《“平桥”施工超高大空冷塔筒壁施工工法》适用于空冷塔、冷却塔上部结构施工,还可推广到其他异型高耸建筑主体当中,比如桥梁建设行业的大型桥墩等。
《“平桥”施工超高大空冷塔筒壁施工工法》的工艺原理叙述如下:“平桥”施工超高大空冷塔筒壁工法是利用平桥前桥和后桥构成工作平面,作为施工人员和物料到达施工面的通道,顶部塔机可以把施工用钢筋吊至前桥或施工面上,平桥的侧面附有1台施工升降机,可以把施工人员运送到工作平面。筒壁混凝土利用附着在平桥上的多功能升降机和加装的拖施泵泵管合理搭配进行垂直运输。平桥轿厢底部储料斗存储混凝土,再由施工人员用小车将混凝土运送到施工面。筒壁采用定型组合式钢模板,带肋处采用定型专用模板。利用3层方框架组成施工作业面,翻转模板施工空冷塔筒壁。如图:
工艺流程
《“平桥”施工超高大空冷塔筒壁施工工法》的施工工艺流程图
操作要点
《“平桥”施工超高大空冷塔筒壁施工工法》的操作要点如下:
一、施工准备
根据施工现场实际情况,结合YDQ225—7液压顶升平桥的结构特点,确定安装的具体位置。根据平桥在空冷塔内布置位置,清理施工现场,为平桥的安装和施工过程提供必要的场地保证。
二、平桥及施工升降机基础施工
1.在浇筑平桥及施工升降机的基础时必须保证平桥基础与升降机的基础中心线必须重合,如果两次中心线相差太多则必将会出现升降机运行到上面以后翻门与平桥走台的护栏干涉不打开。
2.该平桥的安装距离平桥中心线距塔喉部4.9米 方框架宽度。
3.浇筑平台基础时必须将一节平桥的标准节与平桥基础的4个支腿用8套高强螺栓连接好以后再进行浇筑,并且标准节带有踏步顶升的一面朝向水塔的中心线方向,如果方向相反,浇筑以后特别难以处理。
4.在浇筑完成以后一定要保证4条支腿主弦杆的上表面的水平度偏差在1毫米以内。
5.确定两个基础的位置时,在保证平桥的前桥在最大幅度时能够到水塔施工平层,后桥与水塔中心的支柱不发生干涉的前提下,平桥与升降机的基础位置可以向水塔的中心方向偏移,如此在平桥升到水塔喉部位置时,就不必将前桥全部拆除以避免出现后桥过重的工况。
6.检查已浇筑的混凝土基础,符合上述要求后方可进行平桥和施工升降机的安装,否则调整、返修,直至达到要求。
三、平桥及施工升降机的安装
1.安装顺序:4节标准节→套架→回转平台→回转塔身→塔机臂架→塔机配重→后桥→移动平衡重→前桥→→前桥拉杆→固定平衡重。
2.垂直度要求:先安装4节标准节,在高强螺栓全部拧紧到规定的预紧之后,用经纬仪分别测量前后桥方向和垂直于前后桥方向的垂直度偏差。必须保证4个标准节顶部相对于4个支牛腿在两个方向的垂直度偏差都在1毫米以内。如果大于1毫米必须进行调整。调整方法有两种:
1)第一种松开最下面一个标准节下面的8个紧固螺栓,用吊车整体吊下4个标准节,将水平仪架设在与4个支腿中最矮支腿的主弦杆上表面的同一高度,以此为基准用角磨机将其余3个支腿打磨到同一高度,安装后再测量其垂直度偏差,直至达到要求。
2)第二种松开最下面一个标准节下面的8个紧固螺栓,用吊车整体吊起4个标准节适当高度,根据用经纬仪测量的垂直度偏差,在相应的支腿上加上一定厚度的垫片,同样将高强螺栓紧固到所规定的预紧力后再次用经纬仪测量其垂直度偏差,如此反复进行操作直至达到要求。
3)调整实例:以4个标准节安装完成后向升降机方向偏差21毫米的调整为例,可以按第一种方法将远离升降机的两个支腿磨掉3.5毫米的垫片。如果不进行调整,因为塔身的垂直度偏差并不是按线性关系发展,那么待平桥接高以后将会导致垂直度偏差过大而无法调整。
3.施工升降机安装要求:同样在安装施工升降机的底架和3个标准节时也必须调整其垂直度偏差,垫片必须加在底架圆管的正下方。
4.其他构件的安装:在4节标准节安装精度达到标准后,采用汽车吊安装平桥和施工升降机的。
四、整机检测检验
整机安装调试完毕后,施工单位进行自查,并申请有关技术监督部门检测检验,合格后方可顶升平桥到筒壁作业面层,施工钢筋混凝土筒壁。
五、混凝土筒壁施工
1.测量技术
1)前4节筒壁几何测量把激光测距仪安置在基准点上,在被测点上安放接收靶,用光学测距仪瞄准接收靶,仪器首先反应出斜距,然后按仪器上电脑装置就可知道该基准点和被测点水平距离和垂直距离,根据测出水平距离算出筒壁半径误差,筒壁半径误差=R设计—R实际,R实际=基准点到水塔中心距离 基准点到被测点距离。
2)4节以上筒壁几何测量4节以上筒壁塔中心点垂直引测采用接受靶利用经纬仪和线坠两种方法。接受靶由4根φ8钢丝绳从4个互相垂直的方向拖拉,钢丝绳穿绕固定在已浇筑完毕的混凝土筒壁上的转向轮。筒壁半径控制方法如下:
a.在塔心架设经纬仪,经纬仪配弯管目镜将中心打上接受靶,通过调整钢丝绳调整中心,从而将塔心引测到上部。
b.找塔心宜可采用在接受靶挂线坠,调整接受靶上的钢丝绳,使线坠与塔心重合。
c.在接受靶上固定钢卷尺,筒壁每板半径用钢卷尺测量控制,钢卷尺测量拉力200牛,拉平拉直钢卷尺测量。
d.采用拉斜长的方法作为施工的控制半径:钢卷尺、钢丝绳、一节模板高度组成三角形,通过钢丝绳的长度和模板高度以及夹角,用三角函数计算钢卷尺的长度,计算出的长度(斜长)为该节模板的上口控制半径。
3)筒壁半径复合每施工5—8节筒壁,对混凝土筒壁的标高和半径进行校定,如出现施工偏差时,缓缓纠正,每次纠正不宜超过20毫米.
4)特殊部位测量由于平桥所处偏中心的位置,个别区间的模板受平桥的阻挡不能采用钢尺直接拉半径进行控制,但其中一部分模板还是能通过从平桥的孔隙穿过钢尺直接进行半径的控制,其余模板的控制是根据不同模板块数通过量测每一块模板在弦长方向上的位置及弦高的方法来控制,施工前采用计算出不同模板块数的每一块模板在弦长方向上的尺寸及其弦高,作为施工控制的依据,这种方法是比较行之有效的方法。
2.筒壁模板工程
1)模板设计
(1)由于筒壁为现浇混凝土薄壳结构并均匀设计的80条肋的特殊性。对于80条肋排板时,单独配置特殊的模板,外模板采用专业定型凸肋的钢模板,内模板采用专用定型平面模板拼装,即为0.54米×1.3米专业定型模板为主,每侧挑出50毫米的收分量,以保证凸肋的位置及整体效果。带肋专用模板如图:
(2)对于80条肋与肋之间,排板时内外模板设计为A、B整块定型模板0.65米×1.3米,每侧挑出50毫米的收分量,并配以0.45米×1.3米、0.2米×1.3米及0.1米×1.3米型号的定型带收分的钢模板及配套模具,以保证筒壁的整体效果。
(3)下环梁和刚性环处的模板设计:采用5毫米厚的木模板根据半径具体加工制作。
2)模板施工
(1)采用方框架架翻模板施工:即将方框架和模板用对拉螺栓(M16)悬挂在已成型的混凝土筒壁上,以该作为操作平台,用调径杆找正进行其上一层模板、方框架安装和混凝土浇筑等工作。三层方框架、模板循环交替向上使用。在拆除最下面的方框架和模板后,运至顶层的方框架平台上,进行上一节的模板安装和方框架加固。如此周而复始,直至完成整个筒壁施工。
(2)模板安装方法:先安装内模板,后安装外模板,同一部位方框架内外同时安装,根据找好的中心,用调径杆调整筒壁半径及弧度,使外模板上沿口半径符合设计尺寸要求。紧固方框架安装时要通过调节斜撑角度来调整方框架的角度,使安装后的顶面保持水平。
(3)模板拆除方法:模板拆除时要顺着模板插口方向拆模,避免撬坏模板边角。强度要求:浇筑环梁上一节混凝土时,环梁混凝土强度强度达到100%,即不得小于20兆帕,方框架翻模时,下二节混凝土强度不得小于5兆帕,浇筑刚性环混凝土时,下三节混凝土强度不得小于10兆帕。
3.筒壁钢筋工程
1)钢筋绑扎顺序:钢筋绑扎顺序应为:内层竖向钢筋→→内层环向钢筋→安内层垫块→→外层竖向钢筋→→外层环筋→拉结筋→安外层垫块→→预埋混凝土套管后穿对拉螺栓。内层钢筋绑扎完,进行内模安装。
2)钢筋的安装:①根据规范规定及考虑模板高度、搭接长度,合理计算出每节竖向筋长度,给出筒壁钢筋施工指示图表以满足接头率要求用水泥砂浆垫块控制钢筋保护层,每块模板至少放3块。②为了防止大风情况下竖向钢筋的晃动影响钢筋位置的准确性及新浇筑混凝土与钢筋间的握裹力,应在模板上方1.5米处左右个绑扎1—2道环向筋,同时用“∽”形钢筋拉钩配合控制保护层和内外层钢筋间距。
3)筒壁钢筋接头:竖向钢筋同一截面接头率33%,水平钢筋同一截面接头率25%。
4.筒壁混凝土工程
1)混凝土的运输与浇筑:
(1)35米以下垂直运输方法:钢筋、模板工程检查合格后进行混凝土的浇筑,筒壁前35米以下用混凝土罐车运输到泵车处,由泵车直接泵送到浇筑位置。
(2)35米以上垂直运输方法:使用施工升降机和安装在平桥塔身上的混凝土拖式泵泵管做垂直运输,保证混凝土在塔上水平运输时均衡连续。拖式泵选用高压型,泵送能力达到150米的高度;拖式泵泵管竖向安装在平桥塔身标准节的斜撑上,地面安装的水平向拖式泵泵管应在拖式泵和平桥处设置混凝土墩台,将泵管牢牢卡住,防止泵送混凝土时泵管对平桥塔身产生水平推力。
(3)水平运输方法:平桥及环型走道板作为水平运输通道,小推车运输布料,人工浇筑。混凝土浇筑从平桥对面点处开始,分别向平桥口处浇筑,最后汇合一处。
(4)浇筑方法:混凝土按模板高度采用斜面分层浇筑,分层厚度500毫米,使用50振捣棒,振捣间距不大于300毫米.
2)螺栓孔处理:首先将M16对拉螺栓从筒壁中取出,然后用水:水泥和石棉绒搅拌赌孔(该配比无收缩混凝土),由筒壁内外两侧同时填补捣实,进行螺栓孔封堵,确保螺栓孔处筒壁表面与其他部位颜色一致。
3)混凝土采用涂刷养护液养护。混凝土拆模后应及时涂刷混凝土养护液,涂层薄膜均匀、光滑、平整,颜色一致,无气泡、留挂和剥落等缺陷。
5.刚性环施工
空冷塔顶部刚性环外挑1.5米,厚度450毫米,较普通的水塔刚性环厚,施工难度大,施工时下一板混凝土浇筑完后,直接在方框架上铺设刚性环梁底模,内侧模板采用筒壁专用模板,外侧及底模采用竹胶板,侧模采用对拉螺栓与钢筋围懔进行加固,同时由于悬挑的长度较长,为保证底模的支撑的可靠度,底模支撑又加了一道斜支撑与最下层模板连接。混凝土浇筑后在检修孔和刚性环外侧预埋栏杆埋件上悬挂拆模三脚架拆除模板。
6.施工升降机附着与缆风绳装置安装:
(1)施工升降机附着装置安装:
1)安装要求:当升降机的导轨安装高度超过9米时,应当安装第一套附着装置,该附着架距基础顶面高度为6—9米(也可视具体情况而定),以后每隔6米安装一道附着架,最上面一道附着架(含临时附着)以上的导轨架悬出高度不得超过12米。
2)附着架螺栓的紧固顺序:必须从升降机往平桥方向依次紧固,调节杆最后一步张紧并将调节杆两端的螺母背死。因为附着架同时有调节升降机导轨垂直度的作用,如果反方向紧固附着架装置螺栓,那么附着架不但失去了调节导轨架垂直度的作用,而且会加大升降机导轨架有垂直偏差。
(2)平桥缆风绳装置安装
液压顶升平桥独立高度为35米(前桥施工通道平面距基础顶面距离),施工平面高于35米时,必须安装第一道附着装置。第一道附着高度为31米,第二道及以上附着间距为25米,可适用水塔最大高度为180米。平桥附着为缆风绳软附着,附着装置的安装步骤如下:
1)设置预埋件:预埋件布置时必须通过塔身中心呈正“十”字形;筒壁埋件间距不小于1.5米,防止拉力集中,破坏筒壁混凝土结构。预埋件的布置方式如图:
2)安装连接耳架和滑轮:在已设置的预埋件上安装连接耳架和滑轮时,两个滑轮必须平放,另一个滑轮必须竖放,竖放滑轮是为了将钢丝绳引向地面。连接耳架和滑轮安装如图:
3)安装抱箍与十字顶杆:标准节的4个抱箍安装在标准节中框处且卡在卡块上,中间顶撑十字顶杆;先将抱箍上的螺栓拧紧并锁紧防松螺母,再将十字顶杆顶紧并锁紧防松螺母。抱箍与十字顶杆安装如图:
4)穿绕钢丝绳:钢丝绳型号采用18A6×19W FC1670ZZ178.6(GB8918—88),钢丝绳的单根预拉力1800千克.4个角的穿绕方式相同,首先钢丝绳一端固定在抱箍的锁紧套上,然后穿绕第一个筒壁上的水平滑轮和第二个水平滑轮,经抱箍上的滑轮后与筒壁上的竖向滑轮绕过,最后引向地面。每个角穿绕方式如图:
5)软附着校正塔身垂直度:钢丝绳穿绕完毕后,采用捯链分两步拉紧,每次拉紧均对称同步进行。第一步,4根绳端采用大小相同的拉力拉紧;第二步,采用全站仪或经纬仪测试塔身垂直度,当垂直度达不到要求时,适当增大或减小某侧绳端拉力进行调整,直至达到垂直度的要求。固定好绳端,防止松弛。
7.调整系统高度及工作幅度
液压顶升平桥的顶升增高是随着水塔施工进度进行加高的,应保证前桥工作面基本与施工面相平。并且前桥长度随水塔内收而拆卸变短,喉部时前桥长度最短。因此平桥在施工工程中随着筒壁的增高不断调整高度、前桥的长度、后桥的配重。
a.塔身高度的调整方法该机桥身标准节附带有3个小短节,1节为1.25米,1节为0.9米,1节为0.625米,该3个短节仅作高度调节使用,在安装后须进行下次顶节时必须拆除并吊至地面放好留用。顶升过程与塔吊塔身安装相同。
b.前桥的调整方法前桥的长度随着水塔高度增加筒径内收,需要逐渐变短,前桥的长度每次拆卸可变短1.2米,其拆卸操作方法如下:拆去需要拆卸节上表面的铺板用小吊车吊住需拆卸节并使钢丝绳稍有张力;拆去需拆卸节与后节的三个连接销轴;用人力将需拆卸节与后节分离,然后用小吊车送至地面;用小吊车吊减配重。
c.后桥的调整每次顶升前根据现场实际情况调整前桥长度后,必须按规定调整移动配重块与固定配重块的数量,保证平桥整机的平衡。
8.平桥的拆卸
施工完毕即可进行平桥的拆卸工作,其拆卸步骤为:
a.降塔利用液压顶升系统将平桥降到初装高度,标准节的拆卸方法为:将顶升横梁两端的销轴穿入标准节上的踏步孔内(油缸全伸出状态);拆除桥身顶部套架的8套连接螺栓及需拆卸节与下部桥身的连接螺栓并用引进小车挂住被拆节;启动泵外伸油缸将套架稍顶起10—20毫米;找好前后平衡后继续伸油缸使被拆节与下部桥身分离;推出被拆节全部缩回油缸使卡爪卡在标准节踏步上表面上;卡爪受力后拔出顶升横梁两端销轴并使油缸全部伸出插入下一个踏步孔;稍伸油缸使卡爪不受力后翻并锁定;将油缸全部缩回使套架上部与桥身顶部接触;用小吊车将被拆节吊放到地面即完成一个标准节的拆卸重复上述即可实现平桥的下降。
b.锚固装置的拆卸
在降塔到锚固点时须拆除锚固装置,其步骤为:拆除缆风绳、拆除锚固框、吊移至地面。
c.缆风绳的拆除
在抱箍紧固套上预留出来的钢丝绳头用麻绳连接牢固,松开紧固套钢丝绳头,人站在地面上拉送绳头,缓慢放下钢丝绳。当钢丝绳全部到达地面后,解开麻绳,缓慢收回。这样依次拆除其他软附着钢丝绳。
d.整体拆卸
平桥降到初装高度即可进行整体拆卸,其步骤为:拆除剩余配重→移动平衡重到后桥最根部→拆卸前桥→拆卸移动平衡重→拆卸后桥→拆卸小吊车配重→拆卸小吊车臂架及尾拉杆→→拆卸小吊车塔身→拆卸小吊车转台→拆下顶升套架→拆下基础标准节。