套外部后能定位在环形凸台上。
[0040] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0041] 首先,利用本发明方法及液压滑模装置施工的水塔支筒,其施工工艺大大简化,施 工速度明显提高;利用本发明的液压滑模装置对水塔支筒进行施工,可根据设计、工期和质 量要求组织两班制进行连续不间断作业,每班以12小时计,正常滑模速度可达到4m〜6m/ 班,不留施工缝,有效保证施工工程质量,操作人员的劳动强度也明显减轻。施工后建成的 水塔支筒工程质量稳定,经检验均符合国家建筑工程施工质量标准,同时本发明的施工工 艺安全可靠,应用后能大大减少重大生产安全事故的发生概率。
[0042] 其次,利用本发明方法及液压提升装置施工的水塔水箱,能够实现水箱的就地预 制,高空作业减少,施工安全隐患小,且水箱施工质量高,不易出现漏水、渗水等问题;使用 本发明的液压提升装置吊装水塔水箱无需再搭设大量的脚手架,节省材料,减小成本;另 外,本发明的液压提升装置能够大大提高施工效率,减轻施工人员的劳动强度,省时省力。
[0043] 因此,本发明的施工工艺及装置克服了现有技术中脚手架材料耗用量大、易产 生质量缺陷、费时、费力、安全隐患多等缺点,具有明显的经济效益和社会效益。以一座 1000m740m的水塔为例,与传统施工工艺比较,可节约人工费及设备租赁费约15万元左右, 施工工期能缩短约30天左右。
附图说明
[0044] 图1为传统的水塔支筒施工方法的施工状态示意图;
[0045] 图2为传统的水塔水箱施工方法的施工状态示意图;
[0046] 图3为本发明的液压提升装置一次顶升循环的工作原理图;
[0047] 图4为本发明水箱施工的施工状态示意图;[0048 图5为本发明实施例的液压滑模装置结构示意图; [0049 图6为本发明实施例的液压滑模装置俯视图; [0050 图7为本发明实施例楔形千斤顶的工作原理示意图; [0051 图8为本发明实施例中的顶升构件和传力构件的俯视图; [0052 图9为本发明实施例中吊杆连接件的组装立体示意图; [0053 图10为本发明实施例中上螺帽、下螺帽的组装立体示意图; [0054 图11为本发明实施例中液压千斤顶的安装示意图; [0055 图12为图5中A处的局部放大图。 [0056 图例说明: [0057 1、支筒 11、内钢模[0058 12、外钢模 13、筒首立柱[0059 14、内井架 15、手动链条葫芦[0060 16、支筒模板 17、脚手架[0061 18、外井架 19、上料系统[0062 2、水箱 21、水箱上环梁[0063 22、水箱上壳 23、水箱中环梁[0064 24、水箱下壳 25、水箱下环梁[0065 26、接料平台 27、垂直运输扒杆[0066 28、筒首井架 29、回旋扒杆[0067 3、液压滑模装置 31、骨架支撑构件[0068 311、中心筒 3111、上中心筒[0069 3112、下中心筒 312、辐射梁[0070 3121、上层辐射梁 3122、下层辐射梁[0071 313、辐射梁固定圈 314、内模支撑架[0072 315、连接立柱 316、内挂架[0073 317、外挂架 318、安全网[0074 319、栏杆 32、液压控制台[0075 33、液压爬升装置 331、滑模支撑杆[0076 34、垂直送料装置 341、吊笼[0077 342、卷扬机 343、钢丝绳[0078 344、滑轮 345、顶部桁架[0079 346、桁架支撑杆 347、导索[0080 35、水平弧筋 36、模板固定圈[0081 4、液压提升装置 41、顶升构件[0082 411、上钢环梁 412、下钢环梁[0083 413、液压千斤顶 42、传力构件[0084 421、环梁底座 422、环形支撑架[0085 43、吊杆组件 431、吊装丝杆[0086 432、吊装圆杆 4321、圆柱形杆头[0087] 433、吊杆连接件
4331、连接套 4333、环形凸台 435、下螺帽 437、保险螺帽
[0088] 4332、套箍
[0089] 434、上螺帽
[0090] 436、底螺帽
具体实施方式
[0091] 实施例:
[0092] 某钢厂水塔设计为1000m3/40m的钢筋混凝土双曲线保温水塔,水塔水箱的有效容 积为1000m3,塔内贮存水的最低水位为40m,水塔的水箱外表为弧线形。本实施例采用双液 压组合滑提施工工艺(即支筒液压滑模施工工艺和水箱预制液压提升施工工艺)对该水塔 进行施工。
[0093] 本实施例的水塔施工工程主要由基础工程、支筒施工、水箱施工及工程收尾四部 分组成。水塔的基础为钢筋混凝土圆形杯口基础,落于6-1残积砂质粘土层上,地基土承载 力fk = 180kpa,基础埋置深度为3. 5m,基础底板直径为19000mm,基础砼强度等级为C20。 如图4所示,水塔的支筒1为钢筋混凝土筒体结构,支筒1的外径为5600mm,支筒1的壁厚 为300mm,沿支筒1筒身的高度方向开有采光圆窗,内设有八层钢结构平台,支筒1的砼强度 等级为C30 ;水塔的水箱2作为贮水构件,主要由气窗顶盖及保温层、水箱上环梁21、水箱上 壳22 (正锥壳)、水箱中环梁23 (无粘结预应力)、水箱下壳24 (倒锥壳)及水箱下环梁25 组合而成。水箱下壳24的壳体为弧线形,水箱上壳22壳体的矢跨比为1 : 4。水箱2的砼 强度等级为C35,抗渗等级为S8。
[0094] 上述水塔的施工工法如下:
[0095] 1、基础施工
[0096] 水塔基础采用常规的支模现浇法施工,施工工序依次包括定位放线、基坑开挖、地 基鉴定及验槽、垫层砼浇筑、钢筋绑扎、安装基础模板、接地极安装、地笼锚筋预埋、基础砼 浇筑、地下管线安装、接地电阻测量和回填土。
[0097] 2、支筒液压滑模施工
[0098] 本实施例的水塔支筒1是采用无井架液压滑模施工方法进行施工,该施工方法需 要用到一套如图5〜图7所示的液压滑模装置3。该液压滑模装置3包括骨架支撑构件31、 液压控制台32、液压爬升装置33和垂直送料装置34。骨架支撑构件31是整个液压滑模装 置3的基本骨架,呈中心辐射状,主要包括中心筒311 (本实施例的中心筒设计成由上中心 筒3111和下中心筒3112构成)和辐射梁312 (本实施例设计成上层辐射梁3121和下层辐 射梁3122的双层辐射梁结构),下层辐射梁3122的一端通过辐射梁固定圈313和螺栓固接 于下中心筒3112的外壁上,上层辐射梁3121的一端直接通过螺栓固接于下中心筒3112的 顶部外壁上,辐射梁312的另一端向外辐射延伸。下层辐射梁3122下方的中心筒311外围 固接有一环形的内模支撑架314,内模支撑架314外围通过模板固定圈36和螺栓与水塔支 筒1成型用的内钢模11固接。每组辐射梁312( —根上层辐射梁3121和对应的一根下层 辐射梁3122为一组)通过一竖向的连接立柱315(槽钢制作)连接起来,连接立柱315内 侧通过模板固定圈36和螺栓与水塔支筒1成型用的外钢模12固接。在内模支撑架314下 方通过螺栓吊接有一圆形内挂架316,在连接立柱315外围的辐射梁312下方吊接有一环形的外挂架317,内挂架316和外挂架317下方连接有安全网318。液压控制台32和液压 爬升装置33是整个液压滑模装置3的动力系统和活动关节,液压爬升装置33通过液压管 道与设置在骨架支撑构件31上的液压控制台32连通。施工时通过液压控制台32来控制 各个液压爬升装置33的同步顶升。本实施例是选用楔形千斤顶(型号选用QYD-36)作为 液压爬升装置33,每根辐射梁312上固接一个楔形千斤顶,每组辐射梁312上设置的两个楔 形千斤顶在同一铅垂线上,且楔形千斤顶在水平面上的投影落在内钢模11和外钢模12中 间;每个楔形千斤顶通过咬住一滑模支撑杆331向上爬升,进而带动整个骨架支撑构件31 进行提升,与骨架支撑构件31固接的用于成型支筒1的内、外钢模也随之提升,从而实现对 水塔支筒1的连续浇筑(楔形千斤顶的工作原理示意图如图7所示)。滑模支撑杆331为 施工时插接在已浇筑支筒1中的钢筋,并随着楔形千斤顶的不断爬升而不断接长(通过焊 接接长)。垂直送料装置34架设在骨架支撑构件31上方的顶部桁架345上,垂直送料装 置34主要包括吊笼341、卷扬机342、钢丝绳343和滑轮344,其基本的工作方式是利用卷 扬机342牵引钢丝绳组起降吊笼341来完成施工中所用物料及施工人员的上下运输。钢丝 绳343的转向及定点支撑主要通过设置滑轮344来实现,吊笼341下方通过导索347与地 面锚接。为便于识图,图6中省略了桁架支撑杆346、内模支撑架314等辅助构件。
[0099] 支筒1的液压滑模施工主要包括以下几个步骤:
[0100] (1)装前检查:待水塔基础施工完成后,在靠近基础的支筒壁施工处沿水塔支筒1 的延伸方向安装钢筋及各种预埋件,然后开始进行施工前的各项检查,包括检查水塔基础 轴线、标高,检查伸出基础钢筋的数量、位置、长度以及施工预埋孔有无漏掉现象,检查施工 时用到的各种预埋件的位置与实际施工是否一致等等。在各项检查完毕后、上述的液压滑 模装置3开始组装前,对该装置的所有构配件及内、外钢模进行认真检查和核对,符合要求 后,从基础杯口顶面开始安装整套的液压滑模装置3。
[0101] (2)液压滑模装置的安装:先从基础杯口顶面向上插接立筋,并按设计间距 (200mm)在立筋上绑扎1. 2m高的水平弧筋35 (如图12所示),然后在设计的水塔支筒1中 心位置放置下中心筒3112 (下中心筒3112就位时其底部垫高,以便于安装后续的连接立 柱315等部件),在下中心筒3112的外围通过模板固定圈36和螺栓固接一圈下层辐射梁 3122,在下中心筒3112的顶部外围通过螺栓固装一圈上层辐射梁3121,形成一双层辐射梁 结构;在每组辐射梁312中部各固接一槽钢制作的与辐射梁312垂直的连接立柱315,各个 连接立柱315通过连接件连成一整体,在连接立柱315内侧表面上安装用于固定外钢模12 的模板固定圈36 ;然后,在下层辐射梁3122上铺层板以搭设成一滑模操作平台,在滑模操 作平台外围安装栏杆319;在下中心筒3112外围用螺栓固接一内模支撑架314,在内模支撑 架314的外围安装用于固定内钢模11的模板固定圈36 ;然后在下中心筒3112上方固接一 上中心筒3111,在上中心筒3111顶部搭设顶部桁架345,顶部桁架345通过桁架支撑杆346 支撑;再在滑模操作平台上安装液压控制台32、液压爬升装置33 (楔形千斤顶)及液压管 路,然后向楔形千斤顶中心穿插滑模支撑杆331 (Φ25钢筋);再在连接立柱315上的模板 固定圈36处安装外钢模12,在内模支撑架314上的模板固定圈36处安装内钢模11,并将 内、外钢模调整到适当位置;最后安装垂直送料装置34,并锚接导索347。在已安装完的滑 模构架滑升一定高度后再在其下方吊接内挂架316和外挂架317,并在内、外挂架下方包覆 安全网318,整个液压滑模装置3全部安装完毕。该液压滑模装置3组装完后用水准仪抄平所有楔形千斤顶顶面,使得骨架支撑构件31平面保持严格水平。
[0102] (3)滑模顶升:液压滑模装置3组装完毕后先进行机具联动试验,机具联动试验 合格后,开始进行滑模顶升和支筒1的浇筑。如图7所示,首先,在内、外钢模内浇筑混凝 土,所浇筑的混凝土是采用吊笼341上料,上料后均勻布料入模浇筑;当第一层混凝土浇筑 完毕后开始提模,提模开始时先松开导索347,并检查所有液压油阀是否打开,然后液压控 制台32送油给受力楔形千斤顶,楔形千斤顶受油压力后沿滑模支撑杆331向上爬升,提模 250mm后开始调中、调平(正常滑升时,提模高度不大于300mm),回油至油泵,停止滑升,再 继续浇筑第二层混凝土(每层混凝土的浇筑高度约为250〜300mm)。在整个顶升、浇筑过 程中,已浇筑完的支筒1上应及时接长立筋和滑模支撑杆331,并在立筋上继续绑扎水平弧 筋35,滑模支撑杆331的接长采用对接绑条焊,滑模支撑杆331的接长与钢筋的绑扎交替进 行。提模时钢筋绑扎及接长速度与提模速度相适应,进入钢模板后的最上层水平弧筋35应 全部绑扎好。在进行水塔支筒1浇筑的同时,施工工人站在内挂架316和外挂架317上将 已出模的支筒1砼壁原浆压光,循环养护已浇筑的支筒1筒壁。不断重复本步骤的滑模顶 升工序,直至水塔支筒1达到设计高度。
[0103] (4)筒首施工及滑模装置拆卸:当滑模顶升完成后,在支筒1内预留洞口架设水平 横梁作支模架施工临时塔内平台,在临时塔内平台上施工筒首和筒首立柱13 ;施工完成后 即拆除液压滑模装置3,并进行后续步骤的施工。液压滑模装置3的拆除遵循先安后拆、先 连接部件后承重部件拆除的原则。
[0104] 3、水箱的液压提升施工
[0105] 水箱2的施工是采用水箱围绕支筒在地面预制成型,通过液压提升装置将水箱2 吊装至支筒1顶部安装就位的施工方法。在水箱2的施工中需要用到一套如图4所示的液 压提升装置4,该液压提升装置4包括顶升构件41、传力构件42和吊杆组件43三部分。传 力构件42包括环梁底座421 (钢质)和环形支撑架422,环梁底座421固接在水塔支筒1顶 部的筒首立柱13上,环形支撑架422固接于环梁底座421上方,顶升构件41固接于环形支 撑架422上方,顶升构件41由传力构件42支承。顶升构件41包括上钢环梁411、下钢环梁 412(上、下钢环梁直径、形状相同)和设于上、下钢环梁中间的液压千斤顶413(本实施例选 用的型号为YQ-50),下钢环梁412固接于环形支撑架422上方,并通过环形支撑架422与 环梁底座421连接,下钢环梁412直径大于环梁底座421的直径;如图11所示,液压千斤顶 413的底座嵌在下钢环梁412顶面设置的U形槽内,在上钢环梁411底面焊接有与液压千斤 顶413顶头相配合的U形槽,以从上部进一步稳固液压千斤顶413。如图8所示,本实施例 的顶升构件41中共设有十四个液压千斤顶413,且十四个液压千斤顶413在上、下钢环梁之 间沿周向均勻分布;在相邻两个液压千斤顶413之间设有六组吊杆组件43 (每个液压千斤 顶413两侧各对称布置三组),整个上、下钢环梁上均勻分布有八十四组吊杆组件43,每组 吊杆组件43穿过顶升构件41的上、下钢环梁并通过螺帽卡在上、下钢环梁上,吊杆组件43 的底部与拟吊装的水塔水箱2固接。为了便于更清晰明了的显示液压提升装置4的结构和 工作方式,在图4中省略了中间均布的吊杆组件43,只给出了视图两侧的两组吊杆组件43 的结构及连接方式。上述的液压千斤顶413是用最大工作压力为600kg/cm2的高压油泵作 动力,用Φ11Χ2的无缝钢管作液压输油管道。
[0106] 上述的每组吊杆组件43包括一吊装丝杆431 (规格为T40X6-2,丝纹2. 7m, 45号钢制作)、吊装圆杆432 (45号钢,cp25圆钢制作)和吊杆连接件433,吊装丝杆431设于吊 杆组件43顶部并竖直穿过顶升构件41的上、下钢环梁,与其下方的吊装圆杆432连接。吊 装丝杆431全长3m,在上钢环梁411上方的吊装丝杆431上拧有上螺帽434,在上钢环梁 411与下钢环梁412之间的吊装丝杆431上拧有下螺帽435,吊装丝杆431的底部通过吊杆 连接件433连接吊装圆杆432,吊装圆杆432下方通过吊杆连接件433接长若干根吊装圆杆 432。吊装圆杆432有2m长的标准杆和0.5m、1.0m、1.5m三种长度的异长杆,四种不同长度 的吊装圆杆432按顺序间隔均勻地布设在吊杆组件43的底部(例如沿环向的八十四组吊 杆组件按1〜84的顺序编号,第1、2、3、4组吊杆组件底部分别设置一根0. 5m、1. 0m、l. 5m、 2. 0m的吊装圆杆完成一个循环,如此再重复二十个循环直至四种不同长度的吊装圆杆全部 均勻布设),最底部的吊装圆杆432与最顶部的吊装丝杆431之间均用标准杆(2m)连接接 长(所使用的标准杆数量根据水箱2提升的高度不断变化),从而错开每组吊杆组件43的 吊杆连接件433 (如图3所示,本实施例的错开距离F为0. 5m),以便于在提升水箱2的卸杆 过程中,每次只卸掉均勻分布的1/4的吊装圆杆432,保证其余3/4的吊装圆杆432能承受 水箱重力。最底部的吊装圆杆432穿过水塔水箱2上的预留孔,并通过一底螺帽436与水 箱2连接。具体实践中,根据水箱的重力和吊杆组件的数量,可自行设计卸杆时受力吊杆组 件数量所占的比例(本实施例是3/4)、吊装圆杆的长度、异长杆的数量、吊杆连接件错开距 离等参数,但与此类工艺参数不影响本专利的保护范围。
[0107] 如图9所示,上述的吊杆连接件433包括有圆筒形的连接套4331和套箍4332,该 圆筒形的连接套4331是对半组装而成,且一端设有一环形凸台4333,本实施例吊装圆杆 432两端均设有一直径大于吊装圆杆432直径的圆柱形杆头4321,在连接套4331的内壁上 则开设有一能与相邻对接的两圆柱形杆头4321相配合的凹槽,连接套4331通过该凹槽包 覆在两圆柱形杆头4321的对接处。该吊杆连接件433的使用方法为:先将上下两根吊装圆 杆432的圆柱形杆头4321对碰,再用对半分开的连接套4331包裹住已对碰好的两吊装圆 杆432的杆头,并通过连接套4331内设的凹槽卡紧,最后用套箍4332套住连接套4331并 固定在连接套4331下端的环形凸台4333上。在包裹连接套4331时应注意将设有环形凸 台4333的一端朝下。在具体实践中,吊杆连接件433还可以设计成其他的形状或连接方式。 本实施例中上述的上螺帽434和下螺帽435也设计成如图10所示的与吊杆连接件433相 类似的结构。所不同的是,所述上螺帽434和下螺帽435是套在吊装丝杆431上,并通过其 卡住上、下钢环梁而起到定位吊杆组件43的作用,因此原连接套的内壁上不用开设凹槽, 而直接加工成内螺纹结构以便于套在吊装丝杆431上。
[0108] 水箱2的液压提升施工主要包括以下步骤:
[0109] (1)水箱预制:支筒1施工完毕后,在围绕支筒1的地面上预制水箱2,具体施工方 法为:先搭设水箱制作外架及水箱下环梁25的模板,绑扎水箱下环梁25中的钢筋,埋设预 埋件;然后搭设满堂红操作架,立水箱下壳24的外模及支撑,绑扎水箱下壳24的钢筋,安装 内桁架,再进行水箱内模的安装,浇筑水箱下壳24的混凝土 ;然后再安装水箱上壳22桁架, 立水箱上壳22的模板,绑扎水箱上壳22的钢筋,浇筑水箱上壳22的混凝土,拆模、混凝土 养护;最后进行水箱2的外表装饰。水箱下壳24的内、外模板采用木模,水箱下壳24的外 模根据水箱2的外形分为四十八块标准模板,内模相应分成二十四块,模板均采用钢桁架 支撑。[0110] (2)液压提升装置的安装:水箱预制施工完成后在水箱2上搭设一接料平台26, 在水箱2外缘架设一垂直运输扒杆27,在已施工的支筒1顶部搭建筒首井架28和回旋扒 杆29,并利用这些搭设的临时吊装设备来进行物料的垂直运输和后续液压提升装置4的安 装。搭设完成后将环梁底座421固接在支筒1顶部施工预留的钢筋混凝土筒首立柱13上, 安装环形支撑架422,在环形支撑架422上固接下钢环梁412,在下钢环梁412上方沿周向 均勻固定十四个液压千斤顶413,上钢环梁411放置在液压千斤顶413上方,上钢环梁411 底面上焊接的U型槽套住液压千斤顶413的顶头;然后开始安装吊杆组件43,先挂置最顶 端的吊装丝杆431,使吊装丝杆431穿过上、下钢环梁上开设的预留孔,上钢环梁411上方的 吊装丝杆上拧有上螺帽434以适时卡住上钢环梁411,将吊杆组件43的受力传递到上钢环 梁411 ;上钢环梁411和下钢环梁412之间的吊装丝杆431上拧有下螺帽435以适时卡住下 钢环梁412,将吊杆组件43的受力传递到下钢环梁412 ;然后用吊杆连接件433在吊装丝杆 431的下端挂置吊装圆杆432,并在吊装圆杆432下端继续用吊杆连接件433不断接长吊装 圆杆,直至达到所要求的吊装长度;最底部的吊装圆杆432穿过水箱2底部的预留圆孔,并 用底螺帽436固定住水箱2。最后安装油路系统等液压辅助设施,使其控制液压千斤顶413 的顶升。此外,吊装丝杆431的顶部还拧有保险螺帽437,以起到保护吊杆组件43不向下掉 的作用。
[0111] (3)水箱提升:在液压提升装置4安装后、提升前,进行三十六小时的实荷试压试 验及油路超压试验,对试提效果进行观察,经检查合格后开始正式进行水箱2的提升。一次 提升循环的工作原理如图3所示,图3(a)为一次顶升循环的初始状态,此时上、下螺帽分别 卡在上、下钢环梁上,开始提升时先使液压千斤顶413通油加压顶升上钢环梁411,上钢环 梁411利用上螺帽434与吊装丝杆431间的摩擦力实现上钢环梁411带动上螺帽434、上 螺帽434带动吊装丝杆431、吊装丝杆431带动下螺帽435及水箱2的联动上升,如图3 (b) 所示;待液压千斤顶413完成一个行程S后向下拧下螺帽435至下钢环梁412处,此时吊杆 组件43受液压千斤顶413和上钢环梁411的支撑停留在上升后的高度,如图3 (c)所示•’然 后让液压千斤顶413回油,上钢环梁411随之回落,但此时吊杆组件43通过下螺帽435卡 在下钢环梁412上,因而吊杆组件43并不随上钢环梁411的回落而下降,下钢环梁412成 为受力部件,如图3(d)所示;然后再将上螺帽434向下回拧至上钢环梁411处以同时卡住 上钢环梁411,从而完成一次顶升循环,如图3(e)所示。随着液压千斤顶413持续不断的 来回顶升,吊装丝杆431的高度会越来越高,因此当吊装丝杆431上升一定高度(例如上升 一个吊装圆杆432的高度L)后需要下放,而本发明的吊杆组件43可以进一步实现吊装丝 杆431的下放、吊装圆杆432的拆卸和续接。由于相邻的吊装圆杆432之间以及吊装丝杆 431与吊装圆杆432之间均是通过吊杆连接件433活动连接,所以当吊装丝杆431提升到顶 后解开其下方的一个吊杆连接件433,并卸下一根吊装圆杆432,然后将吊装丝杆431下放, 续接上相邻的吊装圆杆即可实现。每一次拆卸吊装圆杆的数量应根据具体工程中吊杆组件 的数量、分布以及水箱2的受力情况来确定,前提是应保证未拆卸的受力吊装圆杆432足以 承受水箱2的重力;同时,每次拆卸下的吊装圆杆应当是沿上、下钢环梁截面方向等间隔布 置,以保证水箱2受力的均勻性。重复本步骤,直至将水箱2提升到设计高度。
[0112] (4)水箱就位施工及液压提升装置拆除:当水箱2提升到设计高度后应放慢提升 速度,当确定水箱2所有临时固定钢牛腿都能就位安装时,停止水箱2的提升,并及时安装临时固定钢牛腿。临时固定钢牛腿下部与支筒1顶部的预留铁件焊接牢固,临时固定钢牛 腿上部之间用不少于。20钢筋相互拉结牢固。然后按照水箱提升的反操作缓慢将水箱2 下放就位,并将水箱底部已安装的预埋件与临时固定钢牛腿焊接牢固。最后施工支承环板 以支撑水箱2,支承环板施工完后根据先安后拆、先连接部件后承重部件拆除的原则拆除液 压提升装置4。
[0113] 4、工程收尾
[0114] 收尾工作依次包括以下内容:人井及平台浇筑、水箱防水层施工、塔内管道安装、 塔内爬梯安装、水箱下环梁防水节点处理、气窗顶盖浇筑、航空信号灯安装、筒外装饰、门窗 安装、散水浇筑一试水检验等。

Claims (5)

1. 一种水塔的液压滑提施工方法,所述施工方法包括水塔基础施工、水塔支筒施工、 水箱施工及工程收尾四个步骤,其特征在于所述水塔支筒施工是通过液压滑模施工方法完 成,该液压滑模施工方法具体包括以下步骤:(1)装前检查:待水塔基础施工完成后,在靠近基础的支筒壁施工处沿水塔支筒的延 伸方向安装钢筋及各种预埋件,并进行施工前的各项检查,符合要求后,从基础杯口顶面开 始安装液压滑模装置;(2)液压滑模装置的安装:先从基础杯口顶面向上插接立筋,并按设计间距在立筋上 绑扎水平弧筋,然后在设计的水塔支筒中心位置放置一中心筒,在中心筒的外围固接一圈 辐射梁;在辐射梁下方固接一圈连接立柱,在辐射梁上方铺设层板以形成一滑模操作平台; 然后在辐射梁下方的中心筒外壁上固接一内模支撑架,在滑模操作平台上安装液压控制 台、液压爬升装置及液压管路,并向液压爬升装置中心穿插滑模支撑杆;再在所述连接立柱 内侧安装支筒成型用的外钢模,在所述内模支撑架外围安装支筒成型用的内钢模,并通过 中心筒上方搭设的顶部桁架支撑一套垂直送料装置;最后在已安装完的滑模构架向上滑升 一高度后再在其下方吊接内挂架和外挂架,完成整个液压滑模装置的安装;(3)滑模顶升:液压滑模装置组装完毕后先进行机具联动试验,机具联动试验合格后, 开始进行第一层支筒壁的浇筑;浇筑完第一层后通过所述液压滑模装置提升内、外钢模,再 浇筑第二层支筒壁;不断重复本步骤的滑模顶升工序,直至浇筑完的水塔支筒达到设计高 度;(4)筒首施工及液压滑模装置拆卸:当滑模顶升完成后,再施工支筒筒首和筒首立柱; 施工完成后拆除所述液压滑模装置,并进行后续步骤的施工。
2.根据权利要求1所述的水塔的液压滑提施工方法,其特征在于所述滑模顶升步骤 中,液压滑模装置提升内、外钢模的具体操作工序为:当内、外钢模内的一层混凝土浇筑完 毕后,打开液压管路上的所有液压油阀,通过液压控制台送油给液压爬升装置,液压爬升装 置受油压力后沿所述滑模支撑杆向上爬升,爬升一高度后调中、调平,回油并停止爬升,再 浇筑下一层混凝土。
3.根据权利要求1或2所述的水塔的液压滑提施工方法,其特征在于所述的水箱施工 具体包括以下步骤:(1)水箱预制:当水塔支筒施工完毕后,在围绕支筒的地面上先预制一水箱;(2)液压提升装置的安装:水箱预制完成后,将一环梁底座固定在支筒顶部预留的筒 首立柱上,在环梁底座上安装环形支撑架,在环形支撑架上固接下钢环梁,在下钢环梁上沿 周向均勻固定若干个液压千斤顶,在液压千斤顶上放置上钢环梁;然后在上、下钢环梁上安 装一圈吊杆组件,使吊杆组件穿过上、下钢环梁并与预制的水箱吊接;完成整个液压提升装 置的安装;(3)水箱提升:在所述液压提升装置安装后、提升前,进行实荷试压试验及油路超压试 验,经检查合格后开始进行水箱的提升;开始提升时先使液压千斤顶顶升所述的上钢环梁, 并带动卡在上钢环梁上的吊杆组件上升,待液压千斤顶完成一个行程后使吊杆组件同时卡 在下钢环梁处,然后让液压千斤顶回油,上钢环梁随之回落,再使吊杆组件同时卡在回落后 的上钢环梁上,完成一次提升循环;重复本步骤持续进行提升,并在提升过程中不断缩短吊 杆组件,直至将水箱提升到设计高度;(4)水箱就位施工及液压提升装置拆除:当水箱提升到设计高度后,将水箱固定于水 塔支筒顶部,最后拆除液压提升装置。
4.根据权利要求3所述的水塔的液压滑提施工方法,其特征在于所述水箱提升步骤 中,一次提升循环的具体操作方法为:首先通过套在吊杆组件上的上螺帽使吊杆组件卡在 上钢环梁上,然后使所述液压千斤顶通油加压顶升上钢环梁,上钢环梁通过顶升上螺帽带 动整个吊杆组件上升,吊杆组件带动其底部吊接的水箱上升;待所述液压千斤顶完成一个 行程后,通过套在吊杆组件上的下螺帽使吊杆组件卡在下钢环梁上,然后让液压千斤顶回 油,上钢环梁随液压千斤顶回落;最后通过回调所述的上螺帽使吊杆组件同时卡在回落后 的上钢环梁上,完成一次提升循环。
5.根据权利要求4所述的水塔的液压滑提施工方法,其特征在于所述吊杆组件包括其 顶部设置的吊装丝杆、吊装丝杆下方不断接长的吊装圆杆和吊杆连接件,所述水箱提升步 骤中缩短吊杆组件的具体操作方法为:当所述顶部的吊装丝杆提升到顶后,从上方吊住吊 装丝杆使其不往下掉,然后解开吊杆连接件并卸下一根吊装圆杆,再将吊装丝杆下放,重新 通过吊杆连接件续接上与已卸吊装圆杆相邻的另外两根杆件。
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