600MW 機組脫硫MGGH超高腳手架施工工藝

邱洪安，彭 磊（四川電力建設二公司，四川成都610051）

600MW 機組脫硫MGGH超高腳手架施工工藝

邱洪安，彭 磊（四川電力建設二公司，四川成都610051）

本文對新建電廠脫硫首次采用MGGH裝置，該裝置支架為超高混凝土凈框架結構，施工腳手架搭設難度大，安全風險高，因此進行了專項設計計算。通過精心設計，嚴格施工，安全順利完成任務，具有一定的參照和借鑒作用。

混凝土結構；超高腳手架；搭設

1 工程概述

1.1 結構概況

為響應國家煤電節能減排升級與改造新要求，某火力發電廠2×600MW機組新建工程脫硫項目首次采用煙氣超低排放裝置（MGGH）。根據以往經驗，鋼結構支架腐蝕嚴重，需每年進行油漆防腐，維護成本高，因此本項目決定采用鋼筋混凝土框架結構，總高度 51.3m，從基礎頂 0.00m～頂層平臺49.5m，共 10層（包括▽-0.500m、▽6.000m、▽12.000m、▽17.000m、▽22.000m、▽27.000m、▽32.000m、▽37.000m、▽42.000m、▽49.500m），其中▽12.000m以下為氧化風機房，▽12.000m以上為MGGH支架，▽49.500m上含1.8m混凝土短柱。

該結構在12.000m層設計有110mm厚結構樓板，其余樓層結構均為框架柱及無板框架單梁組成，各層結構框架設計概況如下：

樓層 框架柱 框架梁（單位：mm） 樓板▽-0.500300×500、300×600、300×700、350×1100 /▽6.000 300×500、300×600、300×700、350×700、350×1100 局部110mm▽12.000 300×500、300×600、300×700、350×700、350×1100 110mm▽17.000 500×500、300×500、300×600、300×700、300×1100 /▽22.000 700×900300×500、300×600、300×700、350×1100 /▽27.000 （▽12.000300×500、300×600、300×700、350×1100 /以下局部▽32.000 400×400）300×500、300×600、300×700、350×1100 /▽37.000 300×500、300×600、300×700、350×1100 /▽42.000 300×600、350×700、300×1100 /▽49.500 800×1600、700×1400、600×1400、350×1100、300×/ 700、300×600

本工程滿堂支架及外腳手架基礎計劃從回填土后±0.000標高開始搭設，根據建質［2009］87號文件（關于印發《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的通知）的規定，本工程涉及搭設高度50m及以上落地式鋼管腳手架、集中線荷載20kN/m及以上模板工程，需要進行專家論證。

考慮到本工程結構形式，落地式滿堂支架擬從回填土后± 0.000標高開始隨結構施工搭設至49.5m，即所有樓層滿堂支架立桿均按▽49.500層（最不利荷載層）來布置（▽12.000以下超出范圍另外搭設）。高大模板支架與落地式滿堂架（包括安全防護外架）全部連結形成整體。

本工程9層框架結構應逐層澆筑，下一層混凝土養護強度應達到70%后，方可搭支上一層結構，每層混凝土澆筑時應留置同條件試塊，通過試壓確定強度是否達到。

本方案針對①▽49.500層截面尺寸為 800×1600、300× 700框架梁及②50m高落地式滿堂支架平臺分別進行設計計算。其它截面梁：700×1400、600×1400、350×1100參照800× 1600（▽49.500）搭設；300×500、300×600及低樓層350×700參照300×700（▽49.500）搭設；▽12.000樓板模板支架搭設參照滿堂支架（▽49.500）搭設。

回填土夯實后，地基承載力必須≥120MPa，現場應通過回填土密實度檢測確定，滿堂架搭設前，回填土上部澆筑150mm厚C15素混凝土墊層作為滿堂架支承面。回填土、墊層四周設置排水溝，確保滿堂架支承面排水暢通、支架基礎不泡水。

1.2 材料參數

序號 材料 使用位置 備注1 φ48.3×3.6鋼管 滿堂支架、模板支撐 （驗算取φ48×3.0鋼管）2 可調托座 立桿頂部 厚度：盤扣式≮6mm，扣件式≮5mm螺桿外徑≥36mm 3 18厚膠合板 模板面板4 50×100方木 模板次楞 （驗算取45×90）5 φ48.3×3.6鋼管 模板主楞 （驗算取φ48×3.0鋼管）6 M14對拉螺栓 穿梁螺栓

1.3 荷載參數

?

1.4 框架梁模板及支撐方案

?

1.5 滿堂支架及110厚樓板模板方案

注：滿堂架水平桿沿架體縱、橫向雙向滿拉，頂步水平桿與模板支撐點之間的距離不得大于500mm。

本滿堂支架施工進度與主體結構施工進度同步，施工工期50d。

2 滿堂支架計算

2.1 架體參數

滿堂腳手架長度L（m） 25.9 滿堂腳手架寬度B（m） 24.5腳手架搭設高度H（m） 49.5 縱橫向水平桿步距h（m） 0.9立桿縱距la（m） 0.9 立桿橫距lb（m） 0.9橫桿與立桿連接方式 單扣件 扣件抗滑移折減系數 1立桿布置形式 單立桿 平臺橫向支撐鋼管類型 單鋼管立柱間縱向鋼管支撐根數n 2 立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度a（m） 0.3立桿計算長度系數μ 2.176 縱向鋼管驗算方式 三等跨連續梁橫向鋼管驗算方式 三等跨連續梁

2.2 荷載參數

腳手架鋼管類型 φ48×3 每米鋼管自重g1k（kN/m） 0.033腳手板類型 木腳手板 腳手板自重標準值g2k（kN/m2） 0.35欄桿、擋腳板類型 欄桿、木腳手板擋板 擋腳板自重標準值g3k（kN/m） 0.17密目式安全立網自重標準值g4k（kN/m） 0.1 每米立桿承受結構自重標準值gk（kN/m） 0.1621材料堆放荷載q1k（kN/m2） 1 施工均布荷載q2k（kN/m2） 3平臺上的集中力F1（kN） 2 立桿軸心集中力F2（kN） 0省份 重慶 地區 奉節基本風壓ω0（kN/m2） 0.38 風壓高度變化系數μz 1.62風荷載體型系數μs 1.04 風荷載標準值ωk（kN/m2） 0.64

2.3 設計簡圖

搭設示意圖：

平臺水平支撐鋼管布置圖

平面圖

側立面圖

2.4 板底支撐（縱向）鋼管驗算

鋼管類型 φ48×3鋼管截面抵抗矩W（cm3） 4.49鋼管截面慣性矩I（cm4） 10.78鋼管彈性模量E（N/mm2） 2.06×105鋼管抗壓強度設計值［f］（N/mm2）205 縱向鋼管驗算方式 三等跨連續梁

G1k=g1k=0.033kN/m

G2k=g2k×lb/（n+1）=0.35×0.9/（2+1）=0.105kN/m

Q1k=q1k×lb/（n+1）=1×0.9/（2+1）=0.3kN/m

Q2k=q2k×lb/（n+1）=3×0.9/（2+1）=0.9kN/m

2.4.1 強度驗算

板底支撐鋼管按均布荷載作用下的三等跨連續梁計算。滿堂腳手架平臺上的無集中力。

q1=1.2×（G1k+G2k）=1.2×（0.033+0.105）=0.166kN/m

q2=1.4×（Q1k+Q2k）=1.4×（0.3+0.9）=1.68kN/m

板底支撐鋼管計算簡圖：

滿足要求！

滿堂腳手架平臺上增加集中力最不利計算。

q=q1+q2=0.166+1.68=1.846kN/m

q2=1.4×F1=1.4×2=2.8kN

板底支撐鋼管計算簡圖：

彎矩圖

Mmax=0.616kN·m

剪力圖

Rmaxf=3.858kN

σ=Mmax/W=0.616×106/（4.49×103）=137.194N/mm2≤［f］= 205N/mm2

滿足要求！

2.4.2 撓度驗算

滿堂腳手架平臺上無集中力

q′1=G1k+G2k=0.033+0.105=0.138kN/m

q′2=Q1k+Q2k=0.3+0.9=1.2kN/m

R′max=（1.100×q′1+1.200×q′2）×la=（1.100×0.138+1.200× 1.2）×0.9=1.433kN

ν=（0.677×q′1+0.990×q′2）×la4/100EI=（0.677×0.138+0.990× 1.2）×9004/（100×2.06×105×107800）=0.379mm≤min（900/ 150，10）=6mm

滿足要求！

滿堂腳手架平臺上增加集中力最不利計算：

q′=G1k+G2k+Q1k+Q2k=0.033+0.105+0.3+0.9=1.338kN/m

q′2=F1=2kN

板底支撐鋼管計算簡圖：

剪力圖

R′maxf=2.775kN

變形圖

ν=1.231mm≤min（900/150，10）=6mm滿足要求！

2.5 橫向支撐鋼管驗算

平臺橫向支撐鋼管類型 單鋼管 鋼管類型 φ48×3鋼管截面抵抗矩W（cm3） 4.49 鋼管截面慣性矩I（cm4） 10.78鋼管彈性模量E（N/mm2） 2.06×105鋼管抗壓強度設計值［f］（N/mm2） 205立柱間縱向鋼管支撐根數n 2 橫向鋼管驗算方式 三等跨連續梁

橫向支撐鋼管按照均布荷載和集中荷載下三等跨連續梁計算，集中荷載P取板底支撐鋼管傳遞最大支座力。

滿堂腳手架平臺上無集中力。

q=1.2×g1k=0.04kN/m

p=Rmax=1.979kN

p′=R′max=1.433kN

板底支撐鋼管計算簡圖：

彎矩圖

Mmax=0.478kN·m

剪力圖

Rmax=4.525kN

變形圖

Vmax=0.907mm

Vmax=0.907mm≤min｛900/150，10｝=6mm

σ=Mmax/W=0.478×106/（4.49×103）=106.459N/mm2≤［f］=205N/mm2

滿足要求！

滿堂腳手架平臺上增加集中力最不利計算

q=1.2×g1k=0.04kN/m

p=Rmax=1.979kN

p′=R′max=1.433kN

p2=Rmaxf=3.858kN

p′2=R′maxf=2.775kN

板底支撐鋼管計算簡圖：

彎矩圖

Mmax=0.769kN·m

剪力圖

Rmax=5.973kN

變形圖

Vmax=1.488mm

Vmax=1.488mm≤min｛900/150，10｝=6mm

σ=Mmax/W=0.769×106/（4.49×103）=171.269N/mm2≤［f］= 205N/mm2

滿足要求！

2.6 立桿承重連接計算

橫桿和立桿連接方式 單扣件 單扣件抗滑承載力（kN） 8扣件抗滑移折減系數 1

單扣件抗滑承載力設計值Rc=8.0×1=8kN≥R=4.525+2= 6.525kN

滿足要求！

2.7 立桿的穩定性驗算

鋼管類型 φ48×3 鋼管截面回轉半徑i（cm） 1.59鋼管的凈截面A（cm2） 4.24 鋼管抗壓強度設計值［f］（N/mm2）205立柱布置形式 單立桿 立桿計算長度系數μ 2.176每米立桿承受結構自重標準值gk（kN/m） 0.1621

考慮風荷載時，立桿的軸向壓力設計值

N=1.2×（NG1+NG2+NG3+NG4）+0.9×1.4×（NQ1+NQ2+ NQ3）=1.2×（8.093+0.283+0.153+0.09）+0.9×1.4×（0.81+2.43+2）=16.945kN

支架立桿計算長度：

L0=kμh=1.0×2.176×0.9=1.958m

長細比λ=L0/i=1958/15.9=123.145≤［λ］=250

滿足要求！

軸心受壓構件的穩定系數計算：

L0=kμh=1.204×2.176×0.9=2.358m

長細比λ=L0/i=2358/15.9=148.302

由λ查表得到立桿的穩定系數φ=0.316

考慮風荷載時：

ωk=μzμsω0=1.62×1.04×0.38=0.64kN/m2

Mw=0.9×1.4×ωk×l×h2/10=0.9×1.4×0.64×0.9×0.92/10= 0.059kN·m

σ=N/φA+Mw/W=16.945×103/（0.316×4.24×102）+0.059×106/（4.49×103）=139.611N/mm2≤［f］=205N/mm2

滿足要求！

2.8 立桿支承面承載力驗算

?

N=NG1+NG2+NG3+NG4+NQ1+NQ2+NQ3

=8.093+0.283+0.153+0.09+0.81+2.43+2=13.859kN

p=N/A=13.859/0.25=55.436kPa≤fg=fa×kc=120×1=120kPa滿足要求！

2.9 支架立面布置示意圖

滿堂腳手架正立面圖

滿堂腳手架側立面圖

3 施工工藝

回填土夯實后，地基承載力必須≥120MPa，現場應通過回填土密實度檢測確定，滿堂架搭設前，回填土上部澆筑150mm厚C15素混凝土墊層作為滿堂架支承面。回填土、墊層四周設置排水溝，確保滿堂架支承面排水暢通、支架基礎不泡水。

3.1 滿堂支架搭設工藝要求

（1）架設支撐鋼管前，應先在墊層支承面上彈出支撐位置，立桿應垂直，上下樓層支撐宜在同一豎向垂直中心線上，每根立桿底部均鋪設墊木。底座、墊板均應準確地放在定位線上，墊板宜采用長度不少于2跨、厚度不小于50mm的木跳板。

（2）模板支撐立桿頂部設置可調U形支托，可調托撐節點，立桿伸出頂層水平桿至梁板底支撐點的長度：≤300mm （已含螺桿伸出立桿長度≤200mm）。架體必須連續設置縱、橫向掃地桿 （距地≤200mm）和水平桿。

（3）在支撐體系內部所有結構柱、框架單梁部位均采用鋼管抱柱及抱梁方式進行剛性拉結，固結點豎向、水平間距均≤3m，抱柱（梁）范圍每側不少于1跨。

（4）掃地桿距地≤200mm，支架外圍周圈全環繞、內部雙方向每5跨設豎向連續加強型剪刀撐（搭接長度≥1m且不少于3個扣件連接，底端應與地面頂緊，水平夾角在45～60°之間），頂、底層及豎向剪刀撐頂部交點平面設加強型水平剪刀撐。

（5）剪刀撐設置：支架外圍周圈、內部雙方向每5跨設豎向連續加強型剪刀撐 （搭接長度≥1m且不少于3個扣件連接，底端應與地面頂緊，水平夾角在45～60°之間），頂、底層及豎向剪刀撐頂部交點平面設加強型水平剪刀撐。

（6）梁、板下立桿間距應成模數，水平連系桿縱橫拉通連接，梁、板下立桿嚴禁搭接接長，必須采用對接扣件連接；可調支撐螺桿伸出立桿頂端的長度應嚴格按規范執行，大橫桿居中設置，確保不偏心。

3.2 支架拆除

（1）支架拆除作業應按先搭后拆，后搭先拆的原則，從頂層開始，逐層向下進行，嚴禁上下層同時拆除，嚴禁拋擲。

（2）分段、分立面拆除時，應確定分界處的技術處理方案，并應保證分段后架體穩定。

（3）當立桿的水平橫桿超出2層時，應首先拆除2層以上的橫桿，當拆除最后一道水平橫桿時，應和拆除立桿同時進行。

（4）當拆除4～8m跨度的梁下立桿時，應先從跨中開始，對稱地分別向兩端拆除。

（5）對于多層樓板模板的立桿，當上層及以上樓板正在澆筑混凝土時，下層模板立桿的拆除，應根據下層樓板結構混凝土強度的實際情況，經過計算確定。

（6）作業人員在拆除過程中，應站在安全可靠的地方，嚴禁站在已拆或松動的模板上，或懸壁結構邊緣進行拆除作業。

4 監測監控措施

為保障滿堂支架施工安全，保證現澆混凝土工程施工質量，本工程擬采用如下支架監測方法：

（1）本工程鋼管支架位移及基礎沉降監測按照三等水準測量要求作業，現場配備的水準儀、經緯儀精度滿足監測要求。

（2）監測點布置：

架體每10m見方布置一個沉降及位移監測點，監測點宜布置在架體中部的水平橫桿上，并做好編號。

（3）監測預警值：

①沉降值：2mm；

②位移值：5mm。

（4）監測頻率：

①在滿堂支架和模板支撐體系搭設完成，及梁板鋼筋安裝完成，各進行一次監測。

②在澆筑混凝土過程中安排專人跟蹤監測，監測頻率0.5h一次；混凝土澆筑完成后每24h監測一次，至72h。

（5）當監測數據超過預警值時立即停止澆筑混凝土，疏散人員，并進行加固處理，處理完善后方可繼續施工。

5 結論

該方案經過專家論證并嚴格實施，保證了超高混凝土支架施工安全和施工進度，證明是安全的、可行的。

隨著國家能源安全發展戰略新要求，煤電新建項目將逐步增加超低排放裝置，傳統支撐結構也將發生改變，該方案將有一定的指導作用。

［1］《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）.

［2］《建筑施工臨時支撐結構技術規范》.

［3］《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）.

TM621

A

2095-2066（2016）29-0087-06

2016-9-17

邱洪安（1968-），男，高級工程師，大學本科，主要從事電力建設施工管理工作。