电动提模技术在钢筋混凝土烟囱施工中的应用
[摘要]北仑电厂三期工程钢筋混凝土烟囱采用电动提模工艺施工,研究了其组成和原理,介绍了其工艺流程、主要技术措施、质量保证措施及质量通病防治措施,保证了安全施工,达到了质量和工期要求。
[关键词]模板工程;钢筋混凝土烟囱;电动提升模系统
烟囱属于高耸构筑物,施工比较特殊,且施工方法较多,目前常采用的是液压滑模和电动提模。实践证明,电动提模在保证工程质量方面优于液压滑模,应在烟囱施工中优先采用。
1 工程概况
国电北仑发电厂三期工程设计装机容量为2×1 000MW超临界燃煤发电机组,烟囱工程采用两炉两机合用一座双管集束式钢内筒烟囱,根据环保与工艺专业要求,内筒为2个高240m的钢筒,出口内直径7•5m。钢筋混凝土筒身高为230m,上口外直径18•4m,壁厚0•3m;±0•00m外直径28m,壁厚0•85m。
国电北仑发电厂三期工程烟囱施工是整个工程的一个重要里程碑,要求在2007-07-20前封顶,在同类烟囱中工期相对较紧。依据质量评定的相关规定,若采用滑模施工工艺,混凝土表面往往有拉裂、凹痕现象,中心线垂直偏差和筒壁扭转幅度也较大。按照国电北仑发电厂三期工程建设“机组高标准达标投产、创国优工程”的总体要求,浙江建工集团电力建设公司成功采用电动提模方法进行施工,混凝土内实外光,满足了业主对工程质量的要求,本文就电动提模技术进行阐述。
2 电动提模系统
1)工艺原理及组成 整套烟囱爬模装置依靠电动提升系统向上爬升。提升架和操作架通过可以相互滑动的滑道与滚轮镶嵌组成,提升动力设备(摆线机)固定在提升架上,通过丝杠与操作架连接,通过正、反转动提升电机使提升架与操作架之间相互提升、循环往复,完成整个体系的提升。当提升操作架时,依靠提升架与轨道模连接将力传递至筒身,反之,当提升提升架时,依靠操作架与轨道模连接将力传递至筒身。每节混凝土筒壁上预先留好孔洞,用以安装对拉螺栓,以对拉螺栓固定轨道模板。烟囱爬模系统的组成如图1所示。
2)施工流程 松导索→整体提升提升架→紧导索、用激光铅直仪对中→钢筋绑扎→拆内外下层模板,清理、刷脱模剂,堵孔并对混凝土表面养护→支内、外模板→调节模板半径并固定→穿套管、浇筑混凝土→循环上述步骤使烟囱外筒至顶。如图2所示。
3 22•5~230m电动提模工艺施工及技术措施
3•1 电动提模设施的组装
该装置在筒壁现浇段施工完毕后开始组装,组装前将2节轨道模板安装好,其组装顺序为:轨道模板安装→中心鼓圈安装→提升架组装→平台辐射梁安装→斜拉索安装→平台连接钢圈安装→铺平台及提升架脚手板→井架安装→电气系统安装→支撑中心鼓圈脚手架拆除→吊笼及导索的安装→扒杆安装→调试→验收使用。
3•2 轨道模板的安装
轨道模板的安装是此装置的重点,其安装准确与否直接影响到整个提模装置系统。根据本工程工期紧、质量要求高的特点,具体施工如下:①轨道模板安装前必须确定筒身施工中心线;②根据施工中心线将筒壁均匀分成24等份,并在筒壁上放出灰线;③轨道模板安装在筒壁外侧,并做到模板中心线与灰线一致;④轨道模采用M42高强螺栓与内侧模板连接;⑤轨道模在筒壁孔洞处设置连接支撑杆。
3•3 中心鼓圈的安装
1)中心鼓圈的安装平台采用满堂脚手架加固的方法,具体如下:按间距0•6m竖立杆,纵横两方向都用大横杆连接,每隔2根立杆设置1道剪刀撑,剪刀撑从最外侧加固立杆开始,剪刀撑与地面夹角在45°~60°;除侧向剪刀撑以外,还需加设水平剪刀撑。做法如下:在一个层面上采用6m钢管连续布置;在满堂脚手架顶部和底部扫地杆处必须布置1道,再在前2道中间布置1层。调整区域:以烟囱中心为中心,6m×6m的平台。
2)脚手架加固完毕后,再在顶层水平杆之间均匀加设3根水平杆,即水平杆间距为200mm,最后再满铺脚手板并绑扎牢固。
3)脚手架搭设完毕后,用50t汽车吊将中心箍圈吊至组装平台上,注意必须使箍圈中心和平台中心在同一垂直线上。
3•4 提升架的安装
1)提升架系统在地面组装好并试运行正常后,利用50t汽车吊从筒壁轨道模的顶部缓慢滑入轨道模内,并用销块销住。在吊装过程中根据轨道模口的直线度控制操作架沿筒壁竖向的直线度。
2)吊装就位后即可进行外圈栏杆安装和拉设安全网。栏杆采用48mm×3•5mm钢管,从预先焊在架子上的吊环穿过并连成整体焊死。
3•5 辐射梁的安装
提升架与中心鼓圈安装就位后,利用50t汽车吊安装辐射梁,共24根,具体安装如下:利用两点起吊法逐个将辐射梁安放到预定部位,一端与中心鼓圈连接,另一端固定在提升架顶部的滚轮上。应注意辐射梁外端比内端低7cm,使平台中间起拱。
3•6 斜拉索安装
斜拉索采用28mm圆钢拉杆与其配套杆件组成,其安装方法如下:将所有的斜拉索均布挂好,用3t链条葫芦从外侧对称四点同时拉紧,再四点对称同时拉直至最外侧拉完,其安装要点为每1道斜拉索受力均匀,最外侧拉完后再拉次外侧,按照上述方法将所有拉索全部拉完。
3•7 井架安装
1)把井架各杆件吊至施工平台,然后按先立杆后水平杆最后斜撑的顺序将其组装就位在中心箍圈上,斜撑采用﹂50×5。
2)在井架主体就位后,将2根避雷针安装在井架顶部,通过50mm避雷引下线与筒壁内的永久避雷接地线连接。
3•8 吊笼及导索安装
1)安装顺序 卷扬机就位→天滑轮安装→地滑轮安装→穿卷扬机钢丝绳→导索钢丝绳安装→吊笼抱刹装置安装。
2)卷扬机钢丝绳从7号机烟道侧门洞将吊笼和卷扬机连接。钢丝绳采用6×37(17•5mm)型,总长度≥600m。
3)导索钢丝绳的一端固定在烟囱地坑内的预埋件上,另一端用3t倒链拉紧。
4 电动提模系统提升前的检查及负荷试验
1)提升试验 每榀门架处站1人,由指挥人员指挥操作人员同步提升提升架1•5m,主要观察有无搅拌现象,提升丝杠与螺母是否有搅丝现象及减速机是否有异常声音。
2)吊笼荷载试验 吊笼空载运行3次,检查撞行程开关是否有效,再检查钢丝绳卡头、天(地)滑轮是否可靠;然后2部吊笼各加设计荷载15kN,进行同步提升或下落试验,再检查吊笼顶部的钢丝绳卡头、天(地)滑轮是否可靠。
3)吊笼抱刹试验 加荷载14kN用钢丝连接,剪断铁丝其刹车行程不大于25cm。
5 提模工艺(见图3)
1)联系原理 轨道通过高强螺栓与筒壁内模连接,靠筒壁混凝土支承。提升架由摆线机及丝杠通过滑轮沿操作架中的滑道上下滑动,摆线机与提升架固定,摆线机的丝杠螺母与操作架连接固定。提升架和操作架均由方销将荷载传递给轨道。
2)提升原理 当摆线机正转时,操作架固定在轨道上,提升架沿操作架的滑道向上运行,所有荷载由操作架上的方销传递给轨道。当摆线机反转时,提升架固定在轨道上,操作架沿提升架的滑道向上运行,所有荷载由提升架上的方销传递给轨道。如此两次循环完成一次提升。
6 质量保证措施
1)轨道模板 应均匀布置,要求轨道模间连接平滑,轨道模安装完整,应对上述要求进行验收并做好记录。中心轴线处轨道模安装偏差≤5mm,其它轨道模安装偏差相对圆心的夹角≤1°,且考虑辐射梁与中心鼓圈螺栓连接不受影响。相邻轨道模水平高差≤2mm,水平总高差≤5mm。上下轨道模间连接要求接缝平、坡面顺,接缝偏差≤2mm。轨道模安装时应逐块校正,全部安装完毕后还应对整体进行测量、校正并记录。
2)提升架的安装 部件必须确保施工质量,架子在吊装过程中必须做到吊点分布合理(尽量采用三点起吊或加设起吊杆),避免造成架子产生变形或散架。
3)中心鼓圈的安装 平台的面标高必须符合本方案要求,可以在脚手平台完成后用水准仪进行标高复测。
4)井架的安装 必须确保垂直度控制在20mm内。
5)斜拉索的安装 严格按从外到内的拉紧顺序进行施工,并确保每根斜拉索的收紧力均匀一致,避免应力集中。所用的材料尤其是索具旋转扣必须有出厂证明书,除此在使用前还应对钢丝绳及其它材料进行外观检查,严禁使用外观验收不合格品。
6)吊笼的安装 卷扬机应使用新的钢丝绳,且钢丝绳在使用前必须进行认真检查,有断丝、缩颈现象的不得使用。导索用21•5mm钢丝绳,该钢丝绳必须用链条葫芦收紧。
7)电气系统的安装 线路走向应符合设计图纸的要求,并应保证线路分明,弱电、强电分开布置。电路中的漏电保护装置应分类明确,如可分为制动、照明、信号等系统进行安放。悬挂的电线应固定牢固,不得荡在半空影响平台提升。
8)操作平台漂移的防治 ①产生原因 辐射梁分布不均匀,平台组装时外操作架组装高度不一致造成平台倾斜;另外平台荷载不均匀也是造成平台飘移的主要原因;②防治措施 电动升模系统组装时,辐射梁应方位准确,外操作架组装高度一致,施工过程中平台上设备和材料均匀分布,避免堆集一边,一旦发生漂移,利用3t链条葫芦钩住箍圈进行调整。
7 结语
1)电动提模工艺在施工空间及时间上明显改善了整体施工的使用性能,提高了系统的可操作性,弥补了在质量和工期方面与滑模的差距。
2)该工艺简单灵活,施工速度快,内衬平台平稳,木板体系易加固,安全可靠,它将会在烟囱等的构筑物上得到更广泛的应用。
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