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介绍烟囱新建的滑框倒模工程施工：
针对液压滑模施工存在混凝土易拉裂、跑浆、流淌、操作平台扭转、倾斜等种种弊端,研究了RC烟囱滑框倒模工艺。本文阐述了工艺原理、施工要点及工程应用效果。
【关键词】 滑框倒模;变径收分;偏移控制
1 工艺特点及原理
1•1 工艺特点
钢筋混凝土烟囱施工过去多采用滑模工艺施工,但是此种方法存在着混凝土拉裂、跑浆流淌、滑痕粗糙、表面发污、鱼鳞状外凸、扭曲等质量弊病。而且,液压滑模工艺中当各千斤顶滑升不同步,可能导致操作平台扭曲,倾斜乃至发生倾倒事故等。而滑框倒模工艺施工却可以克服上述质量缺陷,进一步提高了烟囱混凝土的施工质量。我单位研究设计了烟囱的滑框倒模施工工艺,并付诸工程应用。
1•2 工艺原理
滑框倒模工艺是将液压顶升工艺和倒模工艺相结合,达到扬长避短,X势互补目的。操作平台的顶升采用60kN穿心式千斤顶。Φ48×3•5焊接钢管作支承杆,采用两套自制的模板。采用内砌外倒的方法,一次滑倒高度可达1•0~1•5m,结构外壁与内衬一次施工完毕,施工进度效率得以提高。
2 滑框倒模在120m RC混凝土烟囱施工中应用
2•1 工程概况
大连金州热电厂120m烟囱上、下内径分别为4m、10m,壁厚300mm,内衬上、下分别为120mm、240mm粘土质耐火砖,中间有一厚度100mm珍珠岩保温层。
2•2 施工技术要点
2•2•1 操作平台的滑升
(1) 液压控制台,油路为高压设备,必须由经过培训的专门技术工人操作。
(2) 固定罐笼的柔性滑道(Φ19•5钢绳)和顶紧模板的滑轨,在滑升前应全部松开,以减小阻力,避免平台产生偏移。
(3) 顶升时应配合2~3人,检查和调整千斤顶,当千斤顶不同步,行程差达40mm时,应关闭行程高的千斤顶油路开关,且到顶升到同步时再打开开关。
(4) 每次顶升高度一般为模板高度的1/2(约500~800mm),顶升到位后即可紧固滑道,进行下一工序施工。
2•2•2 变径收分及中心控制
由于烟囱筒壁为变截面结构所以每顶升一次,必须进行支撑杆,模板的变径收分。变径收分工作通过调整变径丝杠来完成。为控制烟囱中心线偏差,采用激光铅直仪将烟囱中点透到施工所需部位。每次透点前应检校激光铅直仪的对点和铅直情况,以防产生粗差。按所透中点和施工部位的设计半径进行放线和找正。一般取0•6~0•8m弧长间距设一找正点,以控制内衬、外模及支承杆的变径收分。每次滑升前后在辐射梁上做出标记,以便概略地控制支承杆的收分。
2•2•3 水平位移偏差的控制与调整
(1) 水平位移偏差的测定:水平位移偏差(简称为偏移)的测定方法是采用激光位系统,将烟囱中心线铅直透在与平台中心同心的接收靶上,所透点到靶中心的方向即为平台偏移方向,两中心间距即为偏移量。
(2) 偏移的控制:滑框倒模操作平台偏移宜控制在50mm以内,当X过此值时,就应采取纠偏措施。本工艺的纠偏方法是采用变径收分丝杠和滑轨丝杠的调节来完成纠偏的。纠偏的传力途径为:筒壁→滑轨→提升架→平台辐射梁→Ⅲ区部分提升架和支承杆。纠偏过程可以是平台与筒壁的相对运动,Ⅰ、Ⅱ区的提升架、支承杆相对静止,Ⅲ区支承杆受平台(辐射梁、提升架)的非径向运动影响而倾斜,并产生相应的纠偏阻力。由于Ⅲ区的支承杆占总数约50%,故应对一次纠偏量加以限制,一般不应大于25mm。当纠偏量大于15mm时,Ⅲ区内的滑轨应退出滑槽外,否则滑轨卡在槽内使纠偏受阻。
2•2•4 扭转偏差的控制与调整
(1) 扭转偏差的测定:扭转偏差可采用支承杆偏移量的测定方法。即在底部混凝土外筒壁上,做出拟测支承杆位置标记,沿该杆的径向30~40m处设标桩,将经纬仪(可配弯管目镜)设于标桩处,瞄准上部支承杆,将其位置引下后与原位标记对比,即可得到相对扭转值和偏扭方向,为便于校核,可选3~4个支承杆做为观测点。
(2) 扭转的控制:操作平台扭转时,通常有约80%以上的支承杆沿扭向倾斜,对顶升施工的危害极大,必须严格加以控制。当扭转使80%以上的杆倾斜度X过1%~2%或总扭转值X过150mm时,即应采取纠扭措施。常用的纠扭方法有两种:一种是千斤顶加垫法,即在杆倾斜方向的千斤顶一侧加垫2~6mm钢垫;通过千斤顶反向矫正杆的切向倾斜来达到纠扭目的。此法常因提升架和辐射梁的刚度不足产生变形,而效果不明显。另一种是比较X的,施工常用的“强制式牵引法”,该方法是将链式起重机设于辐射梁和支承杆根部之间,利用起重机牵引或平台顶升完成纠扭工作。一般纠扭应对称设两个牵引点,形成力偶,以防纠扭产生偏心力使平台偏移。纠扭宜在顶升过程中进行,事先应将滑轨退出槽外,纠偏完成后应将滑轨顶紧筒壁,以使平台稳定。
2•2•5 平台偏差的预防措施
(1) 平台上的施工荷载应对称布设,以防偏心荷载作用使平台产生偏移。
(2) 变径收分时应对称等量地调节收分变径丝杠,滑轨与滑槽的顶紧程度应相对一致。
(3) 在滑升过程或未加固完支承杆以前,不得用抱杆卷扬上料。
(4) 每顶升一次应对支承杆加固一次,并根据杆的倾斜情况加焊斜拉撑。
(5) 在柔性滑道松紧部位设弹簧拉力测力器,使滑道张紧力大小相一致。
(6) 混凝土浇筑按90度分段交替分层对称进行浇筑。
3 效果与结论
3•1 由于滑扭倒模工艺做到外壁滑模与内补砌筑同步施工,因而效率约提高26%。大连金热电厂120m RC烟囱按传统滑模工艺施工约需95天左右。应用新工法施工,仅70天达到交付使用。
3•2 滑框倒模工法X大X点是根本上杜绝了外壁拉裂、扭转和凹凸不平的模板错台痕迹。真正达到里实、外光、平整、竖直的效果,甲方表示满意,一次验收合格。
3•3 由于避免了拉裂、流淌造成的混凝土流失,工期缩短、人工和设备折旧费减少。大连金州热电厂120m烟囱新工法与传统滑模工艺施工节约投资约2•8万元。
烟囱滑模施工的中心线垂直度控制：
烟囱作为高耸建筑物,其筒壁施工的中心线垂直度控制是施工控制的重点。筒壁滑模施工,由于滑升中筒壁半径和坡度的变化,加之高空风速等因素影响,与一般烟囱倒模施工和等直径筒仓、井塔等等截面滑模相比,中心线垂直度控制问题更为突出,如果控制不利,造成筒体倾斜,影响质量,严重可能造成质量事故。
关键词:烟囱;内砌外滑;中心线垂直度控制;滑模施工
邢台西郊矸石热电厂位于邢台市西郊,七里河南岸。烟囱高100m,±0•00处筒壁外直径5•33m,壁厚350mm,坡度6%,经过3%、2%两次变坡后,顶部100m处直径3•0m,壁厚180mm。基础为水泥搅拌桩复合地基,基础埋深5•4m。整个工程项目要求工期短、质量高。根据烟囱筒壁施工规范,100m烟囱中心线垂直度允许偏差为不大于85mm。根据我单位施工经验,经过各项技术经济分析比较,烟囱工程施工采用“内砌外滑”施工工艺,即烟囱内衬砌筑与筒壁钢筋混凝土浇筑同时进行。滑模平台上只有外模板,内部以内衬和隔热层作为内模。“内砌外滑”施工的施工顺序为:砌内衬(放隔热层)—钢筋绑扎—浇筑混凝土—提升—中心校正(模板收分)—砌内衬……如此循环施工。随着筒壁结构半径和筒壁坡度的变化,在滑升过程中,模板的半径需随滑升高度的增加依设计尺寸进行径向收分,同时根据激光铅垂仪提供的中心点进行模板中心的校正。由于滑模模板系统不断进行收分调整和坡度的间断变化,模板系统中心位移很难避免,筒壁中心线的控制就成了施工控制的重点。如果控制不好,无法补救。经过仔细研究发现,影响烟囱筒壁滑模施工垂直度的主要因素与滑模平台系统和混凝土施工方法有关。
1 滑模平台系统的控制
在烟囱滑模施工时,滑模平台系统是滑模施工的操作平台,同时又是模板的支撑系统。若平台刚度不足,滑升中在外力作用下,很容易变形,模板中心无法控制,烟囱中心线垂直度无法保证;若平台水平度不足,易使平台倾斜;若滑模支撑系统的垂直度达不到要求,则不能为平台提供竖直向上的合力。这些因素都会造成滑模系统的中心位移和平台的扭转,使筒壁中心线垂直度误差有增大的趋势。
1•1 滑模平台设计
烟囱滑模平台按刚性平台设计,主要由鼓圈、辐射梁、拉杆、联系环梁及支撑系统组成。经过平台的综合受力计算,在滑升初始阶段,平台直径达12m,共设16根辐射梁,每根辐射梁由2根[14槽钢组成,每根辐射梁下设2根24拉杆,6道联系环梁[14。鼓圈由槽钢和角钢焊接成格构形式,以增加整体刚度,联系环梁和辐射梁间以2根20 U形螺栓连接。这样,设计平台经过使用前加荷17t试验,平台中心挠度为25mm,其刚度完全达到设计施工荷载下变形要求。使用过程中,平台变形值经过验证远小于允许变形值。
1•2 滑模平台水平度
滑模平台水平度控制分组装阶段水平度控制和滑升阶段水平度控制。
1)在滑模组装阶段,滑模平台的水平易于控制,可通过水准仪校准辐射梁联系环梁和千斤顶的标高控制平台的水平度。
2)在滑升阶段,滑模平台水平度随滑升进行,受千斤顶行程、摩阻力的大小、平台上堆荷不均匀程度、混凝土强度上升值不同而变化,因此,调整滑模平台的水平度要根据以上几点进行跟踪监测调整。千斤顶行程不同易使平台产生倾斜和中心位移。我们采用同一型号千斤顶同时使用筒形限位调平器,以减小升差。模板系统在收分及变坡过程中,容易出现模板与混凝土间隙差异,从而造成模板与混凝土间的磨擦力不同,导致平台倾斜,解决办法是用带刻度的调径丝杠按设计计算尺寸在平台两侧同时对称调径。由于采取以上措施,施工中平台水平度偏差量正常情况下不X过40mm,均在允许倾斜度范围内。
1•3 支撑系统
滑模支撑系统由提升架、横担、千斤顶和支撑杆组成,支撑系统的提升架、千斤顶、支撑杆在使用中必须保持垂直,以使平台系统在支撑系统使用下始终保持竖直向上的合力,防止平台偏移、扭转。
1)提升架:为满足设计刚度要求,提升架由[12槽钢组成“开字架”,横梁由2根[12槽钢并排,横梁与立柱间刚性连接,以增加整体性,减少使用中的变形,在使用过程中,提升架立柱的侧向变形量仅为1•2mm。
2)千斤顶:采用大连产的QYD—35型千斤项,使用前均经过试压和调整行程试验,在使用初期试滑阶段,又对行程差异较大的千斤顶进行了撤换调整。
3)支撑杆:支撑杆的强度和刚度必须满足设计要求,保证使用中支撑杆不失稳弯曲,我们采用25钢筋经过加工作为支撑杆,在施工中,支撑杆无失稳现象,平台扭转X大值为25mm。
4)横担:横担将千斤顶的作用力传递于提升架,同时还对同一底座上的组内千斤顶起平衡作用,横担与千斤顶间必须为刚性连接;安装中,千斤顶中心线必须保持竖直,横担必须水平。
2 混凝土施工的控制
烟囱滑模施工中,混凝土浇筑顺序、浇筑厚度、混凝土的强度、浇筑时风荷大小等,都对滑模平台中心有影响,且影响烟囱的中心线垂直度。
2•1 筒壁混凝土的浇筑
若浇筑混凝土的顺序不当,其对模板产生的侧压力将使模板产生位移。为控制因混凝土浇筑产生的位移,应严格控制混凝土浇筑顺序和方向,遵循均匀、厚度均匀、对称和反向,尽量在筒壁圆周的对称点开始沿相反方向同时浇筑,使浇筑时对模板产生的内力相互抵消。同时,不同层次混凝土浇筑时,调换浇筑起始点,防止模板系统产生附加位移(见图1起始点A)。
在混凝土浇筑时,还应控制每层的浇筑厚度。根据混凝土浇筑时对模板产生的侧压力计算公式P=rH,混凝土对模板的侧压力与其浇筑厚度成正比,控制混凝土浇筑厚度,从而控制浇筑时一次性可能产生的瞬间压力,减小平台可能的X大位移,每层浇筑厚度应严格控制在300mm以内。
2•2 筒壁混凝土强度
根据烟囱“内砌外滑”施工工艺原理,混凝土浇筑完毕后,进行平台提升。由于受日照、风力等自然条件影响,筒壁混凝土强度上升并不均匀。由于混凝土强度的差异,不同部位模板与混凝土的摩擦力也不同。这样,在相同千斤顶提升力作用下,平台不同部位存在升差,平台有倾斜的趋势。施工中我们采用隔热较好的棉帘覆盖于混凝土表面,从而把筒壁混凝土温差控制在0•3℃以内,减少了环境对平台水平度的影响。
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