CN103184792B - 一种大直径水塔筒身自提升系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种大直径水塔筒身自提升系统，包括定型模板，内外部操作平台和自提升装置，其中，所述定型模板，采用轻质钢骨架，内附木模板，再在木模板上贴3～5mm厚度杉木板；设置若干块内有弧度的支撑杆件的内、外模板；内、外模板各自由螺栓连接；在内、外模板上均设有定滑轮组；所述内外部操作平台，为方钢管制作支架，分别设置在混凝土水塔筒身的内外侧，沿圆心的方向分布，方钢管直接用标准扣件连接；在内外操作平台上均设有定滑轮组；所述自提升装置，包括在混凝土水塔筒身的外围立柱和在混凝土水塔筒身的内侧设置1根钢管作提升核心立柱，每根钢管柱柱脚及柱顶安装滑轮。

Description

一种大直径水塔筒身自提升系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种土建结构施工方法，具体地说，是一种用于水塔筒身施工的大直径水塔筒身自提升系统及其使用方法。

背景技术

科威特建有许多高大的水塔供应居民生活和工业用水，这些水塔成了科威特的象征，也成为科威特一大特色和风景。蓄水水塔池是一种典型的钢筋混凝土塔体构筑物。本发明实施例的大直径水塔其结构分为下部筒体、肩梁、上部筒体、篮体及顶盖五部分，其中下部筒体外直径7m，高23.97m，壁厚500mm；上部筒体外直径5m，高12.83m，壁厚500mm；篮体顶部内径32.75m，篮体壁厚275mm，水塔总高度35.83m。传统的科威特水塔施工工艺采用滑模，该工艺需要连续施工，受科威特独特的气候影响，特别是每年4月到10月的高温天气大大影响了工程的质量及进度。而且本大型篮体水塔项目2010年3月签约，施工地点位于中东科威特，该地区环境以热带沙漠气候为主，终年高温炎热，干旱少雨，按照合同工期及施工进度计划安排，筒体的施工处于6～10月，正值当地一年中温度最高的时期，极端环境温度达到50℃以上，在此条件下进行混凝土施工作业，给施工带来了极大的难度。通常情况混凝土施工大气温度35℃以上为超高温称为酷暑期，当温度达到一天中的最高值时，受阳光直射，混凝土表面的实际温度远远高于大气环境温度，蒸发是在液体表面发生的汽化现象，水的蒸发量与相对湿度成反比，与大气温度成正比。此时混凝土表面的水分蒸发，比常温期要增许多倍，容易使混凝土表面的收缩量远大于内部，从而出现裂缝，严重危害混凝土工程施工质量。

因此已知的科威特水塔滑模施工工艺在50℃以上的热带沙漠气候环境下存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种大直径水塔筒身自提升系统。

本发明的另一目的，在于提出一种大直径水塔筒身自提升系统的使用方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种大直径水塔筒身自提升系统，用于混凝土水塔筒身施工，包括定型模板，内外部操作平台和自提升装置，其特征在于：

所述定型模板，采用轻质钢骨架，内附木模板，再在木模板表面贴3～5mm厚度杉木板；内模支撑杆件的弧度为0.741～0.752，外模支撑杆件的弧度为0.621～0.628；内、外模板各自由螺栓连接；在内、外模板上均设有定滑轮组；

所述内外部操作平台，为方钢管制作支架，分别设置在混凝土水塔筒身的内外侧，沿圆心的方向分布，方钢管直接用标准扣件连接，且在支架上铺设木板脚手架；在内外操作平台上均设有定滑轮组；

所述自提升装置，包括在混凝土水塔筒身的外围等分设置4根钢管作为外模的提升核心立柱，立柱脚与地面刚接，且钢管立柱每隔3m设置支撑斜杆，支撑斜杆与混凝土筒壁相抵；在混凝土水塔筒身的内侧设置1根钢管作提升核心立柱，且钢管立柱每隔3m设置支撑斜杆，支撑斜杆与混凝土筒壁相抵；每根钢管柱柱脚及柱顶安装滑轮，滑轮通过钢丝绳与在内、外模板上设有的定滑轮组及内外操作平台上设有定滑轮组活动连接，且在电机的带动下提升。

本发明的大直径水塔筒身自提升系统还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的大直径水塔筒身自提升系统，其中所述定型模板的内模尺寸为2.0～2.5m宽，3.0～3.5m高；外模尺寸为2.1～2.5m宽，3.1～3.5m高。

前述的大直径水塔筒身自提升系统，其中所述定型模板的支撑杆件的弧度范围偏差不超过3。

前述的大直径水塔筒身自提升系统，其中所述内外部操作平台的脚手架搭设的平面度偏差不超过3mm。

前述的大直径水塔筒身自提升系统，其中所述内外部操作平台内外脚手架系统支架同心度不超过3°。

前述的大直径水塔筒身自提升系统，其中所述自提升装置的立柱的垂直度不超过2mm。

一种大直径水塔筒身自提升系统使用方法，用于混凝土水塔筒身施工，其特征在于包括以下步骤：

a、将若干块带有一定弧度内、外模板相互用螺栓连接固定形成内、外模板圈，利用两台移动吊车配合一台塔吊进行整体吊装，在滑模前，在木模板表面的杉木板上涂刷油脂；

b、当水塔筒身建造到一定高度，且已有强度的混凝土筒身为受力基点，提供电机为动力连同滑轮系统；

c、协同所述自提升装置的每根钢管柱柱脚及柱顶安装的滑轮，与在内、外模板上设有的定滑轮组及内外操作平台的定滑轮组，在电机的带动下提升，从而使自提升系统，在电机的带动下通过钢丝绳、滑轮提升模板及脚手架系统。

本发明的大直径水塔筒身自提升系统使用方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述滑轮采用12芯每芯直径为8mm规格的钢丝绳以及单滑轮组。

采用上述技术方案后，本发明的一种大直径水塔筒身自提升系统及其使用方法具有以下优点：

1、施工工艺适合当地高温，多沙尘暴气候特点；

2、采用了质轻的钢支架木模结构的模板，及抗沙尘暴能力较强的模板、平台自提升系统，减少了在高温环境下大量的人工下拆装模板，极大提高安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的轻质钢梁式定型模板结构平面示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明实施例的内、外部操作平台示意图；

图4为本发明实施例的模板自提升系统结构示意图；

图5为本发明实施例的提升柱连接示意图。

图中：1型钢支撑，2木板，3外部操作平台，4混凝土筒壁，5内部操作平台，6外部自提升杆件，7内部自提升杆件，8提升钢丝绳，9提升滑轮组，10连接杆件。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

现请参阅图1和图2，图1为本发明实施例的轻质钢梁式定型模板结构平面示意图，图2为图1的侧视图。本发明实施例的定型模板为轻质钢梁式定型模板，采用3.15m高的模板进行倒模的施工，模板系统采用钢骨架，内、外木板结构，用70×40×4的方钢管做纵向钢骨架，80×45×9的槽钢做横向钢骨架，内附27mm厚的木模板，最后在木模板上贴4mm厚的杉木板。本发明的外模制作成2.199m宽，3.150m高的弧片，内模支撑杆件的弧度为0.741，外模支撑杆件的弧度为0.621；外模一共使用了10块型模板，内模使用了2.223m宽，3.150m高的型模板9块；在滑模前，给4mm的杉木板上涂刷油脂。本发明实施例的轻质钢梁式定型模板结构重量轻，便于提升、结构稳定，受力均匀，不易涨模，漏浆，符合自提升模板系统的要求。与传统的钢模相比其重量轻，且便于拆卸，整体提升，且便于重复利用。

内、外模板分别直接连接采用M24螺栓连接，在倒模的过程中模板不需要全部拆除，只需要放松螺栓，用模板的自提升系统即可进行整体提升。

图3为本发明实施例的内、外部操作平台3、5示意图。筒体内、外部操作平台采用70×40×4的方钢管做钢骨支架，沿圆心的方向分布，且钢骨支架直接采用标准扣件连接，互换性好，拆卸方便等特点，支架上铺设4.5cm厚的木板构成内部操作平台，此平台受力好且重量轻，便于提升。

图4为本发明实施例的模板自提升系统结构示意图，图5为本发明实施例的提升柱连接示意图。模板提升是利用了外部设置4根直径为139mm厚度为5mm的钢管作为外模的提升核心立柱6，内模使用了直径为121mm厚度为5mm的钢管7，柱脚与地面刚接，且钢管立柱每隔3m设置直径为48mm斜撑连接杆件10，与混凝土筒壁抵接。自提升系统采用了每柱柱脚及柱顶安装滑轮，钢丝绳通过滑轮在电机的带动下提升模板及脚手架系统。随着滑模的提升，钢柱不断增高，从而达到自提升的效果。由于模板较传统钢模板轻，因此自提升系统较易实现，而且此自提升系统与传统钢模板手工搭设及拆除相比较，节省较多的人工及工期，对本项目的履约在经济及技术上是一大革新。突破了传统的模板施工的工艺。也是结合科威特当地的高风沙发生较为频繁的特点，模板系统采用了内外立柱系统与筒壁相连接，且与内部操作平台相连接，形成了，模板、自提升系统、脚手架系统为一体的倒模自提升系统。有效的提高了抵御风沙的能力。

滑轮系统采用12芯每芯直径为8mm的规格的钢丝绳以及单滑轮组吊起，在上下立柱及内外操作平台上均设有定滑轮组，以减速电机为动力，以已有强度的混凝土筒身为受力基点，轮换上提操作架中的提升架，从而完成筒身的施工。提升是将竖井架移置到模板和混凝土之间进行有机组合，操作平台通过鼓圈与斜支撑固定在外模上，依靠电动提升架将操作架徐徐升起，操作架和提升架内立柱由装在提升架下的滚轮嵌和而成，两架相对运行互为轨道。当操作架被提升到高位后，随即将其锚固，提升架相对处于低位。此时，便可随时松开提升架上的挂钩，依靠操作架的锚固，通过反转电机将其预升，使之又处于高位，进入下一循环。这是一个相互依靠、往复提升并将水塔筒身混凝土逐节浇注的电动升模施工过程。设计最大起重量21kN，用3t卷扬机同步动作，将拔杆端部定向滑轮改为固定吊环和自由滑轮组合形式，可以在45°平面内自由旋转，一步运输到位。

一种大直径水塔筒身自提升系统使用方法，用于混凝土水塔筒身施工，其特征在于包括以下步骤：

a、将若干块带有一定弧度内、外模板相互用螺栓连接固定形成内、外模板圈，利用两台移动吊车配合一台塔吊进行整体吊装，在滑模前，在木模板表面的杉木板上涂刷油脂；

b、当水塔筒身建造到一定高度，且已有强度的混凝土筒身为受力基点，提供电机为动力连同滑轮系统；

c、协同所述自提升装置的每根钢管柱柱脚及柱顶安装的滑轮，与在内、外模板上设有的定滑轮组及内外操作平台的定滑轮组，在电机的带动下提升，从而使自提升系统，在电机的带动下通过钢丝绳、滑轮提升模板及脚手架系统。

提升是将竖井架移置到模板和混凝土之间进行有机组合，操作平台通过鼓圈与斜支撑固定在外模上，依靠电动提升架将操作架徐徐升起，操作架和提升架内立柱由装在提升架下的滚轮嵌和而成，两架相对运行互为轨道。当操作架被提升到高位后，随即将其锚固，提升架相对处于低位。此时，便可随时松开提升架上的挂钩，依靠操作架的锚固，通过反转电机将其预升，使之又处于高位，进入下一循环。这是一个相互依靠、往复提升并将水塔筒身混凝土逐节浇注的电动升模施工过程。设计最大起重量21kN，用3t卷扬机同步动作，将拔杆端部定向滑轮改为固定吊环和自由滑轮组合形式，可以在45°平面内自由旋转，一步运输到位。

本发明的大直径水塔筒身自提升系统及其使用方法在科威特水塔工程中运用，效果非常好，得到了操作者和相关方的肯定。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (8)

1.一种大直径水塔筒身自提升系统，用于混凝土水塔筒身施工，包括定型模板，内外部操作平台和自提升装置，其特征在于：

所述定型模板，采用轻质钢骨架，内附木模板，再在木模板表面贴3～5mm厚度杉木板；内模支撑杆件的弧度为0.741～0.752，外模支撑杆件的弧度为0.621～0.628；内、外模板各自由螺栓连接；在内、外模板上均设有定滑轮组；

所述内外部操作平台，为方钢管制作支架，分别设置在混凝土水塔筒身的内外侧，沿圆心的方向分布，方钢管直接用标准扣件连接，且在支架上铺设木板脚手架；在内外操作平台上均设有定滑轮组；

所述自提升装置，包括在混凝土水塔筒身的外围等分设置4根钢管作为外模的提升核心立柱，立柱脚与地面刚接，且钢管立柱每隔3m设置支撑斜杆，支撑斜杆与混凝土筒壁相抵；在混凝土水塔筒身的内侧设置1根钢管作提升核心立柱，且钢管立柱每隔3m设置支撑斜杆，支撑斜杆与混凝土筒壁相抵；每根钢管柱柱脚及柱顶安装滑轮，滑轮通过钢丝绳与在内、外模板上设有的定滑轮组及内外操作平台上设有定滑轮组活动连接，且在电机的带动下提升。

2.如权利要求1所述的大直径水塔筒身自提升系统，其特征在于，所述定型模板的内模尺寸为2.0～2.5m宽，3.0～3.5m高；外模尺寸为2.1～2.5m宽，3.1～3.5m高。

3.如权利要求1所述的大直径水塔筒身自提升系统，其特征在于，所述定型模板的支撑杆件的弧度范围偏差不超过3。

4.如权利要求1所述的大直径水塔筒身自提升系统，其特征在于，所述内外部操作平台的脚手架搭设的平面度偏差不超过3mm。

5.如权利要求1所述的大直径水塔筒身自提升系统，其特征在于，所述内外部操作平台内外脚手架系统支架同心度不超过3°。

6.如权利要求1所述的大直径水塔筒身自提升系统，其特征在于，所述自提升装置的立柱的垂直度不超过2mm。

7.一种大直径水塔筒身自提升系统使用方法，用于混凝土水塔筒身施工，其特征在于包括以下步骤：

a、将若干块带有一定弧度内、外模板相互用螺栓连接固定形成内、外模板圈，利用两台移动吊车配合一台塔吊进行整体吊装，在滑模前，在木模板表面的杉木板上涂刷油脂；

b、当水塔筒身建造到一定高度，且已有强度的混凝土筒身为受力基点，提供电机为动力连同滑轮系统；

c、协同所述自提升装置的每根钢管柱柱脚及柱顶安装的滑轮，与在内、外模板上设有的定滑轮组及内外操作平台的定滑轮组，在电机的带动下提升，从而使自提升系统，在电机的带动下通过钢丝绳、滑轮提升模板及脚手架系统。

8.如权利要求7所述的大直径水塔筒身自提升系统使用方法，其特征在于，所述滑轮采用12芯每芯直径为8mm的规格的钢丝绳以及单滑轮组。