挑架式液压滑模新工艺的应用
张 勇
(江苏电建三公司,江苏省太仓市,215424)
[摘 要] 针对扬州二电厂干灰库库内有隔层,隔层承受荷载大,从结构上不允许二次施工的特点。在普通滑模装置基础上,撤消了垂直运输系统及平台中的鼓圈、辐射梁和部分钢圈,将操作平台改装成挑架式钢结构平台,使之能滑空施工隔层平台。通过挑架式平台和滑升装置的设计及其在干灰库施工中的应用,积累和丰富了滑模施工的经验。
[关键词] 电厂干灰库 滑模施工 挑架式平台 滑升装置
扬州第二发电厂工程(2×600 MW机组)设有1号、2号干灰库2座,分别配套于1号、2号炉,每座干灰库设有灰库2只,间距1 m,基础为整板基础,长34 m,宽19.6 m,厚2 m,埋深2.5 m。筒身直径13m,壁厚+14.10 m以下为500 mm,+14.10 m以上为300 mm。库顶板标高+36.6 m,库内设有+6.98 m、+14.10 m 2层现浇混凝土平台,+14.10 m以下还设有扶壁柱。+14.10 m以下内、外壁采用1∶2水泥砂浆粉刷,+14.10 m以上内壁采用耐热砂浆粉刷。
每座干灰库主要工程量:基础混凝土2 670 m³,筒身混凝土2 520 m³,平台混凝土800 m³,钢筋1 380t。
1 施工工艺
本工程由于桩基施工、图纸供应等因素的影响, 开工较迟,工期相对较紧,如果采用常规工艺施工,进度、外观质量都难以保证。我们充分利用我公司装备上的优势,采用滑模工艺施工,不仅进度快,抢回了工期,而且在技术、效益等诸方面都取得了较大的收益。由于库内设有隔层,而且隔层承受荷载较大,结构上不允许二次施工,因此普通滑模装置已不适用。我们对烟囱工程使用的滑模装置作了一些改进,撤消了垂直运输系统及平台中的鼓圈、辐射梁、大部分钢圈等,将操作平台改成挑架式钢结构平台,使之能滑空施工隔层平台。
所谓挑架式平台,就是在提升架腿上直接安装三角形挑架,并在其上安装钢圈,然后在挑架上安装铺板及栏杆等其他设施,见图1。
每只库周围均布26榀提升架,间距1 700 mm,每榀提升架安装1台6 t GYD-60型千斤顶,千斤顶上安装调平限位卡,以控制平台升差,支承杆采用48 mm×3.5 mm钢管。模板采用普通组合钢模板250 mm×1 500 mm,由双管卡与勾头螺丝固定在248 mm×3.5 mm钢管围圈上,围圈与提升架用钢管相连,模板系统由千斤顶带动提升架、调节钢管、围圈、模板一道提升。液压控制台布置在两库交界处,由2台YKT-36型油泵直接向8根主油管供油。
垂直运输采用40 t.m塔式起重机,吊运钢筋、钢管、混凝土等,另设1座“之”字形临时楼梯供施工人员上下。
起滑标高定在-0.50 m,基础施工完后即开始滑模装置组装。组装顺序为:放线,均布提升架→组装挑架→安装钢圈→绑扎竖向钢筋及提升架横梁以下水平钢筋→安装模板系统的调节钢管、围圈、模板→平台铺板,安装栏杆→液压系统安装,水、电、通讯安装→液压系统试验→插入支承杆,电焊机等就位→滑升3.5 m,安装吊脚手架,挂安全网。混凝土出模强度控制在0.15~0.25 MPa,混凝土出模后,在吊脚手架上进行内外粉刷,+14.10 m以上外壁设计不粉刷,需立即进行收光处理,以保证表面光洁。
各层平台滑空施工办法为:+6.98 m层平台施工时,将模板下口滑升到平台上表面标高,立模施工平台;+14.10 m平台施工时,将模板上口滑升至+14.10 m,由于+14.10 m以上壁厚缩小,需对模板系统进行改装,故将内模拆除,平台施工完后再组装内模;顶板+36.60 m层施工前,先在筒身上预留梁端洞口,将筒身滑升到平台板下口,再二次施工顶板。各平台均采用搭设满堂脚手的常规方法施工,满堂脚手的搭设表面看来工作量很大,但由于兼顾了天棚的粉刷,避免了采用桁架作梁底模在其拆除时的不安全性,免去了桁架本身的投资,应该说还是可行的。
2 滑升装置的设计
在滑升状态,平台的总荷载最大,受力最不利,尽管在不滑升状态,增加了其他动力荷载,但相对于混凝土的摩阻力来说要小得多,因此,支承杆的设计按照滑升状态考虑。支承杆的最大滑空长度为2800 mm,按轴心受压构件计算,套用公式[P]=40αEI/[K(LO+95)2],求出支承杆的允许承载力为19 kN(工作条件系数取0.8,安全系数K取3.0)。
但是,由于平台荷载不均及其本身的偏心、爬升有时不同步等因素,支承杆实际处于偏心受压状态,同时考虑到支承杆脱空长度太长,其允许承载力实际取13.4 kN,以此确定支承杆的数量为26根(注:滑升状态荷载情况如下:平台结构自重185 kN,设备自重12 kN,施工荷载77 kN,混凝土摩阻力74 kN,合计348 kN)。
按已确定的参数,对平台进行弯矩作用平面内的稳定性验算:长细比λ=l0/r= 280/1.58 =177.20,偏心率ε=弯曲压应力σ1/轴心压应力σ2=MA/NW=44×4.89/(13.4×5.08)=3.16,查出稳定系数ψP=0.14,则σ=N/ψPA=13.4×103/(0.14×4.89×100)=196 N/mm²<[σ]=215 N/mm²,稳定性满足要求。同样地,可进行弯矩作用平面外的稳定性验算,λy=177.2,εy=3.14,ψ1=0.115,σ=N/ψ1A=238.3 N/mm²>[σ]。由此可见,侧向稳定性略有不足,这个问题可在施工过程中解决,即:当支承杆滑空高度达到1.0 m时,对支承杆实施加固,环向一圈用钢管将支承杆固定成一体;当滑空高度超过2.0 m时,还需再增加一道固定连杆,滑空到位后,再用剪刀撑撑在筒壁上。同时,在施工过程中,将施工荷载严格控制在1 kN/m²以内。
挑架分内、外挑架2部分,分别外挑1 200 mm、800 mm,采用∠70×6角钢焊成三角架,通过螺栓连接安装在提升架上。由于钢筋绑扎等操作主要在内平台上进行,因此内挑架设计得宽些,同时在内挑架三角架内增加2道腹杆。在内挑架尾部,利用[14a槽钢作环向钢圈,采用螺栓连接方式安装。另外,在外挑架尾部,用-50×5扁铁焊在挑架上,作为简易钢圈,用来增加平台的刚度。
提升架采用“开”型结构形式,主柱截面为65 mm×200 mm,高度2 800 mm,总宽度1 880 mm,用2根[6.5槽钢作肢,焊成具有较大刚度的缀条柱,上横梁采用单根[14a槽钢,下横梁采用双根[14a槽钢。
经过验算,提升架两边的立杆能够承受全部垂直应力,下横梁的连接螺栓也能满足传递全部荷载到千斤顶的强度要求。两库交界处的挑架通过[8槽钢焊接连成一体,以增加平台整体稳定性,并减小中心偏差。
3 结论与体会
3.1 本工程充分利用了我公司闲置的滑模装置和机具设备,挖掘了生产潜力,使之能有效地服务于工程,不仅进度快,效益显著,而且通过技术改造尝试,还积累和丰富了滑模施工的经验。
3.2 改进后的平台虽然整体刚度稍差,但由于自重轻,设计合理,施工过程中,基本未出现支承杆弯曲、倾斜等问题,实践证明,本方案是切实可行的。
3.3 采用滑模施工,可以及时地进行粉刷,粉刷层与混凝土之间粘接效果好,不会出现空鼓等缺陷。而筒仓部分(即+14.10 m以上)外壁不粉刷,可在混凝土出模后进行收光处理,使得混凝土外表光滑美观。因此,易于克服混凝土外观质量通病,达到基建达标的要求。
3.4 采用滑模施工,节省劳动力和减轻劳动强度,施工人员处于比较安全的环境中工作,大大降低了发生安全事故的可能性,提高了施工的文明程度。
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