浅谈混凝土浇筑过程对高大模板支撑体系的影响论文_张渝

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摘要:工程事故分析表明高大模板支撑体系的安全事故常发生在混凝土浇筑阶段。混凝土浇筑是一个动态、分阶段施加荷载的过程,整个过程中支撑体系的内力和变形是动态变化的,在高支模体系施工过程中,如果采用非对称方式浇筑混凝土,将会在浇筑过程中产生较大架体侧移,立杆内力不均匀,加载过程中会发生突变,易产生局部破坏,从而导致架体整体失稳,恶性事故发生。混凝土浇筑顺序在高支模体系中不可忽略.建议采用对称方式浇筑混凝土,提高架体整体稳定性

关键词:混凝土;浇筑过程;高大模板;支撑体系;影响

如今高大模板及其支撑体系被广泛用于现浇钢筋混凝土中。由于荷载大、支撑高度高、结构跨度和面积大等因素,施工安全风险高,常出现工程事故,造成很大人员伤亡和财产损失。国内对于高大模板及其支撑体系的研究一般侧重于在设计阶段保证强度、刚度和稳定性,以及从材料缺陷、构造缺陷和人员操作不当等角度进行研究。然而,通过对高大模板事故调查表明,大部分的工程事故发生在混凝土浇筑过程中,因此研究混凝土浇筑的整个时间历程对高大模板支撑的影响及控制对策具有重要意义。

一、高支撑模板施工要求

(一)材料及主要机具

①采用胶合板和50×100的木方。②支撑系统:各种规格的钢管、扣件、蝴蝶卡、横杆、立杆座垫、可调底座、顶托。③具备锤子、打眼电钻、活动扳手、手锯、压刨、钢卷尺、线坠、撬棒、吊装索具、白线等。

(二)材料技术要求

①扣件机械性能应符合GB978-67《可锻铸铁分类及技术条件》的规定;②铸铁不得有裂纹、气孔及其他缺陷并将外部毛刺等清除。扣件表面应进行防锈处理;③扣件与钢管的贴面必须严格整形,保证与钢管扣紧时接触良好;④扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5㎜;⑤脚手板确保材质符合规定,不允许变形和缺陷。⑥各杆配件质量检验要符合相关要求

(三)支架搭设要求

①脚手架一次搭设不应超过相邻连墙件以上二步,必须配合相邻结构进度施工。②底座垫板应放置在定位线上,长度不小于2跨厚度不小于50㎜。③相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内应相互错开,搭设时应每隔6跨设置一根抛撑直至连墙件安装稳定。④纵向水平杆设置在立杆内侧长度不小于3跨,采用对接方式。⑤主节点处必须设置一根横向水平杆用直角扣件扣接,非主节点处应根据支承脚手板需要间距设置,不应大于纵距1/2。⑥扫地杆搭设采用直角扣件固定,当立杆基础不在同一高度上必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。⑦采用刚性连接连墙件必须靠可承受拉力和压力的构造。连墙杆或拉筋水平设置,不能的应下斜连接。⑧剪刀撑必须在外侧立面的两端各设置一道并由底至顶连续设置,中间间距不大于12米。⑨横向斜撑中间宜每隔6跨设置一道,同时均应与立杆、横杆同步搭设,各底层斜杆下端均必须支承在垫板上。(4)作业条件。①划分所建工程施工区、段:根据工程结构的形式、特点及现场条件,确定模板工程施工的流水区段,分别为3-2~3-4区域搭设高度22.3米和3-4~3-8区域最大搭设高度14.94米。以减少模板的投入,增加周转次数,均衡工序工程(钢筋、模板、砼工序)的作业量,确保工程进度。②绘图与验算。在进行模板配板布置及支撑系统布置的基础上,要严格对其强度、刚度及稳定性进行验算,合格后要绘制全套模板设计图,其中包括:模板平面布置配板图,分块图、组装图、节点大样图、零件及非定型拼接件加工图。③轴线、模板线、门窗洞口线、标高线放线完毕,水平控制标高引测到预留插筋或其它过渡引测点,并办好预检手续。④为防止模板下口跑浆,安装模板前,对模板的承垫底部先垫上20mm厚的海绵条,若底部严重不平的,应先沿模板内边线用1:3水泥砂浆,根据给定的标高线准确找平(找平层不得伸入墙内)。外墙、外柱的外边根部根据标高线设置模板承垫木方,与找平砂浆上平交圈,以确保标高准确和不漏浆。⑤对于组装完毕的模板,应按图纸要求检查其对角线、平整度、外型尺寸及牢固是否准确有效并涂刷脱模剂,分门别类放置与保管。

二、混凝土浇筑顺序在高支模体系稳定性中的作用

(一)加载方式

和对称加载顺序相比,非对称加载顺序大有不同,其主要按照从一边往另一边加载的方式进行。如图1所示。

图1加载方式

(二)混凝土浇筑顺序对支撑体

首先,进行了非对称浇注模型方式进行了加载,将第一阶段的混凝土进行浇筑,按照图1所示的方向进行浇筑,从一边往另一边;接下来进行了对称浇注模型方式进行了加载。在整个浇筑混凝土过程中:(1)对非对称浇注模型来言,在结束首次浇筑后,支撑体侧向变形值14.646mm,此时最大;(2)对对称浇注模型来言,浇筑混凝土整个结束后,变形值最大,变形是在竖直方向发生的,水平侧移只有0.992mm。对以上两种方式相比较可以得出,进行非对称混凝土浇注过程中,会让支撑体发生大幅度的水平侧移,大大增加了支撑体的稳定性失去平衡概率。因此,更加提倡使用对称混凝土浇筑方式在高大模板支撑体系设计中。

(三)混凝土浇筑顺序对支撑体立杆轴力的作用

通过对以上不同部位轴力变化情况分析得出,在混凝土浇筑初始阶段,支撑体系的立杆轴力会剧增,结束混凝土浇筑时,支撑体系的立杆轴力又会恢复到稳定,可见当浇筑阶段不同时会导致支撑体系的立杆轴力增长梯度不同,前面阶段会增加较快,而后面阶段增加趋于平缓。很大程度上,是由混凝土的浇筑量、浇筑物大小和浇筑位置决定。初始阶段,靠近浇筑位置的支撑体系立杆轴力增大较快,较远外置变化较小。非对称浇注会导致支撑体系立杆轴力受力不匀,而且发生的水平侧移远远大于对称浇筑时。因而在浇筑混凝土时,进行对称浇筑混凝土方式更加合适。

三、结语

高大模板及其支撑体系在混凝土浇筑全过程中,每个构件,从模板、肋木、立杆的内力和变形是动态变化的,是造成局部失稳或者整体失稳的主要原因,必须对混凝土浇筑过程进行全方位控制,确保高大模板体系施工安全。研究表明,混凝土浇筑的顺序、浇筑过程的冲击以及高大模板自身结构体系在这些动态过程中的变化,是引起事故的主要威胁。在高大模板工程设计过程中,建议考虑混凝土对模板的冲击力,确保设计方案更加安全,完善设计构造方案,并严格执行。

参考文献

[1]陆征然,张茂胜,郭超,王倩倩.基于WBS-RBS与AHP的混凝土——模板支撑工程风险研究[J].工程管理学报,2019,33(03):127-132.

[2]谢华.高大模板支撑体系的施工技术[J].建材与装饰,2019,(13):32-33.

[3]谢楠,郝鹏,尹智宏,郭军晓.混凝土浇筑期高大模板支撑体系的受力性能研究[J].工程力学,2012,29(S2):164-169.

论文作者:张渝

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/5/6

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