CN102535843A - 一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法及液压滑模装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法及液压滑模装置,该液压滑模施工方法是一种使混凝土在动态连续成型的快速施工方法，操作平台和模板等荷载全部支承于靠低龄期混凝土稳固且刚度较小的支撑杆上，利用液压千斤顶来带动操作平台和模板沿筒壁滑升，液压千斤顶通过油路系统在支承杆上爬升。该液压滑模施工，采用外筒壁滑模，内衬砌筑，外筒壁与内衬同步施工的“外滑内砌”施工工艺。该液压滑模施工动态连续施工，和倒模比施工速度快，沿烟囱筒壁周圈对称布置液压千斤顶，模板由固定模板、活动模板和收分模板组合而成，便于组装拆卸及调整整个组合模板结构的直径和周长，可随烟囱直径变化的要求逐渐减小。该液压滑模施工投入施工人员少，便于管理。

Description

一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法及液压滑模装置

技术领域

本发明涉及一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法及液压滑模装置。

背景技术

圆形钢筋混凝土烟囱筒壁滑模施工工艺自上世纪70年代就在我国开始使用，发展到现在，滑模工艺中有滑框倒模、外滑内提、外滑内砌及自升平台式翻模和无井架液压滑模等。垂直运输采用电动卷扬机通过随升井架提升设在烟囱中心的吊笼或直接采用施工升降机等。

无井架液压滑模垂直运输采用电动卷扬机通过随升井架提升设在烟囱中心的吊笼，一般随升井架高度在7.5m至10.5m。其不足之处在于：施工高度较高的烟囱时，中心吊笼在提升过程中沿柔性滑道晃动较大，用于施工人员上下及部分施工材料的垂直运输不安全，且中心吊笼提升速度慢。

发明内容

本发明的目的是要提供一种适用于出口内径≥3m、筒壁厚≥160mm、混凝土强度等级≥C20的钢筋混凝土圆形烟囱施工方法及液压滑模装置。该施工装置简单轻便，一次性投资少，作业成本低，施工速度快，机械化程度高，并且能重复使用。采用该方法及装置施工安全有保证，质量易控制，观感效果好，并可在圆锥形变截面混凝土筒体结构工程中推广应用。本发明所提及的液压滑模装置，在无井架液压滑模装置的基础上增加一个固定井架，固定井架设在烟囱中心，中心吊笼设在固定井架内，沿固定井架由电动卷扬机滑升。用于施工人员上下及砖、砂浆等小构件的垂直运输。这样就能保证中心吊笼沿固定轨迹平稳提升及下降，安全性提高，提升速度也有一定提高，加快施工速度。

该液压滑模工艺是一种使混凝土在动态连续成型的快速施工方法，操作平台和模板等荷载全部支承于靠低龄期混凝土稳固且刚度较小的支撑杆上，利用液压千斤顶来带动操作平台和模板沿筒壁滑升，液压千斤顶通过油路系统在支承杆上爬升。该液压滑模施工，采用外筒壁滑模，内衬砌筑，外筒壁与内衬同步施工的“外滑内砌”施工工艺。该液压滑模施工动态连续施工，和倒模比施工速度快。沿烟囱筒壁周圈对称布置液压千斤顶，使平台提升平稳，操作平台不易产生倾斜。模板由固定模板、活动模板和收分模板组合而成，便于组装拆卸及调整整个组合模板结构的直径和周长，可随烟囱直径变化的要求逐渐减小。采用该液压滑模施工的烟囱筒壁混凝土结构内实外光，外观质量比倒模效果好。每滑升300mm~500mm浇筑一次混凝土；每滑升10m，平台中心就通过1个15kg线锤对中一次，模板结构半径用钢尺丈量及时纠偏，操作平台通过液压千斤顶调整水平度及标高，从而控制滑升过程中的施工质量。该液压滑模施工投入施工人员少，便于管理。

该液压滑模装置主要由操作平台、随升井架、钢模板、围圈、“开”字形提升架、调径装置、吊架、垂直运输设备、液压千斤顶及液压系统、固定井架组成。整个装置轻便简单，机械化程度高，便于组装拆卸，并可以重复使用，一次性投资少。

人员上下和砖及砂浆垂直运输采用电动卷扬机通过随升井架提升设在烟囱中心的吊笼实现，中心吊笼设在固定井架内，沿固定井架由电动卷扬机提升。混凝土和钢筋的垂直运输则通过固定于随升井架上的天轮，采用电动卷扬机提升钢丝绳及吊斗实现。

本发明的技术解决方案是：

一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，在烟囱基础上提前预埋好钢板埋件，以便固定井架的安装，采用常规倒模施工一定高度烟囱筒壁，将支承杆对称按25%错头预埋在筒壁内，支承杆与支承杆对接通过焊接连接。施工人员及砖砂浆、部分小工具构件等通过烟囱出灰口进入固定井架内的中心吊笼，进行垂直运输。在预埋好的支承杆上装上液压千斤顶，操作平台通过辐射梁支撑于液压千斤顶上，操作平台由辐射梁，外栏圈、内外钢圈及连接体系，内外吊架平台，操作平台木板及外围栏杆组成。内外钢模板通过围圈连成整体，与“开”字形提升架联系起来，“开”字形提升架通过横梁架设于辐射梁上，通过调径装置可在辐射梁上沿烟囱中心移动，从而实现变径。成品钢筋及混凝土通过电动卷扬机带动钢丝绳及吊斗垂直运输至操作平台上，施工人员站在内外吊架平台上进行钢筋绑扎及混凝土的浇筑。一次浇筑混凝土300mm~500mm，当浇筑好的混凝土强度达到0.2MPa~0.4MPa，即可通过附着于支承杆上的液压千斤顶带动整个操作平台进行滑升，进行上一层筒壁施工。在钢筋混凝土筒壁施工的过程中，内衬砌筑同步进行，施工人员在操作平台的内吊架平台上进行内衬砌筑，砌筑材料通过中心吊笼垂直运输至操作平台，再从操作平台运输至内吊架平台。通过如此循环，不断滑升，直至完成整个筒壁施工。烟囱筒壁施工完成之后，按顺序拆除整个滑模装置及固定井架，完成作业。

在滑模滑升过程中，随烟囱半径逐步缩小，需调整内外模板结构的半径，每滑升一次（300mm~500mm高）结束，通过调径装置按要求的标高、半径值及在辐射梁上划好的刻度将提升架向内推进。调径的起始点与方向应结合平台的垂直及扭转情况来决定，当平台为顺时针扭转时，调径沿逆时针方向进行，当平台向某方向发生垂直位移时，则调径从偏移的相反方向开始。调整内外模板结构半径同时进行模板的收分，模板收分可根据每次提升的高度与筒壁外表面坡度求出该高度半径应收分的尺寸，每提升一次，拧动调径装置的丝杠推动提升架向内移动，收分一次。当活动模板与收分模板经收分后重叠在一起时（模板系统由固定模板、活动模板和收分模板组配成），在提升后浇筑混凝土之前及时抽拔掉活动模板，抽拔活动模板用一个挂在两个提升架之间横梁上可移动的1t小倒链进行。两提升架之间横梁采用槽钢制作，利用高强螺栓连接在提升架上，提升架之间横梁数目和收分模板套数对应。

圆形钢筋混凝土烟囱出灰口及烟道口在滑升过程中，提升架布置无法避开，当施工至此处时将预留插筋弯折在筒身内，待出模后再作二次施工。当滑升至出灰口或烟道口以上时，对支承杆进行绑焊加固处理。当滑升至牛腿下口标高时，待混凝土达到初凝强度时，将内模板上口调整角度并向内拉至牛腿梁上口截面尺寸后，绑扎钢筋，加固支承杆、提升模板开始空滑，空滑至牛腿上口标高时，检查牛腿上口截面尺寸及筒壁外径，确认符合要求后开始浇筑混凝土，待牛腿混凝土达到一定强度后再将内模板下口提升至牛腿上口，并调整内模板上口角度，使内模板与外模板平行，加固支承杆开始空滑，当内模板下口滑至牛腿上表面50mm时，将内模板按要求的半径进行复位、固定，复核后浇混凝土进入正常滑升阶段。筒首部位施工方法与牛腿施工基本相同，不同在于筒首外壁有凹槽，凹槽施工采用提前加工好的木盒子埋入混凝土内，在筒首施工完后将木盒子拆除。

上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，支承杆一般采用Φ48mm×3.5mm钢管，在烟囱基础以上一定高度筒壁采用倒模施工时，按25%错头对称预埋在筒壁内，支承杆对接采用焊接连接；液压千斤顶的数量和支承杆数量是配套的，液压千斤顶调试好后装在支承杆上。

上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，操作平台骨架由辐射梁、内外钢圈组成，通过辐射梁支承在液压千斤顶上；辐射梁采用双槽钢通过高强螺栓拼装而成，辐射梁与液压千斤顶通过高强螺栓连接起来；两个内钢圈通过支撑连接起来，然后通过悬索拉杆及高强螺栓与辐射梁连成整体，外钢圈通过高强螺栓与辐射梁连接起来，内钢圈和外钢圈的直径决定于烟囱筒身的最大外径和最小内径；内外钢圈可分段制作，通过高强螺栓安装在辐射梁上；内外吊架平台通过吊杆吊一侧设在辐射梁上，另一侧吊设在提升架上；辐射梁的组数和提升架的组数是相等的，即每组辐射梁夹住一个提升架；提升架可在辐射梁的两根槽钢的空隙中作径向移动，每组辐射梁装设有一个推动提升架向内作径向移动的调径装置；外栏圈通过上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，内外模板根据工程实际需要可采用不同规格组合钢模板，钢模板通过围圈连成整体。围圈分为固定围圈和活动围圈，固定围圈的长度略大于固定模板的宽度，活动围圈的长度比一组活动模板加一块或两块收分模板的总和稍长，搭在固定围圈上；由于围圈的弧度已定，而简身的弧度是随高度而变化的，所以一套围圈只能适于某一高度的筒身弧度；设计围圈时，应将筒身全高分段，每段选用一套一种弧度的围圈。整个模板结构通过模板支撑固定在提升架上。

上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，模板和围圈的布置应适应变弧度、变截面的需要；模板的收分是通过收分模板一侧与活动模板的表面相搭接，在收分压力作用下两种模板搭接宽度逐步加大，当超过1块活动模板宽度时，将活动模板抽出1块，从而达到收分的目的；模板收分均匀是防止滑升中平台扭转的措施之一，因此收分模板的布置要求均匀对称。

上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，随升井架一般高7.5m~10.5m，采用角钢制作，可分节制作，利用高强螺栓连接起来；随升井架下端与操作平台内钢圈焊接固定，上端通过4根斜撑与操作平台外钢圈焊接固定，斜撑可采用Φ57mm×3.5mm钢管焊接而成。

上述的圆形钢筋混凝土烟囱施工方法，固定井架底座焊接在烟囱基础预埋的埋件上，固定井架采用角钢制作，分节制作成型，每节之间通过高强螺栓连接起来；固定井架的上端升至液压滑模装置的随升井架内，并高出操作平台一定高度。随着滑模装置的滑升，固定井架不断增加节，使固定井架随滑模装置的滑升而增高；固定井架节提前制作成型，通过液压滑模装置上的电动卷扬机吊运至操作平台上进行安装。

本发明的优点是：该液压滑模装置简单轻便，一次性投资少，减少施工成本，该液压滑模装置也有利于拆装运输及重复使用。该液压滑模装置施工机械化程度高，“外滑内砌”同步施工，动态连续作业明显加快施工进度，施工进度至少提高一半以上。该液压滑模施工占用的施工空间较小，产生的建筑垃圾少并且相对集中，便于清理，有利于节能环保。该液压滑模施工参战人员少且无复杂的劳动力组织，便于管理，施工作业人员20~30人即可，减少劳动力1/3以上。该液压滑模施工的烟囱筒壁内实外光，质量易控制，观感质量明显提高。该液压滑模装置的固定井架，在施工高度较高烟囱筒壁时，克服了无井架液压滑模中心吊笼在提升过程中沿柔性滑道晃动较大的问题，保证中心吊笼沿固定轨迹平稳提升及下降，安全性提高，提升速度也有一定提高，加快施工速度。

附图说明

图1是本发明的液压滑模构造示意图。

图2是本发明的液压滑模装置操作平台平面示意图。

图3是图1中的提升架与钢模板连接图。

图中：天轮1，保险钢丝绳2，拔杆3，吊斗起重钢丝绳4，吊斗5，斜撑6，操作平台外围栏杆7，随升井架8，限位器9，支承杆10，液压千斤顶11，提升架12，辐射梁13，花篮螺栓14，悬索拉杆15，内钢圈支撑16，外栏圈17，外钢圈18，内钢圈19，内吊架平台20，外吊架平台21，调径装置22，内钢模板23，外钢模板24，模板支撑25，安全网26，烟囱筒壁27，烟囱内衬28，中心吊笼起重钢丝绳29，固定井架30，中心吊笼31，固定井架预埋件32，提升架横梁33，提升架立杆34，吊架立杆35，吊架连接杆36，吊架平台37，外吊架平台38，围圈39。

具体实施方式

如图所示，在采用常规倒模施工的烟囱基础上提前预埋好固定井架钢板埋件32，搭设固定井架29，固定井架29采用角钢分节制作，高强螺栓连接，固定井架下端焊接固定在钢板埋件32上，固定井架上端伸入随升井架8内，并高出施工操作平台一定高度；采用常规倒模施工一定高度烟囱筒壁27，将支承杆10按25%错头预埋在已施工的烟囱筒壁27内，支承杆10一般采用Φ48mm×3.5mm钢管，利用焊接对接，支承杆10数量根据滑模施工装置设计提前确定；液压千斤顶11装在支承杆10上，液压千斤顶数量和支承杆数量是配套的；滑模装置操作平台骨架由辐射梁13、内钢圈19、外钢圈18组成，通过辐射梁13支承在液压千斤顶11上，辐射梁13、内钢圈19及外钢圈18采用槽钢制作；操作平台内钢圈19有两个，内钢圈之间通过内钢圈支撑16连接起来，然后通过悬索拉杆15和高强螺栓与辐射梁13连接起来，悬索拉杆15由钢筋拉杆和花篮螺栓14组成，钢圈支撑16采用材料为槽钢；外钢圈18和操作平台外栏圈17通过高强螺栓连接在辐射梁13上，操作平台外栏杆7固定在外栏圈17上，外栏杆7为Φ48mm×3.5mm钢管，外栏圈17为槽钢，操作平台木板铺设在辐射梁13上；随升井架8下端固定在内钢圈19上，上端通过4根斜撑6固定在操作平台外钢圈18上，随升井架8采用角钢分节制作而成，通过高强螺栓连接，斜撑采用Φ57mm×3.5mm钢管；中心吊笼31通过中心吊笼起重钢丝绳29和天轮1利用电动卷扬机进行垂直运输，中心吊笼31主要用于运输施工人员，烟囱内衬28砌筑用砖、砂浆等较小材料构件，中心吊笼31采用角钢及钢板焊接成型；吊斗5通过吊斗起重钢丝绳4、拔杆3及保险钢丝绳2利用电动卷扬机进行垂直运输，吊斗5主要用于运输成品钢筋、混凝土及固定井架节等较大构件，吊斗5采用钢板焊接而成，拔杆为Φ57mm×3.5mm钢管；限位器9主要用于控制中心吊笼31提升过度，脱出井架轨道；滑模装置安装时部分构件可利用汽车吊配合安装，液压千斤顶11通过油路系统在支承杆10上爬升，从而带动整个滑模装置滑升。

该液压滑模装置“开”字形提升架12由提升架横梁33和提升架立杆34组成，提升架横梁33及提升架立杆34由两根槽钢组合而成，支承杆10可从每组提升架横梁之间穿过，提升架横梁33和提升架立杆34通过高强螺栓连接起来，提升架12通过提升架横梁33担在辐射梁13上，可在每组辐射梁之间通过调径装置22作径向移动，从而实现变径。内钢模板23和外钢模板24通过围圈38连成整体，再通过模板支撑25与提升架立杆34利用卡扣连接起来，模板支撑25及围圈38采用Φ48mm×3.5mm钢管制作。

施工人员站在内吊架平台37上砌筑烟囱内衬28，内吊架平台37通过吊架立杆35一边与辐射梁13连接，另一边与提升架立杆34连接，两吊架立杆间通过一道吊架连接杆36连接起来；砖及砂浆等砌筑采用通过中心吊笼31运输在操作平台，再从操作平台运输在内吊架平台37，吊架立杆35及吊架平台37骨架采用Φ48mm×3.5mm钢管制作；外吊架平台38通过吊架立杆35一边与辐射梁13连接，另一边与提升架立杆34连接，两吊架立杆间通过一道吊架连接杆36连接起来。

Claims (11)

1.一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，其特征是：在烟囱基础上预埋钢板埋件，用于固定设在烟囱中心的固定井架；中心吊笼设在固定井架内，沿固定井架由电动卷扬机通过随升井架上的天轮及钢丝绳利用电动卷扬机滑升；施工人员及砖、砂浆等小构件可通过烟囱出灰口进入中心吊笼，通过中心吊笼作垂直运输；采用常规倒模施工一定高度烟囱筒壁，将支承杆按25%错头预埋在已施工的筒壁内，液压千斤顶安装在支承杆上，液压滑模装置通过操作平台辐射梁架设在液压千斤顶上，通过油路系统使液压千斤顶在支承杆上爬升，从而带动滑模装置不断滑升；烟囱筒壁内外侧钢模板通过围圈连成整体，再利用模板支撑与提升架连接起来，提升架通过提升架横梁担在操作平台辐射梁上，从而通过操作平台的滑升带动提升架及内外钢模板的滑升；提升架通过调径装置可在辐射梁上作径向移动，从而实现变径；钢模板由固定模板、活动模板及收分模板组成；围圈由固定围圈和活动围圈组成，固定围圈的长度略大于固定模板的宽度，活动围圈的长度比一组活动模板加一块或两块收分模板的总和稍长，搭在固定围圈上；随着滑升高度增加烟囱筒壁半径逐渐减小，需调整内外模板结构的半径，每滑升一次（300mm—500mm高）结束，通过调径装置按要求的标高、半径值及在辐射梁上划好的刻度将提升架向内推进；调整内外模板结构半径同时进行模板的收分，模板收分可根据每次提升的高度与筒壁外表面坡度求出该高度半径应收分的尺寸，每提升一次，拧动调径装置的丝杠推动提升架向内移动，收分一次；当活动模板与收分模板经收分后重叠在一起时，在提升后浇筑混凝土之前及时抽拔掉活动模板，抽拔活动模板用一个挂在两个提升架之间横梁上可移动的1t小倒链进行；烟囱筒壁施工用成品钢筋及混凝土垂直运输通过操作平台上的拔杆、吊斗、吊斗钢丝绳及保险钢丝绳利用电动卷扬机从地面吊至操作平台，在操作平台上进行水平运，施工人员站在内外吊架平台进行钢筋绑扎及混凝土浇筑；烟囱内衬砌筑用砖及砂浆等材料通过固定井架内的中心吊笼利用电动卷扬机垂直运输至操作平台，再从操作平台运输至内吊架平台，施工人员站在内吊架平台上进行烟囱内衬砌筑；烟囱筒壁施工完成后，按顺序拆除液压滑模装置及固定井架，完成作业。

2.一种圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，所述液压滑模装置主要由操作平台、随升井架、钢模板、围圈、“开”字形提升架、调径装置、吊架、中心吊笼、液压千斤顶及液压系统、固定井架组成，其特征是在无井架液压滑模装置的基础上增加一个固定井架，固定井架设在烟囱中心，中心吊笼设在固定井架内，沿固定井架由电动卷扬机滑升；操作平台和钢模板等荷载全部支承于支撑杆上；沿烟囱筒壁周圈对称布置液压千斤顶；钢模板由固定模板、活动模板和收分模板组合而成，便于组装拆卸及调整整个组合模板结构的直径和周长。

3.如权利要求2所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，其特征是操作平台骨架由辐射梁、内外钢圈组成，通过辐射梁支承在液压千斤顶上；辐射梁采用双槽钢通过高强螺栓拼装而成，辐射梁与液压千斤顶通过高强螺栓连接起来；两个内钢圈通过支撑连接起来，然后通过悬索拉杆及高强螺栓与辐射梁连成整体，外钢圈通过高强螺栓与辐射梁连接起来，内钢圈和外钢圈的直径决定于烟囱筒身的最大外径和最小内径；内外钢圈可分段制作，通过高强螺栓安装在辐射梁上；内外吊架平台通过吊杆一侧吊设在辐射梁上，另一侧吊设在提升架上。

4. 根据权利要求1所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，其特征是：架设固定井架前需在烟囱基础上预埋钢板埋件，固定井架下端焊接固定在钢板埋件上，上端伸入随升井架内；中心吊笼设在固定井架内，通过电动卷扬机沿固定井架轨迹进行滑升。

5.根据权利要求1所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，其特征是：支承杆按25%错头预埋在已施工的烟囱筒壁内，支承杆通过焊接对接；液压千斤顶通过油路系统在支承杆上爬升，带动液压滑模装置滑升。

6.根据权利要求2或3所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，其特征是：每组辐射梁由2根槽钢通过高强螺栓拼装而成，每个“开”字形提升架横梁及立杆也是由2根槽钢拼装制作而成，提升架通过提升架横梁担在每组辐射梁上，可通过调径装置在每组辐射梁间作径向移动，从而实现变径。

7.根据权利要求2或3所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，其特征是：随升井架下端固定在操作平台内钢圈上，上端通过4根斜撑固定在操作平台外钢圈上。

8.根据权利要求2或3所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，其特征是：内外吊架平台通过吊架立杆及高强螺栓连接在操作平台辐射梁上。

9.根据权利要求1所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，其特征是：烟囱筒壁施工用成品钢筋及混凝土通过吊斗、吊斗钢丝绳及保险钢丝绳和拔杆利用电动卷扬机进行垂直运输。

10.根据权利要求2或3所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工用的液压滑模装置，其特征是：内外钢模板通过围圈连成整体，再通过模板支撑及卡扣连接在“开”字形提升架上，内外钢模板可通过模板支撑及卡扣调整模板倾斜角度，利于烟囱内壁环形牛腿的施工。

11.根据权利要求1所述的圆形钢筋混凝土烟囱筒壁施工方法，其特征是：当活动模板与收分模板经收分后重叠在一起时，在提升后浇筑混凝土之前及时抽拔掉活动模板，抽拔活动模板用一个挂在两个提升架之间横梁上可移动的1t小倒链进行；两提升架之间横梁采用槽钢制作，利用高强螺栓连接在提升架上，提升架之间横梁数目和收分模板套数对应。

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