600MW 機(jī)組脫硫MGGH超高腳手架施工工藝

邱洪安，彭 磊（四川電力建設(shè)二公司，四川成都610051）

600MW 機(jī)組脫硫MGGH超高腳手架施工工藝

邱洪安，彭 磊（四川電力建設(shè)二公司，四川成都610051）

本文對(duì)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(jié)構(gòu)，施工腳手架搭設(shè)難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，因此進(jìn)行了專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算。通過(guò)精心設(shè)計(jì)，嚴(yán)格施工，安全順利完成任務(wù)，具有一定的參照和借鑒作用。

混凝土結(jié)構(gòu)；超高腳手架；搭設(shè)

1 工程概述

1.1 結(jié)構(gòu)概況

為響應(yīng)國(guó)家煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造新要求，某火力發(fā)電廠2×600MW機(jī)組新建工程脫硫項(xiàng)目首次采用煙氣超低排放裝置（MGGH）。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，鋼結(jié)構(gòu)支架腐蝕嚴(yán)重，需每年進(jìn)行油漆防腐，維護(hù)成本高，因此本項(xiàng)目決定采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總高度 51.3m，從基礎(chǔ)頂 0.00m～頂層平臺(tái)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(fēng)機(jī)房，▽12.000m以上為MGGH支架，▽49.500m上含1.8m混凝土短柱。

該結(jié)構(gòu)在12.000m層設(shè)計(jì)有110mm厚結(jié)構(gòu)樓板，其余樓層結(jié)構(gòu)均為框架柱及無(wú)板框架單梁組成，各層結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)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(chǔ)計(jì)劃從回填土后±0.000標(biāo)高開始搭設(shè)，根據(jù)建質(zhì)［2009］87號(hào)文件（關(guān)于印發(fā)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》的通知）的規(guī)定，本工程涉及搭設(shè)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(jìn)行專家論證。

考慮到本工程結(jié)構(gòu)形式，落地式滿堂支架擬從回填土后± 0.000標(biāo)高開始隨結(jié)構(gòu)施工搭設(shè)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(lái)布置（▽12.000以下超出范圍另外搭設(shè)）。高大模板支架與落地式滿堂架（包括安全防護(hù)外架）全部連結(jié)形成整體。

本工程9層框架結(jié)構(gòu)應(yīng)逐層澆筑，下一層混凝土養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到70%后，方可搭支上一層結(jié)構(gòu)，每層混凝土澆筑時(shí)應(yīng)留置同條件試塊，通過(guò)試壓確定強(qiáng)度是否達(dá)到。

本方案針對(duì)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(tái)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其它截面梁：700×1400、600×1400、350×1100參照800× 1600（▽49.500）搭設(shè)；300×500、300×600及低樓層350×700參照300×700（▽49.500）搭設(shè)；▽12.000樓板模板支架搭設(shè)參照滿堂支架（▽49.500）搭設(shè)。

回填土夯實(shí)后，地基承載力必須≥120MPa，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)通過(guò)回填土密實(shí)度檢測(cè)確定，滿堂架搭設(shè)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?；靥钔?、墊層四周設(shè)置排水溝，確保滿堂架支承面排水暢通、支架基礎(chǔ)不泡水。

1.2 材料參數(shù)

序號(hào) 材料 使用位置 備注1 φ48.3×3.6鋼管 滿堂支架、模板支撐 （驗(yàn)算取φ48×3.0鋼管）2 可調(diào)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(yàn)算取45×90）5 φ48.3×3.6鋼管 模板主楞 （驗(yàn)算取φ48×3.0鋼管）6 M14對(duì)拉螺栓 穿梁螺栓

1.3 荷載參數(shù)

?

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(diǎn)之間的距離不得大于500mm。

本滿堂支架施工進(jìn)度與主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度同步，施工工期50d。

2 滿堂支架計(jì)算

2.1 架體參數(shù)

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

2.2 荷載參數(shù)

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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值g3k（kN/m） 0.17密目式安全立網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值g4k（kN/m） 0.1 每米立桿承受結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)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(tái)上的集中力F1（kN） 2 立桿軸心集中力F2（kN） 0省份 重慶 地區(qū) 奉節(jié)基本風(fēng)壓ω0（kN/m2） 0.38 風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz 1.62風(fēng)荷載體型系數(shù)μs 1.04 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk（kN/m2） 0.64

2.3 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

搭設(shè)示意圖：

平臺(tái)水平支撐鋼管布置圖

平面圖

側(cè)立面圖

2.4 板底支撐（縱向）鋼管驗(yàn)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］（N/mm2）205 縱向鋼管驗(yàn)算方式 三等跨連續(xù)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(qiáng)度驗(yàn)算

板底支撐鋼管按均布荷載作用下的三等跨連續(xù)梁計(jì)算。滿堂腳手架平臺(tái)上的無(wú)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(jì)算簡(jiǎn)圖：

滿足要求！

滿堂腳手架平臺(tái)上增加集中力最不利計(jì)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(jì)算簡(jiǎn)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(yàn)算

滿堂腳手架平臺(tái)上無(wú)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(tái)上增加集中力最不利計(jì)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(jì)算簡(jiǎn)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(yàn)算

平臺(tái)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］（N/mm2） 205立柱間縱向鋼管支撐根數(shù)n 2 橫向鋼管驗(yàn)算方式 三等跨連續(xù)梁

橫向支撐鋼管按照均布荷載和集中荷載下三等跨連續(xù)梁計(jì)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(tái)上無(wú)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(jì)算簡(jiǎn)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(tái)上增加集中力最不利計(jì)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(jì)算簡(jiǎn)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(jì)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(shù) 1

單扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值Rc=8.0×1=8kN≥R=4.525+2= 6.525kN

滿足要求！

2.7 立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算

鋼管類型 φ48×3 鋼管截面回轉(zhuǎn)半徑i（cm） 1.59鋼管的凈截面A（cm2） 4.24 鋼管抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［f］（N/mm2）205立柱布置形式 單立桿 立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ 2.176每米立桿承受結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值gk（kN/m） 0.1621

考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)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(jì)算長(zhǎng)度：

L0=kμh=1.0×2.176×0.9=1.958m

長(zhǎng)細(xì)比λ=L0/i=1958/15.9=123.145≤［λ］=250

滿足要求！

軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：

L0=kμh=1.204×2.176×0.9=2.358m

長(zhǎng)細(xì)比λ=L0/i=2358/15.9=148.302

由λ查表得到立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.316

考慮風(fēng)荷載時(shí)：

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(yàn)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(cè)立面圖

3 施工工藝

回填土夯實(shí)后，地基承載力必須≥120MPa，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)通過(guò)回填土密實(shí)度檢測(cè)確定，滿堂架搭設(shè)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(shè)置排水溝，確保滿堂架支承面排水暢通、支架基礎(chǔ)不泡水。

3.1 滿堂支架搭設(shè)工藝要求

（1）架設(shè)支撐鋼管前，應(yīng)先在墊層支承面上彈出支撐位置，立桿應(yīng)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(shè)墊木。底座、墊板均應(yīng)準(zhǔn)確地放在定位線上，墊板宜采用長(zhǎng)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(shè)置可調(diào)U形支托，可調(diào)托撐節(jié)點(diǎn)，立桿伸出頂層水平桿至梁板底支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度：≤300mm （已含螺桿伸出立桿長(zhǎng)度≤200mm）。架體必須連續(xù)設(shè)置縱、橫向掃地桿 （距地≤200mm）和水平桿。

（3）在支撐體系內(nèi)部所有結(jié)構(gòu)柱、框架單梁部位均采用鋼管抱柱及抱梁方式進(jìn)行剛性拉結(jié)，固結(jié)點(diǎn)豎向、水平間距均≤3m，抱柱（梁）范圍每側(cè)不少于1跨。

（4）掃地桿距地≤200mm，支架外圍周圈全環(huán)繞、內(nèi)部雙方向每5跨設(shè)豎向連續(xù)加強(qiáng)型剪刀撐（搭接長(zhǎng)度≥1m且不少于3個(gè)扣件連接，底端應(yīng)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(diǎn)平面設(shè)加強(qiáng)型水平剪刀撐。

（5）剪刀撐設(shè)置：支架外圍周圈、內(nèi)部雙方向每5跨設(shè)豎向連續(xù)加強(qiáng)型剪刀撐 （搭接長(zhǎng)度≥1m且不少于3個(gè)扣件連接，底端應(yīng)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(diǎn)平面設(shè)加強(qiáng)型水平剪刀撐。

（6）梁、板下立桿間距應(yīng)成模數(shù)，水平連系桿縱橫拉通連接，梁、板下立桿嚴(yán)禁搭接接長(zhǎng)，必須采用對(duì)接扣件連接；可調(diào)支撐螺桿伸出立桿頂端的長(zhǎng)度應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，大橫桿居中設(shè)置，確保不偏心。

3.2 支架拆除

（1）支架拆除作業(yè)應(yīng)按先搭后拆，后搭先拆的原則，從頂層開始，逐層向下進(jìn)行，嚴(yán)禁上下層同時(shí)拆除，嚴(yán)禁拋擲。

（2）分段、分立面拆除時(shí)，應(yīng)確定分界處的技術(shù)處理方案，并應(yīng)保證分段后架體穩(wěn)定。

（3）當(dāng)立桿的水平橫桿超出2層時(shí)，應(yīng)首先拆除2層以上的橫桿，當(dāng)拆除最后一道水平橫桿時(shí)，應(yīng)和拆除立桿同時(shí)進(jìn)行。

（4）當(dāng)拆除4～8m跨度的梁下立桿時(shí)，應(yīng)先從跨中開始，對(duì)稱地分別向兩端拆除。

（5）對(duì)于多層樓板模板的立桿，當(dāng)上層及以上樓板正在澆筑混凝土?xí)r，下層模板立桿的拆除，應(yīng)根據(jù)下層樓板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。

（6）作業(yè)人員在拆除過(guò)程中，應(yīng)站在安全可靠的地方，嚴(yán)禁站在已拆或松動(dòng)的模板上，或懸壁結(jié)構(gòu)邊緣進(jìn)行拆除作業(yè)。

4 監(jiān)測(cè)監(jiān)控措施

為保障滿堂支架施工安全，保證現(xiàn)澆混凝土工程施工質(zhì)量，本工程擬采用如下支架監(jiān)測(cè)方法：

（1）本工程鋼管支架位移及基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)按照三等水準(zhǔn)測(cè)量要求作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)配備的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀精度滿足監(jiān)測(cè)要求。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置：

架體每10m見(jiàn)方布置一個(gè)沉降及位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布置在架體中部的水平橫桿上，并做好編號(hào)。

（3）監(jiān)測(cè)預(yù)警值：

①沉降值：2mm；

②位移值：5mm。

（4）監(jiān)測(cè)頻率：

①在滿堂支架和模板支撐體系搭設(shè)完成，及梁板鋼筋安裝完成，各進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。

②在澆筑混凝土過(guò)程中安排專人跟蹤監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率0.5h一次；混凝土澆筑完成后每24h監(jiān)測(cè)一次，至72h。

（5）當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)警值時(shí)立即停止?jié)仓炷?，疏散人員，并進(jìn)行加固處理，處理完善后方可繼續(xù)施工。

5 結(jié)論

該方案經(jīng)過(guò)專家論證并嚴(yán)格實(shí)施，保證了超高混凝土支架施工安全和施工進(jìn)度，證明是安全的、可行的。

隨著國(guó)家能源安全發(fā)展戰(zhàn)略新要求，煤電新建項(xiàng)目將逐步增加超低排放裝置，傳統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)也將發(fā)生改變，該方案將有一定的指導(dǎo)作用。

［1］《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）.

［2］《建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》.

［3］《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）.

TM621

A

2095-2066（2016）29-0087-06

2016-9-17

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