雙曲線薄壁冷卻塔施工例析

荊 雷 史忠海 江蘇省丹陽(yáng)市抗震辦公室，丹陽(yáng) 212300

1 工程概況

江蘇某生物發(fā)電有限公司底面積1250m2雙曲線冷卻塔，位于丹陽(yáng)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，塔體為鋼筋砼，由塔筒環(huán)行基礎(chǔ)、貯水池、筒身（人字柱、環(huán)梁、筒壁、剛性環(huán)）、塔芯淋水裝置組成。該工程塔筒環(huán)行基礎(chǔ)與貯水池池壁合為一體，-2.25m至-1.65m為2.20m寬的塔筒環(huán)行基礎(chǔ)；-1.65m至+0.20m為450mm厚貯水池池壁。+4.00m至60.00m標(biāo)高為冷卻塔筒身，通風(fēng)筒殼體最小厚度120mm，最大厚度400mm；+4.00～5.43m標(biāo)高為上環(huán)梁，環(huán)梁與基礎(chǔ)之間設(shè)置32對(duì)φ380mm的圓形鋼筋砼人字柱；標(biāo)高59.05～60.00m為剛性環(huán)。塔中心部位設(shè)中央豎井，安裝預(yù)制鋼筋砼柱、梁支架，安裝鑄鐵淋水填料及主、次水槽等淋水裝置。冷卻塔附屬設(shè)施有進(jìn)塔人孔、上塔步梯、避雷設(shè)施等。

2 施工方案

2.1 工法確定

2.1.1 工作原理

①利用筒壁混凝土的初期強(qiáng)度，用對(duì)拉螺栓把三腳架及模板附著于混凝土筒壁上，在三腳架上鋪設(shè)操作平臺(tái)進(jìn)行各工序的作業(yè)。

②三腳架設(shè)置3層，循環(huán)交替向上移置，直至完成筒壁施工。

③筒壁厚度由對(duì)拉螺栓的混凝土套管長(zhǎng)度控制。

2.1.2 工藝流程

環(huán)梁上面首節(jié)筒壁鋼筋綁扎→提升中心找正裝置→首節(jié)三腳架安裝、模板支設(shè)及調(diào)整→首節(jié)混凝土澆筑→第二節(jié)鋼筋綁扎→第二節(jié)三腳架安裝、模板支設(shè)及調(diào)整→第二節(jié)混凝土澆筑→第三節(jié)平臺(tái)、模板及鋼筋安裝，澆筑混凝土→拆除首節(jié)三腳架、模板，移置到第四節(jié)→……→最后一節(jié)筒壁施工→鋼性環(huán)支模、綁筋、澆筑混凝土→拆除模板、三腳架。

2.2 裝置設(shè)施

2.2.1 模板系統(tǒng)

由內(nèi)外模板、對(duì)拉螺栓、混凝土套管及油氈墊圈等組成。使用時(shí)每?jī)砷_架之間布置兩個(gè)模板單元，其模板環(huán)向調(diào)節(jié)余量為60～80mm，環(huán)向用鋼筋圍圈或Φ48mm鋼管?chē)庸獭?/p>

2.2.2 操作平臺(tái)系統(tǒng)

操作平臺(tái)系統(tǒng)由附著式三腳架、吊籃、腳手板、防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)等組成，見(jiàn)下圖：

附著式三腳架：附著式三腳架為拆裝式承重結(jié)構(gòu)，由立桿、水平桿及斜桿組成三角形基本結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)立撐、斜撐及環(huán)向連桿的連接，整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。

①立桿貼模板的一肢上留有對(duì)拉螺栓孔。為了保持操作平臺(tái)處于水平狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整斜桿與水平桿之間的夾角以適應(yīng)筒壁坡度的變化，因此，在斜桿上留有若干個(gè)螺栓孔，供調(diào)節(jié)之用。

②斜撐：斜撐上端與立桿或內(nèi)模板連接，下端支承在環(huán)向連桿上，作為內(nèi)模板的支承構(gòu)件。斜撐上裝有花籃螺栓，在安裝模板時(shí)用于調(diào)整內(nèi)模板的半徑。

③環(huán)向連桿：環(huán)向連桿是三角形基本結(jié)構(gòu)的側(cè)向聯(lián)系桿件，既保持系統(tǒng)的整體穩(wěn)定，又是直接承受上層荷載、傳遞荷載的橫梁。安裝模板時(shí)，它還是保證模板相對(duì)位置并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的支點(diǎn)。

2.3 精度控制

雙曲線筒體，隨著施工標(biāo)高的不同筒體的半徑、厚度、角度各不相同，施工精度控制為技術(shù)核心部分，該項(xiàng)目采用附著式三腳架倒模法施工，使用自制的中心找正裝置控制筒壁半徑及標(biāo)高，該裝置簡(jiǎn)單便于操作且控制精準(zhǔn)。

2.3.1 中心找正裝置

中心找正裝置由懸盤(pán)、線錘、鋼卷尺、卷線器等組成，如圖所示。

懸盤(pán)為鋼板加工的圓形或方形盤(pán)，其底面焊一滑輪座，用于吊掛線錘。在盤(pán)邊鉆有4個(gè)孔洞，用以固定吊掛懸盤(pán)的鋼絲繩，孔洞位于兩相互垂直的圓盤(pán)直徑上。盤(pán)上面焊有固定鋼。

卷尺的轉(zhuǎn)軸，鋼卷尺可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸中心與掛線錘的鋼絲繩在一條豎直線上。

2.3.2 壁厚控制

筒壁施工時(shí)，通過(guò)穿入套管的對(duì)拉螺栓，將內(nèi)外模板與三腳架聯(lián)成一體（見(jiàn)附圖2）同時(shí)，利用套管的長(zhǎng)度控制內(nèi)外模板的距離（即控制筒壁厚度）?；炷撂坠艿慕孛鏋樗姆叫位蛄呅危庸r(shí)嚴(yán)格控制其長(zhǎng)度尺寸，對(duì)拉螺栓規(guī)格為M16，施工時(shí)對(duì)拉螺栓穿入套管后，其兩端墊以油氈墊圈，防止水泥砂漿進(jìn)入套管內(nèi)。

2.4 三腳架倒模施工

筒壁施工時(shí)，在環(huán)梁以上第3節(jié)混凝土澆筑完以后，按下述工藝流程組織施工：綁扎鋼筋→拆裝模板三腳架→翻腳手板、吊籃和安全網(wǎng)→澆筑混凝土→提升中心找正懸盤(pán)→堵塞對(duì)拉螺栓孔

2.4.1 鋼筋綁扎

該工程筒倉(cāng)壁薄，模板內(nèi)空間狹小，鋼筋布置難度大，環(huán)筋下料尺寸一般不超過(guò)7m；豎筋下料長(zhǎng)度按3倍模板高度再加上搭接長(zhǎng)度及彎鉤部分長(zhǎng)度。鋼筋綁扎沿圓周向相反方向同時(shí)作業(yè)，最后在爬梯入口處合攏。綁扎順序?yàn)椋合葍?nèi)層后外層、先豎向后環(huán)向。為確保澆筑混凝土?xí)r筒壁內(nèi)鋼筋不發(fā)生位移，在模板面向上1.3m處綁扎一圈環(huán)向鋼筋，同時(shí)在內(nèi)外層鋼筋間每m增加一根Φ8mm的S拉結(jié)筋。

2.4.2 模板安裝

模板支設(shè)為兩個(gè)作業(yè)班組，從圓周上相對(duì)兩點(diǎn)開(kāi)始沿同一方向開(kāi)始作業(yè)，順序如下：內(nèi)?！鷮?duì)拉螺栓→貼內(nèi)模油氈墊圈→混凝土套管→貼外模油氈墊圈→內(nèi)三腳架立桿→外?！鷮?duì)拉螺栓之螺母→三腳架其余桿件。

首節(jié)筒壁利用施工環(huán)梁時(shí)的腳手架支設(shè)首節(jié)模板：施工環(huán)梁時(shí)，沿圓周預(yù)留一排Φ30mm孔洞。支設(shè)首節(jié)模板時(shí)，在孔洞內(nèi)穿入Φ25mm短筋，上面放置Φ20mm環(huán)筋及木墊板，作為安裝首節(jié)模板的支承。孔洞高低位置，按照1節(jié)模板高度與非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度之差而定。

2.4.3 模板間水平縫的處理

澆筑砼分斜層進(jìn)行，每層澆筑厚度300～400mm，采用插入式振動(dòng)器振搗，振搗時(shí)沿澆筑的順序方向采用斜向振搗法，振動(dòng)棒與水平傾角約60°角左右，振搗上一層時(shí)插入下層砼面50mm，以消除兩層間的接縫，砼終凝后及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

雙曲線薄壁冷卻塔施工，在鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑等各個(gè)工序環(huán)節(jié)上不同于傳統(tǒng)房建工程，該項(xiàng)目通過(guò)三腳架倒模施工，并以自己研發(fā)的中心找正裝置及時(shí)糾偏校正模板，確保了該項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)度。