預(yù)應(yīng)力工藝提升鋼筋砼倒錐形水塔水柜工法

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1、適用范圍
    本工法適用于不同高度、不同類型倒錐形水塔水柜的就位安裝。
    2、工藝原理
先對(duì)水塔筒身的原國(guó)標(biāo)圖集的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，即把筒身從水柜去承環(huán)梁向上部分改成和下部一樣，并在筒頂上澆出一個(gè)突出筒身長(zhǎng)度為200mm、厚度為150mm的一圈鋼筋砼挑板（挑板中留孔穿鋼絞線），以形成一個(gè)提升平臺(tái)。在施工完畢的水塔筒身平臺(tái)上安放一承壓鋼圈，鋼圈上安放錨具及穿心式千斤頂，鋼絞線穿過(guò)千斤頂及上下錨具并穿過(guò)水柜下環(huán)梁通過(guò)錨具固定，見(jiàn)后圖示。千斤頂加壓，活塞帶動(dòng)錨具1向上頂升，此時(shí)錨具1鎖緊鋼絞線，錨具3松開(kāi)，帶動(dòng)水柜6向上提升。當(dāng)千斤頂回油活塞向下時(shí)，錨具3鎖緊鋼絞線，錨具1松開(kāi)，一同跟千斤頂活塞向下回落。這樣千斤不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使上下錨具交替打開(kāi)、鎖緊網(wǎng)絞線，鋼絞線帶支水柜不斷上升直至完成全部提升工作。

    3、工藝流程
 安裝平臺(tái)上的承壓鋼圈，鋼圈上安錨環(huán)   →

    穿鋼絞線并隨即用夾片鎖緊鋼絞線，拉緊鋼絞線固定水柜下錨具  →

    安千斤頂，套千斤頂上錨具  →  安電動(dòng)油泵與千斤頂接通油路

    接通電源并關(guān)閉油泵針形閥  →  液壓油泵試工作，檢查油泵是否正常

    油泵正式工作、千斤頂進(jìn)油，千斤頂活塞頂升錨具帶動(dòng)水柜上升  →

    行程結(jié)束，油泵回油，千斤頂活塞下降，下鎖具同時(shí)鎖緊鋼絞線

    千斤頂上錨具松開(kāi)，并隨之下降  →  重復(fù)提升過(guò)程直至水柜到設(shè)計(jì)標(biāo)高

    在千斤頂上部切斷鋼絞線，卸下千斤頂及上錨具、油泵  →

    水柜下支承環(huán)梁澆筑混凝土并達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度  →

    水柜下環(huán)梁上部切斷鋼絞線，卸下承壓鋼圈及錨具

    4、材料性能及機(jī)具配套
4.1水柜提升材料設(shè)備表如下：

表1    水柜提升材料設(shè)備表
名   稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 備    注
千斤頂 YC60A穿心液壓式 10臺(tái) 其中備用5臺(tái)
電動(dòng)油泵 ZB4-500S 10臺(tái) 其中備用5臺(tái)
錨    具 QM15-4 20只 其中搭頂平臺(tái)10只，水柜下環(huán)梁處5只，其余備用5只
鋼 絞 線 Φ15  根據(jù)下文中公式計(jì)算而得
卷 揚(yáng) 機(jī) 0.5T 1臺(tái) 主要用于提升和拆除作業(yè)時(shí)物件垂直運(yùn)輸
塔頂承壓鋼圈 自制 1套 采用10~12mm鋼板焊成寬200mm、高250mm圓形工字鋼架

    4.2鋼絞線：所用鋼絞線必須符合GB/T5224-95規(guī)范Φj15，其公稱截面積為139mm2，，強(qiáng)度級(jí)別為1570N/mm2，1根鋼絞線允許抗拉力為140KN，所需根數(shù)：
N = P/140×K，其中P = （P1+P2+P3）?β,式中提升均載系數(shù),取P2為水柜內(nèi)外粉刷層重,P3為施工荷載, β為提升均載系數(shù),取值為1.15，a為提升動(dòng)力系數(shù)，取值為1.3。K為安全系數(shù)，取值為8。一般200T以下的水柜采用4股Φj15鋼絞線編成一個(gè)提升組。
    鋼絞線下料長(zhǎng)度L =L1+L2+L3+L4+L5，式中L1為筒身平臺(tái)標(biāo)高到水柜下環(huán)梁底標(biāo)高，L2為水柜下環(huán)梁吊點(diǎn)處錨墊板厚+錨板厚，L3為水塔平臺(tái)下鋼環(huán)梁高+錨板厚，L4為千斤頂長(zhǎng)度+千斤頂錨板厚，L5為端預(yù)留長(zhǎng)度，每端計(jì)200mm。
    4.3水柜下環(huán)梁錨具：采用QM15 - 4型錨具。
    4.4水塔頂承壓鋼圈及錨具：水塔為保持平臺(tái)均勻受力，在平臺(tái)上設(shè)置一承壓鋼圈，鋼圈采用鋼板焊接制作而成，鋼圈寬為200mm，高為250mm，采用10~12mm厚鋼板焊成圓形工字鋼架。水荷塔頂承壓鋼圈上的錨具采用QM15-4型錨具。
    4.5千斤頂：采用YC60A穿心工液壓千斤頂，額定壓力40MPa，張拉力600KN，張拉行程200mm，穿心孔直徑為55mm。
    4.6電動(dòng)油泵：每個(gè)千斤頂配一臺(tái)ZB4-500S電動(dòng)油泵，額定壓力為50MPa，大于YC60A千斤頂?shù)念~定壓力。
    5、施工要點(diǎn)
    5.1水柜提升前應(yīng)完成的工作：
    5.1.1塔身、水柜混凝土強(qiáng)度等符合設(shè)計(jì)要求。
    5.1.2筒身平臺(tái)上等距離預(yù)留5個(gè)Φ80孔洞，其位置與水柜下梁預(yù)埋Φ50鋼管相對(duì)應(yīng)，平臺(tái)孔、預(yù)埋鋼管和錨墊板3孔應(yīng)在同一中心垂線上。
    5.1.3平臺(tái)用1:2水泥砂漿抹平，四周安鋼欄桿，筒身內(nèi)設(shè)爬，平臺(tái)中間滿鋪不小于30mm厚的木板。
    5.1.4塔身四周彈出4~6條標(biāo)高線，并用紅漆標(biāo)出明顯標(biāo)高尺寸，以便提升時(shí)隨時(shí)觀察水柜的水平度。
    5.2構(gòu)造要求
5.2.1提升吊點(diǎn)數(shù)確定
    該方法千斤頂用量少，為避免因某一提升設(shè)備發(fā)生故障而更換時(shí)，該吊占失去作用而造成水柜在空中失控，確定吊點(diǎn)數(shù)為5點(diǎn)。若吊點(diǎn)及使用設(shè)備過(guò)多，提升過(guò)程中很難保證同步上升。
5.2.2水柜下環(huán)梁吊點(diǎn)構(gòu)造
    水柜下環(huán)梁受5個(gè)較大的集中荷載作用，故先對(duì)吊點(diǎn)處的環(huán)梁截面進(jìn)行抗剪驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果在吊點(diǎn)處增加抗剪鋼筋。為使吊點(diǎn)外混凝土受力均勻，該處增加一塊與下環(huán)梁中預(yù)埋Φ50鋼管相焊接的承壓鋼板。
5.2.3水柜下環(huán)梁吊點(diǎn)錨墊板構(gòu)造
吊點(diǎn)和鋼絞線總根數(shù)確定后，即可確定每個(gè)吊點(diǎn)的鋼絞線根數(shù)。選用QM15-4錨具，該錨具用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時(shí)由錨墊板和錨板配套；但用于提升系統(tǒng)及水柜下環(huán)梁時(shí)無(wú)法埋設(shè)錨墊板，故制作一方形鐵盒式錨墊板，以解決此矛盾。該錨墊板（即承壓墊）可預(yù)先焊在水柜下環(huán)梁下的承壓鋼墊板上。
    5.2.4水塔筒頂平臺(tái)的構(gòu)造要求
    水塔筒身平臺(tái)的標(biāo)高一般比水柜上環(huán)梁標(biāo)高低700mm左右，即提升過(guò)程中水柜的上環(huán)梁通過(guò)水塔筒身平臺(tái)。在修改筒身平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使平臺(tái)外徑和上環(huán)梁內(nèi)徑間保持100mm的空隙。
    5.3操作注意事項(xiàng)
    5.3.1承壓鋼圈時(shí)須注意接觸面嚴(yán)密，高低不平處須用鐵片墊平。
    5.3.2鋼絞線切斷處須用鐵絲扎緊，穿線時(shí)應(yīng)從塔身平臺(tái)上緩慢下穿。
    5.3.3水柜下環(huán)梁的吊點(diǎn)錨具鎖緊前，每根鋼絞線應(yīng)基本拉緊到同一程度，夾片完全夾緊。
    5.3.4平臺(tái)上液壓系統(tǒng)安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，先充油排氣，然后加壓至12N/mm2，每次持壓5min，重復(fù)3次后檢查各密封處是否滲漏，待各部工作正常后接通千斤通。
    5.3.5提升時(shí)發(fā)現(xiàn)千斤頂不同步或鋼絞線有松動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整進(jìn)油量控制千斤頂升差。
    5.3.6第一次提升時(shí)，以水柜離支點(diǎn)50mm時(shí)停止12h，以觀察此階段是否有異?，F(xiàn)象。
    5.3.7提升過(guò)程中，須隨時(shí)察看水柜的水平度，發(fā)現(xiàn)不平隨即調(diào)平。提升結(jié)束后應(yīng)檢查各錨固牢靠，如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)錨緊。并用木楔把水柜下環(huán)梁與筒身之間空隙楔緊，水柜上環(huán)梁用鋼支撐固定。
    5.3.8為使5臺(tái)油泵同步工作，每個(gè)千斤頂旁固定一根標(biāo)尺，在千斤頂活塞頂上設(shè)一指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺。活塞向上頂升時(shí)指針隨時(shí)指出提升高度，5根指針高差相差達(dá)10mm時(shí)，應(yīng)隨時(shí)調(diào)節(jié)千斤頂進(jìn)油量，以控制千斤頂行走速度?；钊刂菩谐谈叨劝惭b一限位開(kāi)關(guān)，與高壓油泵電源開(kāi)關(guān)連接，當(dāng)千斤頂活塞行至規(guī)定高度時(shí)，電源自動(dòng)切斷，停止供油，活塞停止工作，使5個(gè)千斤保持同步工作。
    6、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
    要求水柜安裝就位后水柜下環(huán)梁底標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高誤差控制在20mm內(nèi)，水柜中心線重合誤差≤15mm，水柜無(wú)傾斜、無(wú)變形、無(wú)裂縫。
    7、勞動(dòng)組織
    采用本工法進(jìn)行水柜的提升，要求操作人員應(yīng)熟悉預(yù)應(yīng)力張拉工藝和施工方法，一個(gè)提升班組一般配備5人，其中3人在塔頂作業(yè)，1人在地面警戒指揮，還有1名電工配合進(jìn)行。
    8、施工進(jìn)度
    采用本工法進(jìn)行水塔的提升，一般用時(shí)5d，其中提升設(shè)備組裝1d，水柜提升2d，水柜就位固定、拆除提升設(shè)備1d。
    9、安全措施
    9.1穿、拆鋼絞線時(shí)，鋼絞線頭必須固定在平臺(tái)上，以防鋼絞線下落傷人。
    9.2水柜四周10m范圍內(nèi)為安全區(qū)，提升時(shí)禁止入內(nèi)。
    9.3提升結(jié)束后，支承環(huán)梁未達(dá)強(qiáng)度前不準(zhǔn)觸動(dòng)錨具。
    9.4風(fēng)力大于6級(jí)時(shí)停止提升工作。
    9.5提升前在塔頂用鋼管搭設(shè)防護(hù)圍欄，鋼管通過(guò)焊接固定于塔頂承壓鋼圈上，圍欄高度不小于2m，立面張?jiān)O(shè)細(xì)眼安全網(wǎng)，安全網(wǎng)內(nèi)彩條布封閉（留一300?00探望孔），以防風(fēng)防雨；塔頂承壓鋼圈上就滿鋪厚度不小于30mm的木板（板上留400?00上人孔，上人孔在作業(yè)時(shí)蓋板封閉）。
    9.6在提升作業(yè)包括拆除提升設(shè)備時(shí)，不得向外亂拋物件，以防墜物傷人，各作業(yè)人員的工具要放置穩(wěn)妥，如有物需要傳到地面，需用吊繩或卷?yè)P(yáng)機(jī)吊下。
    9.7垂直運(yùn)輸所用的塔頂掛葫蘆支架不得支承于提升所用的承壓鋼圈上，該支架應(yīng)通過(guò)在塔頂砼結(jié)構(gòu)中預(yù)埋的短鋼管單獨(dú)搭設(shè)。
    9.8水柜提升就位后要盡快進(jìn)行固定，托底鋼牛腿事先拼制成型，待水柜達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后將牛腿與水塔筒身內(nèi)的預(yù)埋件固定，同時(shí)從地面向上搭設(shè)腳手架，以便水柜底環(huán)托梁的施工順利開(kāi)展。