浙江大闸枢纽可拆卸限位拉条模板施工工法(附图)

'可拆卸限位拉条模板施工工法1前言混凝土模板施工中，模板的拉条与支撑筋已成为必不可少的组成部分，其施工费用约占有总成本的5%～8%左右。对于未涉水的工程施工，拉条一般采用拉条外套PVC塑料管的方式埋设；对于涉水的工程，一般采用直接埋设钢筋拉条，更严格者在拉条上焊接止水环；且为了保证模板间的净间距，一般还要在模板间布设一定量的支撑定位筋。这样，不仅拆模工效极低，模板极易破损，而且拆模时拉条要承受等量的脱模力，极易造成拉条部位的混凝土破损，引起漏水；同时在定位筋部位也因定位钢筋头保护层过薄而锈蚀，最终漏水；被割除的拉条受风化锈蚀渗水作用，导致返黄锈及胀筋，致使混凝土剥落，影响质量与美观；对于涉水工程，还会在拉条孔凿除时引起拉条部位的结构混凝土松动而漏水，也会在拉条部位产生漏浆，同时还会因拉条孔凿除不规则影响外观质量。我们从赛盟模板体系、多尔模板体系、SGB体系、汉尼贝克体系等中得到启示，设计出可拆卸限位拉条，并形成可拆卸限位拉条模板施工工法。采用本工法，上述质量通病可以全部避免，且拉条的成本费用大大降低，模板施工的效率大大提高，具有较高的社会、经济效益。该技术已进行国内科技查新，查新结果为“委托查新项目针对设计出可拆卸限位拉条，制定了可拆卸限位拉条模板施工工法，在上述检索结果中未见述及”。2工法特点2.1拉条制作简单，安装方便；2.2省去了模板支撑筋，且可精确定位模板，提高模板安装工效；2.3省去了拉条孔部位的模板止浆工序；2.4可以快速方便地拆模，提高拆除模板的工效，同时可避免模板破坏，还可以避免拆除模板时引起的拉杆松动导致拉条部位漏水；2.5卸除拉条的连接件后可以形成规则的孔洞，不用凿除混凝土，也不用割除拉条就可直接修补拉条孔，不影响外观质量。2.6拉条的大部分部件可重复使用，大大降低了拉条的成本费用。3适用范围本工法适用于各种混凝土结构的模板施工，同时其可拆卸限位拉条还可以当爬升式脚手架的锚脚等固定件使用。12 4工艺原理将整根拉条从模板内侧部位分成三段，二端的外露段拉条采用专用内接套筒与中间内埋段拉条标准螺纹联接，见图4-1与图4-2。只要保证以下四条，即可实现目的：①螺杆在危险截面不被拉断，即螺杆强度满足要求；②不滑丝，即在旋合长度范围内，过渡配合螺纹强度满足要求；③拉条在反复的振动荷载作用下不破坏，即疲劳强度满足要求；④利用内接套筒的限位，可精确定位模板，省去了模板间的支撑筋。1混凝土或钢筋混凝土2模板3内围楞4外围楞5拉条外露段(可重复利用部分)6专用内接套筒((可重复利用部分)7螺母8钢垫板9拉条内埋段(不可拆除部分)图4-1可拆卸限位拉条装配示意图1硬塑锥形套筒2钢质标准螺纹联接件(六角)3钢质标准螺纹联接件(圆筒)图4-2专用内接套筒结构图4.1螺杆强度验算(4.1)式中：--拉条螺杆部位的危险面的直径，即螺纹内径,mm；--螺栓所受的总拉力，N；--模板拉条承受的混凝土侧压力引起的拉力，N。12 其中：--混凝土的侧压力，N/m2；--模板拉条分担的受荷面积，m2--剩余预紧力F"，对于拉条，一般取--拉条材料的容许拉应力，MPa。，其中：--拉条材料的屈服极限，因一般采用Q235钢筋制作，=240MPa；--安全系数，一般取1.2～1.6.4.2过渡配合螺纹强度验算因拉条在承受混凝土的侧压力之前，螺母必须拧紧，因此按紧联接考虑计算。(4.2)式中：--拉条材料的容许拉应力与螺母或钢质标准螺纹联接件的容许拉应力的最小值，MPa。一般情况下，因螺母或钢质标准螺纹联接件的钢号要高于拉条的钢号，因些取=；由式(4.1)和式(4.2)对比可知，螺杆强度不是导致拉条破坏的主要原因，其主要原因是其螺纹的破坏。4.3拉条疲劳强度验算由于拉条在承受荷载时受振动影响，其疲劳强度应力幅也是影响拉条的主要因素，故应满足强度条件：(4.3)式中：--螺栓的相对刚度系数。螺栓的相对刚度系数的大小与螺栓及被联接件的材料、尺寸和结构有关，其值在0～1之间变化；拉条的螺母处一般只有金属垫片或无垫片，因此=0.2～0.3；　　--拉条变载时的许用应力幅，；其中：--尺寸系数表，可查《紧固件机械性能螺母螺栓、螺钉和螺柱》(GB/T3098-2000)取得，常用拉条的尺寸系数见表4.3-1--螺纹制作工艺系数，车制=1，辗制=1.25；--各圈螺纹牙受力分配不均匀系数；对于拉条，=1.5～1.6；--安全系数，取2.5～4；--螺纹应力集中系数，对于Q235材质的拉条，=3.0；12 --许用疲劳应力，，其中：为拉条的抗拉强度极限，对于Q235质的拉条，=410MPa。表4.3-1常用拉条的尺寸系数拉条直径(mm)≤121620241.000.870.810.765施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1拉条计算与选择拉条要严格按本工法式4.1、式4.2和式4.3逐项根据螺杆强度、过渡配合螺纹强度和疲劳强度计算出拉条螺杆部位的危险面的直径，取其中的最大值作为选型的拉条螺杆部位的危险面的直径，再根据《普通螺纹优选系列》(GB/T9144-2003)的粗牙螺纹列选取拉条钢筋的直径，再由确定的拉条钢筋的直径按1型螺母的规格要求确定钢质标准螺纹联接件的壁厚。5.2.2可拆卸限位拉条制作可拆卸限位拉条制作是本工法的关键。可拆卸限位拉条由三段式拉杆和内接套筒组成。三段式拉杆一般选用Q235圆钢制作，可拆卸限位拉条的钢质标准螺纹联接件材质为45#钢的成品件，外面锥形套筒为硬质工程塑料。(1)螺纹内外螺纹采用车制普通粗牙螺纹。螺距按《普通螺纹优选系列》(GB/T12 9144-2003)的粗牙螺纹列选取，其螺纹的旋合长度不小于《普通螺纹公差》(GB/T9144-2003)中规定的长旋合组L的旋合长度。常用的可拆卸限位拉条螺纹尺寸如表5.2.2-1，其螺纹一端采用左旋粗牙螺纹，另一端采用右旋粗牙螺纹，公差等级为6级。常用的内接套筒尺寸如表5.2.2-2，小头端采用左旋粗牙螺纹，大头端采用右旋粗牙螺纹，公差为4H。表5.2.2-1常用的可拆卸限位拉条粗牙螺纹标准尺寸拉条公称直径(mm)螺距P(mm)最小旋合长度(mm)粗牙螺纹段长度(mm)81.251213.5101.51516.5121.751819.51422425.51622425.5182.53031.5202.53031.5222.53031.52433637.5(1)内接套筒尺寸表5.2.2-2常用的可拆卸限位拉条内接套筒标准尺寸拉条公称直径d(mm)小头直径D1(mm)大头直径D2(mm)内接套筒长度L1(mm)硬塑锥形套筒长度L2(mm)预留装卸长度L3(mm)82838322910102838363315122838434015143545454220163545454220184053666325204053666325224053666325244658807725⑶拉杆长度确定可拆卸限位拉条内埋段的长度=模板内净尺寸-2L1+2×粗牙螺纹段长度可拆卸限位拉条外露段的长度=模板厚度+内围楞厚度+外围楞厚度+垫板(或3形扣件)厚度+2×最小旋合长度+205.2.3模板安装可拆卸限位拉条内埋段安装是模板安装的关键，要根据拉条与模板安装的结构图准确定位。宜与模板一道安装，以便精确定位。其内埋段的螺纹段必须旋至钢质标准螺纹联接件的最底部，若因拉杆加工的负误差影响，可通过调整螺纹旋合长度调整至设计要求，但螺纹旋合长度不得小于表5.2.2-1中的最小旋合长度。可拆卸限位拉条的12 外露段安装：在模板就位后，先将外露段的拉杆旋入钢质标准螺纹联接件的最底部，再按普通拉条的要求安装垫板(或3形扣件)，最后上双紧固螺母，使硬塑锥形套筒紧贴模板内表面即可。5.2.4混凝土浇筑与养护混凝土浇筑时除必须遵循相关混凝土施工规范要求外，还要求振动棒严禁碰动拉条，严禁碰触可拆卸限位拉条内接套筒。混凝土浇筑施工时，模工班组应安排专人值班，及时处理混凝土浇筑时发生的异常问题。混凝土养护期间，若因需要，可在混凝土终凝后松动可拆卸限位拉条外露段，让模板自然脱离混凝土面，但最多松开2mm。5.2.5拆模混凝土达到设计规定要求的强度后即可拆除模板。拆除模板时，先利用双紧固螺母将可拆卸限位拉条外露段从上到下逐层拆除，因没有了拉条的影响，模板拆除非常方便，只要将模板也与之同步移除即可。5.2.6内接套筒拆除与拉条孔修复内接套筒拆除也比较方便，用同规格的六角套筒扳手反旋可拆卸限位拉条内接套筒的钢质标准螺纹联接件即可取出，该可拆卸限位拉条内接套筒可反复使用。可拆卸限位拉条内接套筒拆除后在混凝土表面留下一个标准的圆台孔，用20mm宽的铁板刮去圆台壁面上的表皮，再用107套色砂浆分二次堵嵌即可。因嵌入的砂浆与可拆卸限位拉条内埋段的外露螺纹紧密咬合，外有一定的保护层，故能不易脱落，不易反锈；又因拆模时未触动内埋段的拉杆，故不渗水。6材料与设备6.1材料6.1.1Q235圆钢可拆卸限位拉条的拉杆采用Q235圆钢制作，因是主要受力筋，必须按《金属拉伸试验方法》（GB/T228-2002）、《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》（GB/T2975-1998）和《金属材料弯曲试验方法》（GB/T232-1999）的规定进行屈服点、抗拉强度、延伸量和冷弯试验等原材料物理力学性能试验，检测结果符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013—91）要求后才可当钢筋拉条的原材料使用。6.1.245#钢材质的钢质标准螺纹联接件与螺母45#钢材质的钢质标准螺纹联接件与螺母必须按《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》(GB/T3098.2-2000)的要求进行保证荷载试验、硬度试验，检验合格方可使用。6.1.3硬质锥形套筒硬质锥形套筒虽是辅助配件，为保证装卸顺利，必须进行外观检查，无明显的倒刺、凹凸、裂纹等外观缺陷，且圆台两端平直即可。6.2主要机具设备12 本工法中的内接套筒与螺母等配件均为标准成品件，可在市场上直接购置，与采用普通拉条施工混凝土结构相比，因此采用本工法不需要再额外增加机具设备。若可拆卸限位拉条的配件的拉杆螺纹与钢质标准螺纹联接件均为自制，则需要增加一套切铣机床（配螺纹铣刀）即可。7质量控制7.1质量控制标准7.1.1质量验收依据序号名　　　称编号1普通螺纹公差GB/T197－20032普通螺纹极限偏差GB/T2516－20033普通螺纹优选系列GB/T9144－20034紧固件机械性能螺母螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098-2000说明：本表中未列其结构工程相关验收规范，应用本工法时应视合同要求适当增减其验收规范。7.1.2质量验收标准(1)可拆卸限位拉条的螺纹加工的公差和极限偏差要符合《普通螺纹公差》(GB/T197－2003)、《普通螺纹极限偏差》(GB/T2516－2003)中6级公差等级的规定要求。(2)拉杆加工、安装的偏差应符合表表7.1.2的要求。表7.1.2拉杆加工、安装的允许偏差及检验方法项目允许偏差（mm）检验方法拉杆加工总长度0；-3钢尺检查丝口长度0；-10钢尺检查拉杆中心位置±3经纬仪、钢尺检查模板内净结构尺寸-3；+1钢尺检查(3)拉杆与可拆卸限位拉条内接套筒连接后，必须进行抗低拉试验，其抗拉强度不得于钢筋母材的抗拉强度。7.2工程质量保证措施7.2.1拉杆加工制作(1)用于拉杆的Q235钢筋要求有出厂证明书或试验报告单，使用前，仍要进行屈服点、抗拉强度、延伸量和冷弯等原材料物理力学性能试验，合格后方准使用；(2)拉杆的下料长度必须符合要求，且不准用钢筋切断机下料，宜用砂轮切断机下料；(3)拉杆应平直，不得有弯曲现象；(4)12 拉杆的螺纹宜用机制螺纹，采用手工丝牙制作螺纹时，要求螺纹均一，公差和极限偏差要符合《普通螺纹公差》(GB/T197－2003)、《普通螺纹极限偏差》(GB/T2516－2003)中6级公差等级的规定要求。7.2.2内接套筒加工制作(1)内接套筒宜采用成品件直接装配，也可以采用不低于Q235材质的套筒现场制作，现场制作的套筒的壁厚不得低于同规格的六角螺母的壁厚要求，其内螺纹的公差和极限偏差要符合《普通螺纹公差》(GB/T197－2003)、《普通螺纹极限偏差》(GB/T2516－2003)中6级公差等级的规定要求。(2)硬塑锥形套筒应与钢质标准螺纹联接件接触紧密，必要时可用粘结剂进行粘合。7.2.3可拆卸限位拉条的存放可拆卸限位拉条的入库存放应按规格分类存放，并做好防雨、防潮措施，严禁拉杆内埋段触及油污，严禁碰撞丝口。7.2.4可拆卸限位拉条模板安装(1)可拆卸限位拉条安装前应进行组合条件上的抗拉试验，其抗拉强度不得低于同级别钢筋母材的抗拉强度。(2)可拆卸限位拉条安装时，宜先临时安装一侧模板，再根据模板上预设的拉条孔的安装可拆卸限位拉条安装的内埋段和一侧的外露段。若不具备要求，宜与模板一道施工，即将一端旋入外露段拉杆的拉条从模板上的拉条孔插入后再调整固定内埋段拉杆。(3)可拆卸限位拉条的硬质锥形套筒端头应与模板内表面紧贴，若不具备要求，可在硬质锥形套筒内填充黄油类的软装物，以防混凝土进入硬质锥形套筒内，影响可拆卸限位拉条的拆卸。(4)可拆卸限位拉条的拉杆内埋段严禁与钢质标准螺纹联接件焊接连接。8安全措施8.1贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，正确评价安全生产的情况，做好危险源辨识、评价与管理，防患于未然，作好安全交底，使安全生产达到标准化、规范化。8.2建立长效的安全检查机制，根据现行国家标准《建筑施工安全检查标准》JGJ59－99严格执行。8.3严格执行国家、省市、行业的各有关安全生产规程、规定，严格按照相应的安全技术操作规程施工。8.4做好“三宝”、“四口”、“五临边”的安全防护工作。8.5严格执行“高空作业”、“安全用电”等相关规定。8.6操作人员必须做好三级安全教育和班前安全技术交底，施工前必须做好专项安全技术交底，施工时必须安排专人值班。8.7安装与拆卸内接套筒时，应将可拆卸限位拉条内接套筒存放可靠的工具内，严禁“上抛下丢”。12 8.8遇到恶劣气候和六级以上的强风、迷雾、雷雨等情况，应立即停止高空作业和露天作业。9环保措施9.1各种施工用材料和设备应符合国家有关产品标准的环境保护指标的要求；9.2废弃的可拆卸限位拉条和螺母必须集中堆放，集中处理，严禁随地丢弃；9.3加工螺纹时产生的废渣必须集中堆放，集中处理，严禁随地丢弃；9.4可拆卸限位拉条的外露段和内接套筒尽可能采用高强度的材质，以提高使用次数；9.5模板宜选用标准钢模板，以尽量减少木材的消耗。10效益分析10.1社会效益本工法具有制作简单、安装方便、节省材料、提高模板安装与拆除工效、降低拉条孔对混凝土外观质量的影响、降低模板的损耗率、避免混凝土拉条部位漏浆产生的质量缺陷、避免拉条引起的混凝土结构渗漏等优点，可用于各种结构的模板施工，同时还可以当爬升式脚手架的锚脚等固定件使用，对建设资源节约型环境友好型社会具有较大的社会效益。10.2经济效益应用本工法省去了模板支撑筋、省去了拉条孔部位的模板止浆工序和拉条孔凿除工序，提高模板安装与拆除工效，降低了模板拆除过程中产生的模板损耗，可拆卸限位拉条的外露段和内接套筒可当工具使用，因此可产生明显的经济效益。以100根φ16拉条施工45cm厚混凝土挡水侧墙为例，分别以可拆卸限位拉条模板方案、PVC套管模板方案和全埋式模板方案的固定模板的拉条成本（忽略提高模板安装与拆除工效、降低模板损耗和拉条修补产生的成本）进行对比，各主要区别的成本项目如下表10.2。由表10.2可知：可拆卸限位拉条模板方案比PVC套管模板方案节省施工成本500.85-493.76=7.09元，平均每根拉条节省成本0.07元；可拆卸限位拉条模板方案比全埋式模板方案节省施工成本1007.20-493.76=513.44元，平均每根拉条节省成本5.13元；若考虑拉条孔的防水修复与提高的工效的费用，每根拉条可节省12.00元左右。12 表10.2不同拉条方案的施工成本对比表有区别的成本项目单位单价可拆卸限位条方案PVC塑料套管全埋式方案数量成本(元)数量成本(元)数量成本(元)钢筋(拉杆)母材内埋段m8.000.4*100320.00////外露段52.56////全长84.001.05*100840.00支撑筋母材m8.000.4*100320.000.39*100320.00钢材残值kg-2.8011-30.8016-44.80101-282.80拉杆螺纹加工段0.50120.00//200100.00M16内接套筒个8.00200/5032.00////φ20PVC套管m0.85//0.49*10041.65//拉条孔凿除孔0.50//200100.00200100.00合计元493.76500.851007.20说明：1、钢筋拉条可重复利用时，按10次重复利用计算；2、可拆卸限位拉条按可重复利用50次的最低次数考虑；3、本表中混凝土结构以外的拉条单边最小长度按全埋式方案的30cm为标准计算。11应用实例XXX大闸位于浙江省XX市，钱塘江下游右岸主要支流XXX口，是国内第一河口大闸，列入国家重大水利基础设施项目，其挡潮泄洪闸垂直水流方向705m，顺水方向长636.5m。在其闸底板、闸墩、管道间、胸墙、轨道梁等结构中，配合大型钢模大量使用φ24、φ20、φ16型可拆卸限位拉条(如图11)，取得了良好的效果。图11可拆卸限位拉条11.1闸底板与闸墩可拆卸限位拉条模板施工闸底板厚2.5m，底板顺水流向长26.0m，垂直水流向宽24.0m。闸墩长24.0m，高12m，厚4.0m，闸墩中间分缝。经计算，拉条采用φ25型可拆卸限位拉条，其水平间距最大为2.85m，其纵向间距最大为2.1m。12 模板施工方案：先安装好大型钢模板，再安装好可拆卸限位拉条的外露段与内接套筒(如图11.1-1)，再在内侧模安装时安装好可拆卸限位拉条的内埋段。模板拆除时，先拆除外露段，再卸去内接套筒(如图11.1-2)，最后用套色砂浆修补圆台形的拉条孔。图11.1-1闸底板φ25型可拆卸限位拉条图11.1-2闸墩可拆卸限位拉条内接套筒拆除后留下的规则的拉条孔11.2空箱式管道间工程可拆卸限位拉条模板施工管道间工程，为空箱式钢筋混凝土结构，共分28孔，中孔跨径22m，边孔跨径23m，底宽6.6m（上口宽8.0m），高4.5m，箱内断面为5.4m×3.5m，底板、侧墙、顶板厚度均为0.50m。通过计算，管道间拉条采用φ20型可拆卸限位拉条，其水平间距1m，纵向间距最大为1m。管道间的可拆卸限位拉条模板施工方案：在安装好外侧钢模后，立即安装好可拆卸限位拉条的外露段与内接套筒(如图11.2-1)，以便钢筋安装时尽量避开拉条，再在内侧模安装时安装好可拆卸限位拉条的内埋段和另一侧的外露段与内接套筒。模板拆除时，先拆除可拆卸限位拉条的外露段，再卸去内接套筒，最后用套色砂浆修补圆台形的拉条孔(如图11.2-2)。图11.2-1管道间可拆卸限位拉条模板施工图图11.2-2拉条孔修复后管道间外表面11.3双空箱式胸墙可拆卸限位拉条模板施工胸墙采用大跨度的双空箱式结构，与两侧闸墩固端连接，净跨20.0m，胸墙高7.0m；每个空箱净高均为2.65m，净宽均为2.7m；胸墙底板厚0.7m，顶板厚0.5m；胸墙上、下游侧壁厚0.6m，空箱间隔板厚0.5m。经计算，管道间拉条采用φ12 16型可拆卸限位拉条，其水平间距1m，纵向间距最大为1m。胸墙可拆卸限位拉条模板施工方案：先安装好外侧钢模和钢筋，再在内钢模安装之前，将已调好内埋段间距的可拆卸限位拉条插留孔中(如图11.3-1)，接着安装内钢模，最后通过调节外露段上的双紧固螺母，使内接套筒上的硬塑套筒紧密与模板内表面紧密接触(如图11.3-2)。模板拆除时，先拆除可拆卸限位拉条的外露段，再卸去内接套筒，最后用套色砂浆修补圆台形的拉条孔。图11.3-1胸墙的可拆卸限位拉条模板施工图11.3-1胸墙的可拆卸限位拉条模板12'