大型筒体结构施工技术研究与应用

韦棉忠

(十一冶建设集团有限责任公司， 广西 柳州 545007)

0 引言

将桥梁常用的贝雷架施工技术运用煤筒仓顶板结构施工，利用高强贝雷梁作为主梁承载，通过上下横梁与吊杆悬挂支撑模板方式，解决筒仓内有限空间拆除的思路展开技术攻关工作，同时采用三角形与钢构支架替代脚手架操作平台,能够快速安拆，缩短施工时间，避免钢管脚手架的大量投入，围绕该支撑结构型式寻求合理的安装、拆卸施工方法。

1 工程特点

防城港钢铁基地项目综合原料场煤筒仓工程，共有12个筒仓。以1#筒仓为例，库顶板距地面高度51m，最大跨度21m，最大梁b×h=500mm×1 500mm，最大悬挑8.1m；筒壁450mm厚；仓底板3m厚，漏斗锥体高12.7m，下圆外径2.4m,上圆外径7.1m，内弧形,最大壁厚970mm。库顶板超高顶板、大跨度梁、超长悬挑板，锥体漏斗以及有限空间作业等施工难度极大特点。为了保障筒体施工达到清水墙效果、大跨库顶板与锥体漏斗施工安全。我司组织技术人员现场勘察，通过性能指标及同类技术论证后，决定应用贝雷架悬吊支撑、附着式三角架与钢构支架三项施工技术，解决传统扣件式钢管脚手架难于攻克的问题。不仅提高模板支架的搭设效率，提高安全系数，缩短施工工期，取得一定的经济效益，还保证筒仓项目安全施工，满足客户对工期与使用要求。

2 关键技术

2.1 贝雷架悬吊支撑组合施工技术

经过对满堂脚手架支撑与贝雷架悬吊支撑研究论证对比分析，确保最不利工况下各构件的安全，利用MIDAS Civil软件对贝雷架悬吊支撑组合施工技术进行整体空间内力分析与模拟验算。在筒壁内设置钢筋混凝土短柱，在柱顶预埋钢板上架设WH350转换钢梁并进行有效焊接，充分利用筒壁结构自身的承载力，达到可靠的支座。采用200t吊车将贝雷架逐跨整榀吊装在转换横梁上，吊装时要注意采用缆风绳牵拉固定，防止倾覆。根据筒仓结构的特点，将桥梁悬臂浇筑法中的挂篮施工工法进行优化，并运用于筒仓大跨度与8.1m悬挑的库顶板结构施工中，利用12#双拼槽钢作为上横梁，间距900mm；采用Ф22mm升降螺杆悬吊下横梁，在悬吊下横梁上做模板支撑，简化施工工艺，节约施工时间，支撑体系受力条件清晰,技术应用成熟。悬吊操作平台采用16#工字钢做主梁，10#工字钢做分布梁焊接成骨架；满铺9m×6m安全网兜，再满铺脚手板并采用钢筋压稳。采用Ф20钢丝绳悬吊型钢平台替代满堂支撑架，避免钢管脚手架的大量投入，减轻劳动强度，便于立体交叉作业，提供一个安全、可靠的操作平台。

贝雷架悬吊支撑图

2.2 筒壁翻模施工技术

筒仓设计为筒壁支撑，仓体部分经严格裂缝验算，考虑筒体施工过程中的安全性和减少裂缝的措施，以保障达到清水墙效果，研究应用附着式三角架翻模施工技术。筒壁钢模由专业厂家定制，模板采用Φ16mm拉杆螺栓，水平间距为450mm，每层模板配置上下各一道对拉螺栓加固，严格控制模板拼缝质量。其中创新特点有采用有机植物油替代脱模剂涂刷钢模，模板拆除后筒壁面整洁光滑。采用麻绳粘涂水泥砂浆替代水泥砂浆，才能深度封堵对拉穿墙管，且更有效防止水泥收缩，确保装料后不发生遗漏污染筒壁现象，起到清水墙效果。施工操作平台采用L63×6角钢加工成支架，通过Φ16mm对拉杆螺栓固定在筒壁上，在支架上满铺脚手架板，以供施工人员行走和施工作业，并采用钢管扣件将三角支架连接成整体的构造措施，以免平面失稳。

筒体效果图

2.3 锥体漏斗钢支撑施工技术

锥体漏斗近似垂直，底部集中线荷载达150kN/m，整个钢筋混凝土漏斗的重量在浇筑时几乎传至漏斗支撑平台。经过对脚手架支撑与钢构支撑进行对比分析，传统的脚手架支撑体系无法有效搭设与承载，采用钢结构支撑体系替代，提高搭设效率、承载力、刚度和稳定性。支撑架由钢管(Ф150立杆、Ф65拉结杆)、钢板(拉结片)、Φ16螺栓等材料制作而成，钢平台采用20b工字钢为钢主梁，14工字钢为分布梁，16mm厚钢板为平台板。整个钢构支撑体系经过pkpm结构软件验算满足承载力要求，并引入BIM技术对钢构支撑进行设计放样，可将钢构支撑架在仓外提前制作，制作完成后吊装就位，再焊接牢固，缩短工期约10d。在整个筒仓区域的锥体漏斗成功推广使用。

3 经济效益

贝雷架材料租赁费13.78万元；操作平台、上与下双拼横梁、转换梁、螺杆与垫板等型钢材料费58.271t×4 500元/t×0.45=11.8万元；安装费(含吊车费)135.73t×2 200元/t=29.86万元；脚手板费用570m2×20元/m2=1.14万元。库顶悬吊支撑费用56.58万元。

三角架、调节丝杆、挂架、防护架等型钢材料费33.74t×5 830元/t×0.45=8.85万元；安装费4 137m2×60元/m2=24.82万元；脚手板费用0.58万元；安全网兜费用0.63万元。筒壁三角架费用为34.91万元。

钢构支撑架长宽高=2.7m×2.7m×5.5m，需要钢管、钢板、螺栓、工字钢、钢板等材料费用2.85t×4 500元/t×0.45=0.58万元；制作费2.85t×650元/t=0.19万元；搭设与拆除费用2.85t×1 200元/t=0.34万元；一个筒仓共有4个漏斗，1#筒仓锥体漏斗钢支撑费用(0.58+0.19+0.34)×4=4.44万元。

1#筒体若采用常规传统扣件脚手架措施，成本分析费用约165.23万元；而筒体结构施工应用贝雷架悬吊支撑、附着式三角架与钢构支架此三项施工技术的成本费用为95.93万元。综上所述，相对传统扣件式脚手架节约费用69.3万元。

4 结 论

在大型筒体结构施工中应用以上三项施工技术，简化模板支架材料，施工现场材料堆放占地面积小，便于管理、运输、储存，减少材料周转过程中所产生的经济损失，即保护环境、节约能源，满足绿色施工，又满足安全可靠施工的要求。同时，此三种支架的搭设和拆除更加快捷简便，具有缩短工期、降低成本、架体牢固可靠等优势，为安全文明施工创造良好条件，适用于采用类似结构的大型筒体建筑，具有较好的推广前景。其中“贝雷架悬吊支模施工技术”已达国内先进水平，业主对筒仓的外观质量、施工进度都给予很高的评价，为公司创造较好的社会效益。