【工程概述】

(1) 翻模施工使混凝土表面光洁平整,没有滑痕,中心点容易控制,施工缝少,筒身未发生扭转;

(2) 翻模施工减少了竖井架钢材、千斤顶、以及滑模工具等一次性投入;

(3)无井架附着式翻模施工,操作简单,易于掌握,安全可靠,工期得到了保证,降低了工程成本。

【施工工程概述】

山东玻璃集团在线镀膜超白浮法玻璃及深加工项目是我国第一条超白浮法玻璃生产线,引进美国某公司先进技术。本工程项目包括两个烟囱工程分项,高126.5m,筒身为锥形,出口内径6m,为钢筋混凝土结构,混凝土强度等级C30,烟囱内衬为耐酸胶泥砌耐酸轻质砖,隔热层为憎水珍珠岩板,筒壁内侧刷防腐涂料。根据工程情况,采用无井架翻模施工工艺,一套施工机械,依次施工两个烟囱,并对一些节点构造进行了安全验算,本文主要介绍其施工方法。

1、   施工方案的选择

烟囱工程的施工方法很多,主要为无井架(电动或提升)、竖井架、外脚手架垂直运输和液压滑模法、爬模法、翻模法等模板施工方法的交叉组合。

最基本的施工方法为无井架液压滑模法和竖井架翻模施工法,其他的施工方法基本是由此衍生而来。

无井架滑模施工工艺的缺点是千斤顶提升不同步、平台飘移,易发生扭转、位移、裂纹和油污染等问题,同时内衬施工工期相对较长,加工模具复杂;有井架整体爬模施工工艺适用于工程高度适中的高耸工程,但是内部空间较小,内衬结构施工不方便,劳动强度大,机械化程度偏低;无井架整体爬模施工工艺施工结构简单,机械化程度高,虽然节约滑模施工的丝杆和支承杆,节约大量钢材,但是爬模施工费用也较高;无井架翻模施工技术则避免了上述几个问题。

2、工艺体系组成

2.1附着式起重装置系统

主要组成部分为鹰架(图1)、扒杆、吊笼等,鹰架横梁上悬挂一只吊笼,用于垂直运输混凝土、材料和施工人员上下(人员也可从爬梯上下),吊笼设有柔性轨道保证吊笼沿轨道运行。

扒杆设于一侧的立柱上,用于调运钢筋等物品。提升重量由钢管立柱通过穿墙对拉螺栓传递给混凝土筒壁。在鹰架提升过程中,需要有铁扁担辅助提升,铁扁担放在两钢管立柱的中心,骑在混凝土筒壁上,两端用5t手提倒链与钢管立柱相连,用1t手提倒链与鹰架横梁相连。

2.2附着式三角架翻模系统

主要组成部分由定型专用模板、三角架、定型脚手架、A型吊篮与吊篮脚板、挑杆与安全网、混凝土套管与对拉螺栓、栏杆等组成。模板、三角架为三层,其余均为一层,当施工到第四节时,将最下面的一节模板三角架吊上来,安装于第四节位置,逐节翻模,交替循环,直至施工到顶为止。

2.3定型脚手板

三角架模板系统主要在定型脚手板上工作,定型脚手板一般由优质的白松制作,厚度为25mm,方木规格50mm×70mm,每3个三角架间放置两块。随着筒壁施工逐步上升,个别三角架间距调整时采取对脚手板面板局部修补的办法解决。铺设脚手板应当整齐,防止空隙过大造成人员踏空或落物。

2.4A型吊篮

主要用于拆模、堵螺栓孔等,A型吊篮由16圆钢制成,吊篮底铺优质白松脚手板2块,脚手板规格为240mm×40mm×2800mm,每2榀三角架挂1个A型吊篮,局部间距可适当调整。吊篮设置内外两种不同A型吊篮,且内外吊篮各有2种型号。

2.5安全防护及装置

扶手栏杆主要设于定型脚手板外侧,起安全维护作用。栏杆由6″管制成,下端插于三角架外端的12钢筋桩头,中间和顶端夹二道14钢筋扶手,安全网围护。

当拆模及翻升A型吊篮等工作时,内外面安全网系统起安全保护作用。

安全装置有卷扬机位移限位装置,钢丝绳拖地限位装置,桁架的顶部和底部的限位装置,吊笼发生突降时卡紧导索装置,吊笼上口两根起重绳互相连接装置,确保一根绳子断裂后吊笼不掉落。

3、安全验算

无井架翻模是把全部施工荷载通过鹰架横梁、钢管立柱、穿墙对拉螺栓传递给混凝土筒壁的附着式翻模施工技术。最不利点为穿墙对拉螺栓,螺栓由18圆钢制成,计算如下。

容许荷载:N容=fv·A式中,fv为18钢筋的抗剪强度,取120N/mm2;A为24根18钢筋的截面面积;A=24·πr2=24×254.34=6104.16mm2;

则:N容=120×6104.16=732499.2N=732.5kN;

实际承受荷载:N实=N1+N2+N3+N4+N5=36.82kN;

N1为桁架重量:19.958kN;

N2为6个2t、4个5t葫芦重量:4.00kN;

N3为400m钢丝绳重量:4.36kN;

N4为吊笼重量:2.61kN;

N5为混凝土重量:5.90kN;

则:N容>N实,安全。

4施工方法及要点

4.1施工工艺

(1)烟囱施工工艺:测量定位、放线→基坑开挖→基础及防水层施工→土方回填→烟道口以下筒身,采用脚手架翻模施工→筒身施工→内衬砌筑→附属设施安装→翻模装置拆除→土建收尾、竣工验收。

(2)筒身循环作业程序:支内模→绑钢筋→支外模→安装三角架→校正内外模→翻装定型脚手板→安装栏杆扶手安全网→浇筑混凝土→升鹰架→安装半径控制板→拆内模→拆外模→堵孔刷沥青→提升A型吊篮和安全网→重复以上各道工序,循环往复直至筒身完成。

(3)鹰架安装程序:检查鹰架设备及各部件的制作质量→准备安装→独立管安装、就位固定→二榀鹰架吊装就位→桁架吊装就位→吊笼安装→限位开关安装→道索安装→电缆导向装置的安装→验收。

(4)鹰架提升程序:材料吊笼落在烟囱底板→放松滑道钢丝绳及卷扬机钢丝绳→放松与鹰架横梁相连的手提倒链→拉紧与钢管立柱相连的手提倒链→放松固定钢管立柱的对拉螺栓→放松与钢管立柱相连的手提倒链→拉紧与鹰架横梁相连的手提倒链,把铁扁担提升1.5m→拆除模板及三角架,拉紧吊笼滑道及卷扬机钢丝绳。

4.2积灰平台柱梁板施工

(1)柱施工。先在筒内搭设满堂架子,架子搭好后绑扎柱筋,再支柱模板,柱模板用组合钢模,柱支模使用柱支模图。柱支模一次性支到梁底,柱模板上设二层门子洞,便于振捣,混凝土先浇筑,浇筑时用串筒流到门子洞中。柱浇筑时必须做到振捣密实,严禁出现质量

缺陷。

(2)梁板施工。梁板施工时采用组合钢模板,先根据搭好的满堂架铺梁底板,再绑梁筋,支梁模板,梁中间设一道,12@900对拉螺栓,梁侧模校正后支平台模

板,平台模板的龙骨用50mm×180mm方木。梁板支模完成后绑平台板钢筋,最后验收合格后浇筑混凝土,梁板混凝土一次性浇筑,从一个方向向另一方浇筑,必须振捣密实,确保质量优良。

4.3模板工程

模板三角架由附着式三角架用对拉螺栓将内外模板连在一起,门形起重架提升由钢管立柱上的铁扁担分别用两个5t手提倒链对称、均匀提升。

模板施工先支内模,内模从两侧提升架中心支模,内模应支设牢固,防止变形,内模半径应尽量做到正确,便于模板校正。

钢筋绑扎完后,穿套管及螺杆,然后支外模,为了使混凝土表面美观,不出现补头模板,防止烟囱模板的整体扭转,应当围紧外模板,缝隙严实,防止胀模和漏浆。

绑好围檩后,安装三角架,内外三角架必须同时安装,随后紧固对拉螺栓,装好顶杆,接着对中校正模板,用半径尺校正。

半径和中心控制:烟囱中心由线坠挂于上部的对中架上,将底板上的中心点传递上中架上,然后用尺拉半径,控制筒壁的几何中心,与下面底板上的中心点保持一致。

对拉螺栓由16圆钢制成,双头套丝,将下部的拔出,修正后在上面重复使用3次。

4.4钢筋工程

钢筋待内模板支好后开始绑扎,环筋采用绑扎接头,立筋长6m+接头,采取1/4错开搭接,即每施工节中接立筋总数的1/4的钢筋,环筋接头应1/4错开,相邻接头间距≥1m。

钢筋用摇头扒杆调运到烟囱定型脚手板上,脚手板上不能集中堆放过多的钢筋,应随用随吊,减轻荷载,对较粗的环筋必要时应先弯好一定的弧度。

环筋保护层为3cm,在模板校正时垫好保护层砂浆垫块。

钢筋在烟道口两侧为加强的立柱,该部分钢筋绑扎时应先支好支撑架子,防止倾倒。

4.5混凝土工程

筒身与烟道口混凝土均采用自搅拌混凝土,搅拌机为2台JS-550搅拌机,混凝土的垂直运输采用吊笼,从吊笼到平台采用混凝土溜槽,放入小车中拉至各处浇筑。

混凝土浇筑从门口立柱处开始,采用“一点向两分”的办法,浇筑前先将模板内及混凝土施工缝处浇水冲湿,然后再开始浇筑。

混凝土采用插入式振捣器振捣,分层浇灌,阶梯推进的办法,振捣插点应均匀,振捣密实,不得漏振,混凝土上平应比模板上平低3～4cm,以便模板边的插入。

混凝土搅拌应严格控制好加水量,保证水灰比不大于0.4,防止过稀漏浆。

必要时,混凝土里可掺入一定数量的粉煤灰,以改善混凝土的和易性,使混凝土出模时又有足够的出模强度(不小于0.2MPa)。具体配合比由试验室确定。

4.6附着式起重装置的提升

附着式起重装置的逐节提升由4个5t倒链来完成,提升前在两侧格构柱处新浇筑的筒壁混凝土上垫好垫木,上面横置钢扁担,提升时倒链上端挂于钢扁担端部的控制筋以内,下端挂于2根立柱底下扎着的托管件上,拉紧倒链,松动格构柱上的抱箍螺栓及格构柱与天梁稳固倒链索具后,4个倒链同时同步提升;将附着式起重装置提升1节模板高度后,拧紧格构柱上的抱箍对拉螺栓及抱箍上面的合手抱箍螺栓,拉紧格构柱与天梁稳固倒链索具,然后放松提升倒链,完成一次提升。

4.7牛腿施工

烟道口牛腿施工时,必须将内三角架调节到最内侧的孔,使立杆倾斜符合牛腿的外形,烟囱牛腿施工。