關(guān)鍵詞鋼絲網(wǎng)水泥球形水塔
一座100m3X30m鋼絲網(wǎng)水泥拼裝式球形水塔在陜西隴縣建成。它是繼倒錐殼水塔之后，水塔外觀和施工工藝上的一次重大改變(圖1)。它和倒錐殼水塔相比，原材料有所節(jié)約，美化了環(huán)境，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。利用鋼絲網(wǎng)水泥這一新材料制作成球殼成品預(yù)制塊，然后在地面拼裝成球形水柜起吊，高空就位建成的球形水塔，這在國內(nèi)是第一座。
1水柜基本結(jié)構(gòu)
該水塔水柜為鋼絲網(wǎng)水泥砂漿結(jié)構(gòu)，球體內(nèi)半徑為3300m，上半球壁厚為60mm。下半球下部為圓錐體，母線長1450mm。圓錐上、下半球相切銜接成為下半球預(yù)制塊。上、下半球各分成16塊，拼裝縫寬120mm。中部緯向縫上、下半球接縫)通過預(yù)制塊內(nèi)的預(yù)埋件用螺栓連接定位，而后用砂漿灌縫。
下半球設(shè)一道下環(huán)梁，該梁預(yù)留筋和下半球連成整體。圖2為下環(huán)梁與錐殼拼裝節(jié)點(diǎn)圖。水塔支筒運(yùn)用滑模工藝，水柜地面拼裝預(yù)制，然后整體吊裝高空就位。
2主要技術(shù)措施
(l)目前國內(nèi)已建造的球形水塔，其水柜一般為鋼制或鋼筋混凝土制，鋼制水柜存在防腐及維修困難等問題。而鋼筋混凝土水柜自重大，水柜起吊需重新配制起吊設(shè)備。本水塔采用新型建筑材料鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是由若干層冷撥鋼絲網(wǎng)重迭在一起，然后用高標(biāo)號水泥砂漿灌注而成的結(jié)構(gòu)。由于鋼絲網(wǎng)均勻地分布于水泥砂漿之中，構(gòu)件含鋼量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。受力時，鋼絲網(wǎng)和水泥砂漿的變形相互制約，可以充分發(fā)揮兩種材料的相互有利影響，使構(gòu)筑物抗?jié)B抗裂性及彈性大大提高，運(yùn)用于貯水構(gòu)筑物可大大發(fā)揮其優(yōu)越性。
(2)經(jīng)計算球形水柜下部受力后存在應(yīng)力突變問題。本設(shè)計在此部位由球形殼過渡為倒錐殼而采用“球錐”合一結(jié)構(gòu)，在水柜下部截面不加厚的條件下解決了應(yīng)力集中問題。和同容積的倒錐殼水塔相比，節(jié)約了10%左右的材料用量。
(3)球形鋼絲網(wǎng)預(yù)制塊制作工藝。鋼絲網(wǎng)水泥參制塊外形尺寸的準(zhǔn)確與否，和鋼絲網(wǎng)水泥砂漿灌筑的密實(shí)度是保證球形水柜質(zhì)量的關(guān)鍵。施工時設(shè)計了半球形單面模板、球形鋼絲網(wǎng)制品成型架、弧度控制器專用機(jī)具。同時還制定了鋼絲網(wǎng)成型、成品灌筑、蒸氣養(yǎng)護(hù)等工序的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)細(xì)則，有效地保證了預(yù)制塊的質(zhì)量。預(yù)制塊灌筑時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)受拉時的抗裂強(qiáng)度取決于砂漿本身的強(qiáng)度，含鋼量、配筋的分散性和保護(hù)層的厚度。保護(hù)層過厚將使結(jié)構(gòu)邊緣地區(qū)含鋼量降底而產(chǎn)生裂紋;保護(hù)層過薄，可能使鋼絲網(wǎng)外露，而產(chǎn)生銹蝕，并使耐久性降低。保護(hù)層的厚度應(yīng)控制在3~5mm。而如此薄的保護(hù)層施工時沒有嚴(yán)格的控制措施是很難做到的，應(yīng)引起重視。
②灌筑成品預(yù)制塊應(yīng)用高頻振動器振動搗實(shí)，砂漿水泥采用不低于425號的硅酸鹽水泥，砂子的細(xì)度模量宜為2.0~3.5。水灰比不大于0.4。
③由于采用高標(biāo)號水泥，水泥用量大，在凝固過程中極易產(chǎn)生收縮裂紋，因此養(yǎng)護(hù)工作十分重要，水泥砂漿終凝后3h開始養(yǎng)護(hù)，自然養(yǎng)護(hù)不得少于14d。蒸氣養(yǎng)護(hù)注意緩慢升溫和降溫。
④為防止鋼絲網(wǎng)腐蝕，在砂漿中加人水泥重量1.5%一2.0%的亞硝酸鈉作為抗蝕劑，加人水泥重量0.03%的三氧化鉻以提高結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，消除電化影響。
為提高結(jié)構(gòu)耐久性，砂漿表面涂刷保護(hù)層，專用保護(hù)層為氯一偏共聚乳液、環(huán)氧樹脂、水玻璃等。
(4)球形水柜拼裝整體吊裝高空就位工藝
①本水塔利用水塔支筒作依托，并利用外支撐配以簡單的牽拉設(shè)備將下球殼定位;拉裝縫用高標(biāo)號水泥砂漿灌筑。接縫施工質(zhì)量是確保水柜不滲漏的關(guān)鍵，要將接縫構(gòu)件側(cè)面仔細(xì)鑿毛沖洗，連接鋼筋環(huán)插筋應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計施工;灌筑砂漿要加強(qiáng)振搗。接縫處要做防水層(五層做法)。
②為使球形水柜緯向中縫砂漿灌筑密實(shí)(保證有足夠的灌筑縫)，而又要使灌筑后球殼保持滾圓。我們在制立中縫外模時預(yù)留了灌筑及插入振動棒的空隙，灌筑后等砂漿終凝前拆去外模，仔細(xì)鏟去凸出部分的砂漿，并壓光使其外形呈球形。下半球拼裝縫支立外模從球殼內(nèi)灌筑，上半球拼裝縫支撐內(nèi)模從球殼外灌筑。
③水柜起吊原理和倒錐殼水塔起吊相同。所不同之處有兩點(diǎn):一是由于球殼上部無法象倒錐殼水塔一樣可以站人進(jìn)行起吊中的換桿操作。改為換桿人員站在球形水柜內(nèi)操作多余吊桿及接頭從支筒窗戶進(jìn)人筒內(nèi)落下。二是由于球殼上無法象倒錐殼一樣搭設(shè)起吊重物的龍門架。我們在球殼緯向中縫灌筑時預(yù)留了起吊環(huán)。用于垂直運(yùn)輸。球形水塔環(huán)托梁灌筑混凝土就是通過該起吊環(huán)起吊。
④水柜防水層施工采用氯一偏共聚乳液涂刷二層。
3施工過程
本水塔于1993年完成圖紙設(shè)計，同年試制成功球殼上、下預(yù)制塊。10月水塔基礎(chǔ)動工，n月水塔支筒滑模。1994年4月完成水柜拼裝，6月水柜提升，7月水柜試水成功，并正常運(yùn)用至今，1994年n月通過鑒定。
4結(jié)語
鋼絲網(wǎng)水泥球形水塔在外形上增加了水塔的品種，美化了環(huán)境;球殼采用新型材料—鋼絲網(wǎng)水泥砂漿，具有薄壁高強(qiáng)均質(zhì)、彈性好防滲抗裂、有一定自愈能力的特點(diǎn)。在施工中可以利用倒錐殼水塔的施工機(jī)具，工廠預(yù)制不受環(huán)境氣候影響，工程造價有所降低，有進(jìn)一步推廣運(yùn)用的條件和價值。
