钢筋混凝土双曲线冷却塔通风筒施工方案

钢筋混凝土双曲线冷却塔通风筒施工方案火力发电厂采用的冷却塔绝大部分为钢筋混凝土双曲线冷却塔。这种构筑物体量大，形状复杂，塔高壁薄，施工难度大。通风筒是冷却塔的外壳，也是施工难度最大的部分。新疆拜城铁列克电厂双曲线冷却塔施工中，成功地使用了一种新方案——采用塔式起重机垂直提升；部分钢管马道、永久爬梯与活动钢梯相结合的上人通道；附着式脚手架；定型组合钢模板。该方案取得了较好的技术经济效果。该冷却塔淋水面积1000m2，塔高52m，混凝土总量1083m3。通风筒截面最大处中心直径37.046m，壁厚0.4m；喉部中心直径20.84m，壁厚0.12m；筒顶中心直径21.142m，壁厚0.12m。第1章通风筒施工第1节施工方案施工现场平面布置及立面见图5-14-l、5-14-2。环梁及通风筒下部浇筑阶段，安设2台15m高龙门架作垂直提升设备，分别设在塔筒南、北两侧。通风筒上部施工以1台TQ60/80塔式起重机进行垂直提升。搅拌站设在塔东北侧，设2台出罐容量350L的混凝土搅拌机。初期在西侧增设一临时搅拌站（因下环梁及通风筒底部混凝土量较大）。人行坡道置于风筒南侧，即塔外永久爬梯处。人行道用钢管脚手杆搭设，高12m，作为通风筒下部施工时的人员通道。上部利用塔外永久爬梯加活动钢梯作为施工人员上下梯道。通风筒的施工程序为：施工准备→检查半径及标高→模板分档→绑扎钢筋→拆除底层方框架及模板→安装模板及方框架→浇筑混凝土→养护。方框架及模板安装完毕并经检查校核尺寸、标高准确无误后，即可浇筑混凝土。出罐混凝土盛入料斗，用塔吊提升至操作平台上的卸料点，卸至运浆小车中，人工推运至工作面后用铁锨入仓、插入式振动器振捣。浇筑人员分4个小组，由两点开始分别向相反方向浇筑，最后在塔吊卸料点合拢。如此循环往复，既可保证上、下层混凝土浇筑间隔时间不超过2h，又可避免轻车、重运浆小车在脚手架上交错行进。混凝土浇筑层厚度为30cm，每节模板高1.5m，分5层浇完。塔吊的卸料点共2处，大致位于筒体任一直径的两端点上。混凝土采用机械喷水养护。在塔底安装1台扬程为60m的高压水泵，通过Φ75mm的钢管将水送至工作面，再联结1条绕塔一周的喷水管将水洒到混凝土面上。（喷水管用Φ25胶管制成，上钻Φ4喷水孔。）第2节施工方法1.混凝土及机具、材料的提升：塔吊置于通风筒东侧，轨道中心离塔筒最近处距离为5m。搅拌机、钢管井架人行道、通风筒弧长的一半均在吊装覆盖半径内。该工程的TQ60/80塔式起重机按高塔方案进行安装，最大提升高度65m，最大工作半径25m，最小起吊重量2.4t。提升混凝土用容积0.8m3的料斗，每次提升2盘混凝土（0.7m3）。塔吊直接将空料斗吊至搅拌机出料口处，装满混凝土后，同时进行垂直提升、水平移动和旋转，直至附着式脚手架顶部操作平台上的卸料点。料斗在空中停留的时间仅为垂直提升的时间。钢筋、手推车、振捣器等材料、机具亦用塔吊提升至操作平台上。混凝土浇筑完毕后，所有机具亦用塔吊运至地面。2.作业人员上下塔筒问题：搭设长7.2m、宽1.8m、高l2m钢管脚手架作为风筒底部的上人坡道，上部则利用永久爬梯加简易活动钢梯，随筒壁施工上延逐段安装。第一节永久爬梯利用钢管脚手架进行安装。塔吊将制作好的梯段吊装就位后，2名安装工人站在脚手架顶面，另外2人站在挂于附着式脚手架上的临时活动钢梯上，分别从上、下两端握住钢梯，校正对位后用螺栓固定。第2节永久爬梯安装时，下面2名安装工人站在已固定的第1节爬梯上操作，其余与第1节爬梯安装相同。附着式方框架及模板的每节高度是1.5m，永久爬梯每节长度为3.6m，在已安装的固定爬梯顶部至工作面的距离不足3.6m的情况下，用临时活动钢梯相连。临时活动钢梯用钢管焊成，亦为焊有护身围栏的封闭式结构，外围尺寸略小于永久爬梯。临时钢梯上端用螺栓固定在顶层脚手架的环向槽钢上，下端伸入永久爬梯的围栏内。这样，自地面至附着式脚手架顶面形成了一条封闭通道，操作人员可攀缘钢梯上下塔筒。第3节模板及脚手架工程附着式脚手架分两种类型——“方框架”和“三角架”。该工程采用方框架，其构造形式与普通方框架基本相同。然而，由于采用定型组合钢模板，引起一系列细部构造上的变化。模板高度比常规的冷却塔专用模板高20cm，方框架之间的档距也较专用模板宽30~40cm，因此，整个脚手架、模板系统不能完全套用有关文献的形式及尺寸，须重新设计。该工程采用工地现有的0.3m×1.5m定型组合钢模板，数量2100块。由于通风筒半径在竖向每一点都是变化的，模板上、下端每档宽度不同。定型组合钢模不像专用模板具有横向可调性，故用T形模板解决这一问题。每两块定型组合钢模板用U形卡组成一块“基本模板”，基本模板两侧各用螺栓拼接一块T形模板，使之具有横向可调性。每二榀方框架之间（每档）放2块基本模板。每档模板环向调节范围为1320~l400mm。因塔筒大部分向内倾斜，内侧模板侧压力较大，故在内侧每两榀方框架的中间设1根“内模斜撑”。内模斜撑用∟50×5制成，上端撑在钢模板的背面，下端用套箍及螺栓固定在环向槽钢上。内外模之间用￠18对销螺栓连接，用混凝土套管控制混凝土厚度。环向用￠48钢管及钩头螺杆将模板连成整体。底层对销螺杆承受全部施工荷载及3层脚手架的自重。、方框架的基本结构为一铰接三角形（见图5-14-3），用∟50×5角钢制造。方框架下部用[10环向槽钢与下层方框架联成整体。方框架上部亦设环向槽钢，槽钢顶面铺5cm厚木脚手板作操作平台。方框架共计3层，循环倒用。刚性环（上环梁）模板：常规作法是采用木模。我们的作法是底模用木模，内、外弧全部用定型组合钢模，支撑材料使用风筒方框架材料，个别杆件略加改制即可满足需要（图5-14-4）。与全用木模相比，节省木材4.5m3。（刚性环内外弧木模板拆除后损耗很大，且拆下后很难用于它处，基本上是一次性摊消）。第2章技术经济效果该方案与金属井架加天桥的常规方案相比，运输混凝土的速度明显优于后者。因为塔吊同时进行水平移动、旋转和垂直提升，将混凝土直接从搅拌机出料口运至操作平台，省去了常规方案从竖井架至操作平台的水平运输。用塔吊成捆运输钢筋，提升速度和重量都明显优于用井架顶部摇头扒杆进行提升的传统方案。底层钢管坡道、永久爬梯加临时活动钢梯的人员通道与竖井架的载人电梯相比，增加了工人的劳动强度，但对施工速度基本无影响。采用300mm×1500mm的定型组合钢模，每节模板比冷却塔专用模板增加了200mm高度，使整个风筒混凝土浇筑的总节数减少了13%，从而加快了施工进度。通风筒施工完毕无一伤亡事故，，说明施工方案在安全保障方面是可靠的。整个风筒混凝土施工仅用了102d，接近新疆同类工程施工的先进水平，可见施工方案是先进合理的。该施工方案与传统方案相比，节省设备购置费用40万元。冷却塔风筒完工后，塔吊及定型组合钢模可立即投入其它工程使用。