鋼筋混凝土煙囪電動提升無井架操作平臺翻模施工技術

新疆生產建設兵團第五建筑安裝工程公司 石河子 832000

1 工程概況

背景工程為新疆天業自備電廠（2×300MW機組）210 m煙囪工程，煙囪中心坐標A=1 132.95 m，B=1 708.45 m，±0.00 m相當于絕對高程419.30 m，基礎埋深-4.5 m。煙囪為鋼套筒式結構，外筒為鋼筋混凝土薄殼結構，高度207 m；內筒為耐酸鋼套筒，內筒φ7.6 m，高210 m。筒壁基礎底板外半徑15.5 m，環壁下口寬度1.5 m，上口寬度0.8 m。筒身外側65 m以下坡度0.06；65～115 m的坡度為0.03；115 m以上的坡度為0.00。±0.00 m處最大外半徑10.9 m，最大壁厚0.6 m；上部最小外半徑5.5 m，最小壁厚0.3 m。內外筒之間在65 m、97.5 m、130 m、162.5 m、195 m、206 m高度設鋼平臺，平臺之間設上下鋼爬梯1道。

2 工程特點

該工程為套筒式結構，鋼筋混凝土外筒壁設計半徑較大，鋼筋、模板和混凝土的工程量均較大，要求機械設備的垂直運輸能力較強；另外內筒要在外筒施工完后才能施工，故要求鋼筋混凝土筒壁施工能相對提前完成。

3 方案實施

3.1 工藝原理

電動提升無井架操作平臺是通過電機和安裝在電機上的螺旋桿實現架體上下相對運動，完成向上提升操作平臺的工作任務。無井架操作平臺梁固定在有滑動裝置的提升架體上，提升架體分主架體和副架體（主副架體內均有組合滑輪滑動），提升主架體安裝有電動機（帶有螺旋桿）、爬梯、腳手板支架，提升副架體安裝有螺母（配套螺旋桿）。由電機的正反轉不斷交替來提升無井架操作平臺，每次提升高度1.5 m。其工藝為：筒壁第1次鋼筋綁扎、安裝高度達到3.0 m以上，安裝第1層模板，澆筑第1層混凝土， 待混凝土澆筑至距模板上口50～80 mm時安裝第2層模板；在澆筑至距第2層模板上口50～80 mm時，電動提升無井架操作平臺提升高度1.5 m（即模板節高度），綁扎第3層鋼筋，安裝第3層模板，澆筑第3層混凝土， 在澆筑至距第3層模板上口50～80 mm時，拆除第1層模板并將拆除下來的模板與第3層模板連接。如此反復循環向上提升無井架操作平臺，并且進行鋼筋綁扎、模板拆裝、澆筑混凝土的施工，完成筒壁結構結頂[1,2]。

模板采用3套鋼模板或膠合板模，每套（節）模板高度1.5 m，截面幾何控制采用套管和對拉螺栓外加箍環加固。加強模板高度1.5 m，由鋼板、型鋼、抗剪螺栓組成。

鋼筋混凝土煙囪電動提升無井架操作平臺翻模原理裝置詳見：無井架操作平臺裝置剖面（圖1）、無井架操作平臺裝置平面（ 圖2）、電動提升內、外架（圖3）、 鋼筋混凝土煙囪電動提升無井架操作平臺翻模系統裝置（圖4 ）。

3.2 施工工藝流程

圖1 無井架操作平臺組裝剖面

圖2 無井架操作平臺裝置平面

圖3 電動提升內、外架裝置

圖4 鋼筋混凝土煙囪電動提升無井架操作平臺翻模系統裝置

施工準備→±0.00 m以上預留傳力桿孔，并與加強模板連接傳力桿→組裝無井架操作平臺→提升主、副架體及傳力系統→垂直運輸系統→電控系統→內外架體安全防護→系統調試→綁扎第1層鋼筋、安裝第1層模板、澆筑第1層混凝土→電動提升無井架操作平臺（高度1.5 m）→綁扎第2層鋼筋、安裝第2層模板、澆筑第2層混凝土→電動提升無井架操作平臺（高度1.5 m）→綁扎第3層鋼筋、安裝第3層模板、澆筑第3層混凝土→電動提升無井架操作平臺（高度1.5 m）→綁扎鋼筋、拆除第1層模板、向上翻模并安裝模板、澆筑混凝土→循環向上直到頂部→拆除電動提升無井架操作平臺及模板。

3.3 操作要點

3.3.1 無井架操作平臺系統組裝

1）首先在地面上組裝鼓圈、安裝輻射梁、鋼環梁、輻射梁斜拉索、鋪設平臺板形成為操作平臺，同時組裝隨升架、小拔桿、集料斗等，其次用汽車吊將操作平臺吊裝在筒壁中央，再將隨升架、小拔桿、集料斗等安裝在操作平臺上。然后穿鋼絲繩連接在卷揚機上。

2）安裝操作平臺拉桿時，應仔細調整拉桿的拉力，使各拉桿的拉力基本一致，保持在同一水平面上，為了抵消下面的荷載，并使操作平臺中心起拱，起拱的高度宜為平臺直徑的0.1%～0.3%。之后進行隨升架體、小拔桿、吊斗及吊籠安裝與調整，再進行操作平臺鋪板及腳手板安裝。

3.3.2 電動提升設備安裝

電動提升裝置組裝包括：內外模板系統、操作平臺系統、同步電機門架提升系統、卷揚機、鋼絲繩、電氣控制器、料斗及吊籠。安裝步驟：提升時，先向電機架擋塊下方的加強模板上擋塊鎖孔上插上擋銷，開動電機使其正轉，通過大梁升降螺母將大梁上提，和大梁相連的鋼梁及其上的工作平臺隨之上提至所需高度時停下電機，此時，向大梁擋塊下方、加強模板的鎖孔上插上擋銷，并拔出電機架擋塊下方的加強模板上擋塊鎖孔上的擋銷，再使電機反轉，使電機架沿大梁向上滑動，至所需高度時在電機架擋塊下方的加強模板上的擋塊鎖孔上插上擋銷，再需提升大梁時，取出大梁擋塊下方的加強模板上擋塊鎖孔上擋銷，再使電機正轉，不斷提升工作臺，直至煙囪頂部。

3.3.3 模板翻模

1）模板采用高度為1.5 m的鋼模板至少3套，進行翻轉施工。

2）模板安裝時，收分模板必須沿圓周對稱成雙布置，每對的收分方向應相反。

3）模板安裝接縫及收分模板的搭接邊應嚴密、不得漏漿。每次模板翻轉安裝完后，應對其半徑、坡度、壁厚、鋼筋保護層等進行檢查校正，合格后方可進行下一工序。

4）混凝土強度達到設計強度的50%時，可拆除模板，每次拆完模板后應把模板表面修理平整、雜物清理干凈，并及時在模板上涂刷脫模劑。當模板出現變形及脫焊時應及時維修，對于變形嚴重的模板應及時進行更換。

3.3.4 鋼筋連接

1）橫向鋼筋的長度一般不宜大于7 m。當要求加長時，應適當增加操作平臺寬度。

2）豎向鋼筋的直徑小于或等于12 mm時，其長度不宜大于6 m。連接采用直螺紋。

3）每一澆筑層混凝土澆筑完后，在混凝土表面以上至少應有一道連接好的水平（橫向）鋼筋。

4）豎向鋼筋連接后，其上端應用限位支架等臨時固定。

5）筒壁雙層配筋，其立筋應成對并立排列，鋼筋網片間應有A字形拉結筋或用焊接鋼筋骨架定位。

6）洞口上下兩側橫向鋼筋端頭應連接平直、整齊，有足夠鋼筋保護層。下口橫向鋼筋宜與豎向鋼筋焊接。

3.3.5 預埋件

1）預埋件的留設位置與型號必須準確。預埋件的標高、位置、型號及數量要逐一核對。

2）預埋件的固定，一般可采用短鋼筋與結構主筋焊接或綁扎等方法連接牢固，但不得突出模板表面。模板提升越過預埋件后，應立即清除表面的混凝土，使其外露，其位置偏差不應大于10 mm。

3）對于安放位置和垂直度要求較高的預埋件，不應以操作平臺上的某點作為控制點，以免因操作平臺出現扭轉而使預埋件位置偏移。應采用線錘吊線或經緯儀定垂線等方法確定位置。

3.3.6 加強模板、銷孔鋼板及抗剪螺栓

1）加強模板采用鋼質材料，板面幾何尺寸與工作模板相同，螺栓孔為鉆眼孔，背面肋比工作模板凸出30 mm，背面肋螺栓孔為鉆眼孔，φ32 mm。

2）抗剪螺栓為對拉式，主要是傳力作用，將操作平臺、提升電機及架體、吊斗、小拔桿、導向鋼絲繩、安全防護、作業人員等的荷載傳遞到筒壁上。

3）銷孔鋼板為槽型鋼，上面分布有小方孔（即銷孔），插入擋銷傳遞操作平臺上傳來的所有荷載。

3.3.7 混凝土澆筑

1）用于施工的砂、石、水泥、水必須是通過檢驗的合格品，水泥宜使用同一廠家、同一品種的產品，以保證混凝土外觀色澤一致。

2）施工前應事先做好混凝土配合比的試配工作，其性能除應滿足設計所規定的強度、抗滲性、耐久性以及施工季節等要求外，混凝土早期強度的增長速度必須滿足翻模速度的要求，應使入模后的混凝土凝結速度與模板向上翻模速度相適應。

3）混凝土必須分層均勻雙向交圈澆筑，分層的厚度以25～30 cm為宜，每層澆筑的間隔時間應不大于混凝土的凝結時間。

4）每次提升后，應對拆除模板后的混凝土表面進行檢查。一般情況下，對混凝土表面作常規修整即可，若有裂縫或坍塌，應立即停止施工，并及時研究處理。

5）拆模后的混凝土應及時噴涂養生液或覆蓋塑料膜進行養護。

3.3.8 操作平臺提升

1）操作平臺提升前應嚴格檢查是否有障礙物影響提升。操作平臺一次提升一個模板高度（1.5 m），每次提升應在一個工作班內完成，提升時要使操作平臺均勻水平上升。并安裝限位控制器來控制提升水平標高，當提升不均衡時，須立即停止，并對各提升架進行水平調整后方可繼續提升。

2）在提升過程中，吊斗及拔桿應停止使用，吊架上不得堆放其他材料。

3.3.9 拆除

電動提升無井架操作平臺裝置的拆除（包括施工中改變平臺結構）采用解支法：即電動提升裝置、操作平臺、模板等按照安裝工序、流程逆向逐件拆卸，操作平臺在地面解體。

4 實施效果

該工程鋼筋混凝土外筒壁采用電動提升無井架操作平臺翻模施工，其施工速度快、操作簡單、易于掌握、安全可靠、用工少、勞動強度小、工效高，同時也降低了工程成本[3-6]。

通過使用該方法，主體工期僅用90 d即完成筒壁工程。筒身施工完畢經檢查垂直度最大偏差為25 mm，工程質量達到合格標準，該工程榮獲石河子市“明珠杯”、建工師“建工杯”及兵團“昆侖杯”優質工程獎。