滑模工程梅花倉倉頂板臨時(shí)支模體系研制方法

饒文海

一、工程背景

廣州港南沙港區(qū)糧食及通用碼頭立筒倉工程，占地面積6695.41m2，屬鋼筋混凝土聯(lián)體筒倉結(jié)構(gòu)，由45個(gè)外徑12m的圓倉及8個(gè)梅花倉組成，倉體高度為37.6m，裝糧高度為30m，總倉容為13萬t，倉體采用滑模工藝施工。

立筒倉45個(gè)圓倉根據(jù)設(shè)計(jì)伸縮縫分為A、B兩組，A組由21個(gè)直徑12m的筒倉及4個(gè)梅花倉組成，B組由24個(gè)直徑12m的筒倉及4個(gè)梅花倉組成。但與普通群倉不同的是，本工程聯(lián)體群倉成錯(cuò)列分布，而非一般的多排正列布置，是國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用此分布形式的聯(lián)體糧貯倉，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的聯(lián)體群倉。其平面布置形式如圖1所示。

圖1 聯(lián)體群倉平面布置圖

梅花倉兩端距離最小處為12m，最大處為17m余，平面形式不規(guī)則，因類似于梅花形，故命名為梅花倉。其倉頂板板厚150mm，最大梁尺寸400mm×1000mm，最大梁跨度10m。

由于梅花倉新穎的、不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式，過去圓倉和星倉倉頂板臨時(shí)支模體系均不適用。即使勉強(qiáng)使用上，也會(huì)大大提高施工成本、拖長(zhǎng)工程工期，同時(shí)產(chǎn)生一系列的質(zhì)量、安全問題，故另尋更安全更可靠更節(jié)約更適用的臨時(shí)支模體系已是燃眉之急，此任務(wù)已成為本工程技術(shù)攻關(guān)的首要任務(wù)。

二、梅花倉倉頂板臨時(shí)支模體系研制

梅花倉倉頂板臨時(shí)支模體系共從結(jié)構(gòu)形式、體系類型、支模材料和平面形式四方面進(jìn)行研制，合理地將此四部分有機(jī)組合起來，以達(dá)到降低成本、減少風(fēng)險(xiǎn)、確保質(zhì)量、縮短工期的目的。

1.結(jié)構(gòu)形式的確定

倉頂板支模的結(jié)構(gòu)形式主要分為落地式和懸挑式兩種，在過去的滑模工程中均有應(yīng)用。兩者的優(yōu)缺點(diǎn)可粗略概括為：落地式支模的優(yōu)點(diǎn)是承載力高，缺點(diǎn)為成本高、工期長(zhǎng)、搭設(shè)過程中的高空、高溫作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)；懸挑式支模的優(yōu)點(diǎn)為成本低、工期短，缺點(diǎn)為承載力較低、搭設(shè)過程中存在高空作業(yè)。

結(jié)合本工程實(shí)際情況和施工需要，即倉頂板荷載不大、滑模施工流水強(qiáng)度高，懸挑式支模體系更適合本工程使用。

2.體系類型、支模材料的選擇

根據(jù)過去的滑模工程經(jīng)驗(yàn)，在選擇懸挑式模板支撐時(shí)，星倉多用懸挑型鋼梁支撐、結(jié)構(gòu)鋼模板，而圓倉多用懸挑鋼管腳手架支撐、滑模平臺(tái)整體式支撐。

綜合考慮質(zhì)量、安全、成本、工期等因素，并結(jié)合本工程梅花倉的特點(diǎn)，本工程采用的是滑模平臺(tái)整體式支撐模板。其優(yōu)點(diǎn)是： （1）整體性好，穩(wěn)定性好，安全； （2）可廠內(nèi)加工，現(xiàn)場(chǎng)安裝快速； （3）可循環(huán)再用，多次攤分后成本不高； （4）與圓倉型鋼結(jié)構(gòu)操作平臺(tái)可有效連接，增加整體性； （5）工藝成熟，傳力明確；缺點(diǎn)是： （1）平面形式常為圓形或方形，變化不靈活； （2）焊接或螺栓連接質(zhì)量要求高；（3）結(jié)構(gòu)自重大，滑升耗電量大。

3.梅花倉滑模平臺(tái)平面形式的設(shè)計(jì)

由于梅花倉平面形狀特殊，若采用過去的圓形滑模平臺(tái)無法很好地與倉壁連結(jié)，支承桿脫空高度很大，滑模提升幾乎無法進(jìn)行。故本工程參考圓形滑模平臺(tái)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)梅花倉的平面形式重新設(shè)計(jì)滑模平臺(tái)，對(duì)平臺(tái)桁架梁、倉壁支撐點(diǎn)等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)出適合本工程使用的梅花形輪輻式中心筒型鋼結(jié)構(gòu)放射性桁架平臺(tái)。

該滑模平臺(tái)屬于剛性平臺(tái)，內(nèi)圈采用跟圓倉滑模平臺(tái)一樣的中心筒，放射性桁架梁尺寸根據(jù)梅花倉的寬度確定，共分4種，長(zhǎng)度有11.6m～14m不等，環(huán)向輔以環(huán)狀拉桿、十字撐提高剛度。

三、梅花倉滑模平臺(tái)制作安裝

1.梅花倉滑模平臺(tái)加工制作

根據(jù)過往的施工經(jīng)驗(yàn)，圓倉型鋼滑模平臺(tái)采用廠內(nèi)加工、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方法為最優(yōu)方法。但梅花倉新穎的形式，桁架梁的尺寸有多種類型，廠內(nèi)加工反而會(huì)引起成本過高、工期過長(zhǎng)等問題，故本工程采用現(xiàn)場(chǎng)焊接方式進(jìn)行型鋼桁架梁加工，取代廠內(nèi)制作。

同時(shí)，由于梅花倉平面形狀非圓形，平臺(tái)各處受力不均勻，故采用雙千斤頂和單千斤頂結(jié)合的方式，在受力較大的部位設(shè)置雙千斤頂，減少因平臺(tái)荷載不均勻產(chǎn)生的提升速度差，從而減少平臺(tái)的變形。

2.梅花倉滑模平臺(tái)支撐牛腿安裝

本工程滑模平臺(tái)提升至頂部后作為模板支撐時(shí)，采用牛腿和拉桿雙重支承，形成空間超靜定結(jié)構(gòu)，保證了滑模平臺(tái)的承載力滿足施工要求。

預(yù)埋牛腿和拉桿經(jīng)計(jì)算 （略），沿梅花倉邊對(duì)稱布置9對(duì)共18組，拉桿與牛腿成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。安裝時(shí)事先做好預(yù)埋件分布圖，內(nèi)容包括軸線、定位、標(biāo)高、埋件型號(hào)等，統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)，施工中由專人按照?qǐng)D紙埋設(shè)并及時(shí)消號(hào)，完成后再由專人進(jìn)行復(fù)查。確保定位精確，高度一致，水平間距符合要求，沒有埋錯(cuò)、漏埋情況的發(fā)生。

預(yù)埋件安裝嚴(yán)格按照滑模施工要求進(jìn)行，在埋設(shè)過程中，利用鐵線將埋件與倉壁鋼筋固定，并再用兩根直徑14的鋼筋進(jìn)行固定，確保在混凝土澆筑過程中，預(yù)埋件不發(fā)生偏移，并保證預(yù)埋件距筒壁5mm，不產(chǎn)生摩阻力，出模后易剔出使用。

圖2 梅花倉滑模平臺(tái)拼裝圖

圖3 滑模平臺(tái)支承結(jié)構(gòu)圖

四、效果檢查

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅有在預(yù)埋的牛腿部位進(jìn)行牛板耳板焊接時(shí)才進(jìn)行倉內(nèi)作業(yè)和高空作業(yè)，作業(yè)時(shí)間為0.5個(gè)工作日以內(nèi)，占該方案總工作日的0.5÷3×100%＝16.7%；相對(duì)于滿堂紅腳手架支模僅占0.5÷7×100%＝7.14%的時(shí)間，即筒倉內(nèi)高溫作業(yè)時(shí)間及高空作業(yè)時(shí)間均減少了（100%－7.14%）92.86%，大大減少了施工風(fēng)險(xiǎn)。

而每個(gè)梅花倉頂板支模體系實(shí)際安裝工期為3天，比常規(guī)的滿堂紅腳手架縮短4天工期。提高了施工速度，確保了節(jié)點(diǎn)工期能按期完成。

在澆筑混凝土后在現(xiàn)場(chǎng)抽查實(shí)測(cè)了24個(gè)點(diǎn)，A組4個(gè)梅花倉頂板梁板最大下沉變形值 （撓度）為28mm，小于規(guī)范撓度值L/250=12000/250=48mm，確保了施工質(zhì)量。

根據(jù)結(jié)算統(tǒng)計(jì)，每個(gè)梅花倉支模體系花費(fèi)成本：材料租賃費(fèi)2萬元，機(jī)械臺(tái)班費(fèi)2200元，人工費(fèi)8500元，總成本30700元，相對(duì)滿堂紅腳手架支模體系節(jié)約成本 （8.72－3.07）/8.72×100%=64.8%。 大大節(jié)約了施工成本！

五、總結(jié)

本工程通過對(duì)梅花倉滑模平臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算和制作安裝，在確保施工質(zhì)量、安全的前提下，僅用了3天時(shí)間、以35.2%的成本完成了梅花倉倉頂板臨時(shí)支承，達(dá)到了降低成本、減少風(fēng)險(xiǎn)、確保質(zhì)量、縮短工期的目標(biāo)，并總結(jié)出梅花形滑模平臺(tái)整體式支撐新工藝，使本工程技術(shù)水平和管理水平都上了一個(gè)新臺(tái)階。

[1]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《液壓滑動(dòng)模板施工安全技術(shù)規(guī)程》JGJ65-89.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1989

[2]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《滑動(dòng)模板工程技術(shù)規(guī)范》.(GB 50013-2005).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2005

[3]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》.(GB 50010-2002).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2002