大体积混凝土施工,模板以大型模板为主。大型模板的尺寸没有统一的规定,各个工程根据具体情况确定。模板高度一般应比最大浇筑层厚度高出0.2~0.3m,模板宽度受起吊能力、坝体形状尺寸的限制,一般在10m以内。
大型模板的面板材料,在20世纪80年代以前,主要采用木面板,进入80年代后,钢面板逐渐取代木面板。钢面板有两种形式:一种是用钢板,用型钢加工制成;另一种是用定型组合钢模拼装。
大型模板按支撑方式和安装方法不同,分拉条固定式模板、半悬臂模板、悬臂模板、自升悬臂模板。
(一)拉条固定式模板
图1-58 拉条固定式模板
图1-58所示为拉条固定式模板,这种模板布置有两层拉条。由于混凝土吊罐不能碰拉条,因此卸料点与模板应相距3m以上,这样不便于混凝土平仓,影响混凝土浇筑质量。
(二)半悬臂模板
这种模板只设一层拉条,拉条以上的部分由悬臂受力。
乌江渡工程大坝混凝土施工采用的半悬臂钢木模板,如图1-59所示。浇筑层厚3m模板尺寸有三种规格:3m×7.5m、3m×6.5m、3m×6m。模板由钢骨架、木搁栅、木面板组成。木面板厚3cm,木搁栅用8cm×10cm方木,间距30cm,钢立柱用12号工字钢,拉条φ20mm,钢骨架采用焊接结构。
图1-59 半悬臂钢木模板(单位:mm)
安装大型模板,两块模板之间需要留10cm左右的间隙,用木板条镶补,以适应模板经多次使用后的错位变化。
模板拆除后,在原位置提升安装,利用仓面起吊设备(汽车吊)边拆边安装。先挂好吊钩,然后拧下拉条和支座的套筒螺栓;用撬棍撬动模板,使模板脱离混凝土面,再提升模板;在预埋螺栓上安装支座;最后,模板就位、扳正、固定。
为了防止模板内倾,需设内支撑杆固定,如图1-58所示。模板安装时,用木撑临时支撑,模板固定后,改用预制混凝土柱。预制混凝土柱的断面为10cm×10cm。
(三)悬臂模板
悬臂模板由面板和悬臂支撑两部分组成,不用拉条,有利于仓面机械化施工。面板将混凝土侧压力传给悬臂支撑。悬臂支撑分型钢梁和桁架两种。
1.型钢梁悬臂模板
图1-60为型钢梁悬臂模板示意图。模板规格为2.5m×10m,悬臂用两根26号槽钢焊成,悬臂梁间距2.15m;横肋为6.3号槽钢,间距0.5m;面板为4mm钢板。模板上口设插座,下口设插销,模板上口开一个22cm×35cm的方孔,插座安在方孔内,成为模板的一部分。混凝土浇筑时,插座上的锚筋埋在混凝土中。拆模时,插座与模板分开,模板拆走,插座仍留在原位置。上层模板安装时,模板下口的插销在插座内,用来固定模板。型钢梁下端设有拆模和调整模板位置用的螺栓。
图1-60 型钢梁悬臂模板(单位:mm)
(a)插座大样;(b)插销大样
图1-61所示为悬臂组合钢模板。模板的面积为2.3m×3m,浇筑层高2m。面板采用组合钢模板拼装,φ48mm钢管作横向围囹。围囹与钢模板用3形扣件、钩头螺栓连成整体。底部采用一根10号槽钢作底梁。每块模板有3根立柱,立柱由2根20号槽钢组合而成。面板与立柱用钩头螺栓连接。模板背面设两层工作平台,上层工作平台供安装预埋锚杆用,下层工作平台供装拆套筒螺栓及调整千斤顶用。
图1-61 悬臂组合钢模板(单位:mm)
工作平台的宽度为60cm,部分模板的上、下层工作平台之间设爬梯。模板构件全部用螺栓和扣件连接,便于装配和重新组合。每块模板重1350kg。
型钢梁悬臂模板加工简单,运输、堆放方便;虽然单位面积用钢量稍多些,但周转次数多,还是比较经济的。适用于浇筑层厚小于3m、对模板变形要求不很严的部位。
2.桁架悬臂模板(www.xing528.com)
桁架悬臂模板根据桁架形状不同,分三角形桁架悬臂模板、梯形桁架悬臂模板、矩形桁架悬臂模板等几种类型。
图1-62为三角形桁架悬臂模板示意图,其中图1-62(a)所示模板的规格为2.1m×10m。桁架杆件由2根60mm×60mm的角钢合焊成方形断面,间距2m。钢面板厚4mm,横肋为12号工字钢,间距0.4m;竖围囹为14号工字钢,间距与三角形桁架间距相同。模板总量2154kg。
桁架上半部的杆件之间采用焊接,下半部的杆件之间采用铰接。下半部竖杆为M24花蓝螺栓。转动花蓝螺栓,可使竖杆伸长或缩短,带动下斜杆的下端沿混凝土壁面上、下移动,从而拉动桁架悬臂上半部分转动,便于调整面板位置和拆模。
图1-62(b)所示的是另一种型式的三角形桁架悬臂模板的示意图,模板规格为2.2m×10m。桁架的上竖杆为14号槽钢,下竖杆、斜杆和横杆为12号工字钢,杆件之间均采用焊接。桁架间距为1.5m。面板由钢骨架和木板构成,板厚4cm,横肋为5cm×12cm方木,间距52cm;竖围囹为12号槽钢,间距与桁架间距相同。面板搁在桁架上,通过面板与桁架间的螺栓,调整面板的位置和拆模。面板底部垫一根φ20mm钢管,便于面板移动。
图1-62 三角形桁架悬臂模板(单位:cm)
三角形桁架悬臂模板刚度大、变形小、用钢量较省,但不便于堆放。梯形桁架悬臂模板的形状和尺寸如图1-63所示。矩形桁架悬臂模板的形状和尺寸如图1-64所示。
图1-63 梯形桁架悬臂模板(单位:cm)
变曲率桁架悬臂模板如图1-65所示,垂直方向和水平方向都可以改变曲率,能满足双曲拱坝坝体施工的要求。
(四)自升悬臂模板
图1-64 矩形桁架悬臂模板(单位:cm)
自升悬臂模板是在悬臂模板基础上发展起来的一种新式模板,如图1-66所示。这种模板比悬臂模板多了一个提升柱,利用提升柱可自行提升模板,而不用起重设备,避免了模板装拆与其他工序争起重设备的矛盾。而且安装迅速方便,安全可靠。
自升悬臂模板的面板由组合钢模板拼装而成,桁架、提升柱由型钢、钢管焊接而成。模板高3.3m,宽3m,重3.6t。
图1-65 变曲率桁架悬臂模板(单位:cm)
图1-66 自升式悬臂模板
模板提升原理(如图1-67所示):
(1)已浇筑混凝土达到一定强度后,将提升柱锚固螺栓松开,使提升柱向外(远离混凝土面)移动5cm。
(2)启动电动机带动螺栓杆正转,将提升柱提升到指定位置。
(3)将提升柱重新锚固好后,面板锚固螺栓松开,使面板脱离混凝土面15cm。
图1-67 自升式悬臂模板工作原理
(4)启动电动机带动螺杆反转,将模板提升到预定位置。模板到位后,利用桁架上的调节丝杆调整模板位置。
大型模板装拆需要使用仓面起重设备。当仓面起重设备忙不过来时,为了不影响模板装拆,可以用简易吊架及5t电葫芦提升模板。吊架型式可因地制宜,多种多样。
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