悬索在储煤筒仓锥壳施工中的应用

【摘 要】本文通过对储煤筒仓悬索施工方案的受力计算、分析、对比，阐述了悬索施工方案的适用范围及筒仓锥顶施工控制要点。

【关键词】储煤筒仓、锥顶、悬索、方案

0 引言

猇亭电厂储煤筒仓是国内第一座3万吨级的筒仓取消中部立柱（直径约5米），国内第一座采用锥台顶结构的筒仓，国内第一座取消上部环式中心配料皮带机的3万吨级筒仓，国内第一座上部进料方式采用犁式卸料器给料的3万吨级筒仓，国内第一座出料方式采用缝隙煤槽，卸料设备采用双侧叶轮给煤机的筒仓。上述独特的结构形式也给筒仓的结构施工带来的诸多技术难题，特别是筒仓锥顶结构的施工，成为了制约筒仓顺利投运的关键节点。本文主要从悬索施工方案入手，阐述筒仓锥顶结构施工的控制要点。

1.工程概况

猇亭电厂储煤筒仓工程，由4座内直径33m筒仓相邻组成，库中心轴线分别为：2轴、5轴、8轴、11轴。筒仓基础为2.5m厚C40混凝土整板基础，基础底标高▽-7.5m，顶标高▽-5.0m。

库身结构形式为预应力钢筋混凝土筒体结构，锥顶高▽42.2m。其中筒壁壁厚500mm，筒壁顶高▽30.4m，▽30.4m至▽34.40m为库顶板环梁HL1；梁宽900mm；▽34.40m至▽42.20m為库顶锥窍结构；库顶锥板呈圆台状，由上环梁HL2、辐射梁KL34.4-1、锥壳、顶板组成，上环梁HL2截面尺寸2000×900mm；辐射梁KL34.1-1截面尺寸1000×400mm，共32根；锥壳板厚400mm，顶板厚150mm。

2.施工流程

筒仓下部结构施工（基础、筒壁、底部填料等）——下环梁HL1到32.5m处（预埋定位环）——安装悬索（达到强度）——下环梁HL1上部——辐射梁KL34.4-1——锥壳斜板——上环梁HL2——锥顶平台——模板、脚手架及悬索拆除（达到强度）。

3.荷载计算

（一）荷载的组合

1、筒仓内部的面积：3.14*（33/2）2=854.86m2，

2、根据结构特点，锥顶平台拟分三次施工：

第一次筒体滑模施工到30.6m后，用普通模板施工HL1，在HL1与KL34.4-1相交处设水平施工缝，

第二次施工锥体部分的HL2、KL34.4-1到锥板底，本次砼量为：224m3。

第三次施工锥板，本次砼量为294.12m3。

42.2m处所示的T0516图所示部分拟留设施工缝后浇。

2.1单次最大砼量为294.12m3；其均布荷载为8.6KN/m2。

2.2施工荷载：脚手架钢管约190T，模板约55T，小计：245T；其均布荷载为2.86KN/m2。

2.3施工活荷载：0.5KN/m2。

总荷载为：∑Q=8.6+2.86+0.5=11.96 KN/m2。

（二）受力计算

选定钢丝绳为?32，矢高按1/4～1/5计算，取6m，间距为@0.6m

经计算：

1、钢丝绳的线荷载为7.17KN/m2

2、水平张力为：H=162KN

3、悬索的张力T=200KN

4、?32钢丝绳的最小破断拉力为：512KN

安全系数：K=512/200=2.56>2.5。（安全）

所选用材料所在资料：

① Ф32钢芯钢丝绳（五金手册2000年3月第六版P6.60页型号为6×9W+1WR

② D型卸扣T16（P21.4～P21.5）

③ 钢丝绳夹子， P21.11页，型号为Y32，高强度牌号为KTH350-10。

④ 钢丝绳端头重折处用套环三角圈：五金手册P21.1页，公称直径为Ф32.

（三）相应连接件

1、主副索的预埋环由直径Ф32直径的钢筋弯成，满足锚固要求。

2、钢丝绳端头用配套的卡子卡紧，每端不少于5个卡子。

3、预埋件与钢丝绳连接用卸扣连接，非常方便，它能满足任何下垂角度的要求。

4.施工方法

本工程悬索施工方案是在筒壁上的环梁HL1上预埋钢筋锚环，然后用卸扣将钢丝绳与预埋的锚环相连，编织成整体网状结构，再在网状钢丝绳结构上搭设满堂钢管脚手架作支撑，承受上部的全部荷载。

4.1钢丝绳安装

1、钢丝悬索每根长度在地面等比例放线确定后进行弯曲并上卡。

2、焊一个1.5×2m的吊栏，将弯好的钢丝绳放入吊栏内.

3、用塔吊将吊栏运至所需的高度，安装人员在滑模吊平台上用卸扣把钢丝绳与预埋环连接在一起.

4、先安装主索，再安装副索，起吊在筒内进行。

4.2排架搭设

1、先用垂直于主索平行于副索的钢管每米一道。用12#的铁丝固定在主索上，然后立竖杆，接着绑水平杆，任何方向的钢管的间距均为1米。

2、当水平钢管绑3道以后，即可成为较稳定的满堂架。

3、钢管的顶端底模需按L/200作预拱度起拱，当钢管绑到弦高时，必须进行放线抄平，确定其挠度。

4、钢索布置好及钢管捆绑好后，应满挂密目网及白色安全兜网（先挂安全网，再铺设密目网）。

4.3模板安装

斜梁用木模支设，38*80木枋每道150；中间加一道Ф12的对拉螺杆，环型梁可用钢模支设，加拉条加固，斜梁处埋设主筋插筋。

4.4钢筋制安

钢筋的绑扎按常规进行，但所有的主筋必须焊接和机械连接。

4.5混凝土浇筑

1、混凝土的浇筑分两次进行，斜梁与环梁作一次浇筑，井字梁、板作一次浇筑，斜梁与环梁浇灌时在井字梁位置预埋井字梁及板的插筋，第二次浇灌井字梁时，施工缝必须凿毛处理。

2、混凝土的浇灌必须对称进行，防止不均匀沉降引起的歪斜现象。

3、混凝土自下而上分层浇灌，先对称浇灌斜梁，再浇环梁，直至全部完成。

4、混凝土中需加早强减水剂，及UEA膨胀剂。

4.6相关安全措施

1、安装悬索前，在滑模使用的支撑杆上拉起保险绳，所有安装悬索人员均要将安全带挂在安全绳上进行作业。

2、悬索安装好后，在进行架子及铺板作业时要将整个悬索用大眼安全网兜起来。然后在进铺板作业和架子施工。

5、加强监测。因悬索存在变形，在施工过程中，定期对悬索应变量进行监测，确保结构稳定。

5 结束语

综上所述，悬索施工方案适用于底部结构复杂，高度高、中间无支撑的混凝土锥壳筒式结构。同时，国家在环保保护、土地利用等方面要求越来越高，以及及山区等地理位置局限条件下，储煤筒仓的优势将更加凸显。因此储煤筒仓在今后的社会发展进程中将会更大范围的推广应有。筒仓锥壳悬索施工方案的探索和实践应用也将为后续类似项目的施工，提供宝贵的借鉴经验，并对筒仓锥壳结构形式的优化具有重要的参考价值。

参考文献：

[1]M.L.赖姆伯特、A.M.赖姆伯特著，顾华孝译：《筒仓理论与实践》，中国建筑工业出版社，北京，1981。 （M.L.Reimbert，A.M.Reimbert，Silos Theory and Practice，Trans.Tech.Pub.，Germany，1976.）

[2]中华人民共和国国家标准，《钢筋混凝土筒仓设计规范》（GB50077-2003），中国计划出版社，北京，2004.

[3]许影著，《30000贮煤筒仓结构设计》，武汉大学学报（工学版）第41卷，武汉，2008年.

作者简介：

罗占泽，男，1981年11月出生，汉族，河南南阳人，工程师，2004年毕业于三峡大学经济与管理学院，工程管理专业，现为华润电力（宜昌）有限公司土建专业工程师。