《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》是天津電力建設公司完成的建築類施工工法,完成人是於亮、崔虹、孫成江。適用於雙曲線帶肋冷卻塔及帶肋筒倉的筒壁施工。
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》主要的工法特點是重點對帶肋雙曲線筒壁的模板體系進行了改進;將3D數字信息新技術套用於模板排版效果設計中;確保帶肋塔的外觀效果。
2011年9月,《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名:帶肋冷卻塔筒壁施工工法
- 工法編號:GJEJGF347-2010
- 完成單位:天津電力建設公司
- 主要完成人:於亮、崔虹、孫成江
- 套用實例:山西陽城電廠二期8號帶助間接冷卻塔工程
- 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,附屬檔案,
形成原因
隨著工業和城市的迅速發展,火力發電廠的興建,需要大量的水循環以實現乏汽的冷卻、凝結。帶肋冷卻塔筒壁設計作為一種新型的結構型式,其抗風、抗震能力、整體穩定性和抗變形的能力均優於無肋的普通塔,且外觀上更加挺拔、美觀、造價低。截至2009年,在中國之外較流行,而中國尚剛起步,在2009年後的冷卻塔及筒倉的設計上不失為一個方向。
對於帶肋塔筒壁的施工,從凸肋的定位、元寶鋼筋的綁紮及凸肋模板體系的設計和支設、帶肋筒壁的混凝土澆築等環節都較普通無肋塔的施工增加了難度。
為此天津電力建設公司專門開展了對帶肋塔施工的技術攻關,並成功套用於寧夏水洞溝電廠一期一號間接空冷塔工程。
工法特點
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工法特點是:
1.在原有普通雙曲線冷卻塔筒壁施工技術的基礎上,重點對帶肋雙曲線筒壁的模板體系進行了改進,形成了自有的專利技術。
2.將3D數字信息新技術套用於模板排版效果設計中;確保帶肋塔的外觀效果。
3.由於帶肋筒壁的混凝土澆築量較普通水塔的大,採用了先進的垂直運輸機械——平橋和直線電梯配合,解決了帶肋塔筒壁的鋼筋儲運和混凝土澆築等施工需要。
操作原理
適用範圍
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》適用於雙曲線帶肋冷卻塔及帶肋筒倉的筒壁施工。
工藝原理
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工藝原理敘述如下:
帶肋塔筒壁施工採取三層翻模法,重點對於簡壁凸助的定位、模板體系及垂直和水平運輸等進行了改進。
1.三角架三層翻模法
將施工三角架和模板用對拉螺栓懸掛在已成形的混凝土筒壁上。以此作為操作平台,用調徑桿找正,進行其上一層模板、三角架安裝和混凝土澆灌等工作。三角架及模板共設定三層,在施工過程中三層三角架、模板循環交替向上使用。
2.筒壁凸助定位原理
確定凸肋半徑∶(圖1)採取雷射垂準儀配彎管目鏡,將塔中心點投測至空中接收靶的中心;利用雷射測距儀測出至接收靶斜距、該基準點和被測點水平距離和垂直距離,根據測出水平距離算出筒壁半徑誤差。
筒壁半徑誤差=R設計-R實際=R設計-(基準點至塔中心的水平距離+基準點到被測點的水平距離)。據此調整接收靶中心。
此外,利用接收靶上固定的鋼尺測出被測點的斜長r,根據設計圖紙計算出每兩條肋之間的弦長:
半徑r,圓心角a,弦長l,弦長與兩條半徑構成一個三角形,用餘弦定理:l=2r-2rcosα=2r(1-cosα)
用半角公式可轉化為l=2r×sin(α/2)
凸助的順直控制∶平分筒壁周長的凸肋,利用雷射經緯儀後視環梁下口n條肋後視控制點,測定每板凸肋的位置。此外,兩肋間單元的模板正確排序和接縫收分量的控制,對凸肋的定位起到覆核、調整作用。
3.帶助筒壁的模板體系
該工法採用普通雙曲線薄殼結構定型模板作為內模板;外模板按單元定製,即兩肋之間為一個單元,每單元採取中大邊小、凸肋單獨配模的方案。充分考慮到人員裝拆的便利且與內模相匹配凸肋
單元的中間三種定製的外模板均兩側收分;靠近凸肋根部的外模板單側收分。在控制定型模板加工數量,減少拼縫的前提下,既解決模板排版、製作問題,保證帶肋冷卻塔筒壁表面均勻、對稱、過渡自然的整體效果。又通過對變截面模板間連線的對拉螺栓孔採取橢圓形或開口結構設計,模板上下接縫處延伸並採取搭接翼緣板的坡口設計等使得施工更安全、工期更短(詳見1447429號專利)。
4.採用平橋和直線電梯作為垂直運輸機械。
平橋能根據塔的高度自動升降,可用做直線電梯的附著架;前橋可以根據塔的半徑變化而伸縮,並通過前橋與筒壁的連線形成塔壁施工的通道;平橋頂部配有旋轉吊車和混凝土的漏槽。為施工中人員、物料(鋼筋和混凝土)的水平垂直運輸提供了平台。
施工工藝
- 工藝流程
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工藝流程見圖2。
- 操作要點
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的操作要點如下:
一、帶肋筒壁的測量定位
1.投點定位,控制每條肋的位置
利用雷射經緯儀垂直投測至塔中心點接受靶。接受靶由4根ф8鋼絲繩從4個互相垂直的方向拖拉固定,用以塔心找正、調整,帶肋風筒每板半徑和每條凸肋的位置利用固定在塔中心圓盤上的鋼尺(測量拉力200牛),拉平拉直測量。每板再由塔內中心架設經緯儀設定一個永久點由此處轉角,用經緯儀轉角分肋定位的方式,結合覆核環梁處凸肋位置的標記,進行調整。此外,結合定製單元模組化的模板拼裝和接縫收分量的控制,再次覆核子午肋的曲度。
2.機械影響區域由平橋節內穿尺定位。
二、帶肋筒壁的模板體系
帶肋的雙曲線薄殼結構筒壁的配模是一個難點和重點,公司在原有的雙曲線薄殼結構模板的基礎上,大膽創新,經過方案對比、篩選,確定了一套適用於帶肋雙曲線薄殼結構的配模系統——帶肋筒壁模板體系(專利技術)。
1.套用3D數字信息技術進行筒壁模板排版設計
由於帶肋冷卻塔筒壁均勻設計子午肋的特殊性,需運用3D設計軟體按比例進行排版設計,預測最終的排版效果,以確定排版方案(圖3)。
採用普通雙曲線薄殼結構的模板為內模;外模定製高度與內模匹配,以兩肋之間為一個單元,每單元採取中大邊小、凸肋內外單獨配模的方案。
2.凸肋的內、外模板
首先根據設計凸肋的尺寸,計算確定凸肋處內外模板的寬度,並對凸肋的模板進行特殊設計:模板雙側收分,對拉螺栓孔由圓形改為橢圓形或開口設計,模板的上下銜接採取陰陽搭接的形式(圖4)。
3.凸肋單元的中間三種定製的外模板均兩側收分;靠近凸肋根部的外模板單側收分(具體數值可以根據實際確定)。
4.變截面模板間連線的對拉螺栓孔採取橢圓形或開口結構設計,模板上下接縫處延伸並採取搭接翼緣板改進為坡口形式,施工縫接茬效果明顯改善,拆裝方便、安全。
5.模板是設計必須經過負荷計算,合格後方可加工、製作和使用(計算書見附屬檔案)。
三、鋼筋綁紮
鋼筋的垂直運輸採用平橋上自備的吊車和施工電梯來完成。鋼筋綁紮順序為:內層豎向鋼筋→內層環向鋼筋→安內層墊塊→外層豎向鋼筋→外層環筋→拉結筋→凸肋豎向筋→凸肋元寶筋→安外層墊塊→預埋混凝土套管後穿對拉螺栓。鋼筋綁紮完,即進行內外模安裝。
主要控制凸肋元寶鋼筋的加工尺寸、安裝保護層厚度和豎向鋼筋接頭位置。根據規範規定及模板高度、鋼筋接頭的位置,計算出每節豎向筋長度,列出每節筒壁鋼筋施工指示圖表以滿足接頭率要求。用水泥砂漿墊塊控制鋼筋保護層,每塊模板至少放3塊。為了防止大風情況下豎向鋼筋的晃動影響鋼筋位置的準確性及新澆築混凝土與鋼筋間的握裹力,應在模板上方1.5米處左右綁紮1~2道環向筋,同時用“∽”型鋼筋拉鉤配合控制保護層和內外層鋼筋間距。
四、模板的總體拼裝(圖5)
組裝前將內外模板清理乾淨、刷好脫模劑,採用M16對穿螺栓緊固。支模時首先將凸肋處的模板定位,然後依次定位中間的三塊大模板、兩塊邊部模板(以小模板進行調節)支模,最後安裝連線模板。內模與外模對稱支設。
支外模板時應在施工縫處理及鋼筋綁紮合格後進行,內模板安裝就位後,緊固對拉螺栓,再用調徑桿調整筒壁半徑及弧度,使外模板上沿口半徑符合設計尺寸要求。在測量模板半徑時拉尺套用力均勻,避免忽松忽緊,造成人為誤差,因此採用彈簧秤,拉力為200牛時測設。外模安裝與內模對應,模板連線卡擰緊,安裝過程中,不得有灰渣等雜物落入施工縫。
模板的組合安裝應加強質量驗收工作,單元間模板的安裝順序嚴格控制,嚴禁出現模板錯用、亂用現象。
支撐三角架系統必須經安全計算方可使用,計算見附屬檔案。三角架內外同時安裝,就位後的三角架在沒有上頂撐前不得作為受力支撐使用。三角架安裝時通過調節斜撐角度來調整三角架的角度,使安裝後的頂面保持水平。內外模板間的混凝土套管在安裝前,仔細查對編號,校對長度,分清上、下層,以免放錯。對拉螺栓及所有桿件間的螺絲均擰緊。內、外模板安裝後,立即鋪設走道板,安裝欄桿、安全網等,以保證平台上面的施工人員的安全。
五、模板拆除:利用三角架吊籃板拆除模板。要順著模板插口方向拆模,避免撬壞模板邊角。模板拆除過程中同時將螺栓抽出來,以備周轉使用。
六、垂直運輸機械—平橋的套用(圖6、圖7)。
由於帶肋塔風筒高度高,半徑大,鋼筋及混凝土量大,因此在塔內立2台YDQ26×25-7液壓頂昇平橋,每台附2組SC200/200多功能施工升降機,來完成垂直運輸物料、澆築混凝土及施工人員的通行。
自升式平橋既可以做為直線電梯的附著架前橋步道可以根據塔的半徑變化而伸縮與筒壁的連線,成為行走及倒運材料的平台。頂部配有旋轉吊車和混凝土的漏槽,滿足物料的吊運和混凝土的澆築。平橋的附著系統採用筒壁處預埋生根點,利用鋼絲繩與筒壁連線,從而達到附著要求。
七、混凝土澆築
由於凸肋部分混凝土截面較小,施工時均較普通冷卻塔的筒壁澆築難度加大。鋼筋、模板工程檢查合格後進行混凝土的澆築,風筒前35米以下用汽車泵直接澆築。其餘使用施工電梯做垂直運輸,平橋及環型走道板作為水平運輸通道,小推車運輸布料,人工澆築。混凝土澆築從兩個平橋的1/4處兩點開始,分別向平橋通道口處澆築,最後匯合一處。澆築混凝土時用直線電梯運送至漏槽並儲存,然後底口處採用小推車接料並轉運。
澆築帶肋塔筒壁時,需先澆築每單元的凸肋部位,控制混凝土的砂石級配和坍落度,同時採用30(小型號)的振搗棒,避免振搗時出現用力過猛造成模板的變形及漏漿現象。
施工縫凹槽處理:帶肋筒壁上下層水平施工縫,除利用上下層模板坡口延伸搭接外,施工縫進行凹槽處理,澆築後水平縫並用木抹搓平用鋼絲刷拉毛處理。
螺栓孔處理:首先將M16對拉螺栓從筒壁中取出,然後用微膨脹混凝土,由筒壁內外兩側同時填補搗實,進行螺栓孔封堵,確保螺栓孔處筒壁表面與其他部位顏色一。
混凝土養護∶混凝土拆模後應及時塗刷混凝土養護液,塗層薄膜均勻、光滑、平整,顏色一致,無氣泡、留掛和剝落等缺陷。
- 勞動力組織
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的勞動力組織見表1。
序號 | 單項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 管理人員 | 4 | ╱ |
2 | 技術人員 | 3 | ╱ |
3 | 模板工 | 80 | ╱ |
4 | 鋼筋工 | 30 | ╱ |
5 | 混凝土 | 13 | ╱ |
6 | 雜工 | 20 | ╱ |
╱ | 合計 | 150人 | ╱ |
參考資料:
材料設備
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》無需特別說明的材料,採用的機具設備見表2。
序號 | 名稱 | 規格型號 | 數量 | 備註 |
1 | 雷射經緯儀 | ╱ | 1台 | ╱ |
2 | 雷射測距儀 | ╱ | 1台 | ╱ |
3 | 水準儀 | S6 | 1台 | ╱ |
4 | 圓盤鋸 | 1台 | ╱ | ╱ |
5 | 平刨 | 1台 | ╱ | ╱ |
6 | 壓刨 | 1台 | ╱ | ╱ |
7 | 台式電鑽 | 1台 | ╱ | ╱ |
8 | 鋼筋調直機 | 1台 | ╱ | ╱ |
9 | 鋼筋碰焊機 | 1台 | ╱ | ╱ |
10 | 鋼筋切斷機 | 3台 | ╱ | ╱ |
11 | 鋼筋彎曲機 | 2台 | ╱ | ╱ |
12 | 60型攪拌機 | 1台 | HTZ-60 | ╱ |
13 | 汽車泵 | 1台 | 42米臂桿 | ╱ |
14 | 汽車泵 | 1台 | 37米臂桿 | ╱ |
15 | 混凝土罐車 | 6輛 | ╱ | ╱ |
16 | 液壓頂昇平橋 | 2台 | ╱ | ╱ |
17 | 直線電梯 | 4台 | ╱ | ╱ |
18 | 小推車 | 30輛 | ╱ | ╱ |
19 | 電焊機 | 6台 | ╱ | ╱ |
20 | 插人式振搗器 | 16台 | ╱ | ╱ |
21 | 振搞棒 | 30條 | ╱ | ╱ |
22 | 角磨砂輪 | 20個 | ф125 | ╱ |
23 | 線軸 | 10軸 | ╱ | ╱ |
24 | 無齒鋸 | 2台 | ╱ | ╱ |
25 | 鋼筋套絲機 | 4台 | ╱ | ╱ |
參考資料:
質量控制
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的質量控制要求如下:
1.執行標準及質量要求
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》質量標準按照《混凝土結構工程施工及驗收規範》GB 50204、《電力建設施工質量驗收及評定規程第1部分》土建工程DLT 5210.1、《鋼筋機械連線通用技術規程》JCJ 107《鋼筋等強度剝肋滾壓直螺紋連線技術規程》QJY 16、《電力建設安全操作規程》DL 5009.1等相關規範以及設計圖紙要求進行質量控制。帶肋筒壁施工主要質量標準見表3。
序號 | 檢查內容 | 允許偏差 | 備註 |
1 | 簡體中心到頂偏差(及任何一標高點中心線垂直偏差) | ≤35毫米 | ╱ |
2 | 任一截面筒壁厚度偏差 | +10~-5毫米 | ╱ |
3 | 任何截面的半徑偏差 | +20~-15毫米 | ╱ |
4 | 內、外表面平整度(同塊模板) | ≤3毫米 | ╱ |
5 | 上、下節水平施工縫處平整度 | ≤1.5毫米 | ╱ |
6 | 簡體總高度偏差 | ±100毫米 | ╱ |
7 | 外徑周長偏差 | +20~0毫米 | ╱ |
8 | 拆模後預埋件標高偏差 | +2~-5毫米 | ╱ |
9 | 拆模後預埋件中心線偏差 | ≤10毫米 | ╱ |
10 | 簡體頂中心偏差 | <100毫米 | ╱ |
11 | 整體觀感 | 筒體順直、表面平整潔淨、線條流暢,色澤一致,原污染物清除乾淨 | ╱ |
12 | 模板拼縫 | 表面無錯台,水平成直線,且無漏漿痕跡、起砂 | ╱ |
13 | 堵孔 | 表面平整、粘結牢固、無明顯色差 | ╱ |
14 | 埋件、孔洞 | 埋件與混凝土面平齊。預留孔洞位置準確,邊線順直 | ╱ |
2.作業過程中的關鍵控制點(表4)
序號 | 關鍵控制點 | 控制內容 | 備註 |
1 | 凸肋的定位 | 符合設計子午線的曲度 | ╱ |
2 | 帶肋冷卻塔的外模凸肋單元間的收分最大切向間隙的控制 | 滿足設計要求 | 通過凸肋側翼的收分模板來調整 |
3 | 帶肋冷卻塔筒壁的模板和三角支撐系統的負荷計算 | 見附屬檔案計算內容 | ╱ |
4 | 鋼筋接頭位置 | 大於等於ф22的鋼筋採用直螺紋套筒接頭,其他鋼筋均採用綁紮接頭,HRB400級鋼筋搭接長度42d,連線區段54d。風簡鋼筋接頭:豎向鋼筋同一截面接頭率33%,水平鋼筋同一截面接頭率25% | ╱ |
5 | 凸肋元寶鋼筋的截面尺寸和保護層 | 符合設計要求 | ╱ |
6 | 施工縫的處理、連線 | 乾淨、無雜物,上下層模板搭接牢固、混凝土表面凹槽處理 | ╱ |
7 | 控制拆模和翻模筒壁的強度 | 澆築環樑上一節簡壁混凝土時,環梁混凝土強度不得小於20兆帕,簡壁模板拆除時所拆模板的上節混凝土強度不低於12兆帕 | 設計和規範要求 |
參考資料:
安全措施
採用《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.該工法遵照《電力建設安全工作規程》和《電力建設安全健康與環境保護管理工作規定》執行。
2.帶肋冷卻塔筒壁的模板和三角支撐系統均經過周密的計算,計算書見附屬檔案。
3.冷卻塔周圍30米以內為危險區,施工前在危險區提前做好單排圍欄或警示旗,圍欄明顯部位掛警示牌。
4.在塔內、外平鋪安全網,對稱拉設。
在風筒內壁與外網拉平到喉部垂直方向(圖8),與風筒外壁方向鋪設平網。
塔外平挑安全網,利用X柱交點外挑安全網寬度為10米。將安全網一端系好,中間掛ф13.5鋼絲繩,使塔內形成井字形,將鋼絲繩繃緊繫上安全網。
5.塔內安全通道設定
在冷卻塔內外側和兩部直線電梯之間預留安全通道處,用腳手管搭設5米高,6米寬安全通道,通道頂部雙層鋪設頂層用鋼板δ=3毫米鋪設一層,第二層鋪設腳手板,通道兩側掛密目網。
6.在內外三角架上均設兜底安全網,上端掛穿在三角架水平桿的挑桿上,從下部兜住吊籃掛在最下一層三角架斜桿上。施工平台欄桿外綁密目網。
7.三角架必須內外同時安裝,就位後的三腳架在沒有裝上頂撐及環向水平連桿前,不得作為受力支架使用。三角架安裝前,必須通過斜撐桿位置,使安裝後的三角架頂面保持水平。對拉螺絲及所有桿件間連線螺絲,在安裝後均需要擰緊。
8.裝拆三角架及模板時,施工人員必須站在吊籃內進行操作。螺絲、模板卡等零件應裝在工具袋內,撬棒、扳手套用安全繩系牢,所有工具及拆卸的桿件、零件不得向下拋落和亂放,並不得堆積在一起。
9.吊籃應懸掛牢固,掛點應設銷環進行固定。吊籃腳手板應沿環向單向搭接、端頭長出吊籃的長度不少於30厘米。
環保措施
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的環保措施如下:
1.運輸時車輛要進行封閉,應限速行駛,防止遺撒、飛揚。定期對路面灑水,避免路面揚塵造成的大氣污染。
2.施工現場垃圾應集中堆入並及時清運,適量灑水,在易產生揚塵的狀態下灑水降塵。加強施工現場環境管理,對環境有污染的渣土、垃圾等施工剩餘廢料,要做到日產日清。
3.混凝土運輸和澆築過程中,要防止機械漏油和混凝土散落,避免造成道路污染。
4.現場設定固體廢棄物存放點,指定專人管理。施工垃圾分類存放,並定期清理。
5.對有回收價值的廢棄物(如鋼材、零件等)及時進行回收。
6.施工現場做好"三無五清"工作。
7.施工道路兩旁不得任意堆積物品,確保道路暢通。
效益分析
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》帶肋筒壁模板的專利技術以最少的種類,在控制定型模板加工數量,減少拼縫的前提下,既解決模板排版、製作問題,又保證帶肋空冷塔筒壁表面均勻、對稱、過渡自然的整體效果;同時,通過對拉螺栓孔和外模板上下翼緣的改進避免了曲線模板上下錯縫的質量通病,並使高空的筒壁翻模施工,更安全,更方便,施工周期更短。
翻模及三腳架系統比滑模、爬模安全性能高,外觀工藝更容易保證,施工便捷,造價低。如果採用滑模及爬模,模板及設備近700噸。使用翻模,模板及三腳架系統僅有120噸。
此外,新型液壓頂昇平橋與多功能施工升降機配合使用,既為多功能升降機提供附著,又為施工中鋼筋垂直、水平運輸和混凝土的貯存提供了平台,充分滿足施工需要,平橋施工省去以往施工電梯附著的超高大型滿堂紅腳手架的搭拆工作,既節省了140腳手架的使用和搭拆費用,提高了施工機械化程度,安全性有了提高,文明施工和環境有了更好的保障。同時利用平橋頂部自帶的小型下迴轉塔機,負責鋼筋和小型建築物料的提升還能夠提高效率,縮短了施工周期。施工工期比正常工期提前近1個月。
套用實例
《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的套用實例如下:
- 實例1
天津電力建設公司承建的山西陽城電廠二期8號帶肋間接冷卻塔工程,8號塔塔體為雙曲線鋼筋混凝土薄殼結構,塔高150.000米,出口直徑84.536米;進風口標高26.000米,直徑120.156米;喉部高度140米,直徑84.2米;±0.000米處直徑134.544米,間冷塔內面積為11068平方米。該帶肋塔的筒壁結構自2006年7月12日到11月28日完成了整體筒壁結構,工作歷時4個月(圖9)。
在帶肋空冷塔筒壁施工中,通過該工法的套用、解決了帶肋筒壁的配模設計、凸肋定位和帶肋筒壁鋼筋綁紮、混凝十澆築及垂直水平運輸等難題。特別是模板體系實現了最少的模板種類,在控制定型模板加工數量,減少拼縫的前提下,既解決模板排版、製作問題,又保證帶肋空冷塔筒壁表面均勻、對稱、過渡自然的整體效果;同時,通過模板的改進,避免了曲線模板上下錯縫的質量通病,並使高空的筒壁翻模施工,更安全,更方便,施工工期縮短近1個月。
- 實例2
天津電力建設公司承建的寧夏水洞溝電廠一期工程2×660MV機組,1號帶肋間接冷卻塔工程,塔高172.000米,出口直徑98.022米;進風口標高27.500米,直徑129.03米;喉部高度145米,直徑96.00米;±0.000米處直徑143.302米,間冷塔內面積為13076平方米。
套用該工法施工後的帶肋塔,凸肋順直、曲線光滑、排版有序,子午肋斜率偏差控制在1%內(圖10)。
榮譽表彰
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
附屬檔案
一、模板計算書(以陽城項目為例)
基本計算參數∶用寬1.0米×高1.3米大模板作為筒壁施工的模板,模板各分格尺寸相同均為22.5×25.95厘米,基本風壓w0=50千克/平方米,取高度係數K2=4,採用ф50毫米振搗棒,模板材料允許應力[σ]=2000千克/平方米,允許撓度[f]=0.15厘米。
1.計算強度及剛度
1)荷載計算∶
Pa=rR=2500×0.3=750千克/平方米,r=混凝土容重,R=振搗器作用半徑。
Pb=200千克/平方米,人模水平衝擊力,當取0.2立方米小車運輸時取200千克/平方米。
Pc=KK0w0=150千克/平方米,K=風載體形係數,對於模板k=1,Kc=高度係數(取3)。
q=∑Pi=0.11千克/平方米。
2)面板強度及剛度驗算
取區格最不利部位,按均布荷載作用下,兩邊簡支、兩邊固定的雙向板計算。
查《建築結構靜力計算手冊》表4-18得:
當22.5/25.95=0.87時,彎矩係數M0=0.078,撓度係數後f0=0.0023。
當板厚為0.3厘米時,截面抗彎矩W=bh2/6=1×0.32/6=0.015立方米。
截面剛度∶BC=Eh3/12(1-μ2)=2.1×106×0.33/12(1-0.32)=5192千克/厘米;
Mmax=M0ql2=0.078×0.11×22.52=4.34千克·厘米;
δmax=Mmax/W=4.34/0.015=289.6千克/厘米<[σ];
fmax=f0ql4/BC=0.0023×0.11×22.54/5192=0.012厘米<[f];
驗算表明面板強度剛度滿足要求。
二、三角架驗算
1.計算基本數據(附表1)
序號 | 編號 | 名稱 | 荷載值 | 備註 |
1 | G1 | 三角架系統 | 40千克 | 三角架 |
2 | G2 | 平台鋪板 | 20千克/米 | ╱ |
3 | G3 | 安全網 | 17千克 | ╱ |
4 | G4(q1) | 小車及混凝土自重 | 820千克(650千克/米) | 機械運輸 |
5 | G5 | 施工荷載 | 40千克 | 吊蘭自重 |
6 | G6 | 施工荷載 | 150千克 | 吊蘭上荷載 |
7 | G7 | 風荷載 | 5千克/米 | ╱ |
2.桿件驗算
1)三角架材料選用表(附表2)
序號 | 桿件名稱 | 規格 | 計算長度(米) |
1 | 水平桿年 | ∠63x6 | 1.3 |
2 | 豎桿 | ∠63x6 | 1.3 |
3 | 斜支撐 | ф48 | 1.67 |
2)斜撐桿
A點承受荷載有∶豎向力P0,施工荷載q1,一層三角架重量和風力N0。
P0=q1L/2+G1+G2+G3=650×1.3/2+40+20+17=499.5千克。
N0=q2L/2=50×1.3/2=32.5千克。
取A點脫離體,進行力學計算,斜支桿按中心受壓計算,得N=586千克,選用ф48鋼管,其力學性能和穩定係數
ф查《建築施工手冊》(第四版)得∶
F=4.89×102,i=15.8厘米,λ=l0/i=1.67/15.8=106查表5-18得ф=0.544。
進行力學計算得∶
σ=N/(Fф)=795/4.89×0.544=299千克/平方厘米=0.0299千牛/平方毫米<f=0.205千牛/平方毫米,滿足要求。
3)水平桿
水平桿按兩端簡支梁進行計算,承受均勻分布的荷載,荷載值為650千克/米,則彎矩為137.31千克·米,軸向力為N=586千克,按壓彎構件核算材料應力(材料為∠63×6)∶
σ=N/F+M/W=13731/15.24+586/7.29=981平方厘米<f,滿足要求。
4)豎桿
在施工過程中,第一層三角架豎桿除承受頂層施工荷載外,還承受風荷載,在計算過程中進行疊加,支點為對穿螺栓,豎桿按簡支梁計算。
因為主要校核桿件強度,且桿件最大彎矩不會出現在懸臂端,所以按簡支梁計算見下圖,經過計算∶M1=-3860千克·米,M2=9305千克·米,q2=422.5千克,對跨中進行強度計算。
σ=M1/W=3860/5.08=760千克/平方厘米;
σ=M2/W=9305/15.24=611千克/平方厘米;
σ=M1/W+q2/F=9031/15.24+422.5/7.29=650千克/平方厘米;
桿件強度滿足要求。
5)對拉螺栓驗算
在進行混凝土澆築時,全部施工荷載應該由第二、三層三角架的對穿螺栓承擔,經過分析,此種情況下最為不利。
強度校核;假定對穿螺栓與三角架豎桿節點重合,進行拉力及剪下力計算。經過力斜計算,k點的拉力及剪力分別為∶拉力R=1132千克,剪力N=1813千克。
選用直徑ф16的對穿螺栓,截面有效直徑d0為1.5厘米,每根螺栓允許的承載力為∶
[N]=3.14×1.6×1.6/4×[τ]=3.14×1.6×1.6×[1000]/4=2009>R=1132千克,滿足要求。
[R]=3.14×1.5×1.5/4×[σ]=3.14×1.5×1.5×[1350]/4=2384>N=1813千克,滿足要求。
驗算結果,對拉螺拴滿足要求。