卫珊珊河南交通职业技术学院毕业论文.docx

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卫珊珊河南交通职业技术学院毕业论文

河南交通职业技术学院

毕业论文

论文题目：

水泥混凝土路面滑模施工技术

所属系别建筑工程系

专业班级13级工程造价三班

姓名卫珊珊

学号1301030351

指导教师闫巧云

撰写日期2016年6月

摘要:

混凝土滑模式摊铺机属于目前较先进的水泥混凝土路面施工机械，作业速度快，效率高，可以完成大工程量的路面施工任务，而且能充分保证质量，是环境与经济综合效益显著的一种施工技术,以其卓越的优点得到广泛的应用。

 滑模施工工艺虽有许多优点,但较传统的工艺而言有一定的技术和管理难度,存在一定的局限性:

滑模工艺的适用性上,局限于水平截面变化不大的筒型结构,变化大的结构形式采用滑模工艺施工成本相对较高,质量也不易控制。

总之，滑模技术必将成为我国高等级公路特别是优质高速公路水泥路面可依托的成熟有效的新技术，从而促进我国高速公路水泥混凝土路面的施工工艺赶上国际上发达国家的技术水平，并且能起到优化资源配置，带动国民经济持续发展的积极作用

关键字：

滑模式摊铺机，滑模技术，水泥混凝土路面

1引言

水泥混凝土路面是高等级路面的主要类型之一，滑模技术必将成为我国高等级公路特别是优质高速公路水泥混凝土路面可依托的成熟有效的新技术，从而促进我国高速公路水泥混凝土路面的施工工艺赶上国际上发达国家的技术水平

2模工程技术的基本理论知识

2.1滑模工程技术的定义

滑模工程技术是我国现浇混凝土结构工程施工中机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、结构整体性强、抗震性能好、安全作业有保障、环境与经济综合效益显著的一种施工技术，通常简称为“滑模”

2.2滑模工程技术的简介

滑模施工工艺始创于上世纪初期，由于液压滑模千斤顶、集中控制设备的研制成功以及施工综合管理水平的提高，40年代中期在国外得到了较大的发展，我国于90年代开始在全国推广应用，并得到了快速的发展，该项技术曾获得首届全国科学技术大会的表彰。

近20年来，随着我国超高层建筑、高耸结构物、新型结构以及特种精、尖、高、大工程的日益增多，滑模施工技术得到了飞速的发展，其应用领域之广、结构类型之多、滑升面积之大是国际上少有的，部分成果已达到了国际先进水平。

比较典型的国内工程有：

誉为深圳速度的国贸大厦（160m，53层）、高度超过50m以上的重庆长江大桥桥墩、深度超过700多米的兖州矿井、外形复杂多变的首都国际饭店、智能型的武汉国贸大厦、高耸人云的烟筒和电视塔、大直径大体积的国家粮食筒仓、超重量的倒锥形水塔（1000t）等，这些工程不仅施工速度快、环境污染少，其工程质量也达到了令人满意的效果，部分工程还获得我国建设工程质量最高奖——鲁班奖，滑模施工技术曾先后在人民日报、工人日报、建设报及中央电视台等媒体中作过相关报道，为我的基本建设尤其是在超高层建筑和特种构筑物施工方面发挥了重要作用，作出了突出贡献

2.3施工准备工作

2.3.1现场要求

解决施工现场的水电供应、运输道路。

下承层必须符合设计、施工和检查验收规范的要求。

下承层必须提供足够的工作面，保证摊铺机不间断施工。

摊铺机是沿着两侧或一侧的基准线来摊铺的，为保证基准线准确无误，应采用手电钻垂直钻孔，将基准线立杆用手锤打入基层保证牢固结实

2.3.2选购搅拌站的时间及距离要求

大型砼搅拌站宜采用间歇式搅拌站，拌和方式采用强制式双卧轴及行星轴式搅拌机。

保证混合料搅拌质量和品质。

双卧轴强制式拌和设备的拌和时间在60~90s，最短拌和时间不低于60s，最长拌和时间不超过180S，否则影响砼的质量。

 应根据实验提供的水泥砼初凝时间和施工温度表确定砼从拌和到初凝完毕应在20~30℃h。

 为防止水泥砼在运输过程中产生离析和分层，最长运输距离应在6km以内。

3设计的主题内容

3.1滑模施工的水泥砼路面的优点

随着科技的进步,水泥砼路面的施工方法有以下四种不断进步的工艺：

A.手工加小型机具,这是前几年先行工程中典型的施工方法,也就是一根振捣棒,一台平板,一根振捣梁原始方法。

B.三辊轴。

C.轨道式摊铺机。

D.滑模摊铺机。

与其他三种方法相比,滑模施工方法具有以下优点.

3.1.1动态平整度好

由于连续不断的长距离摊铺,使滑模施工的路面板动态平整度远远超过人工小型机具施工的砼面板的平整度,人工小型机具施工的水泥砼路面平整度要达到3m直尺小于3mm都比较困难,而滑模施工,我们已做到了动态平整度的δ值小于1.2,完全可以做到沥青砼的平整度水平,同时随着时间的推移,水泥砼路面的平整度会越来越好,而沥青砼路面的平整度会越来越差。

3.1.2高强度、高密实度

由于滑模摊铺机的振捣是采用高频振捣,振捣频率高达12000／分,是人工振捣的几十倍。

美国GOMACO滑模机的振捣器为液压式,其最大优点是可以根据现场砼的塌落度大小调整振捣频率,使砼得到最佳振捣。

同时摊铺机上的振捣棒是每45cm左右等间距布置,所以对砼振捣的均匀性较好（不会出现漏振等现象）。

其次,滑模施工的砼板是由摊铺机自重（自重大于40t）高强挤压成型的,大大提高砼的密实度,高密度必然产生高强度,我们做过对比试验同样的砼配合比,滑模施工要比人工施工砼板的抗折强度高出15%左右,而且受人为因素影响小,施工质量的保证率高。

3.1.3施工速度快

自动化程度高：

摊铺机由液压传感系统自动控制砼中线和标高,施工时布料振捣、挤压、成型、打拉杆、做面等一系列过程一气呵成,在砼拌和料供应跟得上的基础上,每工作台班可以完成800m～1000m长度的路面。

3.1.4经济效益显著

目前,我国高等级公路上使用的沥青,基本上是依靠进口,每吨到工地的价格都在4200元左右（还不包括加热费用）投资巨大,而且不利拉动地方经济。

相反,水泥是益阳的支柱产业之一。

产量大,价格低,修筑水泥砼路面就可以充分发挥益阳的水泥优势,不仅降低了工程造价,而且带动了地方经济的发展。

专家曾做过黑白两种路面的投资比较,假设路面用砂、石子价格相同的情况下,沥青与水泥的价格比为4.6时,是黑白两种路面投资的平衡点,也就是说当价格比大于4.6时,修筑水泥路经济。

而沥青与水泥的比价为4200／350=12。

同时事实说明修沥青路面用的石子价格远远高于修水泥路面用的石子价格。

因此修水泥砼路面的经济效益是显而易见的。

3.1.5年限长,成本低,效益多

水泥砼路面的设计年限一般为30年,而沥青使用寿命一般为12～15年。

因此在基础稳固的情况下水泥路的寿命为沥青路的2倍以上,而且养护投入成本低。

3.2滑模施工中混凝土原材料技术控制

3.2.1强度、塌落度

滑模施工对原材料和配合比的要求滑模施工的砼路面对原材料和配合比的要求,除满足常规施工的规范要求外,其对砼拌和料的强度、塌落度,工作性提出更高的要求,现在高速公路上砼板的设计抗折强度要求一般都在5.0Mpa以上,实验室的试配强度应大于5.8Mpa,高强度的同时还要有好的工作性,因为施工时从摊铺到振捣到成型到做面等工序一气呵成,没有好的工作性就不可能摊铺好的砼板。

好的工作性的同时还要求有较低的塌落度,因为滑模施工为无模板施工,塌落度大就容易造成塌边。

一般塌落度应控制在2cm左右为宜。

3.2.2粗骨料

应严格控制粗骨料的最大粒径和级配,滑模施工时是由螺旋布料器进行布料,石子粒径太粗时容易造成离折、粗骨料集中,引起蜂窝、麻面,建议最大粒径≤30mm,益沅公路建设中,为了控制好骨料的规格,所有路面用石子都由施工单位自行开采加工。

3.2.3砂

宜采用中砂,砂的细度模数控制在2.5～2.7左右为宜,这里需要特别说明的是应严格控制砂的含泥量,含泥量太高不仅降低强度,而且引起水泥板早期塑性裂缝（滑模尤其敏感）,同时带来临界塌落度（也就是塌落度对水灰比的敏感性较差,而当水灰比增大到一定程度时,砼突然摊塌）摊铺时容易塌边。

3.2.4水泥

为了减少裂缝,配合比中每立方水泥的用量一般不应超过400kg,这就要求必须选用高强水泥,水泥的软炼强度应大于8Mpa。

同时应严格控制水泥的安定性及氧化镁、三氧化硫和游离CaO的含量,特别是游离,CaO的含量,因为游离CaO在水泥中是个坏家伙,含量过高,往往容易造成水泥板裂缝。

滑模施工宜采用旋转窑水泥,该种水泥煅烧充分均匀,水泥质量稳定。

3.2.5外掺剂

滑模施工的水泥砼配合比宜采用具有引气、缓凝、高效减水作用的外加剂来改善砼配合比,滑模施工对砼拌和料的高强度、低塌落度好的工作性的要求,决定就必须采用高效减水剂以减少单位用水量,改善和易性。

夏天施工时特别要考虑缓凝效果,适当延长初凝时间,给机械故障抢修和人工修补缺陷留有足够的时间。

3.3滑模摊铺工作原理

水泥砼路面摊铺成型过程如下：

调试好摊铺机并就位（挂好放样线,使传感器自动工作状态）,在机位前卸下水泥砼拌和料,开动机器,往前行走,螺旋布料器将水泥拌和料均匀布好,松方控制板控制进入高频振捣区料的数量,砼拌和料通过高频液压振动棒振捣、密实起浆,夯板将面层粗骨料捣入下层,再经底板成型模板挤压成型,超级浮光板抹平、提浆,修补缺陶使面层平整,这就完成了摊铺工作,若需设置拉杆,在摊铺过程中可通过摊铺机上的打拉杆装置布设拉杆。

其它工序如：

拉毛、切缝、填缝、养生由人工完成。

3.4滑模摊铺的现场组织与管理

3.4.1摊铺前的准备工作

1、基层的质量检验：

一般情况下完成长度至少为3个摊铺工作日的长度,检验项目及标准参照《公路工程施工质量检验评定标准》,基层宽度应比砼板每侧宽出15cm。

2、测量放样、挂基准绳：

摊铺机一侧有高程传感器,另一侧除有高程传感器外,还有方向传感器,方向传感器接触导向绳,导向绳的位置依路线平曲线位置安装,高程传感器接触高程引导绳,高程引导绳的空间位置是依据路线高程相对位置安装的。

实际施工中,方向引导绳与高程引导绳的固定用打入基层的钢钎来固定。

直线段每l0m打入一钢钎,弯道部分每5m或每3m固定一钢钎。

3、选择适合摊铺机需要的砼配合比和外加剂。

滑模机对砼质量要求十分严格,最大骨料规格一般要小于30mm,砼摊铺时的塌落度必须严格控制在（2～3）cm,为增加砼和易性与达到所需的塌落度,常需选用外加剂。

现在摊铺砼加的外加剂为FDN—FJ减水引气早强剂,同时降低单位用水量,提高了砼抗折强度。

4、修整摊铺机履带行走位置道路,务必要求道路密实、平整,无障碍。

这项工作很重要,将直接影响摊铺质量,特别要防止突变。

5、准备纵向拉杆,包括中拉杆和边拉杆。

设置胀缝的路段,需预先架设胀缝传力杆和胀缝板。

3.4.2摊铺机检查保养及就位

铺筑前要检查摊铺机挤压模板前仰角度是否正确,传感器是否灵敏,振动棒位置是否合理,打拉杆装置是否灵活,检查日常保养各部位的润滑油及紧固件是否紧固,机位与水泥浆接触部位是否涂上机油,检查是否加足燃油及水等。

一切准备就序后将摊铺机就位,传感器挂上导线,使方向传感器和水平传感器处于自动控制状态。

3.4.3水泥砼拌和及运输

水泥砼路面摊铺是全机械化流水施工过程,与其配套的是水泥砼搅拌站和水泥砼运输车辆,在摊铺过程中必须使拌和楼的拌合时间摊铺机的摊铺速度,摊铺能力与拌和楼的拌和能力、运输能力相互协调,才不致于前后相互等让,保证连续摊铺,以达到最佳摊铺效果。

1、拌和站拌和能力的选定

假定摊铺机按1m／min的速度摊铺,摊铺宽度7.5m板厚26cm计,每小时需要砼量为：

1×60×7.5×0.26=117m3,实际选定拌和站容量为117×1.25=146.3m3／h,所以应选定每小时产量为150m3左右的搅拌站为宜,拌和站应配置有精确的自动计量系统和外加剂供应系统。

2、运输

运输车辆可以选用8～10t自卸汽车,砼运输时间+滑模摊铺的操作时间,不能超过砼的初凝时间,若不能满足应掺入缓凝减水剂。

砼运输过程中要防止漏浆、漏料、污染及离析。

一般最大运输距离在15km内为宜。

3、水泥混凝土的摊铺（过程如前述略）。

3.5水泥混凝土摊铺过程中应注意的事项

1、摊铺机履带行走的位置必须平整,密实。

2、摊铺速度应匀速摊铺,避免高速摊铺再停机待料,一般摊铺速度在1m／min左右为宜,防止水泥浆振捣过熟。

同时要加强前后方联系快速调整适合摊铺的配合比。

3、注意调整合适的底模前仰角和尾模挤压角,以及侧模的预翘度。

4、摊铺成型后的面板,如有麻面,气泡,边角坍陷等现象,应及时用人工修补。

5、应避免在中午烈日和大风气候下摊铺。

6、拌和站的供料要连续不间断,自卸车卸料时,要有专人负责指挥,使布料合理均匀,不离析,混凝土在摊铺机前的卸料量应控制在螺旋布料器的1／2高度为宜。

7、滑模摊铺施工速度快,应准备有足够的遮阳和遮雨棚。

3.6滑模施工的局限性

3.6.1传统工艺的缺点

公路截、排水沟及边沟的传统结构形式为浆砌片石或砼预制块砌筑成梯形的结构形式。

但采用以上两种形式通过多年来的工程实践发现有如下缺点:

1、原材料较为缺乏。

符合砌体质量要求的片、块石少,多为锈蚀及风化的片、块石,与水泥砂浆不能很好地粘接,抗冻性差,容易出现勾缝砂浆脱落,抹面空鼓开裂等质量缺陷。

2、无论是预制块砌筑还是片块石砌筑,由于砌筑工艺不严谨,坐浆不饱满,空心率大出现勾缝砂浆脱落,表面剥蚀等病害现象较为普遍,造成工程实体抗渗性差,严重危害着工程实体的使用寿命。

3、外观质量差,砌体表面凹凸不平,甚至由于基底处理不当引起砌体裂缝。

3.6.2新工艺的提出

近20年来，根据传统滑模工艺的原理，因地制宜地不断革新工艺，派生出了多种形式的滑模工艺，如比较典型的“滑框倒模工艺”，即将传统的模板在混凝土表面滑动改为模框滑动，使滑模工艺不受时间间隙、工人熟练程度、管理水平高低的严格制约，从而改善了混凝土的表观质量，此外，随着相关领域技术水平的提高与完善，采用高质量的耐压油管及密封件，较好地解决于漏油污染混凝土的缺陷，采用激光铅直仪或全站仪、工业电视监控、微机联网等手段，较好地解决了精度控制问题，特别是解决了在风、雨、雾、雪、夜等恶劣气候条件下监测精度的难题，为滑模工程质量提供了现代化的监控手段。

如滑模电脱模技术、滑模混凝土养生技术、滑模千斤顶工作性能现场检测技术等的开发应用，也大大提高了滑模施工技术的机械化水平，使滑模施工速度快的特点得到了有力的设备保障，工人劳动强度进一步降低。

3.7滑模施工技术进步的完善方面

3.7.1公司专业化及推行注册制度

有些施工企业采用滑模工艺、只看到了滑模施工快速的突出特点，并没有真正意识到滑模施工技术含量高、一次性投资大、工人素质要求高、组织管理难度大等基本因素的影响，甚至套用普通现浇支模的方式组织滑模施工，加之受传统的施工方法和习惯势力的影响，管理工作跟不上，结果造成了个别结构外观质量难尽人意，经济效益差的后果，并且给人们带来某种错觉——滑模工程的外观质量比不上普通工艺施工的质量，出了差错，就把滑模工艺说得一无是处，这是片面的。

事实上，滑模施工工艺本身在工程质量上是有可靠保证的，许多采用滑模施工的工程质量被评为优良工程，并获得国家建设工程质量最高奖——鲁班奖，关键还在于企业的综合实力是否具备滑模施工的条件。

因此，实行滑模施工技术单项资质注册，对拓宽滑模施工技术的应用、提高滑模工程质量很有必要，建议有关主管部门予以考虑。

3.7.2建立和完善成套管理方法

滑模施工的工程质量，必须由各项管理工作的工作质量来保证。

近二十年来，很多单位在滑模施工管理方面积累了丰富的行之有效的经验，从指挥系统、劳动组织、岗位责任、操作规程、质量保证体系、奖惩办法、生活福利等方面都有一套好的管理办法，如滑模设备实行标准化程序管理，以确保设备连续长时间正常工作；平台和模板清理采取分片包干、专人负责的办法，以解决平台脏乱、混凝土粘模的缺陷；标准层采取定量的滑升速度，作业时间相对固定；垂直度控制采用动态跟踪，勤观测、勤调整；后勤保障以平台作业为中心，搞好各项优质服务等。

确保了滑模技术的顺利实施和工程质量，“三分技术，七分管理”已得到滑模同仁的普遍认同。

但是这些办法还是零星的、分散的、感性的，仅停留在部分企业内部，还应该从经验上升到理论，再用理论来指导滑模实践，因此，研究和完善这些管理办法，服务于滑模施工企业，对提高滑模工程质量具有重要意义。

3.7.3降低成本，提高竞争力

滑模装置、滑模设备及支承杆是滑模施工中的一套临时性设施，不是结构本身的组成部分，其—次性投资费用相对较大，但理论分析与实践证明，滑模施工在一个工程中摊销的成本并不比其它工艺施工的费用大，相反，只要具备一定的通用性，维护良好，其综合效益明显，尤其是在市场化后的现在，滑模工艺更体现了它的优越性。

尽管如此，滑模工艺的成本还可以在以下几个方面进—步挖潜，以提高其竞争力。

1、加强管理，减少人为损耗和浪费。

2、滑模装置向通用化、工具化方向发展，实行社会租赁。

3、滑模设备性能改善，加强日常维护，实行社会租赁。

4、滑模支承杆尽量采用φ48×35mm钢管支承杆体外布置，提高支承杆回收率，减少支承杆的数量等，将支承杆的无功损耗降低到最小。

5、因地制宜地选择适宜的滑模工艺，或几种施工工艺综合利用，发挥各自工艺的最大效益。

3.7.4完善、丰富和发展滑模施工技术

1、大中吨位千斤顶及配套支承杆承载能力的研究应引起重视。

尽管钢管支承杆在工程应用中收到了较好的效果，但相关的试验较少。

尤其在大量推广使用大吨位千斤顶及其配套支承杆（φ48×35mm钢管）之时，支承杆在结构体内、体外承载能力研究，群杆的承载能力研究以及支承杆整体稳定性研究等，都是迫切需要解决的理论课题，这对于保障滑模施工的安全至关重要。

2、推广薄层浇灌（厚度小于200mm），连续微量提升的办法，是消除混凝土粘模的一种行之有效的措施。

国内外的工程实践证明，采用100mm左右厚度的浇灌层，对混凝土没有产生拉裂，混凝土的一次浇灌量减少，加上模板连续提升如每5分钟一次，减少了摩阻力，改变过去常用的浇灌层厚度偏厚（200～300m），每次累计提升量过高，提升次数较少的滑升方式，可以有效地消除混凝土粘模的问题。

尤其是滑升面积较大的建筑物中效果更为明显。

而且这样一来，既降低了提升荷载，又减小了支承杆的脱空长度，从而大大增加了滑模系统的稳定和安全。

3、此外还应加强高强度混凝土在滑模施工中的应用技术研究，主要包括高强度混凝土的出模强度与滑升速度的关系，早龄期混凝土脱模受荷对后期强度的影响；加强滑模施工精度控制的智能化研究，以提高决策的科学性；加强冬季滑模施工工艺、特种滑模施工工艺、滑动模板表面清理技术以及滑模混凝土养护技术等方面的研究，进一步提高滑模施工的应用范围和适应性。

4结果分析与讨论

混凝土材料是构成滑模施工的重要环节,是滑模施工的主要支出项目,因此工程所需混凝土的各种材料质量的优劣,将直接影响整个工程质量,为确保工程质量和顺利施工,必须严格控制其组成的各项原材料。

确保滑模摊铺顺利完成的前提是拌制出高质量的水泥混凝土混合料,这就应全过程、全方位抓好施工准备阶段的工作。

从各个源头上控制原材料的选用,是保证水泥混凝土的生产连续、稳定的重要环节。

5总结

滑模施工工艺是一种连续成型的施工方法，工程所需的原材料、机具设备性能必须满足连续施工和长时间连续运转的特定要求。

目前，在垂直运输方面，已大量采用无井架、随升平台井架、随升塔吊、附壁式自升塔吊等，使运输机械随着滑模平台自升；在混凝土运输和浇筑方面，逐步推广混凝土管道泵垂直输送、平台上采用混凝土布料机水平布料等全盘机械化施工工艺。

以往主要依赖速度相对缓慢的塔吊和井架运输带来的混凝土浇筑时间过长、滑升速度过慢易产生粘模现象而影响混凝土外观质量的缺陷，比较成功地得到了解决。

参考资料

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中国建筑工业出版社1989年

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[8]潘玉利.路面管理系统原理[M].北京:

人民交通出版社,1998.

致谢

大学三年的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。

本文能够成功的成功的完成，要特别感谢我的指导老师闫巧云的关怀和教导。