CN103573003A - 混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法 - Google Patents

Abstract

混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法，涉及混凝土筒仓顶的施工方法。先搭建顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件，在地面完成钢环梁和若干钢斜梁组件的制作，然后在顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件上将钢环梁和各钢斜梁组件进行调整并固定形成仓顶，最后通过仓壁提升建筑滑模组件对仓壁进行由下至上逐层建造，并同时将仓顶顶升到位。本发明缩短了在高空脚手架上的组装周期，有效地缩短了施工工期，减少了散装大型钢结构高空组装测量时受温度、风荷载影响，提高了组装精度，保证了工程质量，同时降低高空组装的难度和风险。

Description

混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是混凝土筒仓顶的施工方法。

背景技术

在工业建筑中，储存库为50m以上大直径的单体钢筋混凝土筒仓结构，库顶多为大型钢结构，特别是顶部大多为平锥顶，由一个平面圆顶和连接在仓壁和平面圆顶之前的斜面组成，由于混凝土筒仓高度较高，为了减少吊装重量，以往是将各零件都一一提升至建好的仓壁顶上，然后再在上面进行一一焊接，其施工技术难点有：重量大、安装工艺复杂、高空作业量大，且施工危险性大，工期长、安全隐患大且很难满足现代水泥项目建设要求。

发明内容

本发明针对以上特殊要求的大直径的单体钢筋混凝土筒仓结构提出一种安全、方便、工期短的混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法。

本发明技术方案是：搭建顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件，在地面完成钢环梁和若干钢斜梁组件的制作，然后在顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件上将钢环梁和各钢斜梁组件进行调整并固定形成仓顶，最后通过仓壁提升建筑滑模组件对仓壁进行由下至上逐层建造，并同时将仓顶顶升到位。

本发明将大直径筒仓顶钢结构分解为环梁及若干模块单元，在组装滑模装置的同时在地面进行模块单元组装。滑模装置组装完毕后，在符合吊装能力及搭少量简易脚手架的前提下，在低空进行拼装。筒仓顶钢结构拼装完毕后，随滑模系统整体提升，一次安装就位。

本发明特点：

1.采用模块单元的方式将整个仓顶分解成钢环梁和若干钢斜梁组件，在地面同时组装，虽然扩大了施工作业面积，但大大缩短了在高空脚手架上的组装周期，有效地缩短了施工工期。

2. 减少了散装大型钢结构高空组装测量时受温度、风荷载影响，提高了组装精度，保证了工程质量。

3.由于低空组装，减少了大量脚手架，只需搭少量简易脚手架，可满足安装要求。同时减少了大量高空作业和组装吊装难度，有效地降低了安全风险。

另外，在每次提升建筑滑模组件后，在原顶部脚手架上方向上搭建用于支撑仓顶的脚手架，以利于整个仓顶除了得到仓壁的支撑外，还得到中部脚架稳定的支撑。

为了防止不平衡而导致脚手架倾斜、坍塌，将各钢斜梁组件起吊和与钢环梁组装时，以与钢环梁径向对称且同步的方法。

具体实施方式

一、 施工准备

1、组装、吊装方法的选择、确定及吊机工况参数的选用；

2、仓顶钢结构如何分块、分哪几块；

3、组装、吊装如何进行总体布置及具体要求；

4、组装、吊装主要施工方法及技术措施；

5、吊点、吊耳的设计与吊索具的选择设置。

二、组装平台与胎模具设置

垫木和钢平板主要是支承斜梁、环梁的重力，扩大对地面的接触受力面积和设置可调支座与靠模。组装时地基不下沉并保持所有的可调支座在同一水平面上。可调支座间距视梁重，根据计算确定。

 三、组装钢斜梁组件                                                                                                 

 1、连接板及檩条支撑板的安装

工字钢梁应按照图纸要求焊接连接板，在工字钢梁两侧腹板相同位置分别设置，将工字钢平均分成3等份。檩条支撑板直立焊接在工字钢上翼板上，每块支撑板中下部设置三角型钢支撑。檩条支撑板按图纸要求平均设置。

2、在胎膜架上进行工字钢梁的调整

工字钢梁GL1和GL2在胎膜架上进行角度调整和间距的调整。使连接板及檩条支撑板处在同一水平线上，工字钢梁上部与钢环梁连接，GL1和GL2在水平方向上存在一定的弧度，不在一个平面上，垂直方向上存在一定的角度。弧度和角度在胎膜架处的定位放线和调整必须精准。需经过严格的检查验收后方能进行斜撑及檩条的连接。

3、斜撑钢管及檩条的焊接

在梁上按照图纸的间距布置连接板，连接板之间的水平钢管支撑按照焊接工艺要求进行点焊，接口采用插入式钢板对接接头，水平钢管支撑焊接完成后，斜钢管支撑按照要求进行点焊，当钢管支撑全部施工完成后，在焊接单元斜梁部分檩条前应对檩条支撑板进行精确找平和验收，焊接GL1和GL2之间的檩条与檩条支撑板点焊。在

斜梁单元整体固定，精确调整，经过验收并与图纸设计核对完毕后，采用CO₂保护焊对接口位置进行大面积焊接。

其他单元斜梁依次按照GL1和GL2的组装顺序在卧式组装平台胎架上组装焊接。全部完成后进行吊装。

四、组装钢环梁

将直径为12m的钢环梁平均分成3份进行制作，制作过程中需对分段环梁进行弧长和弧度的计算，对弧度进行微调，直到满足要求分别后吊至环梁组装平台进行组装焊接。组装时，需按照图纸要求放出圆心中心点，将环梁按照中心点的位置进行试组装，确认无误后点焊连接。在环梁中心处焊接圆心板，用角钢支撑与环梁固定，精确设置圆心，以便于吊装后圆心的定位。将3份弧形梁焊接成整体直径12m的钢环梁，钢环梁内部用16根角钢，上表面和下表面各8根，应错位等分设置，分别与环梁焊接固定，防止环梁在吊装过程中受力变形。

五、仓壁提升建筑滑模组件的组装

在设计的仓壁位置布置仓壁提升建筑滑模组件，通过施工荷载计算，确定斜梁支座处千斤顶、支撑杆、辐射拉杆和提升架的规格和数量。增强滑模施工系统的刚度，利于滑升施工中的偏差控制，实现整体抬升。在斜梁支座两侧的提升架处增加一个千斤顶，支承杆采用φ48 x 3. 5钢管，采用[14槽钢与围檩焊接，用以固定滑模装置及提升模板。与围圈[8焊接连接，形成滑模整体构造体系。

随后在仓壁提升建筑滑模组件上焊接斜钢梁支座，支座顶至滑模模板顶的距离≤砼环梁高度。用两根Ⅰ28工字钢两端与提升架焊接固定，垂直Ⅰ28工字钢上焊接两根Ⅰ20工字钢，斜钢梁底座下附加20mm厚钢板与Ⅰ20工字钢焊接牢固。

六、顶部脚手架搭设

在仓壁提升建筑滑模组件的内围搭设顶部脚手架。

搭设支撑架之前应先在地面放出支撑架搭设位置线和环梁安装位置的圆心参照基准点（该基准点在环梁未安装完毕之前应加以保护），以保证环梁支撑位置的准确。

在筒库中间( 即平台下)搭设八边形双排架内搭设满堂架体的组合架体搭设形式，钢环梁座落在双排架顶层小横杆上，且双排架是主受力部分，中间满堂架体作为操作平台和双排架内部支撑起加固双排架作用。双排架体外侧满搭剪刀撑。双排架顶层小横杆间距应不大于300mm，且均匀布置，顶层小横杆主节点处必须另加一防滑扣件。支撑及作业脚手架搭设完并经过检查合格后，在架体中心设置圆心定位钢板。圆心确定无误后，可利用该圆心点用10m钢卷尺在环梁安装位置放出定位弧线，放好核实无误的环梁定位弧线外侧焊一块定位板，防止吊装环梁到位时滑出基准线。

七、钢环梁的吊装

按设计要求设置吊点，将钢环梁起吊至顶部脚手架上方。

在进行钢环梁就位式起吊前，应先进行试吊。

落钩时应轻轻地缓慢地降落到架子上，严禁用力冲撞支撑脚手架，距离支撑架体300mm处用葫芦及撬棒配合，调整定位。当钢环梁吊至库中心时，应对其轴线与标高进行反复校正，确保环梁的中心与库中心能完全重合、整圈环梁处在同一个水平面上。

八、钢斜梁组件的吊装和安装

斜钢梁的起吊和安装顺序遵循以钢环梁径向对称、同步、尽早形成安装区域局部稳定的原则。钢环梁最先进行安装，然后安装斜钢梁及其它小梁，确保支撑架体的稳定性。安装前，用经纬仪、水准仪等仪器及工具对其轴线、标高等进行检查验收，偏差应符合要求。同时应在支撑脚手架上精确定出圆心点位置，安装钢构件时要高度重视测量工作，避免积累误差。

斜钢梁吊装前对建筑物的定位轴线、基础轴线进行检查和校正，其中定位轴线采用全站仪和激光铅垂仪复测。

所有斜梁均必须按l80°对称进行吊装以保证支撑脚手架及钢平台的整体稳定性，先安装的四根斜梁相邻梁间应相互垂直，斜梁吊点按照设计要求设置，吊索长度应按斜钢梁的安装斜度准确控制，斜梁起吊到设计位置时，应先使低的一头与滑模装置临时固定，然后慢慢落钩。

当斜梁单元件全部吊装完毕后，按照单元件制作时斜支撑及檩条的组装焊接顺序将两个单元件之间的斜支撑及檩条焊接完成。安装前对檩条支承进行检测和整平，对檩条逐根复查其平整度，安装的檩条间高差控制在±5㎜范围内。按设计要求用手工埋弧焊进行固定，固定前再次调整位置，偏差±5㎜。檩条安装后经验收，确认合格方可转入下道工序。

九、仓顶环梁上构造物的安装

    仓顶环梁上构造物的地面花纹钢板按钢环梁尺寸进行裁剪，并按照构造物的定位和安装顺序，在卧式组装平台胎架将花纹钢板组装拼接后，整体吊至环梁上，按轴线位置焊接固定。固定后，按图纸在花纹钢板上放线定位立柱位置。构造物的钢柱、钢梁在地面拼装、焊接完后，按设计图吊点位置吊装，吊装中设缆风绳拉紧，以避免对支撑架子产生过大水平推力，必须确保施工安全。安装钢柱用经纬仪两面观测调正立柱，并焊牢立柱脚。

十、仓壁逐层建造

通过仓壁提升建筑滑模组件对仓壁进行由下至上逐层建造。

在每次提升建筑滑模组件后，在原顶部脚手架上方向上搭建用于支撑仓顶的脚手架，直至仓壁高度达到设计要求，也同时将仓顶顶升到位。

注意：初滑以后，即可按计划班次由下至上地分层浇筑，分层滑升。正常滑升时，两次滑升之间的时间间隔，以混凝土强度达到0.2～0.4Mpa或贯入阻力0.3.～1.05KN/cm²的时间来确定，一般控制在1.5小时左右，应根据混凝土出模强度或混凝土贯入阻力值测定结合施工经验作出判断和调整。每个浇筑层的浇筑高度为200mm，气温较高时中途提升1～2个行程。

混凝土浇筑遵循分层、交圈、变换方向的原则。

滑升施工过程中，平台上堆载应均匀、分散。操作平台应保持水平，千斤顶的相对高差不得大于40mm，相邻两个千斤顶的升差不得大于20mm，钢结构制作部位千斤顶升差控制应符合施工设计要求并不得超过20mm和两支座距离的1/400。

保持平台水平上升一般就能保证结构竖直。在模板开始滑升前用水准仪对整个平台及千斤顶的高程进行测量校平，在支承杆上按每200mm划线、抄平，用限位器按支承杆上的水平线控制整个平台水平上升。应勤抄平、勤调平，如局部经常与其它部位不同步，应尽早查明原因，排除故障。

滑模施工每滑升一次作一次偏移、扭转校正，每提升1.0m重新进行一次抄平和垂直度校正。发现控制偏移、扭转的线锤偏差较大时即进行纠偏、纠扭。并遵循勤纠正、小幅度的纠正的原则。

平台纠编采用平台倾斜法纠，适当提高偏移一侧千斤顶的滑升使平台倾斜得以纠正，纠正偏差后正常滑升。

平台纠扭：平台扭转采用牵拉法，沿周边均布16个点（提升架位置）用手拉葫芦与扭转方向反向牵拉，平台提升时达到反向纠扭。

十一、效益分析

直接经济效益：单项工程施工与传统施工工艺相比较，节约费用25万元。

间接效益：采用本工法施工，工作环境及劳动效率得到提高，劳动强度大大降低，安全能够得到更好的保障。

采用该施工技术，有效地完成了合同约定的全部工作内容，经验收，工程质量符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）的规定。

采用该工法，有效地缩短工期，提前交付安装，确保了整条生产线按期点火。实现了早投产、早使用，赢得了建设单位的赞誉。

本工法具有工期短，占用工具少、设备投入量大幅减少，科技含量高，符合节约社会建设和持续发展要求。

效果评价：经过实践证明，该施工技术先进，施工速度快，安全可靠、成本低，保证了工程质量，效益明显。

Claims (3)

1.混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法，包括搭建顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件，其特征在于在地面完成钢环梁和若干钢斜梁组件的制作，然后在顶部脚手架和仓壁提升建筑滑模组件上将钢环梁和各钢斜梁组件进行调整并固定形成仓顶，最后通过仓壁提升建筑滑模组件对仓壁进行由下至上逐层建造，并同时将仓顶顶升到位。

2.根据权利要求1所述混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法，其特征在于在每次提升建筑滑模组件后，在原顶部脚手架上方向上搭建用于支撑仓顶的脚手架。

3.根据权利要求1或2所述混凝土筒仓顶钢结构低空模块化组装整体滑模提升施工方法，其特征在于将各钢斜梁组件起吊和与钢环梁组装时，以与钢环梁径向对称且同步的方法。