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【摘 要】本文主要从筒壁倒模施工的工作原理、施工装置及施工操作这三个方面进行阐述,以供参考。
【关键词】双曲线;钢筋混凝土;冷却塔;筒壁
双曲线钢筋混凝土冷却塔是由现浇钢筋砼蓄水池、筒身(包括人字柱、环梁、筒壁、钢性环)、塔芯、淋水装置以及附属、配套设备组成。因其自身具有良好的适用性和经济性而广泛应用于发电厂等类似厂矿企业。而筒壁作为冷却塔的咽喉部位,其形状呈双曲线,施工十分复杂,是冷却塔施工中难度最大、最关键的部分。因此,为了做好筒壁的施工,本文将主要谈谈双曲线钢筋混凝土冷却塔筒壁施工技术,以确保其施工质量。
一、筒壁倒模施工的工作原理
其原理是利用筒壁砼的初期强度,将附着式三脚架(角钢制作)和模板用对拉螺栓固定在已浇筑砼的筒壁上,借以作为操作平台完成钢筋绑扎、模板支设及浇筑砼等工序。一般三脚架设置三层,循环交替向上移置,直至完成整个筒壁施工。
二、倒模施工装置
(一)模板系统
模板系统由内外模板、对拉螺栓、砼(钢)套管及胶皮垫圈等组成。
模板采用能满足塔身曲面锥壳混凝土成型需要的钢模板,以满足混凝土成型需要,及适应每节模板锥壳半径变化。钢模板每侧应带有一块50mm宽附加翼板,其应满足调节收分的要求,又留置出对拉螺栓穿孔。当筒壁厚度>250mm时,每节模板要保持三道围圈;厚度<250mm时,每节模板可设二道围圈。围圈可选用Φ22钢筋,每段长6～7m,每段之间在三角脚手架竖杆处要保持一定的搭接长度,以不少于20cm为宜。
预制砼套管施工时,通过穿入套管的对拉螺栓,将内外模板与三脚架连成一体;同时利用套管的长度控制内外模板的距离(即筒壁厚度)。套管采用与筒壁相同强度等级的砂浆预制。模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,并应满足施工工艺要求。
对拉螺栓采用Φ18Ⅰ级的钢筋加工。施工时,对拉螺栓穿入套管后,其两端垫以橡胶垫圈,防止水泥砂浆进入套管内。
(二)绘制筒身施工技术图表
在冷却塔施工图中,应根据筒壁总长度依照模板高度从刚性环下皮开始,倒序分节,把非整节布置在环梁位置,计算每节内模顶标高及相应的半径值、周长、每节模顶处的筒壁厚度、每节模板对销螺栓杆处的套管长度等,用以指导施工。
(三)运输系统
筒壁施工用垂直运输系统应根据施工图、施工工艺、机械性能等因素进行设计,可采用脚手架附着施工升降机,塔式起重机(折臂型或水平臂型),曲线施工升降机,液压顶升平桥等组合方案,以满足垂直运输要求。
因筒壁系高空作业,为防止高空坠落打击,底板上的水平运输,则应在塔内搭设一条安全通道包括进人及材料运输,通道用脚手架管搭设,顶部铺一层竹架板及一层δ=6mm钢板。
三、倒模施工操作
筒壁施工时,按以下流程组织施工:安装内模及内三角架→初步找下地内模上沿半径→绑扎钢筋及固定预埋件→安装外模及外三角架→模板找正→浇筑混凝土→拆除最下层内外模及三角架往上翻(循环至顶) →提升中心找正悬盘。
(一)钢筋绑扎:
钢筋绑扎前应严格检查钢筋的种类、型号、直径、数量等是否符合设计要求;钢筋的对焊和搭接焊必须复试合格方可使用;保护层厚度应用水泥沙浆垫块控制,每块模板至少3块。
钢筋绑扎顺序为:放置内立筋→绑扎内环筋→绑扎外立筋→绑扎外环筋。
绑扎筒壁钢筋时,则竖向筋沿筒壁圆周要均匀布置,对拉螺杆处可适当调整;高出模板顶面的竖向筋应设临时支撑;为防止大风晃动竖向钢筋而使钢筋位移影响钢筋位置,应在已支撑好的模板面向上1m处绑扎1～2mm道环向钢筋,以确保钢筋的间距;竖向筋及环向筋均按直料下料;环筋下料尺寸不宜太长,一般不超过9m;竖向钢筋下料长度按3倍模板高度再加上搭接长度;竖向筋采用搭接接头,同一水平截面内的接头数量应小于其总根数的1/3;环向筋在同一断面内的接头数量应满足设计要求,设计无要求时不应大于25%,且搭接长度应满足要求;当筒壁混凝土设计有特殊防腐要求时,钢筋应采取防腐蚀措施。
(二)模板安装
模板安装前要进行清理,均匀涂刷隔离剂。模板支设分为两个作业组,从圆周上相对两点开始沿同一方向开始作业。
模板安装顺序:内模→对拉螺栓→贴内模垫圈→砼套管(钢套管)→贴外模垫圈→内三脚架立杆→外模→对拉螺栓螺母→三脚架其余杆件。
安装内模时,利用三脚架杆件临时支顶,防止倾倒;内模就位后,根据测量的斜半径值用加减丝调整支撑的长度与倾斜度,使内模板上沿口半径符合设计尺寸要求;为保证砼浇注后模板半径正确,内模板安装时的半径外放5-10mm;外模板和三角架的安装以内模板为准,并应与内模板对应;内外模间距以砼套管为准,并用<18mm对拉螺栓固定。外模安装前,要做好施工缝的处理与钢筋保护层,所有组装的螺栓与螺母要拧紧;塔顶刚性环底模采用非标准模板,铺在外挂三角架上,内外环全部用定型组合钢模;支模时,在刚性环的平台上顶留孔,每2个三角架留1个,以备拆除模板及三角架时挂吊篮用,里吊篮挂在刚性环的里栏杆上。
模板安装中应防止杂物落入砼施工缝中;砼套管应按照模板节数编号,安装时对号入座;套管两端的橡胶垫圈不得漏放。安装内模撑杆时,利用找正悬盘上的钢卷尺测量模板上口半径,并通过改变顶杆角度进行调整校正。
模板安装后,全面检查内模半径、内外模间距(筒壁厚度)、预埋件数量及位置,所有螺栓的紧固情况。
(三)砼浇筑
砼浇筑前应先检查筒壁半径、截面厚度和标高等偏差;施工缝是否按要求处理;模板内部是否清理干净,接缝是否密合,支撑是否牢固可靠;拉螺杆、埋件和预留孔洞等位置是否正确;脚手架安设是否牢固;施工水源、电源和施工机械状态是否正常等。
砼浇筑时,应有一点或对称两点开始沿圆周反向同时进行,并应分层连续浇筑至闭合,分层厚度视模板高度而定。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间,不应留冷缝;砼振捣采用机械振捣,振捣棒不得触及钢筋、模板和预埋件,振捣距离与振捣时间应控制适宜,砼振捣至泛浆无气泡产生,表面不再有明显沉陷为宜。施工缝是筒壁施工的薄弱环节,筒壁砼只准在上下节模板接茬处留水平缝,采用凹凸槽止水处理。
每节砼浇筑后,应将表面析出的水分清除。在砼初凝4～6h后,用钢丝刷将砼顶面的水泥浆刷去,在浇筑上节砼时先铺一层与砼配比的水泥沙浆。浇筑环梁上第一节筒壁混凝土时,环梁的混凝土强度不小于10Mpa;浇筑刚性环混凝土时,其下一节筒壁混凝土强度不应小于10Mpa。模板拆除后,应及时对砼表面的缺陷进行处理,并将施工时留在筒壁上的螺栓孔,应用无收缩水泥砂浆在筒壁内外侧同时填堵密实。砼拆模后,应及时在筒壁内表面涂刷砼薄膜养生液。
(四)刚性环施工
刚性环施工的模板及支撑系统采用施工筒壁的专用模板及三角架,其底模、侧模均用木模。
刚性环支模顺序为:在三角架上铺设底檩→铺底模、找正坡度→支外模、用中心悬盘的钢卷尺校正上口半径并支斜支撑固定→绑扎钢筋→支内模。其中所有环向钢筋均为受力钢筋,其搭接长度要按受拉钢筋规定要求;混凝土浇筑要一次完成,不留施工缝。
(五)拆模
筒壁第1-3节的拆模顺序与下面不同。第一步,拆除刚性环侧模板;第二步,操作人员站在二层三角架平台上拆除底模;第三步,操作人员站在吊篮上拆除下层三角架及模板,堵塞螺栓孔.拆除的模板及零部件运至电梯,送回地面;第四步,将外吊篮悬挂在刚性环检修孔内,里吊篮挂在刚性环护栏底部,并挂好安全网。操作人员站在吊篮上拆除第二层三角架及模板;第五步,涂刷筒壁顶部防腐涂料;第六步,拆除吊篮脚手板、吊篮、安全网。
(六)线锤对中
则将线锤悬挂在中心吊盘上,提升一次中心吊盘,即可通过紧线器进行2～3层模板半径的测量。每次对中时,首先使线锤投影落在水池底板预埋铁件的中心控制点上,通过固定在悬盘上的钢尺围绕筒壁以斜半径控制截面图的半径及模板倾斜度,使之符合指示图表的尺寸。在测量模板半径时,线锤处需有专人监控是否对中,对中时线锤投影与标盘中心的偏差控制于<5mm,其与坐标盘中心的偏差值不应大于20mm;为了避免差错,在测量模板半径时拉尺应用力均匀,检验后应采用激光铅垂仪或测距仪进行半径的复核,以避免读尺错误或线锤偏离中心超出允许偏差。
综上所述,双曲线钢筋砼冷却塔筒壁采用以上施工措施,具有施工方法操作简单、质量易于控制、施工速度快、节约资金等优点。经实践证明,双曲线钢筋砼冷却塔筒壁施工,可很好地解决其施工中存在的问题,并能确保其施工质量。
【参考文献】
[1]周峰.双曲线钢筋混凝土冷却塔筒壁施工技术[J].广西城镇建设,2007,(05).
【关键词】双曲线;钢筋混凝土;冷却塔;筒壁
双曲线钢筋混凝土冷却塔是由现浇钢筋砼蓄水池、筒身(包括人字柱、环梁、筒壁、钢性环)、塔芯、淋水装置以及附属、配套设备组成。因其自身具有良好的适用性和经济性而广泛应用于发电厂等类似厂矿企业。而筒壁作为冷却塔的咽喉部位,其形状呈双曲线,施工十分复杂,是冷却塔施工中难度最大、最关键的部分。因此,为了做好筒壁的施工,本文将主要谈谈双曲线钢筋混凝土冷却塔筒壁施工技术,以确保其施工质量。
一、筒壁倒模施工的工作原理
其原理是利用筒壁砼的初期强度,将附着式三脚架(角钢制作)和模板用对拉螺栓固定在已浇筑砼的筒壁上,借以作为操作平台完成钢筋绑扎、模板支设及浇筑砼等工序。一般三脚架设置三层,循环交替向上移置,直至完成整个筒壁施工。
二、倒模施工装置
(一)模板系统
模板系统由内外模板、对拉螺栓、砼(钢)套管及胶皮垫圈等组成。
模板采用能满足塔身曲面锥壳混凝土成型需要的钢模板,以满足混凝土成型需要,及适应每节模板锥壳半径变化。钢模板每侧应带有一块50mm宽附加翼板,其应满足调节收分的要求,又留置出对拉螺栓穿孔。当筒壁厚度>250mm时,每节模板要保持三道围圈;厚度<250mm时,每节模板可设二道围圈。围圈可选用Φ22钢筋,每段长6～7m,每段之间在三角脚手架竖杆处要保持一定的搭接长度,以不少于20cm为宜。
预制砼套管施工时,通过穿入套管的对拉螺栓,将内外模板与三脚架连成一体;同时利用套管的长度控制内外模板的距离(即筒壁厚度)。套管采用与筒壁相同强度等级的砂浆预制。模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,并应满足施工工艺要求。
对拉螺栓采用Φ18Ⅰ级的钢筋加工。施工时,对拉螺栓穿入套管后,其两端垫以橡胶垫圈,防止水泥砂浆进入套管内。
(二)绘制筒身施工技术图表
在冷却塔施工图中,应根据筒壁总长度依照模板高度从刚性环下皮开始,倒序分节,把非整节布置在环梁位置,计算每节内模顶标高及相应的半径值、周长、每节模顶处的筒壁厚度、每节模板对销螺栓杆处的套管长度等,用以指导施工。
(三)运输系统
筒壁施工用垂直运输系统应根据施工图、施工工艺、机械性能等因素进行设计,可采用脚手架附着施工升降机,塔式起重机(折臂型或水平臂型),曲线施工升降机,液压顶升平桥等组合方案,以满足垂直运输要求。
因筒壁系高空作业,为防止高空坠落打击,底板上的水平运输,则应在塔内搭设一条安全通道包括进人及材料运输,通道用脚手架管搭设,顶部铺一层竹架板及一层δ=6mm钢板。
三、倒模施工操作
筒壁施工时,按以下流程组织施工:安装内模及内三角架→初步找下地内模上沿半径→绑扎钢筋及固定预埋件→安装外模及外三角架→模板找正→浇筑混凝土→拆除最下层内外模及三角架往上翻(循环至顶) →提升中心找正悬盘。
(一)钢筋绑扎:
钢筋绑扎前应严格检查钢筋的种类、型号、直径、数量等是否符合设计要求;钢筋的对焊和搭接焊必须复试合格方可使用;保护层厚度应用水泥沙浆垫块控制,每块模板至少3块。
钢筋绑扎顺序为:放置内立筋→绑扎内环筋→绑扎外立筋→绑扎外环筋。
绑扎筒壁钢筋时,则竖向筋沿筒壁圆周要均匀布置,对拉螺杆处可适当调整;高出模板顶面的竖向筋应设临时支撑;为防止大风晃动竖向钢筋而使钢筋位移影响钢筋位置,应在已支撑好的模板面向上1m处绑扎1～2mm道环向钢筋,以确保钢筋的间距;竖向筋及环向筋均按直料下料;环筋下料尺寸不宜太长,一般不超过9m;竖向钢筋下料长度按3倍模板高度再加上搭接长度;竖向筋采用搭接接头,同一水平截面内的接头数量应小于其总根数的1/3;环向筋在同一断面内的接头数量应满足设计要求,设计无要求时不应大于25%,且搭接长度应满足要求;当筒壁混凝土设计有特殊防腐要求时,钢筋应采取防腐蚀措施。
(二)模板安装
模板安装前要进行清理,均匀涂刷隔离剂。模板支设分为两个作业组,从圆周上相对两点开始沿同一方向开始作业。
模板安装顺序:内模→对拉螺栓→贴内模垫圈→砼套管(钢套管)→贴外模垫圈→内三脚架立杆→外模→对拉螺栓螺母→三脚架其余杆件。
安装内模时,利用三脚架杆件临时支顶,防止倾倒;内模就位后,根据测量的斜半径值用加减丝调整支撑的长度与倾斜度,使内模板上沿口半径符合设计尺寸要求;为保证砼浇注后模板半径正确,内模板安装时的半径外放5-10mm;外模板和三角架的安装以内模板为准,并应与内模板对应;内外模间距以砼套管为准,并用<18mm对拉螺栓固定。外模安装前,要做好施工缝的处理与钢筋保护层,所有组装的螺栓与螺母要拧紧;塔顶刚性环底模采用非标准模板,铺在外挂三角架上,内外环全部用定型组合钢模;支模时,在刚性环的平台上顶留孔,每2个三角架留1个,以备拆除模板及三角架时挂吊篮用,里吊篮挂在刚性环的里栏杆上。
模板安装中应防止杂物落入砼施工缝中;砼套管应按照模板节数编号,安装时对号入座;套管两端的橡胶垫圈不得漏放。安装内模撑杆时,利用找正悬盘上的钢卷尺测量模板上口半径,并通过改变顶杆角度进行调整校正。
模板安装后,全面检查内模半径、内外模间距(筒壁厚度)、预埋件数量及位置,所有螺栓的紧固情况。
(三)砼浇筑
砼浇筑前应先检查筒壁半径、截面厚度和标高等偏差;施工缝是否按要求处理;模板内部是否清理干净,接缝是否密合,支撑是否牢固可靠;拉螺杆、埋件和预留孔洞等位置是否正确;脚手架安设是否牢固;施工水源、电源和施工机械状态是否正常等。
砼浇筑时,应有一点或对称两点开始沿圆周反向同时进行,并应分层连续浇筑至闭合,分层厚度视模板高度而定。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间,不应留冷缝;砼振捣采用机械振捣,振捣棒不得触及钢筋、模板和预埋件,振捣距离与振捣时间应控制适宜,砼振捣至泛浆无气泡产生,表面不再有明显沉陷为宜。施工缝是筒壁施工的薄弱环节,筒壁砼只准在上下节模板接茬处留水平缝,采用凹凸槽止水处理。
每节砼浇筑后,应将表面析出的水分清除。在砼初凝4～6h后,用钢丝刷将砼顶面的水泥浆刷去,在浇筑上节砼时先铺一层与砼配比的水泥沙浆。浇筑环梁上第一节筒壁混凝土时,环梁的混凝土强度不小于10Mpa;浇筑刚性环混凝土时,其下一节筒壁混凝土强度不应小于10Mpa。模板拆除后,应及时对砼表面的缺陷进行处理,并将施工时留在筒壁上的螺栓孔,应用无收缩水泥砂浆在筒壁内外侧同时填堵密实。砼拆模后,应及时在筒壁内表面涂刷砼薄膜养生液。
(四)刚性环施工
刚性环施工的模板及支撑系统采用施工筒壁的专用模板及三角架,其底模、侧模均用木模。
刚性环支模顺序为:在三角架上铺设底檩→铺底模、找正坡度→支外模、用中心悬盘的钢卷尺校正上口半径并支斜支撑固定→绑扎钢筋→支内模。其中所有环向钢筋均为受力钢筋,其搭接长度要按受拉钢筋规定要求;混凝土浇筑要一次完成,不留施工缝。
(五)拆模
筒壁第1-3节的拆模顺序与下面不同。第一步,拆除刚性环侧模板;第二步,操作人员站在二层三角架平台上拆除底模;第三步,操作人员站在吊篮上拆除下层三角架及模板,堵塞螺栓孔.拆除的模板及零部件运至电梯,送回地面;第四步,将外吊篮悬挂在刚性环检修孔内,里吊篮挂在刚性环护栏底部,并挂好安全网。操作人员站在吊篮上拆除第二层三角架及模板;第五步,涂刷筒壁顶部防腐涂料;第六步,拆除吊篮脚手板、吊篮、安全网。
(六)线锤对中
则将线锤悬挂在中心吊盘上,提升一次中心吊盘,即可通过紧线器进行2～3层模板半径的测量。每次对中时,首先使线锤投影落在水池底板预埋铁件的中心控制点上,通过固定在悬盘上的钢尺围绕筒壁以斜半径控制截面图的半径及模板倾斜度,使之符合指示图表的尺寸。在测量模板半径时,线锤处需有专人监控是否对中,对中时线锤投影与标盘中心的偏差控制于<5mm,其与坐标盘中心的偏差值不应大于20mm;为了避免差错,在测量模板半径时拉尺应用力均匀,检验后应采用激光铅垂仪或测距仪进行半径的复核,以避免读尺错误或线锤偏离中心超出允许偏差。
综上所述,双曲线钢筋砼冷却塔筒壁采用以上施工措施,具有施工方法操作简单、质量易于控制、施工速度快、节约资金等优点。经实践证明,双曲线钢筋砼冷却塔筒壁施工,可很好地解决其施工中存在的问题,并能确保其施工质量。
【参考文献】
[1]周峰.双曲线钢筋混凝土冷却塔筒壁施工技术[J].广西城镇建设,2007,(05).