CN103114754A - 联体煤仓顶桁架梁预就位替代吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联体煤仓顶桁架梁预就位的替代吊装方法，不依赖于大型吊装设备，施工安全，效率高。地面组装滑模系统由模板组件、液压提升系统、操作平台系统等组成。滑模系统的主要受力构件为门字型提升架，每个筒仓均配置48套提升架，提升架采用12#、10#槽钢通过螺栓连接和焊接组对而成。基于滑模系统的结构，计算确定千斤顶和支撑杆的数量、支撑杆允许承载力、千斤顶允许承载力以及总垂直荷载，现场组装滑模系统;钢桁架梁安装准备;依次完成联体煤仓的各个仓的吊装;仓顶钢桁架梁安装。

Description

联体煤仓顶桁架梁预就位替代吊装方法

技术领域

本发明涉及联体煤仓顶桁架梁预就位的替代吊装方法。

背景技术

目前在工业建筑施工中，圆形筒仓结构较为普遍，滑模施工工艺技术已在圆形筒仓施工中广泛应用。但是，仓顶多数设计为桁架式钢梁或焊接H型钢梁和次梁装成仓顶钢结构骨架，上铺压型瓦，再浇筑钢筋砼面层形成了仓顶板结构。这些筒仓直径大，高度高，仓顶单榀桁架梁重量大，按照常规施工方法，要把筒仓筒壁砼浇筑完并将滑模系统全部拆除完毕后方可进行仓顶钢桁架梁的吊装作业，这种常规的施工方法存在着许多不足之处：另外，还有砼垂直运输，多数采用塔吊提升，人工推车配合进行；这些都存在着费工，费时等效率底的问题

1、钢桁架梁吊装需用大型吊装设备。

由于这些筒仓直径大，高度高，单榀钢桁架重量大，综合考虑到起重量、安装高度、作业半径等因素，经常需要二台300t以上的汽车吊进行双机抬吊。由于施工所处地理位置的原因，大吨位起重设备很少，两台汽车吊同时进场作业很难协调和操作，工期也无法保证。

2、大型吊装设备就位困难。

在筒仓顶具备钢结构吊装条件时，筒仓多数为群体工程且大部分施工完毕，此时场地狭小，施工道路难行，吊装设备就位困难，而且在钢梁起吊上升过程中，周边的建筑物对吊装路线有很大的影响，往往需要起重设备二次就位，重新起吊，效率较低。

3、仓顶钢桁架梁构件安装作业危险性大。

在仓顶钢桁架安装时滑模系统已全部拆除完毕，钢构件安装作业面只是300∽600宽的筒壁，施工危险性大，隐患较多。

4、钢桁架梁吊装的费用高。

由于施工地点所处地理位置的原因，周边附近很难租赁到所需的吊装设备，均要求异地远程调配，大型吊装设备的进出场费用和租赁费很高。

发明内容

本发明提供了一种联体煤仓顶桁架梁预就位替代吊装方法，不依赖于大型吊装设备，施工安全，效率高。

本发明的技术方案如下：

联体煤仓顶桁架梁预就位替代吊装方法，包括以下步骤：

（1）地面组装滑模系统

所述滑模系统包括模板组件、液压提升系统、操作平台，其中，模板组件由内侧钢模板、外侧钢模板和相应的作为主要受力构件的内、外侧门字型提升架构成，内、外侧钢模板之间用U型卡连接，在内、外侧钢模板的背后设置上、下共两道闭合式围檩，围檩与内、外侧钢模板通过拉钩连接，围檩与所述提升架采用槽钢通过螺栓连接，所述提升架的横梁高过操作平台500mm以上；液压提升系统主要包括支承杆和安装于该支撑杆上的液压千斤顶；

基于以上滑模系统的结构，计算确定千斤顶和支撑杆的数量、支撑杆允许承载力、千斤顶允许承载力以及总垂直荷载，现场组装滑模系统；

（2）钢桁架梁安装准备

对钢桁架梁安装位置两侧的提升架进行加固，在内、外两侧提升架的立柱间加设垂直剪刀撑，以保证支撑钢桁架梁的两侧提升架形成刚性整体；

将钢桁架梁安装位置两侧的提升架支撑杆与仓壁钢筋焊接固定，以保证支撑杆稳定性；

在钢桁架梁上架设砼布料机；

在钢桁架梁安装位置处设置两道横向槽钢作为支撑架，搭搁在相邻提升架的两端处并进行焊接固定；

（3）依次完成联体煤仓的各个仓的吊装

对于每一个仓：对模板组件进行间歇浇筑，每浇筑完成一层混凝土，液压提升系统的千斤顶在支撑杆向上滑升一个行程，即提升模板组件一个浇筑层；

当滑升至设定标高时，最后一层混凝土一次浇筑完毕，保证在同一水平面上；

（4）仓顶钢桁架梁安装

在仓顶钢桁架梁槽口两侧仓壁各500mm处分别预埋一块钢板埋件；拆除滑模系统的内侧钢模板以及围檩，在所述钢板埋件上焊接用以安放钢桁架梁的支撑架；每榀钢桁架梁采用两套手拉葫芦将钢桁架梁抬吊提起，并临时固定；然后将所述支撑架拆除；采用手拉葫芦将钢桁架梁下降至槽口中，并就位固定。

本发明具有以下优点：

（1）工期有保证

整个滑模施工及钢桁架梁安装完全由项目部自己掌控，钢桁架梁吊装就位不依赖于大型吊装设备，故工期有可靠的保证。

（2）施工安全

在钢桁架梁安装就位过程中，施工人员全部在原滑模系统操作平台上施工作业，安全防护设施到位，施工安全有保证。

（3）综合效益

采用滑模带钢桁架梁施工技术，大大节省大型吊机械燃料费，不光有良好的经济效益，还能收到节约能源和环境保护的社会经济效益。

附图说明

图1为本发明吊装方案的结构简图。

图2为本发明滑模系统的剖面示意图。

附图标号说明：

1-门字架（提升架）横梁；2-门字架（提升架）立柱；3-托架；4-钢桁架；5-水平联系环（围圈）；6-滑动模板；7-水平联系环（围圈）固定件；8-操作平台；9-防护栏；10-外吊架；11-内吊架；12-中心联接盘（柱）；13-斜撑。

具体实施方式

本发明的施工步骤具体如下：

滑模系统的设计→滑模系统的制作→滑模系统组装→在滑模系统上安装钢桁架梁→初滑阶段→滑升阶段→完成滑升阶段→仓顶钢桁架梁安装。

一、滑模系统的设计

1.1千斤顶数量的确定

液压提升系统所需千斤顶和支撑杆的最少数量按下式计算：

n=N/P₀

式中：N-总垂直荷载（KN）

P₀-支撑杆允许承载力（KN）或千斤顶允许承载力（为千斤顶额定承载力的二分之一），两者取其较小者。

1.2支撑杆（Φ48×3.5）允许承载力按下式计算

P₀=α.f.φ.An

式中：P₀-φ48×3.5钢管支撑杆的允许承载力（KN）

f-支撑杆钢材强度设计值，取20KN/cm²

α-工作条件系数，取0.7

An-支撑杆的截面面积为4.89cm²

φ-轴心受压构件的稳定系数，计算出杆的长细比λ值，查现行《钢结构设计规范》附表可得到φ；

λ=(цL1)/r

式中：ц-长度系数，对φ48×3.5钢管支撑杆，ц=0.75r-回转半径，对φ48×3.5钢管支撑杆，r＝1.58cm

L₁-支撑杆计算长度（cm），支撑杆在结构体内时，取千斤顶下卡头到浇筑混凝土上表面的距离，为100cm；

计算可得：λ=(0.75×100)/1.58=47.468，

查表φ=0.933

P₀=α.f.φ.An=0.7×20×0.933×4.89=63.87KN

1.3千斤顶允许承载力计算：

设计选用额定承载力为6t的千斤顶，则千斤顶的允许承载3t，即30KN。所以，在计算所需最少数量千斤顶或支撑杆的公式中，P₀取2.2.1.1和2.2.1.2两者中的较小值，即P₀=30KN。

1.4总垂直荷载计算（按照单仓设置48台6t千斤顶计算）

a、模板组件

1)门型提升架：70KN

2)围圈及加固：60KN

3)模板组件：35KN

4)操作平台及安全防护：75KN

5)吊脚手架及安全防护：10KN

总计：250KN；

b、操作平台施工荷载：

1)施工人员：50KN

2)液压设备及焊接等工具：40KN

3)平台允许堆放混凝土、钢筋等材料：70KN

4)施工活荷载：30KN

总计：190KN；

c、钢模板与混凝土的摩擦阻力：

160m²×3000N/m²=480KN

d、4根钢梁重量：15×1+11×1+2×10=460KN；

总垂直荷载：N_总=250+190+480+460=1380KN；

所以，液压提升系统所需千斤顶和支撑杆的最少数量为

n=N/P₀=1380/30=46台＜48台千斤顶

故，该滑模系统采用￠48×3.5的支撑杆、千斤顶额定承载力为6t、共设置48组提升架沿筒仓均匀分布是可以满足施工要求的。

二、滑模系统制作和组装

滑模系统由模板组件、液压提升系统、操作平台系统等组成。滑模系统的主要受力构件为门字型提升架，每个筒仓均配置48套提升架，提升架采用12^#、10^#槽钢通过螺栓连接和焊接组对而成。

2.1模板组件

由模板、围圈和提升架组成。

1）模板：模板应具有通用性、装拆方便和足够的刚度。因此，本工程滑模部分内外模板全部采用新的组合钢模板，高1200mm，宽250mm，模板间用U型卡连接。

2）围圈：围圈又称作围檩。在内、外侧模板的背后，设置上、下共两道闭合式围圈，围圈与模板用拉钩连接，围圈与提升架用槽钢进行连接。围圈采用10^#槽钢。

3）提升架：提升架又称作千斤顶架。它是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件。门字型提升架横梁应当高过操作台500mm以上。

2.2液压提升系统

由支承杆、液压千斤顶、液压控制台和油路等组成。

1）支撑杆：选用φ48*3.5的焊接钢管作为筒仓滑模的支撑杆。

2）液压千斤顶：选用QYD-60型千斤顶。

3）液压控制台：液压控制平台采用HY-36二台（另备一台）。

4）油路：由控制台、一级油管、分油器、二级油管、三级油管、分油器、针阀到千斤顶。为保证回油同步，一级油管沿内筒周圈联通。

2.3操作平台系统

由操作平台和吊脚手架组成。

1）操作平台：操作平台由8^#槽钢组对成内外三角挑架形成挑架式操作平台并和提升架连接形成整体。为防止内三角挑架向内倾覆，在其端部设置水平联系环，水平联系环采用14^#槽钢制作成直径为1000mm的圆环，圆环与内三角挑架间设置φ16mm的拉杆进行拉紧。通过这种辐射型水平支撑，不仅将各个提升架连接成为一个整体，而且在滑升过程中，通过各个拉杆上的松紧螺栓，还可以调整模板的椭圆变形。

2）吊脚手架：吊脚手架又称下辅助平台或吊架，分内、外两种吊脚手架。内吊脚手架挂在提升架和操作平台的三角架上，外吊脚手架挂在提升架和外挑三角架上。吊脚手架铺板的宽度为700mm，钢吊杆的直径为φ16。吊脚手架的外侧必须设置安全防护栏杆，并满挂安全网。

三、在滑模系统上安装钢桁架梁

（1）滑模系统组装完毕验收合格后，方可进行下一道工序即钢桁架梁的安装；

（2）在钢桁架梁安装前，要对钢桁架梁安装位置两侧的提升架进行加固，在内外两侧提升架立柱间加设垂直剪刀撑，剪刀撑采用8^#槽钢制作，以保证支撑钢桁架梁的两个提升架形成刚性整体，防止两个提升架由于行程不同而造成在滑升过程中钢梁发生倾斜，同时也便于纠偏、校正。

（3）在钢桁架梁安装前，将钢桁架梁安装位置两侧的提升架支撑杆与仓壁钢筋焊接固定，保证支撑杆稳定性，确保钢梁的安装质量。

（4）在安装钢桁架梁前，在钢桁架梁支撑架横梁上标识出钢桁架梁安装位置线及相应的控制线，然后采用一台50t汽车吊将钢桁架梁吊装放在钢桁架梁支架上，并在各桁架梁间设置垂直剪刀撑，剪刀撑采用脚手钢管搭设，每相邻钢桁架梁间安装4榀剪刀撑，使各桁架梁连接成一整体，以确保在滑升过程中钢桁架梁的稳定性，同时也加强了滑模系统的整体性和稳定性。

（5）安装钢桁架梁支撑架，以钢桁架梁安装位置处设两道横向槽钢，搭搁在相邻两门字架两端处并进行焊接固定。

四、初滑阶段

连续浇筑2∽3个分层，高600～700mm，当混凝土强度达到初凝至终凝之间，即底层混凝土强度达到0.3∽0.35MPa时，即可进行试滑升工作。初滑升阶段的混凝土浇筑工作应在3小时内完成。试滑升时先将模板升起50mm，即：千斤顶提升1～2行程，当混凝土出模后不坍落，又不被模板带起时（用手指按压可见指痕，砂浆又不粘手指），即可进行初滑升，初滑升阶段一次可提升200～300mm。在初滑阶段，加强对支撑杆、提升架、钢梁支撑架及钢桁架梁的工作状况的监控，加强提升架行程同步性的检测，确定正常即可进入正常滑升阶段。

五、滑升阶段（依次完成联体煤仓的各个仓的吊装）

每浇筑一层混凝土，提升模板一个浇筑层，依次连续浇筑，连续提升。采用间歇提升制，提升速度大于100mm/h。正常气温下，每次提升模板的时间，应控制在1小时左右，当因某种原因混凝土浇筑一圈时间较长时，应每隔20∽30分钟开动液压控制台，提升1～2个行程。在滑升过程中要随时注意钢桁架梁支撑架、滑模门架、支撑杆等是否有变化，并注意钢桁架梁的整体稳定性。

滑升至设计标高时，最后一层混凝土应一次浇筑完毕，混凝土必须保证在一个水平面上。

六、仓顶钢桁架梁安装

（1）在仓顶钢桁架梁槽口两侧仓壁各500mm处分别预埋一块350×350×12埋件，锚筋为6Φ16，长500mm。

（2）拆除滑模平台辐射型水平支撑、槽口处内平台及内侧模板、围檩。在仓顶预埋钢板上焊接钢桁架梁安放支撑架。

（3）每榀钢桁架梁采用两套10t手拉葫芦将钢桁架梁抬吊提起，并临时固定。

（4）将原有钢桁架梁支撑架拆除。

（5）用手拉葫芦将钢桁架梁下降至槽口中，并就位固定。

Claims (1)

1.联体煤仓顶桁架梁预就位替代吊装方法，包括以下步骤：

（1）地面组装滑模系统

所述滑模系统包括模板组件、液压提升系统、操作平台，其中，模板组件由内侧钢模板、外侧钢模板和相应的作为主要受力构件的内、外侧门字型提升架构成，内、外侧钢模板之间用U型卡连接，在内、外侧钢模板的背后设置上、下共两道闭合式围檩，围檩与内、外侧钢模板通过拉钩连接，围檩与所述提升架采用槽钢通过螺栓连接，所述提升架的横梁高过操作平台500mm以上；液压提升系统主要包括支承杆和安装于该支撑杆上的液压千斤顶；

基于以上滑模系统的结构，计算确定千斤顶和支撑杆的数量、支撑杆允许承载力、千斤顶允许承载力以及总垂直荷载，现场组装滑模系统；

（2）钢桁架梁安装准备

对钢桁架梁安装位置两侧的提升架进行加固，在内、外两侧提升架的立柱间加设垂直剪刀撑，以保证支撑钢桁架梁的两侧提升架形成刚性整体；

将钢桁架梁安装位置两侧的提升架支撑杆与仓壁钢筋焊接固定，以保证支撑杆稳定性；

在钢桁架梁上架设砼布料机；

在钢桁架梁安装位置处设置两道横向槽钢作为支撑架，搭搁在相邻提升架的两端处并进行焊接固定；

（3）依次完成联体煤仓的各个仓的吊装

对于每一个仓：对模板组件进行间歇浇筑，每浇筑完成一层混凝土，液压提升系统的千斤顶在支撑杆向上滑升一个行程，即提升模板组件一个浇筑层；

当滑升至设定标高时，最后一层混凝土一次浇筑完毕，保证在同一水平面上；

（4）仓顶钢桁架梁安装

在仓顶钢桁架梁槽口两侧仓壁各500mm处分别预埋一块钢板埋件；拆除滑模系统的内侧钢模板以及围檩，在所述钢板埋件上焊接用以安放钢桁架梁的支撑架；每榀钢桁架梁采用两套手拉葫芦将钢桁架梁抬吊提起，并临时固定；然后将所述支撑架拆除；采用手拉葫芦将钢桁架梁下降至槽口中，并就位固定。

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