大型貯煤筒倉錐形頂殼懸索支撐技術(shù)

鄧敏民

【摘 要】環(huán)境問題隨著國家的發(fā)展日趨嚴(yán)重，環(huán)境要求的提高，環(huán)保意識的加強(qiáng)，對于國內(nèi)燃煤電廠的建設(shè)，封閉式煤倉、煤棚逐步取代露天煤場。大型、超大型貯煤筒倉發(fā)展迅速，現(xiàn)以華潤宜昌猇亭熱電聯(lián)產(chǎn)工程筒倉施工，對大型筒倉錐形頂殼懸索支撐技術(shù)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】燃煤電廠；筒倉；頂殼；懸索

1工程概況及錐殼結(jié)構(gòu)簡介

華潤宜昌猇亭2×350MW熱電聯(lián)產(chǎn)工程的貯煤筒倉工程，由4座內(nèi)直徑33m筒倉相鄰組成，庫中心軸線分別為：2軸、5軸、8軸、11軸。筒倉基礎(chǔ)為樁基、2.5m厚C40砼整板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂標(biāo)高-5m。筒倉庫身結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，高42.2m。庫頂+34.40m以上為鋼筋混凝土錐殼結(jié)構(gòu)，錐殼頂標(biāo)高42.2m。

2施工方案的選定

筒倉內(nèi)徑33米，庫頂錐板頂標(biāo)高為42.2m，下部為懸空，無梁柱結(jié)構(gòu)。庫頂錐板呈圓臺狀，由上環(huán)梁、輻射梁、板頂組成，上環(huán)梁為2000×900；輻射梁為1000×400，共32根；錐殼板厚400mm。頂殼施工難度極大，如何選擇此部位的施工方案是本工程的關(guān)鍵難點(diǎn)。

經(jīng)比較滿堂鋼管腳手架支撐、增設(shè)鋼梁支撐、封頂網(wǎng)架梁支撐以及懸索支撐等施工方案，該工程選取了懸索支撐方案；其因地制宜，充分利用構(gòu)筑物本身作支撐，較其它方案更經(jīng)濟(jì)、高效，安全方面也有保障。

本工程的懸索方案是在筒壁上的HL-1梁上預(yù)埋鋼筋錨環(huán)，然后用卸扣將鋼絲繩與預(yù)埋的錨環(huán)相連，編織成整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再在鋼絲繩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上搭設(shè)滿堂鋼管腳手架作支撐，承受上部的全部荷載。

3方案思路

1.筒倉滑模施工到30.4m處時，拆除滑模平臺，利用29.1m處的鋼平臺，施工HL1到32.2m處，并且預(yù)埋懸索施工所需的鋼筋錨環(huán)。

2.安裝懸索結(jié)構(gòu)，施工HL1的余下部份。

3.在懸索結(jié)構(gòu)上搭設(shè)滿堂腳手架做支撐，施工錐殼輻射梁KL34.4-1和錐殼上部環(huán)梁HL2。施工本部位時，承受的施工荷載最大，是本方案的關(guān)鍵。

4.待輻射梁KL34.4-1砼強(qiáng)度達(dá)到C30并可承受自身重量時，卸掉該部份的施工荷載后，再施工錐殼板。

5.待錐板能承受本身的自重時，卸掉該部份的施工荷載后，再施工42.2m的錐頂平臺。

4施工流程

施工HL1到32.5m處→安裝懸索→施工剩余部分HL1→施工KL34.4-1及HL2→施工錐體斜板→施工錐頂平臺→模板、支撐及懸索拆除。

5.施工方法

1.滑模施工時在水平標(biāo)高30.1m的位置沿筒壁周圈間距800mm預(yù)埋φ75PVC套管，筒倉滑模施工完畢后，拆除滑模的操作平臺，同時安裝筒倉外29.1m處的鋼走道板作為外腳手架施工的操作及支撐平臺。

2.將3.5m長的腳手架鋼管穿入滑模施工時預(yù)埋好的φ75PVC套管中，鋼管在筒壁外留1.2m長，內(nèi)部留1.8m長。內(nèi)外沿環(huán)向利用水平鋼管和扣件固定連接，下部用鋼管搭設(shè)斜向支撐頂在筒壁上，上部鋪設(shè)跳板作為操作平臺施工HL1的一部分：即施工至標(biāo)高32.2m。施工時需預(yù)埋懸索所用的錨環(huán)，錨環(huán)采用HRB400直徑32鋼筋制作成“U”型，錨環(huán)錨入混凝土深度經(jīng)計算取30d即0.96m。錨環(huán)外露長度100mm，用于連接卸扣及懸索鋼絲繩。錨環(huán)埋設(shè)標(biāo)高為HL1第一次施工縫下部700mm即31.5m，錨環(huán)埋設(shè)角度為39.26°，與拋物線懸索在該處的切線角一致，詳見圖四。懸索安裝完后，再進(jìn)行HL1剩余部分的施工。

5.1懸索支撐結(jié)構(gòu)安裝

1.鋼絲繩懸索每根長度在地面等比例放線確定后進(jìn)行彎曲并上卡。

2.將彎好的鋼絲繩放入吊籃內(nèi)。用塔吊將吊籃運(yùn)至所需的高度，安裝人員在施工HL1的操作平臺上用卸扣把鋼絲繩與預(yù)埋環(huán)連接在一起。

3.先安裝主索，再安裝副索，起吊在筒內(nèi)進(jìn)行。

4.懸索全部安裝完成后，在上部鋪設(shè)木跳板作為施工通道并搭設(shè)上部鋼管腳手架。

5.先用水平方向垂直于主索平行于每根副索的鋼管，沿每根副索方向每間隔800mm一道用12#的鐵絲綁扎固定在鋼絲繩上，水平鋼管綁扎完成后，在上部按照800×800間距布置立桿，立桿與底部水平桿之間采用雙扣件連接，橫桿步距1500mm。

5.2錐殼施工及混凝土澆筑

錐殼分三部施工，在懸索及支撐結(jié)構(gòu)安裝完成后先施工錐殼輻射梁KL34.4-1和錐殼上部環(huán)梁HL2，待輻射梁KL34.4-1砼強(qiáng)度達(dá)到C30并可承受自身重量時，施工錐殼側(cè)板，最后施工錐殼頂板。

5.4懸索支撐結(jié)構(gòu)拆除

1.待整個錐體全部達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后，先拆除鋼管腳手架及模板，拆除時注意由上至下逐次進(jìn)行，每拆除一部分材料需及時用塔吊從出料孔處吊運(yùn)至地面。切忌在腳手架上集中并過多的堆碼材料。

2.腳手架及模板全部拆除清理完成后，再進(jìn)行懸索的拆除，拆除懸索時先拆除副索再拆除主索，拆除時先將塔吊吊鉤從錐殼斜板防爆孔中落下，再將鋼絲繩的一端掛在塔吊吊鉤上，再松解另一端卸扣同時提升塔吊，將鋼絲繩從孔洞中拉出。

6.結(jié)束語

與傳統(tǒng)的滿堂架支撐系統(tǒng)，在工期、成本、進(jìn)度、安全上懸索施工都有比較明顯的優(yōu)勢，但過程中的受力計算、質(zhì)量、技術(shù)、安全要點(diǎn)的控制非常重要，合理的安排施工順序，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程控制對施工單位來說是關(guān)鍵。這個項目的筒倉采用的是國內(nèi)首臺德國進(jìn)口的葉輪給煤機(jī)，這種型號的給煤設(shè)備對華潤業(yè)主，中南電力設(shè)計院以及我們施工企業(yè)都是第一次嘗試，在大家共同的努力下，于2013年12月已圓滿完成并投產(chǎn)。