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谈大直径钢筋砼筒仓结构的滑模施工
资讯类型:科技前沿 加入时间:2010年11月30日9:49
 
谈大直径钢筋砼筒仓结构的滑模施工
河南省宝隆滑模技术有限公司  刘彤  付晓浩
    近几年,随着水泥厂产业规模的调整,水泥项目越来越多地建设5000t/d以上的熟料生产线。在我们承接的水泥项目中,生料库、熟料库的储量要求越来越大,熟料库的单库储量达到了6~12万T,单库直径则达到45~60m。
    2006年,在阿联酋我们组织施工几个直径45m和60m的筒库;最近,在河北省武安新峰水泥有限公司2×4800t/d水泥熟料生产线的建设中,我们组织施工了两个直径60m的熟料库。

    阿联酋10000t/d水泥生产线Φ60m熟料库滑模施工实例          
    在施工中,我们体会到,大直径钢筋混凝土筒仓结构滑模施工的难度,要比直径(40m以下)大的多;下面是我们在施工中遇到的一些难题和采取的相应对策。
    一、滑升平台易变性,平台刚度和稳定性应加强
    在滑升过程中,由于筒仓的直径太大,平台受自重、施工荷载、混凝土磨阻力及各种附加荷载的影响很大,容易出现变形,造成平台滑升高差太大,结构的垂直度超差或扭转偏差严重,圆度变化也有时发生;所以在平台组装时,我们采取了以下措施:
    1、控制提升“门”架及千斤顶的数量,且布置要均匀;千斤顶的间距在1.35m左右;对壁柱等特殊部位,增设千斤顶;在安装提升“门”架时,必须保证“门”架立柱垂直,且横梁要水平;液压油管长度及直径基本一致,油路畅通,以保证加压时压力传送同时到位。
    2、对提升“门”架进行统一的加固,保证整个提升“门”架进行统一的加固,保证整个提升“门”架的整体性,具体做法就是滑模组装完成后,除了通常的加固做法外,还应在千斤顶的内外横梁两侧,分别增设一道12#槽钢作为加固,与横梁焊接,这样整个平台的整体性就会更好。
    3、加大柔性平台的拉杆直径,加密拉杆数量;考虑到筒仓直径比较大,采用的拉杆钢筋直径不下于18mm,间距1~1.35m为宜。

    河北武安新峰水泥厂φ60m熟料库操作平台实例
    二、尽量减轻平台自重和施工荷载,保证混凝土的浇筑及钢筋绑扎的速度
    在加强平台刚度的同时,应尽可能地减少自重对平台的影响-----在平台组装的过程中,不是越牢固越好,因为自重过大时,必然增加提升系统的负荷;同时还要注意滑升过程中平台上的材料堆放问题-----在滑升过程中,要做到平台上的材料堆放均匀,而且在保证使用的情况下,尽可能做到堆量少,勤上料。
    滑模施工要求每一滑升高度的混凝土建筑及钢筋绑扎,必须在规定的时间内完成,否则,滑模工作就不能连续进行。
    当筒仓结构直径比较大时,混凝土的浇筑量和钢筋绑扎量都将随之增加,而混凝土的凝结时间是事先实验确定好的,所以就要求混凝土的浇筑速度和钢筋的绑扎速度必须满足要求,这就要求人员、机具的配置必须满足滑模施工的要求。
    三、滑模操作平台支承系统
    目前,操作平台支承系统有两大类:一类是刚性支承系统,其中有由中心筒及辐射布置的桁架结构组成的“论毂式”支承系统及由主副桁架、主副梁组成的紧贴内圈布置的多连型支承系统;另一类是柔性支承系统,例如我公司在河北省武安市新峰水泥有限公司2×4800t/d水泥熟料生产线中的直径60m熟料库施工时采用的就是柔性支承系统。
    经使用证明,后者用钢量省、组装拆除方便,当内径不同时,稍事改装即可继续周转使用,完全能满足滑模施工的需要;而前者中的“轮毂式”只适用于直径较小(最好8m、10m、12m)的筒仓,当筒仓的直径在15m、18m甚至更大时,就会出现拥钢量增大,组装困难的情况。
    当然,刚性支承系统也有它的有点,它可以使库壁滑升和椎体的施工能同时进行;但是由于支承系统庞大笨重,所以企业在考虑平台支承系统时都应该根据自有的设备状况,选出符合自身的支承系统。
    四、爬升千斤顶选用
    目前,爬升千斤顶由过去单一的3.5t级滚珠式一种,发展为3.5t、6t、9t、10t级,且有滚珠式、楔块式、松卡式和升降式等多种形式和功能。毫无疑问,大吨位千斤顶的使用,为开拓滑模工艺新领域创造了条件,例如仓库施工中,由在苍壁内利用Φ25圆钢滑升改为利用φ48×3.5mm脚手架管爬升,从而使整个平台的安全性能有了很大的提升;我们认为在推广使用大吨位千斤顶的同时,小吨位千斤顶仍有其独特优点,不能一概摒弃,更不能斥之为因循守旧。
    在我们承建的滑模施工中,主要是采用6t级的千斤顶;它的优点是实用性更好的Φ48×3.5mm脚手架管爬升,能使“门”字架双腿受力均衡,垂直度易于控制;另外因千斤顶提升力不是很大,提升架之间的间距较小(一般在1---1.35m),每个“门”架腿受力较小,不致引起提升架横梁与直腿间连接处脱焊或螺栓被拉开,也可减小内外围圈构件的截面尺寸从而能有效地防止涨模,保证筒壁厚度均匀;以60m库为例,根据操作平台荷载情况,千斤顶数量确定如下:
    1、总荷载计算
    (1)模板系统、操作平台系统的自重700kN;
    (2)操作平台上的施工荷载;
    1.5kN/㎡×760㎡=1140kN
    (3)卸料对操作平台的冲击力:16kN
    (4)砼与模板之间的磨阻力:
    2.5kN/㎡×456㎡=1140kN;
    (5)风荷载为500kN
    总荷载N为:3496kN
    2、支承允许承载能力确定:
    支承杆采用非工具式φ48×3.5mm钢管
    Po=(a/k)×(99.6-0.22L)=31.92kN
    注:式中Po-----支撑杆允许承载能力
    a----工作条件系数,取0.8;
    K--------安全系数,取2.0
    L---------支撑杆长度,取90cm;
    Po1-----千斤顶工作起重量30KN(GYD—60)。
    3、千斤顶数量的确定
    Nmin=N/P01=109.5(台)
    注:式中N----总荷载3496kN
    根据工作实际情况,确定千斤顶数量为142台。
    液压千斤顶参数

    五、滑升模板高度选用
    滑升模板的高度以小于1.2m为宜,高度大,将使混凝土对模板的侧压力增大,“门”字架脚柱处连接焊缝就容易脱开,引起涨模,例如在黑龙江某粮库施工时,有一家单位采用了1.5m的模板,结果门架柱焊缝脱开,造成壁厚增大,最后不得不凿除返工重滑。
    滑升模板最好还是用3009的组合型钢模板,有些单位试用1000×2400mm的大模板,试图提高工效;实践证明,此法在筒仓滑模工中未必可取,因为大模板笨重,曲率固定,一旦筒径改变,则变径周转试用难度加大,得失相抵,实不足取。
    六、滑模的冬期施工措施
    钢筋混凝土筒仓一般为薄壁结构(壁厚180~600mm),采用滑模法施工时,要求用坍塌度12----14cm的混凝土,混凝土在模板内的时间少则4个小时,多则6个小时即行出模,以后便一直裸露在外,极易受冻,因此过去一直认为不能进行冬期施工。但是,有些时候的一些特殊情况要求我们不得不打破常规进行冬期施工,如2004年,我公司在修建汾西矿务局介休龙凤水泥厂中的熟料库时,正值冬季;在施工中,我们采取了一下措施:
    1、混凝土采用热水拌和,精确称量DK-20型抗冻减水早强外加剂用量,确保混凝土在16-18℃(满足热工计算≮10℃的规定);坍落度13—15cm(满足配比试验要求12—14cm规定);如果采用的是商品混凝土,应要求商品混凝土公司派专人到施工现场,负责施工现场和商品混凝土站之间的衔接,以保证混凝土能顺利的到达施工现场。
    2、在外吊脚手架的外围,用一层厚草垫,一层岩棉布严严实实地裹住,形成一个保温棚;然后在吊脚手架圆周方向设置若干电加热器,并设置温度计测温,使暖棚内温度不低于5-8℃;内部柔性拉杆的上面用一层彩条布盖严实,同样筒壁上的预留孔和门窗洞口同样做法封死,然后在仓内底部生3—4处焦炉加热,但应注意烟气排放,严防煤气中毒。
   有一点必须注意,无论采用上述哪种方法保温,安全防火都将是重中之重的关键,故操作平台及吊脚手架上都应该设置足够数量的灭火器,严防火灾发生。
   3、因冬期混凝土强度增长较慢,故放慢滑升速度(降为0.1m/h),使混凝土在模板内的时间适当延长,增加混凝土的出模时间,当混凝土的强度达到了滑模施工工艺要求的出模强度即设计强度的30%左右时,那么混凝土出模了以后受冻害的程度就很低了。

    俄罗斯6000t/d水泥生产线冬季保温滑模施工实例
    在俄罗斯6000t/d水泥生产线冬季滑模施工过程中,除了上述暖棚法施工外,还采取了在混凝土中埋入Φ3.5m电阻丝的方法对出模后的混凝土实体进行保暖;另外对小直径的滑模出模混凝土还采用了电热毯包裹保温的方法进行保温。以上施工方法供国内北方地区冬季滑模施工时参考选用。
    以上是我们在滑模施工中总结出来的一些粗浅的做法,还很浅陋,敬希各位同行批评指正,不吝赐教。

文章来自:中国滑模工程网
文章作者:信息部
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