液压爬模板在高耸烟囱施工中的应用探讨
付松柏,肖玉兵
(湖南省第四工程有限公司,湖南长沙410119)
摘 要:我公司施工的海南东方电厂210米烟囱采用了液压爬模板施工方法。此施工方法是通过对液压滑模及电动爬模两种施工方法进行总结而发展起来的一种新的施工方法,它既方便施工,又能保正施工质量,还能降低施工成本。
关键词:烟囱施工;液压爬模板;应用
中图分类号: TU74 文献标识码: B
1 高耸烟囱结构概况
该电厂烟囱为钢筋混凝土—钢内筒双筒体结构,烟囱高210 m,钢内筒顶部出口内径6 m。施工时采用液压爬模施工技术。
2 液压爬模结构体系简介
液压爬模装置由六大部分组成:液压提升系统,提升平台系统及随升井架,单元模板组体,垂直运输系统,电气操作控制系统和通讯联络系统。
2.1 液压提升系统
液压系统包括千斤顶、针形阀、大小油管及油泵。每组主辐射梁下设2个液压千斤顶,千斤顶支承于支承杆上,液压千斤顶通过横梁将主辐射梁提升,整个平台提升。液压系统按照油泵、主油管、次油管,针形阀及千斤顶的次序依次安装。
2.2 提升平台及随升井架
(1)操作平台采用辐射状空间下撑式悬索结构,由主次辐射梁、悬索拉杆、撑杆、中心鼓圈等三部分组成。主次辐射梁各11对,主辐射梁支承于一组液压千斤顶(2个)上设置的横梁上。中心鼓圈由上中下三个内钢圈与腹杆组成。
(2)随升井架搁置于随升平台中心,设8根斜撑(可伸缩移动)支撑,平台上弦支撑、下弦拉杆使中心鼓圈、随升井架及辐射梁形成空间桁架结构。
2.3 单元模板组体
模板体系采用单元式大面积构造,每一组合单元由1块固定模板和2块活动模板组成。每模高1.5 m。筒身内模采用普通竹胶板模板,外模采用2 440 mm×1 220 mm×12mm玻璃钢模板。加劲竖肋采用90 mm×60 mm木枋,间距300 mm。模板通过60 mm×40 mm钢围檩与支模吊架联成整体,共三道,围檩两端用销子连接,并用M20双头螺栓调节弧度,内、外模板用Φ14对拉螺栓固定,间距1 200mm。内外模板吊挂于辐射梁上,随平台提升。
2.4 垂直运输系统
垂直运输设备有两座电梯与一座159×6的钢管摇头扒杆,动力系统采用电动。电梯负责防腐隔热材料、内筒砌筑材料及上部(一般290.0 m)混凝土的垂直运输和人员上下。摇头扒杆负责筒壁钢筋的垂直运输。电梯在柔性滑道导索上升降起落,由2台卷扬机张紧,整个垂直运输系统均由设在地面的集中控制室控制。
2.5 电气系统
电气系统包括:后台双滚筒卷扬机控制箱、3t单滚筒卷扬机及1t小扒杆卷扬机控制箱,设备集中控制室、顶升平台操作箱及上下行程开关等。
2.6 通讯联络系统
采用多渠道上下通讯系统,平台上下及集控室采用有线广播、电铃、电话及无线对讲机进行联络指挥,摇头扒杆运输及对中时采用无线对讲机进行上下联络。
3 液压爬模体系组装
3.1 组装顺序
施工准备→安装液压提升系统及平台鼓圈→安装提升平台及随升井架→安装模板系统→安装电气、垂直运输系统→平台检查、验收→平台试升→系统运行
3.2 施工准备
筒体砼浇筑至一定位置(平台组装位置,本烟囱在+7.320 m处),沿筒壁在主辐射梁对应位置对称预埋2根48×3.5钢管,用于支承千斤顶。在烟囱中心位置搭设平台鼓圈支承架,支承架必须稳固,垫木放置平整,其中心与烟囱中心重合,高度满足平台起拱高度。
3.3 液压系统安装
液压千斤顶安装在预埋好的钢管支承杆上,按照油泵、主油管、次油管,针形阀及千斤顶的次序依次安装。
3.4 安装平台鼓圈
平台鼓圈安装前,必须检查支承架的稳定性及其位置的准确性。安装时必须保证鼓圈中心与烟囱中心重合,顶标高必须满足平台起拱高度(本烟囱平台起拱100 mm,起拱度为6% )。待辐射梁安装好后,拉设好辐射梁与平台鼓圈间的拉杆,各拉杆方向一定要正确,长短适当,以防鼓圈发生位移而影响爬模体系的整体刚度。
3.5 平台提升平台及随升井架安装
(1)辐射梁安装应对称有序地进行,按15°角均匀布置,再铺设环向钢圈。每对辐射梁中心线必须穿过烟囱中心,安装时必须拉线校正。环向钢圈共六道,分别为2 m、3.5 m、5.5 m、6.5 m、8 m、11.5 m的半径处。平台组装要根据平台组装位置及施工荷载大小进行计算,本烟囱组装平台直径为24.0 m,由22对(共44根)匚16、22对(44根)匚10槽钢制成主次辐射梁,17.5 mm钢丝绳悬索拉杆分别用卸扣、绳夹及钢丝绳连接在内环梁的上下钢圈上。为加强平台的整体刚度。
(2)辐射梁与钢圈全部连接后,开始铺枋木檩条及平台板,要求铺设平稳。平台板背面钉50×100 mm松木枋,以防止平台板移位。在边角向位置板与板之间用铁钉固定牢固。
(3)随升井架在平台板铺设完后开始安装,平台井架安装严格按照规范要求进行,接头错开,立柱垂直,连接牢固。
3.6 内外操作架及模板体系安装
(1)提升平台及液压千斤顶安装完毕后,再安设内外操作架。平台中心设加强鼓圈,外套支模加强桁架(可随筒壁的直径减小而内收),辐射梁下吊装内外操作架(吊架可沿着辐射梁内收),操作架通过支模加强桁架与中心加强圈连成整体。
(2)模板安装在内外操作架上进行,模板吊挂于辐射梁上,随平台提升。每一组合单元模板通过□60×40钢围檩与操作架联成整体。围檩根据烟囱直径大小变化选择使用。利用设在操作架柱脚上的调整装置调整模板弧度、壁厚和倾斜角,利用固定在辐射梁上的收分装置调整模板的圆半径。操作架必须始终同平台保持垂直,模板应保证设计要求的圆度和坡度。
(3)模板安装前表面必须清理干净,刷脱模剂,变形的模板及时校正或更换。安装时拉尺测量、对中,保证模板尺寸的准确。模板接缝处加塞模板双面胶,每模相接处的水平缝采用“搭口模板”以保证每模混凝土接槎平顺。模板间的收分采用2.5 mm厚冷扎钢板作为固定模板。模板安装完后,模板坡度必须用线锤校正到位。
3.7 垂直运输系统安装
垂直运输系统按照天滑轮、地滑轮、5T双滚卷扬机、钢丝绳、吊笼、导索及小扒杆等次序安装。天滑轮安装在随升井架上,地滑轮预埋在烟囱基础混凝土内,小扒杆安装在操作平台上。
3.8 电气系统安装
在烟囱底部地面设一集中控制室,负责电梯、卷扬机和施工照明控制。
3.9 平台检查、验收及试升
各系统安装完后,先必须组织公司经各级人员检查、调试,合格后必须申请上级有关专业部门验收,验收合格签字后,才能正式运行爬模体系。
3.10 平台提升施工要点
每层混凝土浇筑完达到一定强度拆模后,即可提升平台。提升前由平台面提升人员(操作工)通知后台人员松导索,导索完全松驰后,方可提升平台。平台提升时,每位施工人员必须注意观察千斤顶行程,保证提升时平台平衡。平台提升完,通知后台拉紧导索。平台提升支承杆采用ф48×3.5焊接钢管,接头采用40×3×200内插接头钢管平头对接,当液压千斤顶通过接头部位后,及时将接头焊牢加固。
4 液压爬模工艺流程
坚向钢筋连接→内、外模脱开、清理→松导索→液压千斤顶顶升平台,平台整体提升、固定→环筋绑扎、模板就位→紧导索,平台对中,模板固定→上移液压千斤顶?浇混凝土→下一个循环→直到筒首。
5 施工质量控制
为保证烟囱工程施工质量,除采取保证钢筋混凝土施工质量的常用措施外,主要采取以下几点控制措施:
5.1 垂直度控制
采用双控法,先用吊锤吊正中心,然后用激光经纬仪进行复核。
(1)操作平台调平稳定后才开始吊中,中心吊锤采用微型卷扬机(改制)操作。在地面烟囱中心埋设预埋件,预埋件上刻有烟囱中心点。烟囱吊中时,上下由专人负责操作测量。为防止吊锤罢动,适当加大吊锤重量。
(2)考虑温度偏差对烟囱中心的影响,采用预调中心偏差进行控制。在每天早上5~7时日照影响还很小的时候,测出施工位置上的中心点,然后在日照影响较大的时候(9∶00~20∶00时),每隔2小时测一次,分别测出在东西向,南北向的日照偏差,以此作为纠偏依据,在不同时间,从两个方向预调中心点进行控制。
5.2 半径控制
(1)筒身施工前,按施工图,以1.5 m高为模数,将烟囱筒壁不同高度对应的内外半径、壁厚、坡度等数据列出筒壁模板收分表,根据收分表采用拉尺测量、吊锤对中等方式,严格控制筒壁的内外半径、壁厚及坡度,保证模板尺寸的准确。
(2)变形的模板及时校正或更换。模板安装完毕后,内外固定模板的顶杆必须在操作架上固定牢靠,以保证模板半径准确。
5.3 平台抗偏移、抗扭转
(1)每3组支承杆用钢管连成一个三角形稳定格构式,减小支承杆自由长度,及时将环向水平筋与支承杆焊接成一体,以保证支承杆的稳定。
(2)在烟囱相互垂直的两条轴线上,分别在距中心200 m与300 m的位置设立两组(共四个)半永久性基准点,在平台上相互垂直的两条轴线上(对应地下的基准点)设立两个测量点,跟班观测平台的垂直度、扭转度,发现超标,立即采取措施加固。
(3)及时清除施工垃圾及多余的施工工具、设备等。5.4为防止“自拔风”使内壁混凝土干缩开裂,烟道口用编织布封闭。
6 结束语
(1)本工程于2007年9月开工, 2008年5月施工完成,通过运用液压爬模板施工方法,混凝土外观质量、平整度、色差、筒身垂直度偏差均达到行业标准。克服了滑模施工易出现的混凝土表面拉毛、混凝土拉裂、筒身扭转等质量通病,实施效果很好。
(2)该施工方法与电动爬模施工方法相比,节省提升架,并且其内外操作架结构简单,用钢量小,易于安装,仅增加液压千斤顶支承件即可。两者比较,本工程共节约了成本约30万元,有可观的经济效益。
(3)该施工工艺可推广应用于烟囱、电视塔、水塔、圆形筒仓等超高构筑物施工,具有广阔的社会前景。
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