滑升模板

澆築高層建築用的工具式模板

滑升模板是一種自行向上滑升的澆築高聳構築物(煙囪、筒倉、豎井、雙曲線冷卻塔等)、剪力牆或筒體結構等高層建築用的工具式模板。由模板系統、液壓系統和操作平台系統三部分組成。一、模板系統:包括模板、圍圈和提升架。模板多用鋼模,承受混凝土的側向壓力,其高度取決於滑升速度和規定的混凝土出模強度,約1.0~1.2m,呈上口小、下口大的錐形,模板上口以下2/3模板高度處的凈間距為結構斷面厚度。模板上、下各布置一道圍圈(用“滑一澆一”工藝澆築高層建築時,外模加長還可加設一道圍圈),圍圈為槽鋼或角鋼,承受模板傳來的水平力和摩阻力、模板與圍圈自重等產生的豎向力,按以提升架為支承的雙向彎曲的多跨連續梁計算。提升架用來固定圍圈,把模板系統和操作平台系統連成整體,將施工中全部荷載傳給液壓千斤頂,分雙橫樑式(開字架)和單橫樑式(形架),為工字鋼或箱形組合截面,按框架進行計算。

材料應用


滑升模板適用於塔形高層建築。建築的平面可以在基礎面上放樣定形平面的形狀,可以是圓形、方形、十字形、弧形、實心的、空心的、蜂窩狀的或不規則的。最重要的是這個面積必須是直線向上升展而且是相當高的。
滑模的牆面雖然多數是平直的但是也可以是錐形的、踏步式的甚至是曲線的。錐形的煙囪用滑模建造曾高達 1200尺(366米)。滑升模板在建築上的用途範圍較廣,除掉儲倉和筒倉之外,主要的是用於高層商業建築。大樓中的“芯管”一般包括樓梯井及公共設施的管道等,同時它也是高層建築的主要構架。解決框架結構中的側向荷載問題。在高層建築中,可用滑模建造承重牆結合部分預製混凝土梁、板及現澆混凝土。其他用途有水塔、堤壩進水塔、火箭筒倉、紀念塔(在塔頂常帶有飯店)、冷卻塔及空航指揮塔等。

設計


滑升模板可以基本上分為三大類的部件:襯板、橫撐及軛(即Ⅱ形架)模板須能承受垂直及側向荷載。
滑升模板的工作平台上面有鋼筋平台,在下面有修整腳手。全部模板及操作平台的重量都由千斤頂桿支承。垂直荷載是由襯板及平台板傳遞到橫撐,通過Ⅱ形架傳到千斤頂 並傳到千斤頂桿。千斤頂桿是插在澆搗比較早的、有適當強度的混凝土中,其後陸續澆搗的混凝土除掉承受它本身的重量之外它要起到防止千斤頂側向壓屈的作用。計算荷載除掉全部滑模重量之外,應包括平檯面上的操作荷載,40磅/尺(200公斤/米)及50磅/尺(75公斤/米)的腳手架長度,此外,鋼筋、箱模及其他存放在平檯面上的重量都必須考慮。
另一個重要的垂直荷載是滑模在滑升過程中的摩阻力。這個數值是不易估計的,因為它是按照混凝土及操作中各種不同的條件而變化的。為了減低這項摩阻力,模板一般是做成向內傾斜約每尺模板高1/16時(約1/200的傾斜度)。在襯板上塗油或貼塑料對於防止模板吸水是可取的 因為表面水分充裕起著有利的潤滑作用。建議按照每嘆長的模板有100磅的摩阻力作為設計準則150公斤/米長。摩阻力是由襯板傳遞到橫撐作為均布荷載。摩阻力連同平台上的荷載 腳手架的荷載都由模板傳遞到Ⅱ形架。如果 Ⅱ形架之間的距離較短 橫撐作為水平方向的梁 襯板就在上下層的橫撐之間起著分配的作用。如果襯板能承受剪力,象鋼板或膠合板則橫撐與襯板相結合,即成為大梁。在跨度大,荷載重的時候須採用析架形式的模板,來承擔荷載。
滑升模板的截面及側視圖及滑升模板的工作平台
滑升模板的截面及側視圖及滑升模板的工作平台
在垂直荷載之外,模板還須承擔塑性狀態混凝土的側向水壓力,襯板必須按橫撐之間的水壓力設計,並在橫撐之外,作為懸臂。此處的橫撐,又須作為橫向的梁,承受水平壓力。在任何情況下,混凝土的靜水壓力永不會超過模板男的高度。
各種尺寸的雙片橫撐所容許的靜水壓力
各種尺寸的雙片橫撐所容許的靜水壓力
滑升模板的襯板可由幾種材料中選擇最常用的木料是1寸厚、3~6寸寬的條板。鋼模板有時用於滑模中它的代價比木模要貴幾倍,但是在預期多次周轉時還是合算的。還有其他襯板材料好用,只要它們是光潔、堅固、有些韌性,相當不透水,並在氣溫變化時不產生嚴重的質量變化。
除鋼模以外,橫撐一般是木料做的,做成二片或三片的,接頭處錯開。兩片的橫撐都是用2 時厚的木料,三片的可用2時木料或2時及1時的木料組合使用。多數的模板用兩道橫撐 有些是按三道設計的。
Ⅱ形架是按倒U字形設計的,它的腿和橫撐相連,這兩支腿在承擔垂直荷載時是受拉,在承擔側向荷載時是作為懸臂樑。 Ⅱ形架的橫桿必須是作為梁來設計,承擔垂直和側向荷載所產生的彎矩。千斤頂支承著它的中心。鋼 Ⅱ形架必須在大幅度內可以調節 以便在不同類型工程中使用。

千斤頂體系


模板的提升和支承是滑升模板操作中的一個重要方面。這是通過千斤頂和千斤頂支承桿來達到的。千斤頂都近似圓筒形 中心有個孔 千斤頂桿由此穿過。一般它有兩套鉗子環離合器,在千斤頂爬升時,輪換握緊和放鬆,每次爬升高度,由千斤頂的衝程決定,普通是1時(2.54厘米)。升高速度,就是衝程乘每小時爬升次數。現用的千斤頂,每小時速度都能超過20時(50.8厘米)。實際上滑升模板的速度,不是由千斤頂所控制,而是由混凝土的凝結時間所決定。假如千斤頂操作速度太快,塑性狀態的混凝土將由模板底下掉落。假如太慢,混凝土就會粘住模板,甚至隨著模板提升將混凝土拉裂。最適宜的千斤頂速度,在很大程度上是受混凝土的性能和氣溫所影響的。在乾燥和熱的天氣,需要滑行速度高些,而在潮濕和冷的天氣則需要慢些。滑模操作,普通不應小於每小時2 時(約5 厘米)的速度,也不大於每小時30時(約76厘米)。正常操作的速度範圍是每小時6~18時(約15~46厘米),如按每天24小時計算,約為每小時8~14 時(約20~35厘米)。
千斤頂桿一般都是按軸向受壓設計的,必須在荷載狀態下沒有撓曲。在沒有混凝土時(如梁下或窗洞),則用4X6時(約10X“J”15厘米)的撐木來支撐。千斤頂桿借“J”形螺栓扣緊在撐木上,“J”形螺栓,一頭鉤住千斤頂桿,另一頭穿過撐木,在千斤頂與撐木之間墊著木塊,用螺帽擰緊。在某種情況下,千斤頂桿可以從滑模上面的一個結構物懸掛下來,這樣千斤頂桿是受拉,可以增加結構物在垂直方向的精確度 這樣的方法是用在地下火箭筒倉 支撐結構物是支承在開挖洞處的地面上。千斤頂桿普通的間距是在 4~9呎(1.20~2.70米)之間,影響千斤頂間距有:橫撐最大的允許跨度、牆面的弧度、千斤頂的起重量和每個轉角點需按放千斤頂等。一般在特別重荷載處,如平台梁、混凝土料斗和橋頭平台等,需集中幾隻千斤頂。千斤頂系統的正確安排,對於滑模操作的成功,是極關重要的。

平台支撐設計


工作平台都是直接支承在模板上面並和模板同時提升當模板之間。跨度太大時,就用梁或析架來代替平台擱柵。平檯面板和擱柵的設計是按照靜荷載加就地活荷載75磅/尺(366公斤/米),或者是混凝土小車或其他施工機械的集中活荷重設計,以較重的為準。梁和析架可按照40磅/尺(196公斤/米)的均布活荷載設計。
各種平檯面板的最大跨度
各種平檯面板的最大跨度
平台擱柵的間距
平台擱柵的間距
這都是按照非機動的混凝土小車或75磅/呎的活荷載取其最危險的情況。滑行模板規劃中的平台,須設計得能在結構提升的全部高程中,保持平面尺寸不變。為了達到這些目的,同時還要抵抗風力,平台必須在平面上有足夠的支撐體系。
支撐體系可以是木質的、鋼鐵拉條、鐵板、桁架或其中幾個的混合組成。