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【摘 要】 随着最近几年煤炭市场的发展,大直径筒仓越来越多,施工规模不断增大,但是大直径筒仓采用柔性滑模装置时易发生变形、扭转、偏斜等缺点,在设计时就对该滑模装置采取了一系列措施,通过实践证明该滑模装置具有经济、简单、施工方便等优点,并能有效保证滑模质量。
【关键词】 超大直径筒仓;柔性滑模装置设计、施工;变形、扭转控制
引言:
超大直径筒仓一般采用柔性滑模装置进行滑模施工,但单体柔性滑模装置有易变性、扭转、偏斜的缺点,这就需要在滑模装置设计、施工时采取可靠的措施防止滑模装置变形、扭转,加强滑模装置的刚度、强度和稳定性。
1、工程概况
某工程由两个45米直径的筒仓和一个30米直径的筒仓组成,其中45米直径原煤筒仓为亚洲第一大煤仓,设计为后张拉预应力钢筋混凝土筒体结构,内径45米,仓壁厚550mm。单仓储煤量为50000吨煤。本次滑模范围为从标高-10.85m漏斗开始至仓顶上环梁下300mm,滑模至标高26.7m。
2、柔性滑模装置设计
2.1柔性滑模方案的确定
由于本工程直径较大,若使用刚性装置滑模存在桁架等模具规格极大,不易制作、安装和容易下沉的缺点,还要在仓中心搭设脚手架支撑滑模装置,需要投入较多的钢管等周转材料,经济性差;若采用柔性滑模装置就不仅在安装时降低难度,安装速度也很快,而且在滑模过程中能减少爬杆等材料的使用和安装爬杆时的用工量,所以采用柔性滑模装置施工能满足工期要求,但要解决柔性单仓滑模装置极易发生偏斜、扭转和变形等施工难题,必须有稳妥可行的技术方案。
2.2柔性滑模装置设计
2.2.1操作平台系统设计
操作平台采用悬挑式平台,在开字架内、外两侧设置悬挑三脚架,内侧1.5米宽,外侧1.3米宽,用于浇筑混凝土。通过在滑模平台里设置内九角撑、抗扭柱、壁柱处的3个开字架通过焊接钢筋组合成桁架以及增设一道围圈等措施防止平台的偏斜、扭转和变形。
2.2.2模板系统设计
模板系统包括提升架、模板、围圈、三角架、吊架,开字架布置,模板采用组合式大钢模板,在模板的背后设置上中下各一道闭合式直线[10围圈。
2.2.2.1提升架采用“开”字架,立腿采用[12.6的槽钢相对通过连接板焊接而成,高度2620mm,开档间距根据壁厚确定,上下横梁采用槽钢通过螺栓与立柱连接,上横梁为2根[8,下横梁为2根[12。
2.2.2.1围圈采用[10槽钢根据设计弧度压制,围圈连接全部焊接,在转角处成刚性节点。
2.2.2.1模板主要采用组合大钢模板,局部配用200mm和100mm宽钢模板,模板制作必须板面平整,无卷边、翘曲、孔洞及毛刺等,阴阳角模的单面倾斜度符合设计要求,模板单面锥度小于3‰。
2.2.2.1增设抗扭桁架加强整体连接,使各提升架受力均衡,爬升速度一致。
2.2.2.1壁柱间增设抗扭爬杆装置,加强整体抗偏扭能力。
3、柔性滑模平台的施工
3.1滑模装置安装
3.1.1滑模装置安装工艺流程
提升架→内侧围圈→内侧模板→液压操作系统→支撑杆→外侧围圈→外侧模板→内三脚架→内撑桁架→外三脚架→内、外连圈→中心拉杆
3.1.2提升架安装
3.1.2.1先找出安裝面外环梁最高点的标高并抬高30mm作为提升架底口水平线,并沿此水平线和提升架位置线垂直筒壁水平焊接一根?20以上的钢筋,且分别与内、外筒壁钢筋焊接,并将内外围圈捆绑到位。
3.1.2.2依次将提升架立于水平钢筋上,提升架大面用线坠找正,小面用水平尺放在下横梁上检查底部水平钢筋找平效果,有问题可以稍作调整,找正后的提升架保证千斤顶横梁水平,严禁外高内低,并用钢筋做双向斜向稳固。
3.1.3围圈安装
3.1.3.1围圈安装于圈托上,用M16×50mm螺丝利用压板将围圈卡在圈托与压板之间。
3.1.3.2围圈找正,下围圈在筒壁线外55mm,上围圈在筒壁线外50mm,两上围圈距离为550+100mm,两下围圈距离为550+110mm,在上下围圈之间多增加一道围圈增加平台整体性。
3.1.3.3所有圈托、压板上螺栓全部上紧。
3.1.4液压操作系统安装
3.1.4.1千斤顶采用6t滚珠式液压千斤顶,必须垂直安装在提升架下横梁上侧居中位置;
3.1.4.2油路布置按照滑模装置设计方案布置,分为八组,所有油管必须安装顺直或成圆弧形,控制台采用YKT-80型液压控制台,两个液压台并联对称放置,分别在八组千斤顶区域内设置了八个观测点;
3.1.4.3液压系统试验,全管路排气、持压,将千斤顶丝堵松开,充油排气,全系统充满油后,拧紧丝堵。持压12MPa5分钟,确定滑升时间为60s,回油时间为85s;
3.1.4.4液压控制台搭设防护棚,并配足量消防器材。
3.1.5支承杆安装
3.1.5.1液压系统试验合格后方可插入支承杆,支承杆轴线应与千斤顶轴线保持一致,其偏斜度允许偏差为2‰;
3.1.5.2支承杆采用埋入式支承杆,采用φ48×3.5钢管,设墙壁中心处,且爬杆保护层不得小于50mm;
3.1.5.3支承杆采用焊接方法接长,在千斤顶上部支撑杆小于300mm长时焊接接头,当接头滑过千斤顶后,接头处采用加焊2根φ20直径、长度200mm短钢筋进行加固。
3.1.5模板安装
3.1.5.1采用组合钢模板时,模板高度为1200mm,宽度主要为300mm,200mm和100mm宽模板作为补充,相邻钢模板的边肋都应用U形卡插卡牢固。 3.1.5.2异形模板,根据结构截面的形状和施工要求设计成钢模板,钢板厚度不得小于3mm;
3.1.6三脚架、连圈安装
内、外三脚架上弦与开字架外立腿上小牛腿用螺丝连接带双帽,下弦均用螺丝连接;内、外连圈分别安装于内、外三脚架内、外两端,采用自制U型螺丝连接与三脚架上弦角铁连接。
3.2防止滑模装置偏斜、扭转和变形的主要技术措施
3.2.1在滑模装置里设置内九角撑
在滑模装置安装完毕后,再在滑模装置内侧安装9榀桁架作为平台的内九角撑,该桁架做法:在内侧三脚架上、下分别放置一道∠75角铁,然后根据三脚架的布置来分布桁架的立柱和斜撑,并与角铁焊接连接,该桁架做好后用“U”型螺丝将桁架上弦与三脚架上弦连接,桁架两头与开字架焊接连接,该九角撑可以加强滑模装置的整体性;
3.2.2抗扭构造柱的设置
每隔7或8架开字架设置一组抗扭爬竿和千斤顶,千斤顶呈三角形布置,并在爬杆滑过千斤顶后用Φ25钢筋将爬竿连成桁架(如图3.2.2-1、照片3.2.2-2);
3.2.2-1 抗扭柱位置示意图 3.2.2-2 抗扭柱实物照片
3.2.3壁柱处的3架开字架通过焊接钢筋组合成桁架
仓壁均为分布了六个壁柱,分别将每个壁柱处3个开字架通过焊接钢筋组合成桁架;
3.2.4在原有两道围圈的基础上再增设一道围圈
沿模板方向在原有两道围圈的中间再增设一道围圈,并随之增加相应圈托,防止平台垂直方向变形。
3.3滑模装置拆除
3.3.1拆除工艺流程
油路拆除、拉杆拆除→拆除平台、外模板、护栏、吊架上跳板→割除内、外连圈、围圈、内撑桁架→先割断两到三根爬杆→将割断爬杆的提升架吊至地面解体
3.3.2拆除拉桿:用塔吊吊住中心盘,拆除中心拉杆和提升架的连接卸甲,用塔吊将中心盘和拉杆吊至地面。
3.3.3拆除油路:将油管拆除,同液压控制台一起吊至地面。
3.3.4采用分段整体拆除作业:将一段(3榀提升架,4m左右)平台拆除后站在吊架上拆除本段外模板、护栏等,然后再用塔吊吊着本段提升架等后进行割除本段内、外连圈、围圈、支撑杆、内撑桁架等,割除完毕后将本段开字架吊至地面解体,以此类推拆除其他提升架。
3.3.5内、外连圈、围圈、支撑杆的割除作业人员紧随拆除外、内平台、模板、护栏的施工人员进行作业,以免平台拆除完毕后割除人员在仓顶行走时过于危险且难于操作。
3.3.6自上人通道的一端开始拆至另一端,始终保持作业人员有可靠安全的通行条件。
4、应用实例
本项技术在中煤集团平朔东露天选煤厂的原煤筒仓1#、3#仓工程的全面应用,该滑模装置在滑升过程中未发生明显变形、扭转和偏斜,确保了该工程的质量和施工速度,通过实践证明这些加固技术具有经济、简单、施工方便、等优点,并能有效保证滑模质量。
5、结束语
此文是施工经验的总结,把它整理出来,力求全面,一则想通过总结使自己在施工层面上更上一个台阶,二则想与大家分享交流,取长补短,共同进步。
【关键词】 超大直径筒仓;柔性滑模装置设计、施工;变形、扭转控制
引言:
超大直径筒仓一般采用柔性滑模装置进行滑模施工,但单体柔性滑模装置有易变性、扭转、偏斜的缺点,这就需要在滑模装置设计、施工时采取可靠的措施防止滑模装置变形、扭转,加强滑模装置的刚度、强度和稳定性。
1、工程概况
某工程由两个45米直径的筒仓和一个30米直径的筒仓组成,其中45米直径原煤筒仓为亚洲第一大煤仓,设计为后张拉预应力钢筋混凝土筒体结构,内径45米,仓壁厚550mm。单仓储煤量为50000吨煤。本次滑模范围为从标高-10.85m漏斗开始至仓顶上环梁下300mm,滑模至标高26.7m。
2、柔性滑模装置设计
2.1柔性滑模方案的确定
由于本工程直径较大,若使用刚性装置滑模存在桁架等模具规格极大,不易制作、安装和容易下沉的缺点,还要在仓中心搭设脚手架支撑滑模装置,需要投入较多的钢管等周转材料,经济性差;若采用柔性滑模装置就不仅在安装时降低难度,安装速度也很快,而且在滑模过程中能减少爬杆等材料的使用和安装爬杆时的用工量,所以采用柔性滑模装置施工能满足工期要求,但要解决柔性单仓滑模装置极易发生偏斜、扭转和变形等施工难题,必须有稳妥可行的技术方案。
2.2柔性滑模装置设计
2.2.1操作平台系统设计
操作平台采用悬挑式平台,在开字架内、外两侧设置悬挑三脚架,内侧1.5米宽,外侧1.3米宽,用于浇筑混凝土。通过在滑模平台里设置内九角撑、抗扭柱、壁柱处的3个开字架通过焊接钢筋组合成桁架以及增设一道围圈等措施防止平台的偏斜、扭转和变形。
2.2.2模板系统设计
模板系统包括提升架、模板、围圈、三角架、吊架,开字架布置,模板采用组合式大钢模板,在模板的背后设置上中下各一道闭合式直线[10围圈。
2.2.2.1提升架采用“开”字架,立腿采用[12.6的槽钢相对通过连接板焊接而成,高度2620mm,开档间距根据壁厚确定,上下横梁采用槽钢通过螺栓与立柱连接,上横梁为2根[8,下横梁为2根[12。
2.2.2.1围圈采用[10槽钢根据设计弧度压制,围圈连接全部焊接,在转角处成刚性节点。
2.2.2.1模板主要采用组合大钢模板,局部配用200mm和100mm宽钢模板,模板制作必须板面平整,无卷边、翘曲、孔洞及毛刺等,阴阳角模的单面倾斜度符合设计要求,模板单面锥度小于3‰。
2.2.2.1增设抗扭桁架加强整体连接,使各提升架受力均衡,爬升速度一致。
2.2.2.1壁柱间增设抗扭爬杆装置,加强整体抗偏扭能力。
3、柔性滑模平台的施工
3.1滑模装置安装
3.1.1滑模装置安装工艺流程
提升架→内侧围圈→内侧模板→液压操作系统→支撑杆→外侧围圈→外侧模板→内三脚架→内撑桁架→外三脚架→内、外连圈→中心拉杆
3.1.2提升架安装
3.1.2.1先找出安裝面外环梁最高点的标高并抬高30mm作为提升架底口水平线,并沿此水平线和提升架位置线垂直筒壁水平焊接一根?20以上的钢筋,且分别与内、外筒壁钢筋焊接,并将内外围圈捆绑到位。
3.1.2.2依次将提升架立于水平钢筋上,提升架大面用线坠找正,小面用水平尺放在下横梁上检查底部水平钢筋找平效果,有问题可以稍作调整,找正后的提升架保证千斤顶横梁水平,严禁外高内低,并用钢筋做双向斜向稳固。
3.1.3围圈安装
3.1.3.1围圈安装于圈托上,用M16×50mm螺丝利用压板将围圈卡在圈托与压板之间。
3.1.3.2围圈找正,下围圈在筒壁线外55mm,上围圈在筒壁线外50mm,两上围圈距离为550+100mm,两下围圈距离为550+110mm,在上下围圈之间多增加一道围圈增加平台整体性。
3.1.3.3所有圈托、压板上螺栓全部上紧。
3.1.4液压操作系统安装
3.1.4.1千斤顶采用6t滚珠式液压千斤顶,必须垂直安装在提升架下横梁上侧居中位置;
3.1.4.2油路布置按照滑模装置设计方案布置,分为八组,所有油管必须安装顺直或成圆弧形,控制台采用YKT-80型液压控制台,两个液压台并联对称放置,分别在八组千斤顶区域内设置了八个观测点;
3.1.4.3液压系统试验,全管路排气、持压,将千斤顶丝堵松开,充油排气,全系统充满油后,拧紧丝堵。持压12MPa5分钟,确定滑升时间为60s,回油时间为85s;
3.1.4.4液压控制台搭设防护棚,并配足量消防器材。
3.1.5支承杆安装
3.1.5.1液压系统试验合格后方可插入支承杆,支承杆轴线应与千斤顶轴线保持一致,其偏斜度允许偏差为2‰;
3.1.5.2支承杆采用埋入式支承杆,采用φ48×3.5钢管,设墙壁中心处,且爬杆保护层不得小于50mm;
3.1.5.3支承杆采用焊接方法接长,在千斤顶上部支撑杆小于300mm长时焊接接头,当接头滑过千斤顶后,接头处采用加焊2根φ20直径、长度200mm短钢筋进行加固。
3.1.5模板安装
3.1.5.1采用组合钢模板时,模板高度为1200mm,宽度主要为300mm,200mm和100mm宽模板作为补充,相邻钢模板的边肋都应用U形卡插卡牢固。 3.1.5.2异形模板,根据结构截面的形状和施工要求设计成钢模板,钢板厚度不得小于3mm;
3.1.6三脚架、连圈安装
内、外三脚架上弦与开字架外立腿上小牛腿用螺丝连接带双帽,下弦均用螺丝连接;内、外连圈分别安装于内、外三脚架内、外两端,采用自制U型螺丝连接与三脚架上弦角铁连接。
3.2防止滑模装置偏斜、扭转和变形的主要技术措施
3.2.1在滑模装置里设置内九角撑
在滑模装置安装完毕后,再在滑模装置内侧安装9榀桁架作为平台的内九角撑,该桁架做法:在内侧三脚架上、下分别放置一道∠75角铁,然后根据三脚架的布置来分布桁架的立柱和斜撑,并与角铁焊接连接,该桁架做好后用“U”型螺丝将桁架上弦与三脚架上弦连接,桁架两头与开字架焊接连接,该九角撑可以加强滑模装置的整体性;
3.2.2抗扭构造柱的设置
每隔7或8架开字架设置一组抗扭爬竿和千斤顶,千斤顶呈三角形布置,并在爬杆滑过千斤顶后用Φ25钢筋将爬竿连成桁架(如图3.2.2-1、照片3.2.2-2);
3.2.2-1 抗扭柱位置示意图 3.2.2-2 抗扭柱实物照片
3.2.3壁柱处的3架开字架通过焊接钢筋组合成桁架
仓壁均为分布了六个壁柱,分别将每个壁柱处3个开字架通过焊接钢筋组合成桁架;
3.2.4在原有两道围圈的基础上再增设一道围圈
沿模板方向在原有两道围圈的中间再增设一道围圈,并随之增加相应圈托,防止平台垂直方向变形。
3.3滑模装置拆除
3.3.1拆除工艺流程
油路拆除、拉杆拆除→拆除平台、外模板、护栏、吊架上跳板→割除内、外连圈、围圈、内撑桁架→先割断两到三根爬杆→将割断爬杆的提升架吊至地面解体
3.3.2拆除拉桿:用塔吊吊住中心盘,拆除中心拉杆和提升架的连接卸甲,用塔吊将中心盘和拉杆吊至地面。
3.3.3拆除油路:将油管拆除,同液压控制台一起吊至地面。
3.3.4采用分段整体拆除作业:将一段(3榀提升架,4m左右)平台拆除后站在吊架上拆除本段外模板、护栏等,然后再用塔吊吊着本段提升架等后进行割除本段内、外连圈、围圈、支撑杆、内撑桁架等,割除完毕后将本段开字架吊至地面解体,以此类推拆除其他提升架。
3.3.5内、外连圈、围圈、支撑杆的割除作业人员紧随拆除外、内平台、模板、护栏的施工人员进行作业,以免平台拆除完毕后割除人员在仓顶行走时过于危险且难于操作。
3.3.6自上人通道的一端开始拆至另一端,始终保持作业人员有可靠安全的通行条件。
4、应用实例
本项技术在中煤集团平朔东露天选煤厂的原煤筒仓1#、3#仓工程的全面应用,该滑模装置在滑升过程中未发生明显变形、扭转和偏斜,确保了该工程的质量和施工速度,通过实践证明这些加固技术具有经济、简单、施工方便、等优点,并能有效保证滑模质量。
5、结束语
此文是施工经验的总结,把它整理出来,力求全面,一则想通过总结使自己在施工层面上更上一个台阶,二则想与大家分享交流,取长补短,共同进步。