貝雷架梁吊掛筒倉頂板施工技術(shù)

劉 宏，王進(jìn)良

（中國(guó)電建集團(tuán)河北工程有限公司，河北石家莊 050011）

0 引言

為滿足節(jié)能降耗、節(jié)地環(huán)保等要求，廣大廠礦企業(yè)廣泛應(yīng)用混凝土儲(chǔ)煤筒倉設(shè)施。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，筒倉現(xiàn)澆混凝土頂板的支撐體系設(shè)計(jì)是重中之重，關(guān)系到工程建設(shè)的工期、效益、安全等各方面。本文通過某鋼鐵基地項(xiàng)目?jī)?chǔ)煤筒倉頂板吊掛施工對(duì)新式的支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)方案、施工組織等做分析探討，為后續(xù)推廣施工提供參考。

1 儲(chǔ)煤筒倉結(jié)構(gòu)形式介紹

儲(chǔ)煤筒倉主要由筏板基礎(chǔ)、落煤斗、圓形筒壁和頂板組成，頂板一般為混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有井字梁（2 萬t 以下）和輻射梁（2 萬t 以上）兩種形式，均屬于大跨度高支撐施工。

2 吊掛平臺(tái)設(shè)計(jì)方案

2.1 問題分析

筒倉頂板數(shù)大跨度、高支撐現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，頂板有懸挑結(jié)構(gòu)，常規(guī)滿堂腳手架支撐搭設(shè)工期長(zhǎng)、搭設(shè)費(fèi)用高、結(jié)構(gòu)施工完后大量拆除工作均在密閉空間內(nèi)進(jìn)行，導(dǎo)致安全性低，拆除工效低、時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)較為突出。

鋼桁架平臺(tái)支撐密閉空間內(nèi)拆除作業(yè)工作量大、外運(yùn)困難，且因各類型筒倉設(shè)計(jì)參數(shù)不同，桁架周轉(zhuǎn)性低，造成一次投入過大。

2.2 解決方案

本方案采用市場(chǎng)上常見的周轉(zhuǎn)支撐工具“貝雷架”，將貝雷架組合成鋼結(jié)構(gòu)梁置于頂板主梁上方，垂下吊桿，吊桿下方用螺母固定小橫梁作為混凝土梁板支撐。貝雷架梁再垂下鋼絲繩吊掛操作平臺(tái)，作為頂板施工時(shí)的作業(yè)面。結(jié)構(gòu)施工完畢后，先拆除小橫梁并用塔吊運(yùn)出，再利用卷揚(yáng)機(jī)將操作平臺(tái)下降至落煤斗層，在地面拆除后運(yùn)出筒倉，大大降低密閉空間內(nèi)作業(yè)。頂部貝雷架梁以筒倉頂板做操作平臺(tái)，拆除并吊運(yùn)至地面，退回租賃站。

3 吊掛梁安裝

3.1 貝雷架梁支撐柱施工

貝雷架支撐基礎(chǔ)為筒壁，將HW350 型鋼格構(gòu)柱埋入筒壁混凝土1.5m，支撐高度2m，養(yǎng)護(hù)20 天后才能安裝上部貝雷架梁，并采用φ20 的螺栓進(jìn)行有效連接牢固。

頂板貝雷梁采用兩根HW350×350 型鋼支撐，格構(gòu)柱尺寸1500×400，高度為 3.5m，柱間距為 3m，墊板采用（1600～2300）×400×20，腹板采用（1450～2150）×300×16mm；底部拉結(jié)采用等邊角鋼100×10；焊縫均為滿焊，且長(zhǎng)度不小于100mm，并采用兩道“U”型鋼板與H 鋼梁固定貝雷梁。

3.2 縱向貝雷架梁安裝

（1）空間桁架結(jié)構(gòu)采用三排單層貝雷架梁，兩端懸挑的方式。

（2）當(dāng)筒壁混凝土強(qiáng)度達(dá)75%后安裝貝雷架，鋼柱上沿向21m 跨度架設(shè)，約 @3000 一榀。

（3）在此三排單層貝雷架上設(shè)橫向梁，上橫梁采用雙12.6 槽鋼焊接而成，承載下部操作平臺(tái)與庫頂板梁板重量，以及施工荷載。

（4）優(yōu)先安裝1.5m 梁兩側(cè)縱向貝雷架梁，縱向貝雷架梁計(jì)算跨度21m，由6 片貝雷架延長(zhǎng)拼裝，兩端懸挑各由一片貝雷片長(zhǎng)延長(zhǎng)拼裝，共計(jì)8 片貝雷架，總長(zhǎng)24m。

（5）貝雷架梁先在地面上完成拼裝，然后用履帶吊逐跨整榀吊裝，在兩筒倉中間上進(jìn)行搭接拼裝，安裝時(shí)要注意采用纜風(fēng)鋼絲繩牽拉固定，防止傾覆。

（6）貝雷梁的位置需放線后確定，以保證軸線不偏移，為減少貝雷梁的磨損，在縱向貝雷梁與型鋼格構(gòu)柱之間墊一厚20mm 的鋼墊板，確保模板拆除及標(biāo)高準(zhǔn)確。

（7）貝雷梁安裝到位后，橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板，并采用自制的Ф16“U”13 型螺拴將其固定在縱向貝雷梁上。

3.3 支架預(yù)壓

3.3.1 支架預(yù)壓目的

為確保筒倉頂板現(xiàn)澆施工安全，需對(duì)貝雷架進(jìn)行重載實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)貝雷架的承載能力和撓度值。通過貝雷架的加載過程來分析、驗(yàn)證貝雷架及其附屬結(jié)構(gòu)（模板、橫梁、吊桿支架等）的彈性變形，消除其非彈性變形。通過其規(guī)律來指導(dǎo)模板安裝施工中模板的預(yù)拱度值及混凝土分層澆筑的順序，并據(jù)此基本評(píng)判施工的安全性。

3.3.2 加載方式

預(yù)壓荷載不小于支架所承受最大施工荷載的1.1 倍。先根據(jù)預(yù)壓材料的容重計(jì)算加載重量，按連續(xù)梁梁體構(gòu)造和重量分布不均勻荷載進(jìn)行加載。預(yù)壓方法就是模擬該跨混凝土梁的現(xiàn)澆過程，進(jìn)行實(shí)際加載，以驗(yàn)證并得出其承載能力。預(yù)壓達(dá)到要求重量時(shí)，開始進(jìn)入沉降觀測(cè)期，觀測(cè)期以相鄰兩次沉降值不超過2mm 為止，沉降量分為塑性變形和彈性變形，彈性變形一般較小。加載采用預(yù)壓砂袋進(jìn)行，利用塔吊配合進(jìn)行預(yù)壓加載。預(yù)壓荷載分布要與梁體的實(shí)際荷載工況相接近。

3.3.3 預(yù)壓工藝流程

整個(gè)預(yù)壓加載過程模擬實(shí)際混凝土施工時(shí)的荷載分布，依據(jù)技術(shù)規(guī)程支架預(yù)壓不少于3 級(jí)，而設(shè)計(jì)施工圖中給定了預(yù)壓加載按照預(yù)壓荷載值的60%、100%、110%分三級(jí)進(jìn)行加載，在支架體系加載預(yù)壓時(shí)梁體側(cè)模暫不安裝，根據(jù)受力分布情況在相應(yīng)的部位加載不同重量的荷載。

3.3.4 觀測(cè)點(diǎn)分布及數(shù)據(jù)處理

每個(gè)斷面在貝雷架的中心線、中心線兩側(cè)的位置共布置6 個(gè)點(diǎn)，順跨向觀測(cè)斷面按照規(guī)范要求不大于L/4 的距離布置，預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)不便在梁上測(cè)設(shè)，因此采用吊放吊錘的方法將預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)位移至距地面100cm 處。用鋼絲將0.75Kg 的吊錘放置于離地面20cm 高處，為消除鋼絲的變形影響，在加載前先放置一段時(shí)間，待鋼絲變形完成后開始加載測(cè)設(shè)。在預(yù)壓前用水準(zhǔn)儀對(duì)底模的標(biāo)高觀測(cè)一次，每級(jí)加載完成后1h 觀測(cè)一次，以后每6h 觀測(cè)一次，全部加載完成后每6h 觀測(cè)一次，連續(xù)12h 監(jiān)測(cè)位移產(chǎn)值小于2mm 時(shí)，方可卸載，預(yù)壓荷載卸載后再對(duì)底模標(biāo)高觀測(cè)一次。從以上的觀測(cè)資料中計(jì)算出支架的彈性變形及非彈性變形值，為底模標(biāo)高的調(diào)整提供依據(jù)。

3.3.5 卸載及預(yù)壓報(bào)告

加載后均靜載3h 后分別測(cè)設(shè)支架沉降量，做好記錄。加載全部完成后，等到支架沉降穩(wěn)定后，方可進(jìn)行卸載。卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，即110%-100%-60%-0。每級(jí)卸載后均靜載1h 后分別測(cè)設(shè)支架的恢復(fù)量，做好記錄。卸載要均勻依次卸載，防止突然釋荷之沖擊，并妥善放置重物以免影響正常施工。卸載時(shí)每級(jí)卸載均待觀察完成，做好記錄后再卸至下一級(jí)荷載，測(cè)量記錄貝雷架的彈性恢復(fù)情況。所有測(cè)量記錄資料要求當(dāng)天上報(bào)試驗(yàn)指導(dǎo)小組，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)異常問題要及時(shí)匯報(bào)。

4 平臺(tái)安裝

4.1 支撐平臺(tái)安裝

（1）貝雷梁拼裝完畢，在其上橫向鋪設(shè)12.6#的雙槽鋼，間距900mm，與貝雷梁間采用φ16“U”型螺拴固定，每個(gè)節(jié)點(diǎn)1 套螺栓。

（2）在其上橫梁穿入φ22 吊桿，縱向間距900mm，橫向間距1100mm，與上橫梁采用螺拴固定，每個(gè)節(jié)點(diǎn)2 套螺栓調(diào)平固定，再進(jìn)行下橫梁的8#雙槽鋼安裝。

（3）根據(jù)梁板底模的標(biāo)高，采用吊掛方式安裝下橫梁8#雙槽鋼，按3%的起拱度調(diào)整螺栓，控制模板的精平。

4.2 操作平臺(tái)安裝

（1）依據(jù)操作平臺(tái)設(shè)計(jì)圖紙梁板位置，鋪設(shè)縱橫雙向工字鋼梁，縱向主梁16#工字鋼，間距2200mm，橫向次梁10#工字鋼，間距900mm，并進(jìn)行有效的焊接。

（2）為了減輕重量，在次梁上滿鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片擱柵Ф8@150，最后鋪設(shè)木板應(yīng)采用鋪設(shè)輕質(zhì)壓型鋼板或15mm 厚木板，并要求與下部擱柵固定牢靠。

（3）吊桿采用φ20 鋼絲繩與上部的上橫梁進(jìn)行有效拉結(jié)，下部拉結(jié)在縱橫梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，縱/橫間距為2200/1800mm 設(shè)置一道拉結(jié)；繩夾采用騎馬式固定，且不得少于4 個(gè)。鋼絲繩繩卡作法

（4）操作平臺(tái)應(yīng)設(shè)置防墜裝置

A.操作上必須裝有安全鎖，并在操作平臺(tái)懸掛處增設(shè)一根與提升機(jī)構(gòu)上使用的相同型號(hào)的安全鋼絲繩。每根安全鋼絲繩上必須有不能自動(dòng)復(fù)位的安全鎖，安全鎖應(yīng)能使操作平臺(tái)在下滑速度大于25m/min 時(shí)動(dòng)作，并在不超過100mm 的距離內(nèi)停住。

B.安全鎖的動(dòng)作要靈敏，工作要可靠，并需經(jīng)嚴(yán)格的檢驗(yàn)和試驗(yàn)，不合格的產(chǎn)品不準(zhǔn)裝配和出廠，安全鎖必須在有效期內(nèi)使用，超期必須由專業(yè)廠檢測(cè)合格后方可使用。

C.必要時(shí)操作平臺(tái)上須有防傾斜裝置。

D.操作平臺(tái)上宜設(shè)超載保護(hù)裝置。

5 平臺(tái)拆除

（1）貝雷架梁的拆除要遵循先裝后拆的施工工藝，充分利用頂板孔洞口，對(duì)梁板模板進(jìn)行拆除，采用塔吊吊配合人工拆除，并及時(shí)運(yùn)走。

（2）拆除吊桿螺栓，拆除上下橫梁，以及一些貝雷架附配件。

（3）將貝雷梁逐片肢解，再拆除21m 跨貝雷架梁，然后從一側(cè)逐漸吊運(yùn)貝雷片。

（4）先拆除輕質(zhì)壓型鋼板或15mm 模板，以及一些操作平臺(tái)附配件。

（5）對(duì)主梁鋼梁與筒壁連接處進(jìn)行切割拆除。

（6）對(duì)主梁工字鋼捆綁鋼絲繩穿樓板處使用Ф30 套管，采用卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩預(yù)先捆綁工字鋼，逐根拆除捆綁在上橫梁的鋼絲繩，采用操作平臺(tái)整體吊運(yùn)至漏斗平臺(tái)。

（7）在漏斗平臺(tái)將操作平臺(tái)逐根肢解，最后采用塔吊在頂板洞口吊運(yùn)工字鋼。

6 結(jié)束語

本文通過對(duì)貝雷架梁吊掛施工筒倉現(xiàn)澆混凝土頂板方案的介紹和施工技術(shù)總結(jié)，達(dá)到優(yōu)化工藝，實(shí)現(xiàn)了施工目的，為后續(xù)類似項(xiàng)目施工方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施提供了參考實(shí)例，也為高支撐、大跨度現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)吊掛施工的可行性和進(jìn)一步推廣提供實(shí)際數(shù)據(jù)。