无粘结预应力混凝土蛋形消化池的施工

    摘要:杭州市四堡污水处理厂扩建工程有3座10926平米无粘结预应力混凝土蛋形消化池,本文介绍其非预应力钢筋、模板体系、混凝土和预应力工程等结构施工成套技术。

    关键词:无粘结预应力 蛋形消化池 异形模板 变角张拉

    杭州市四堡污水处理厂扩建工程由国家计委立项,是浙江省及杭州市的重点工程项目。该工程中3座无粘结预应力混凝土蛋形消化池是目前国内同类工程中规模最大、结构最复杂、技术含量最高、施工难度最大的单位工程。其单池容积为l 0926m3,池体最大内径24m,工程规模与我国首次在济南建造的有粘结预应力混凝土蛋形消化池相当,目前与其并列属世界第二位、亚洲第一位。该工程由中国市政工程华北设计研究院设计,中国建筑八局浙江分公司施工。

    1、工程概况

    消化池池体高32m,埋深13.6m,内空高41.7m,池壁厚由700mm渐变至400mm,外形呈三维曲面体(见图1)。池体内壁采用无毒环氧防腐涂料防腐,外壁采用聚氨酯发泡保温、钢龙骨彩钢板饰面。基础为桩承台,50根?1000mm钻孔灌注桩,长45m,钢筋混凝土承台厚度最小为1600mm.池体为双向无粘结预应力混凝土结构,环向共设置122圈(由呈半圆形的2束筋组成)预应力筋,且为分段均布预应力筋。混凝土等级地下无须应力部分为C30、S8,其余为C40、S8,均掺4%TJ外加剂。

    2、工程施工特点

    2.1 非预应力钢筋安装尺寸、位置要求准确 地下承台部分钢筋由多层环向、竖向和径向钢筋形成立体网状结构,地上壳体部分钢筋为2层由环向和竖向钢筋组成的网片。环向钢筋在现场放大样用弯曲机弯曲成型,采用电弧焊将其焊成封闭式的圆环。环向筋和竖向筋形成壳体网状结构,安装成型后难以校正,所以对钢筋尺寸、位置要求准确,否则模板无法就位。

    2.2 模板及支撑体系复杂 消化池池壁呈三维曲面体,其截面尺-寸随标高变化而变化,模板及支撑体系加工、安装、校正难度大。

    2.3 混凝土质量要求高 混凝土工程质量要经受满水闭气试验的考验,混凝土的密实度及施工缝处理要求很高;池壁为曲面,预应力张拉孔加固筋多,混凝土振捣困难;混凝土养护难度大。

    2.4 无粘结预应力施工难度大 预应力张拉孔的尺寸受结构限制,预应力筋张拉只能采用变角张拉。预应力筋分布广,张拉过程中千斤顶就位和移位都十分困难。

    3、非预应力钢筋安装

    3.1 钢筋支架钢筋支架安装前,先计算出支架尺寸(包括半径等)与标高的关系,在安装过程中,通过池体中心线量出相应标高的支架半径以确定支架位置。本工程结合现场的实际情况,在施工过程中基础底板部分钢筋采用L50mm×5mm支架;承台部分利用本身的结构钢筋作为支架,即将竖向筋、环向筋和径向筋点焊成整体,形成立体骨架体系;地上壳体部分采用φ25钢筋制成的平面衍架。

    3.2 钢筋的制作与安装钢筋是在现场大样的基础上进行下料和弯曲制作,其误差控制在5mm范围内。

    钢筋安装的顺序是先安装结构钢筋网片,然后为开洞及安装洞口加固筋。安装前计算出竖向筋每隔500mm高度或径向筋不同半径(间隔500mm)的间距,并标注在钢筋支架上。安装时,先每隔500mm固定竖向筋或径向筋位置,然后再安装水平筋或环向筋。为增强结构钢筋的整体性,可适当将结构筋与支架点焊连接。钢筋安装比模板工程要提前一个施工段。钢筋接头采用搭接和绑条焊(d≥22mm)。

    4、模板及支撑体系设计与施工

    4.1 模板体系设计制作经有关各方多次讨论研究,模板体系采用组合钢模长900、1200、1500mm三种规格和特制的异形钢模拼装而成。异形模板和组合模板之间通过U形卡连接成整体。

    模板拼装规则为在同一标高内,异形模板的块数由模板上、下端听处位置的圆周长差值及异形模板尺寸决定。由于每一道模板上下端圆周长差值一定,故异形模板上、下端宽度差值越小,则异形模板的数量就越多,从而每组定型模板的宽度B就小,每组组合钢模两端所形成轨迹与设计圆环轨迹之间高差就越小,模板拼装后上下两端就越平整,拼缝就越小,拼装效果更好。

    根据以上拼装规则,结合现场大样,展开图中宜取Δh≤10mm.异形模板需有8种不同规格。组合钢模和异形钢模均在工厂加工制作成型后运至工地;对拉螺栓在现场加工制作。

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