爬升模板的施工工藝

1、高層建筑施工網(wǎng)上輔導(dǎo)材料4：第八章 高層混凝土結(jié)構(gòu)施工【教學(xué)基本要求】通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生：1了解鋼筋的電渣壓力焊及鋼筋的氣渣壓力焊的工藝參數(shù)。2 熟悉鋼筋的機械連接技術(shù)。3 了解滑升模板的組成及特點。4 熟悉液壓滑升模板的施工工藝及質(zhì)量施工處理。5 了解大模板的施工工藝。6 掌握爬升模板的施工工藝?！緦W(xué) 習(xí) 重 點】1 鋼筋的連接工藝參數(shù)。2 爬升模板的施工工藝及事故處理?！緝?nèi)容提要和學(xué)習(xí)指導(dǎo)】1.1現(xiàn)澆高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的幾個問題本章著重闡述了現(xiàn)澆高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中的鋼筋連接技術(shù)；大模板，滑升模板以及爬模施工。對于現(xiàn)澆高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中其他幾個重要的問題簡述如下：1.2

2、鋼筋連接技術(shù)高層建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土工程中,大直徑鋼筋豎向連接的工作量較大，目前常用的連接技術(shù)主要有：有電渣壓接技術(shù)、氣渣壓力焊接技術(shù)、氣壓焊接技術(shù)和機械連接技術(shù)等。 豎向鋼筋電渣壓力接電渣壓力焊是利用電流，通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端熔化，然后施加壓力使鋼筋焊接為一體。焊接開始時，首先在上下兩鋼筋端面之間引燃電弧，使電弧周圍焊劑熔化形成空穴，隨后在一定的焊接電壓的情況下，進(jìn)行“電弧過程”的延時，利用電弧熱量，一方面使電弧周圍的焊劑不斷熔化，以使渣池形成必要的深度；另一方面使鋼筋端面逐漸燒平，為獲得優(yōu)良接頭創(chuàng)造條件。接著，將上鋼筋端部潛入渣池中，電弧熄滅，進(jìn)行“電渣過程”的延時，利用電阻熱能使鋼

3、筋全斷面熔化并形成有利于保證焊接質(zhì)量的斷面形狀。最后，在斷電的同時，迅速進(jìn)行擠壓，排除全部熔渣和熔化金屬，形成焊接接頭（1）焊接參數(shù)鋼筋電渣壓力焊主要經(jīng)過引弧、電弧、電渣和擠壓四個過程，其中引弧、擠壓過程很短，對焊件加熱有重要影響的是電弧和電渣過程，故應(yīng)根據(jù)不同直徑的鋼筋，選擇好焊接電流和焊接時間，電渣壓力焊焊接參數(shù)見表1。表1 電渣壓力焊焊接參數(shù)項次鋼筋直徑（）焊 接 參 數(shù)熔化量（）焊接電流（）焊接電壓（V）焊接通電時間（S）電弧過程電渣過程電弧過程電渣過程1234567891014161820222528323640200220200250250300300350350400400450

4、500550600650700750850900354535453545354535453545354535453545354522272227222722272227222722272227222722271214151718212427303334556667892225222522252225222522252230223022302230不同直徑鋼筋采用電渣壓力焊時，應(yīng)按較小直徑鋼筋選擇焊接參數(shù)，焊接通電時間可延長。（2）施焊要點1）用夾具夾緊鋼筋。2）安放鐵絲圈。3）裝填焊劑。4）施焊。2質(zhì)量要求（1）外觀檢查鋼筋電渣壓力焊接頭，應(yīng)逐個進(jìn)行外觀檢查，檢查結(jié)果符合下列要求：四周焊包凸出

5、鋼筋表面的高度應(yīng)大于或等于4mm；鋼筋與電極接觸處，應(yīng)無燒傷缺陷；接頭處的彎折角不得大于4º；接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑的0.1倍，且不得大于2mm；外觀檢查不合格的接頭應(yīng)切除重焊，或采取強焊接措施。（2）強度檢驗1）以每一樓層或施工區(qū)段中300個同級別鋼筋接頭作為一批，不足300個接頭仍應(yīng)作為一批。從每批接頭中隨機切取3個試件做拉伸試驗。2）3個試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規(guī)定的拉強度。當(dāng)試驗結(jié)果有1個試件的抗拉強度低于規(guī)定值，應(yīng)再取6個試件進(jìn)行復(fù)驗。復(fù)驗結(jié)果，當(dāng)仍有1個試件的抗拉強度小于規(guī)定值，應(yīng)確認(rèn)該批接頭為不合格品。3焊接缺陷及防治措施鋼筋電渣壓力焊焊接過程中，如

6、發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合、燒傷等缺陷，應(yīng)查找原因，采取措施，及時消除。 鋼筋氣壓焊接鋼筋氣壓焊，是采用一定比例的氧氣和乙炔焰為熱源，對需要接頭的兩鋼筋端部接縫處進(jìn)行加熱烘烤，使其達(dá)到熱塑狀態(tài)，同時對鋼筋施加3040N/mm2 的軸向壓力，使鋼筋頂鍛在一起。鋼筋氣壓焊有敞開式和閉式兩種。前者是將兩根鋼筋端面稍加離開，加熱到熔化溫度，加壓完成的一種方法，屬熔化壓力焊；后者是將兩根鋼筋端面緊密閉合，加熱到12001250ºC，加熱完成的一種方法，屬固態(tài)壓力焊。目前，常用的方法為閉式氣壓焊。這種焊接方法屬于固相焊接。這項工藝不僅適用于豎向鋼筋的連接，也適用于各種方向布置的鋼筋連接。適用范圍為熱軋、級

7、鋼筋，其直徑為1440mm。當(dāng)不同直徑鋼筋焊接時，兩鋼筋直徑差不得大于7 mm。另外，熱軋級鋼筋中的20MnSiV，20MnTi亦可適用，但不包括含碳量、含硅量較高的25MnSi。 鋼筋套筒擠壓連接鋼筋套筒擠壓連接，屬于鋼筋機械連接工藝，俗稱冷接頭，即用鋼套筒將兩根待連接的變形鋼筋套在一起，采用擠壓機將套筒擠壓變形，使它緊密地咬住變形鋼筋，以此實現(xiàn)兩根鋼筋的連接。鋼筋的軸向力，主要通過變形的套筒與變形鋼筋的緊固力傳遞。鋼筋擠壓連接技術(shù)由于它屬于非冶金連接，具有以下優(yōu)點：1節(jié)省電能（約為電弧焊所用電能的1/20），現(xiàn)場施工可不使用明火，可在易燃、易爆、高空等環(huán)境中施工。2節(jié)省鋼材（比綁扎連接節(jié)省

8、電能的1/41/2），并不受鋼筋可焊性的制約，適合于任何直徑的變形鋼筋（包括可焊性不好的鋼筋）的連接；3由于不存在因焊接工藝或材料因素可能產(chǎn)生的脆性接頭，接頭質(zhì)量易于控制，便于檢查；4不受季節(jié)氣候變化的影響，可以常年施工；5施工簡便，一般可提高工效3倍；操作人員只需進(jìn)行一般培訓(xùn)。目前，我國已經(jīng)開發(fā)的鋼筋擠壓技術(shù)主要有兩種，即鋼筋徑向擠壓法和鋼筋軸向擠壓法。套筒擠壓接頭按靜力單位拉伸性能及高應(yīng)力和大變形條件下反復(fù)拉壓性能的差異分為A、B兩級。其各項指標(biāo)詳見帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)規(guī)程（JGJ108-96）。A級：接頭抗拉強度達(dá)到或超過母材抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，并具有優(yōu)良的延性及反拉壓性能的接頭。適應(yīng)于

9、房屋建筑和一般構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)中要求充分發(fā)揮鋼筋強度或?qū)宇^延性要求高的部位。 B級：接頭抗拉強度達(dá)到或超過母材抗屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值的1.35 倍，并具有一定的延性及反復(fù)拉壓性能的接頭適用于上述結(jié)構(gòu)中鋼筋受力較小或?qū)宇^延性要求不高的部位。采用套筒擠壓連接，其受力鋼筋機械連接接頭的位置應(yīng)相互錯開。在任一接頭中心至長度為鋼筋直徑35倍的區(qū)段范圍內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面積占受力鋼筋總截面面積的百分率，應(yīng)符合下列規(guī)定：1受拉區(qū)的受力鋼筋接頭百分率不宜超過50%；2在受拉區(qū)的鋼筋受力力小的部位，A級接頭可不受限制；3接頭宜避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端和柱端的箍筋加密區(qū)；當(dāng)無法避開時，接頭應(yīng)采用A級，且接

10、頭百分率不應(yīng)超過50%； 螺紋套筒連接螺紋套筒連接是將兩根待接鋼筋端頭用套絲機做出外絲，然后用帶內(nèi)絲的套筒將鋼筋兩端擰緊的鋼筋連接方法。這種連接方法具有接頭可靠、自鎖性能好、能承受拉、壓軸向力及水平力、操作簡單、不用電源、全天候施工、對中性好、施工速度快等優(yōu)點，可連接各種鋼筋（同徑或異徑的豎向、水平或任何傾角的鋼筋），不受鋼筋種類、含碳量的限制。采用螺紋套筒連接的鋼筋接頭，其設(shè)置在同一構(gòu)件內(nèi)同一截面受力鋼筋的接頭位置應(yīng)相互錯開。在任一接頭中心至長度為鋼筋直徑的35倍的區(qū)段范圍內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面積占受力鋼筋總截面面積的百分率應(yīng)符合下列規(guī)定：1拉加區(qū)的受力鋼筋接頭百分率不2宜超過50%。3在

11、受拉區(qū)的鋼筋受力小部位，4A級接頭百分率不5受限制。6接頭宜避開有抗震7設(shè)防要求的框架梁端和柱端的箍筋加密區(qū)；當(dāng)無法避開時，8接頭應(yīng)采用A級接頭，9且接頭百分率不10應(yīng)超過50%。11受壓區(qū)和裝配式構(gòu)件中鋼筋受力小于較小部位，12A級和B級接頭百分率可不13受限制。接頭端距鋼筋彎曲點不14得小于鋼筋直徑的10倍15。不同16直徑鋼筋連接時，17一次連接鋼筋直規(guī)格不18宜超過二級。19在同20一構(gòu)件的跨間或?qū)痈叻秶鷥?nèi)的同21一根鋼筋上，22不23得有兩個錐紋鋼筋接頭。普通錐螺紋接頭。其錐坡為1:5這種接頭僅能滿足B級要求，加強（GK型等強）錐螺紋接頭。其錐坡為1:10可滿足A級接頭要求；普通錐螺

12、紋接頭因在鋼筋端頭車削螺紋使母材截面尺寸減小，而造成接頭承受能力偏低，達(dá)不到與母材等強。GK型等強鋼筋錐螺紋接頭是針對以上問題而提出的。在鋼筋端頭切削錐螺紋之前，先對鋼筋端頭沿徑向通過壓模施加很大壓力，使其發(fā)生塑性變形，形成圓錐柱體，然后在預(yù)壓過的鋼筋端頭車削錐形螺紋。由于冷作硬化，塑性變形后的鋼筋端頭材料強度比鋼筋母材提高10%20%，從而彌補了因車削螺紋使鋼筋母材截面尺寸減小而造成的接頭承受能力下降的缺陷，使螺紋接頭強度大于相應(yīng)的鋼筋母材強度。粗錐螺紋接頭。其錐坡為1:10，可滿足A級接頭要求；錐螺紋接頭適用于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋直徑為1640mm的、級鋼筋的連接。錐螺紋接頭的連接質(zhì)量受人為因

13、素的影響，螺紋的旋緊力對接頭的強度較敏感，工人須用力矩扳手?jǐn)Q至規(guī)定力矩值。而近年來開發(fā)的直螺紋套筒接頭，除了保證接頭與鋼筋母材等強度外，只需目測鋼筋露在套筒外的長度即可判別接頭的對接是否合格。因此大大簡化了對接頭的質(zhì)量控制及檢測。接頭可用手或普通扳手?jǐn)Q緊，連接接頭的穩(wěn)定性高。直螺紋接頭分為鐓粗式接頭及滾壓式接頭。1.3 滑升模板施工 滑升模板是施工現(xiàn)澆混凝土工程的有效方法之一，它機械化程度較高，施工速度快，建筑物的整體性好。因而在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。 用滑升模板施工高層建筑，樓板的施工是關(guān)鍵之一。近年來各種樓板施工新工藝的應(yīng)用，使樓板施工可用多種方法進(jìn)行選擇。再加上可以將外裝飾與結(jié)構(gòu)施工結(jié)合起

14、來。上面用滑升模板澆筑墻體，下面隨著在吊腳手上進(jìn)行外裝飾施工，也大大加快了施工速度。由于上述施工措施的應(yīng)用，使得滑升模板工藝成為高層建筑施工中的一種有效工藝，并有日益擴大的趨勢?；０迨┕r模板是整體提升的，一般不宜在空中重新組裝或改裝模板和操作平臺；同時，要求模板提升有一定的連續(xù)性，混凝土澆筑具有一定的均衡性，不宜有過多的停歇。為此，用滑升模板施工對設(shè)計有一定的要求。比如，建筑的平面布置和立面處理，在不影響設(shè)計效果和使用的前提下，應(yīng)力求做到簡潔、整齊。在結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置方面，應(yīng)使構(gòu)件豎向的投影重合，有礙模板滑升的局部突出結(jié)構(gòu)要盡量避免。 滑升模板的構(gòu)成滑升模板由模板系統(tǒng)、操作平臺系統(tǒng)、液壓提升

15、系統(tǒng)以及施工精度控制與觀測系統(tǒng)等四部分組成，詳見圖1。圖1 滑模裝置示意圖1-支撐桿；2-液壓千斤頂；3-提升架；4-模板；5-圍圈；6-外挑腳手架；7-外挑操作平臺；8-固定操作平臺；9-活動操作平臺；10-內(nèi)圍圈；11-外圍圈；12-吊腳手架；13-欄桿；14-樓板；15-混凝土墻體 滑升模扳的施工工藝近年來，墻體滑模施工工藝不斷改進(jìn)，并且吸收了其他施工工藝一些特點(如大模板等)。目前，除一般滑模施工工藝外，滑框倒模、液壓提升爬模等工藝也相繼出現(xiàn)，并不斷得到完善。模板的滑升分為初試滑升、正?；屯瓿苫齻€階段。對階梯形變截面壁厚的處理可以采用調(diào)整絲杠法，襯模板法，吊柱調(diào)整法，平移提升架

16、立柱法，模板雙掛鉤法等方法。 當(dāng)滑升至需要改變壁厚時，停止?jié)补嗷炷浚栈揭欢ǜ叨群笸Ｖ?。此時上下圍圈與桁架及提升架均不動，只將模板的雙掛鉤的外鉤掛在上下圍圈上，與模板雙掛鉤相連的模板也相應(yīng)向外竄動。整個過程僅需一天半時間，既改變了壁厚，也大大縮短了工期。 滑框倒模施工工藝 滑框倒模施工工藝是在滑模施工工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種施工方法。這種方法兼有滑模和倒模的優(yōu)點，因此，易于保證工程質(zhì)量。但由于操作較為繁瑣，因而施工中勞動量較大，速度略低于滑模。施工墻體結(jié)構(gòu)的程序為滑框倒模工藝的特點(1) 滑框倒模工藝與滑模工藝的根本區(qū)別在于：由滑模時模板與混凝土之間滑動，變?yōu)榛琅c模板滑動，而模板附著于

17、新澆灌的混凝土面而無滑移。(2) 滑框倒模工藝只需控制滑道脫離模板時的混凝土強度下限大于0.05MPa，不致引起混凝土坍塌和支承桿失穩(wěn)，保證滑升平臺安全即可。不必考慮混凝土硬化時間延長造成的混凝土粘模、拉裂等現(xiàn)象，給施工創(chuàng)造很多便利條件。 (3) 采用滑框倒模工藝施工有利于清理模板，涂刷隔離劑，以防止污染鋼筋和混凝士；同時可避免滑模施工容易產(chǎn)生的混凝土質(zhì)量通病(如蜂窩麻面、缺棱掉角、拉裂及粘模等)。 (4) 施工方便可靠。當(dāng)發(fā)生意外情況時，可在任何部位?；?，而無需考慮滑模工藝所采取的?；胧?，同時也有利于插入梁板施工。 (5) 可節(jié)省提升設(shè)備投入。由于滑框倒模工藝的提升阻力遠(yuǎn)小于滑模工藝的提升

18、阻力，相應(yīng)地可減少提升設(shè)備。與滑模相比可節(jié)省 l/6的千斤頂和15的平臺用鋼量。 (6) 采用滑框倒模工藝施工高層建筑時，其樓板等橫向結(jié)構(gòu)的施工以及水平、垂直度的控制，與滑模工程基本相同。1.4 大模板施工法我國目前采用大模板施工的工程基本上分為三類：預(yù)制外墻板內(nèi)墻現(xiàn)澆混凝土(簡稱內(nèi)澆外掛)； 內(nèi)外墻全現(xiàn)澆；外墻砌體內(nèi)墻現(xiàn)澆(簡稱內(nèi)澆外砌)。 大模板施工，就是采用工具式大型模板，配以相應(yīng)的吊裝機械，以工業(yè)化生產(chǎn)方式在施 工現(xiàn)場澆筑鋼筋混凝土墻體。這種施工方法，施工工藝簡單，施工速度快，勞動強度低，裝修的濕作業(yè)減少，而且房屋的整體性好，抗震能力強，因而有廣闊的發(fā)展前途。采用大模板施工，要求建筑結(jié)

19、構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)制構(gòu)配件與大模板配套，以便能使大模板通用，提高重復(fù)使用次數(shù)，降低施工中模板的攤銷費。 在建筑方面，大模板施工要求設(shè)計參數(shù)簡化，開間和進(jìn)深尺寸的種類要減少，而且應(yīng)符合一定的模數(shù)，層高要固定，在一個地區(qū)內(nèi)墻厚也應(yīng)當(dāng)固定，這樣就為減少大模板的類型創(chuàng)造了條件。此外，還要求建筑物體型力求簡單，盡量避免結(jié)構(gòu)剛度的突變，以減少扭轉(zhuǎn)、振動及應(yīng)力集中。 大模板的構(gòu)造由于面板材料的不同亦不完全相同，通常由面板、骨架、支撐系統(tǒng)和附件等組成。圖2所示為一整體式鋼大模板的構(gòu)造示意圖。圖2 橫墻大模板構(gòu)造圖1-面板；2-橫肋；3-豎肋；4-小肋；5-穿墻螺栓；6-吊環(huán)；7-上口卡座；8-支撐架；9-地腳螺

20、絲；10-操作平臺1.5爬升模板施工高層爬升模板（即爬模），是一種適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土豎向（或傾斜）結(jié)構(gòu)的模板工藝，如墻體、電梯井、橋梁、塔柱等。爬升模板是綜合大模板與滑動模板工藝和特點的一種模板工藝，具有大模板和滑動模板共同的優(yōu)點。目前，國內(nèi)外的自動爬模工藝，按提升動力又分為電動和液壓等類型；按爬模的構(gòu)造和基本原理又可分為：“模板爬架子、架子爬模板”和“模板爬模架”等形式。但無論哪一種自動爬模，其提升動力的構(gòu)造雖有變化，但基本原理都是利用構(gòu)件之間的相對運動，即交替爬生來實現(xiàn)的。它與滑動模板一樣，在結(jié)構(gòu)施工階段依附在建筑豎向結(jié)構(gòu)上，隨著結(jié)構(gòu)施工而逐層上升，這樣模板可以不占用施工場地，也不用其他

21、垂直運輸設(shè)備。另外，它裝有操作腳手架，施工時有可靠的安全圍護(hù)，故可不需搭設(shè)外腳手架，特別適用于在較狹小的場地上建造多層或高層建筑。它與大模板一樣，是逐層分塊安裝，故其垂直度和平整度易于調(diào)整和控制，可避免施工誤差的積累。不會出現(xiàn)墻面被拉裂的現(xiàn)象。模板與爬架互爬其工藝原理，是以建筑物的鋼筋混凝土墻體為支承主體，通過附著于已完成的鋼筋混凝土墻體上的爬升支架或大模板，利用連接爬升支架與大模板的爬升設(shè)備，使一方固定，另一方作相對運動，交替向上爬升，以完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。其施工程序見圖3。圖3 爬升模板施工程序圖(a) 頭層墻完成后安裝爬升支架；(b) 安裝外模板懸掛于爬架上，綁扎鋼筋，懸掛內(nèi)模；(c) 澆筑第二層墻體混凝土；(d) 拆除內(nèi)模板；(e) 第二層樓板施工；(f) 爬升外模板并校正，固定于上一層；(g) 綁扎第三層墻體鋼筋，安裝內(nèi)模板；(h) 澆筑第三層墻體混