钢筋混凝土烟囱电动提升无井架操作平台翻模施工技术

新疆生产建设兵团第五建筑安装工程公司 石河子 832000

1 工程概况

背景工程为新疆天业自备电厂（2×300MW机组）210 m烟囱工程，烟囱中心坐标A=1 132.95 m，B=1 708.45 m，±0.00 m相当于绝对高程419.30 m，基础埋深-4.5 m。烟囱为钢套筒式结构，外筒为钢筋混凝土薄壳结构，高度207 m；内筒为耐酸钢套筒，内筒φ7.6 m，高210 m。筒壁基础底板外半径15.5 m，环壁下口宽度1.5 m，上口宽度0.8 m。筒身外侧65 m以下坡度0.06；65～115 m的坡度为0.03；115 m以上的坡度为0.00。±0.00 m处最大外半径10.9 m，最大壁厚0.6 m；上部最小外半径5.5 m，最小壁厚0.3 m。内外筒之间在65 m、97.5 m、130 m、162.5 m、195 m、206 m高度设钢平台，平台之间设上下钢爬梯1道。

2 工程特点

该工程为套筒式结构，钢筋混凝土外筒壁设计半径较大，钢筋、模板和混凝土的工程量均较大，要求机械设备的垂直运输能力较强；另外内筒要在外筒施工完后才能施工，故要求钢筋混凝土筒壁施工能相对提前完成。

3 方案实施

3.1 工艺原理

电动提升无井架操作平台是通过电机和安装在电机上的螺旋杆实现架体上下相对运动，完成向上提升操作平台的工作任务。无井架操作平台梁固定在有滑动装置的提升架体上，提升架体分主架体和副架体（主副架体内均有组合滑轮滑动），提升主架体安装有电动机（带有螺旋杆）、爬梯、脚手板支架，提升副架体安装有螺母（配套螺旋杆）。由电机的正反转不断交替来提升无井架操作平台，每次提升高度1.5 m。其工艺为：筒壁第1次钢筋绑扎、安装高度达到3.0 m以上，安装第1层模板，浇筑第1层混凝土， 待混凝土浇筑至距模板上口50～80 mm时安装第2层模板；在浇筑至距第2层模板上口50～80 mm时，电动提升无井架操作平台提升高度1.5 m（即模板节高度），绑扎第3层钢筋，安装第3层模板，浇筑第3层混凝土， 在浇筑至距第3层模板上口50～80 mm时，拆除第1层模板并将拆除下来的模板与第3层模板连接。如此反复循环向上提升无井架操作平台，并且进行钢筋绑扎、模板拆装、浇筑混凝土的施工，完成筒壁结构结顶[1,2]。

模板采用3套钢模板或胶合板模，每套（节）模板高度1.5 m，截面几何控制采用套管和对拉螺栓外加箍环加固。加强模板高度1.5 m，由钢板、型钢、抗剪螺栓组成。

钢筋混凝土烟囱电动提升无井架操作平台翻模原理装置详见：无井架操作平台装置剖面（图1）、无井架操作平台装置平面（ 图2）、电动提升内、外架（图3）、 钢筋混凝土烟囱电动提升无井架操作平台翻模系统装置（图4 ）。

3.2 施工工艺流程

图1 无井架操作平台组装剖面

图2 无井架操作平台装置平面

图3 电动提升内、外架装置

图4 钢筋混凝土烟囱电动提升无井架操作平台翻模系统装置

施工准备→±0.00 m以上预留传力杆孔，并与加强模板连接传力杆→组装无井架操作平台→提升主、副架体及传力系统→垂直运输系统→电控系统→内外架体安全防护→系统调试→绑扎第1层钢筋、安装第1层模板、浇筑第1层混凝土→电动提升无井架操作平台（高度1.5 m）→绑扎第2层钢筋、安装第2层模板、浇筑第2层混凝土→电动提升无井架操作平台（高度1.5 m）→绑扎第3层钢筋、安装第3层模板、浇筑第3层混凝土→电动提升无井架操作平台（高度1.5 m）→绑扎钢筋、拆除第1层模板、向上翻模并安装模板、浇筑混凝土→循环向上直到顶部→拆除电动提升无井架操作平台及模板。

3.3 操作要点

3.3.1 无井架操作平台系统组装

1）首先在地面上组装鼓圈、安装辐射梁、钢环梁、辐射梁斜拉索、铺设平台板形成为操作平台，同时组装随升架、小拔杆、集料斗等，其次用汽车吊将操作平台吊装在筒壁中央，再将随升架、小拔杆、集料斗等安装在操作平台上。然后穿钢丝绳连接在卷扬机上。

2）安装操作平台拉杆时，应仔细调整拉杆的拉力，使各拉杆的拉力基本一致，保持在同一水平面上，为了抵消下面的荷载，并使操作平台中心起拱，起拱的高度宜为平台直径的0.1%～0.3%。之后进行随升架体、小拔杆、吊斗及吊笼安装与调整，再进行操作平台铺板及脚手板安装。

3.3.2 电动提升设备安装

电动提升装置组装包括：内外模板系统、操作平台系统、同步电机门架提升系统、卷扬机、钢丝绳、电气控制器、料斗及吊笼。安装步骤：提升时，先向电机架挡块下方的加强模板上挡块锁孔上插上挡销，开动电机使其正转，通过大梁升降螺母将大梁上提，和大梁相连的钢梁及其上的工作平台随之上提至所需高度时停下电机，此时，向大梁挡块下方、加强模板的锁孔上插上挡销，并拔出电机架挡块下方的加强模板上挡块锁孔上的挡销，再使电机反转，使电机架沿大梁向上滑动，至所需高度时在电机架挡块下方的加强模板上的挡块锁孔上插上挡销，再需提升大梁时，取出大梁挡块下方的加强模板上挡块锁孔上挡销，再使电机正转，不断提升工作台，直至烟囱顶部。

3.3.3 模板翻模

1）模板采用高度为1.5 m的钢模板至少3套，进行翻转施工。

2）模板安装时，收分模板必须沿圆周对称成双布置，每对的收分方向应相反。

3）模板安装接缝及收分模板的搭接边应严密、不得漏浆。每次模板翻转安装完后，应对其半径、坡度、壁厚、钢筋保护层等进行检查校正，合格后方可进行下一工序。

4）混凝土强度达到设计强度的50%时，可拆除模板，每次拆完模板后应把模板表面修理平整、杂物清理干净，并及时在模板上涂刷脱模剂。当模板出现变形及脱焊时应及时维修，对于变形严重的模板应及时进行更换。

3.3.4 钢筋连接

1）横向钢筋的长度一般不宜大于7 m。当要求加长时，应适当增加操作平台宽度。

2）竖向钢筋的直径小于或等于12 mm时，其长度不宜大于6 m。连接采用直螺纹。

3）每一浇筑层混凝土浇筑完后，在混凝土表面以上至少应有一道连接好的水平（横向）钢筋。

4）竖向钢筋连接后，其上端应用限位支架等临时固定。

5）筒壁双层配筋，其立筋应成对并立排列，钢筋网片间应有A字形拉结筋或用焊接钢筋骨架定位。

6）洞口上下两侧横向钢筋端头应连接平直、整齐，有足够钢筋保护层。下口横向钢筋宜与竖向钢筋焊接。

3.3.5 预埋件

1）预埋件的留设位置与型号必须准确。预埋件的标高、位置、型号及数量要逐一核对。

2）预埋件的固定，一般可采用短钢筋与结构主筋焊接或绑扎等方法连接牢固，但不得突出模板表面。模板提升越过预埋件后，应立即清除表面的混凝土，使其外露，其位置偏差不应大于10 mm。

3）对于安放位置和垂直度要求较高的预埋件，不应以操作平台上的某点作为控制点，以免因操作平台出现扭转而使预埋件位置偏移。应采用线锤吊线或经纬仪定垂线等方法确定位置。

3.3.6 加强模板、销孔钢板及抗剪螺栓

1）加强模板采用钢质材料，板面几何尺寸与工作模板相同，螺栓孔为钻眼孔，背面肋比工作模板凸出30 mm，背面肋螺栓孔为钻眼孔，φ32 mm。

2）抗剪螺栓为对拉式，主要是传力作用，将操作平台、提升电机及架体、吊斗、小拔杆、导向钢丝绳、安全防护、作业人员等的荷载传递到筒壁上。

3）销孔钢板为槽型钢，上面分布有小方孔（即销孔），插入挡销传递操作平台上传来的所有荷载。

3.3.7 混凝土浇筑

1）用于施工的砂、石、水泥、水必须是通过检验的合格品，水泥宜使用同一厂家、同一品种的产品，以保证混凝土外观色泽一致。

2）施工前应事先做好混凝土配合比的试配工作，其性能除应满足设计所规定的强度、抗渗性、耐久性以及施工季节等要求外，混凝土早期强度的增长速度必须满足翻模速度的要求，应使入模后的混凝土凝结速度与模板向上翻模速度相适应。

3）混凝土必须分层均匀双向交圈浇筑，分层的厚度以25～30 cm为宜，每层浇筑的间隔时间应不大于混凝土的凝结时间。

4）每次提升后，应对拆除模板后的混凝土表面进行检查。一般情况下，对混凝土表面作常规修整即可，若有裂缝或坍塌，应立即停止施工，并及时研究处理。

5）拆模后的混凝土应及时喷涂养生液或覆盖塑料膜进行养护。

3.3.8 操作平台提升

1）操作平台提升前应严格检查是否有障碍物影响提升。操作平台一次提升一个模板高度（1.5 m），每次提升应在一个工作班内完成，提升时要使操作平台均匀水平上升。并安装限位控制器来控制提升水平标高，当提升不均衡时，须立即停止，并对各提升架进行水平调整后方可继续提升。

2）在提升过程中，吊斗及拔杆应停止使用，吊架上不得堆放其他材料。

3.3.9 拆除

电动提升无井架操作平台装置的拆除（包括施工中改变平台结构）采用解支法：即电动提升装置、操作平台、模板等按照安装工序、流程逆向逐件拆卸，操作平台在地面解体。

4 实施效果

该工程钢筋混凝土外筒壁采用电动提升无井架操作平台翻模施工，其施工速度快、操作简单、易于掌握、安全可靠、用工少、劳动强度小、工效高，同时也降低了工程成本[3-6]。

通过使用该方法，主体工期仅用90 d即完成筒壁工程。筒身施工完毕经检查垂直度最大偏差为25 mm，工程质量达到合格标准，该工程荣获石河子市“明珠杯”、建工师“建工杯”及兵团“昆仑杯”优质工程奖。