CN106939696A - 一种超高超强rc烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，包括下列步骤：（一）脚手架及井架、内侧双层平台及提升系统安装施工；（二）梯形模板的制作与安装；（三）内架的拆除施工。本发明的施工简洁快速，易于质量控制。施工中采用扣接型模数字化拼装等工艺，节约了人工、缩短了工期、提升了质量，减少了后期的修补及返修费用。烟囱外侧腰带式模卡，消除了施工中外模承托的安全隐患，降低了劳动强度，加快了施工进度，缩短了工期。共节约工程直接费25.30万元，经济效益显著。本工法的关键技术成熟可靠，提高了构筑物的平整度、提升了外观质量、保证了结构的可靠性；施工环保、洁净，用户满意度高。取得了良好的社会效益。

Description

一种超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法

技术领域

本发明涉及一种超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

烟囱作为热风炉必不可少的设备之一，在工业项目中经常使用。然而，钢筋混凝土烟囱传统的施工方法难以满足高标准的施工质量要求。因此，研究钢筋混凝土烟囱安全环保的施工工法是非常必要的。

针对钢筋混凝土烟囱的施工，从工程效果与经济方面看，对其施工平台的搭设与提升、内外模板的支撑与紧固等都有着不同的处理方法。在施工质量与节约环保等约束条件下，超高超强RC烟囱的施工究竟采用何种处理技术，需要综合分析，统筹安排和技术创新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，其特征在于，包括下列步骤：

(一)脚手架及井架、内侧双层平台及提升系统安装施工

满堂脚手架及井架搭设施工

(1)采用满堂脚手架，其内部垂直提升井架总高130m，均采用建筑钢管及扣件随施工进展搭设，0.00m处以上采用单立杆搭设，立杆水平步距1.5m，水平杆竖向间距1.5m，按烟囱内径的收比度进行搭设，满堂脚手架范围随烟囱内部尺寸变化而逐渐减小。水平杆钢管搭设时，在高度方向每隔10m烟囱牛腿处将周围4根钢管伸长，直到两端锚入筒壁混凝土中50mm与混凝土壁加固一次，达到卸荷及保证脚手架、井架的强度和稳定性的作用。

(2)安装此处钢管时应在管端包上隔离膜，以便于今后拆除。

(3)烟囱施工的内井架是随烟囱筒壁施工与满堂脚手架同步逐节增高的。第一次安装高度为超出±0.000处3～5m，其后则随满堂脚手架同步施工，内井架顶部高出施工平台4.0m。井架底座支承在混凝土基础底板上，基础混凝土表面不平之处须以钢板垫平。吊笼在井架搭设安装时，事先放置于井架内对应位置。

(4)搭设时所有人员必须配戴安全带，穿防滑绝缘鞋。钢管及其它搭设材料等向上传递时，一定要用麻绳绑扎好后提升，严禁抛掷物件。

内侧承托内模板的双层操作平台施工

(1)操作平台共两层，上层供砌砖、绑扎钢筋、提升模板、支设模板、浇混凝土等施工，下层用于内模板的固定以及安全防护加固层。在操作平台上满铺50x300木跳板，木跳板与脚手架钢管之间用棕绳或8号铁丝绑扎牢固，不能出现探头板。板与板间要严密拼缝，木跳板与钢管间的缝隙要用窄板条或铁皮封闭，防止坠物隐患。操作平台随满堂脚手架及井架逐步上升，所用木跳板准备三套，周转使用。

(2)在操作平台中间偏心位置留出0.9mx0.9m的方孔(避开吊中孔即可)，做为料桶上、下料通道。在中心位置留出一个0.2mx0.2m小孔，作为施工过程中测定筒身中心线的孔洞，施工时封闭，吊中复核时开启。另外，制作一块1.2mx1.2m的封洞钢板，待料桶上到平台后，用其封住洞口，以确保卸料时放置手推车及施工人员行走的安全。

(3)施工脚手架上不设外圈平台，使用钢丝绳紧线器紧固模钢丝绳的人员在外爬梯内进行紧固操作。支模及提升模板时操作人员均站在绑好的筒身环筋内，不在外壁面施工。如混凝土出现表面质量问题需要处理时，操作人员就在外挂爬梯上进行处理。烟囱外爬梯和筒身施工同步进行，在其对应的位置上，设置一部3.8m高的外挂爬梯，以方便相关人员能安全的通过烟囱爬梯、外挂爬梯上到平台，进行相关施工工作及质量检查。

内外提升系统施工

(1)烟囱内井架的垂直提升设备采用5t卷扬机，配直径16mm钢丝绳，通过吊桶上、下料。吊桶为方形，用6mm厚的钢板焊接加工而成，高1200mm，底外径750mm。底板用销轴固定，可上下翻转，封闭装料或开启卸料。在施工过程中定期检查底板的平整度，装钢筋、钢管、扣件等时要轻放，以免使底板变形，露缝漏浆。

(2)用手推车或人工将钢筋、混凝土等运送到烟囱内井架内。用井架内提升料桶将钢筋、钢管、混凝土等提升到上部的施工平台上后随即用封洞钢板封住洞口，防止物料坠落。卸下钢筋、钢管，由人工转运到所需绑扎、搭设的部位，卸下混凝土到手推车内，推运到混凝土浇筑部位进行浇筑。

(3)内井架提升用天滑轮装在井架顶部的天滑轮固定架上，天滑轮固定架采用八根斜杆加固天滑轮杆，并设转向滑轮。转向滑轮杆由四根斜杆加固，至少有八个扣件承载，滑轮杆上动荷载为：2×1.3t＝2.6t，因此，每个扣件上的动荷载为：

2.6t/8＝0.325t＝3.25kN，完全能满足承载能力的要求。

(4)3t卷扬机的性能要求：提升速度为30-40m/min(往返一次3～5min)，也可选用60m/min(往返一次3m/min左右)，卷筒绳容量至少150m，总钢丝绳长至少280m。5t卷扬机采用角钢埋地锚桩焊接固定卷扬机机架。

(二)梯形模板的制作与安装

梯形定尺模板与变尺模板的制作

(1)筒身模板采用2.7mm厚的冷轧钢板制作，根据烟囱梯度利用电脑软件计算、裁割单块梯形模板，科学准确地计算每层定尺模板与变尺模板的数量、尺寸并号码号层。在冷轧钢板做成的梯形模板上涂上脱模剂，以使烟囱外表面光洁、美观。

(2)定尺与变尺冷轧钢模板按烟囱外壁收分度加工成n组，每组均在外侧两边留有腰带式模卡，在每组模板的上部按间距2m，即每隔一块板焊直径14mm用于提升模板的钢筋挂钩。

(3)在每隔一块定尺与变尺模板距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的子式挂钩，另一半定尺与变尺模板在距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的母式挂钩。

(4)在每张冷轧钢板模上距拼缝250mm处，每隔100mm焊两列腰带扣，以便于穿设紧固模板用的预应力式钢丝绳，随着浇筑混凝土的同时用紧线器紧固外模。

(5)在指定模板下侧近端部两边裁切方形小块，以避让限位器。

(6)将20个手拉葫芦(其起重能力达1.0t)通过支架安装在内脚手架上，待混凝土达到拆模强度1.2N/mm²后，用手拉葫芦将模板逐步均匀提升。

梯形定尺模板与变尺模板的安装

(1)底层模板按拼装顺序安装。

(2)外模安装好后，在外圈每节模板用n道直径7.5mm钢丝绳与挂钩式紧线器丝杠紧固。

(3)外模板安装校正达到规定的尺寸要求后，在预定上下模板搭接处焊接子母式限位器，用相同筒壁设计厚度的临时铁撑杆控制外模板的净距及模板与主筋的保护层间距，铁撑杆每隔200mm放一个，当混凝土浇灌到临时铁撑杆时，逐步予以取除。特别要注意外模板的紧固，缝隙应堵严，防止胀膜和漏浆。

(4)模板采用20个手拉葫芦配合提升器提升。移置式模板的中心对烟囱几何中心的误差不超过5mm，模板的下沿同已浇混凝土搭接均为100mm，模板接触混凝土的一面在每次拆移后，及时清除模板表面的浆灰，并涂刷脱模剂。

(5)筒身中心位置的确定及检验，主要使用线锤。每上升1.5m用方便施工操作的30kg重的垂球，对烟囱的垂直度进行复核。垂球挂在十字形架上对中，垂球提升采用轱辘升降。

(6)上一层模板的底端采用外侧腰带式模卡进行外模板支托。腰带式模卡用7.5mm钢丝绳制作，用紧线器紧固，方可卡位与限位，然后按照上述工艺进行。

钢筋施工

(1)竖向钢筋及环向钢筋均采用绑扎搭接，搭接长度均为45d，并用绑扎铅丝在接头的中间和两端绑扎。凡直径12mm以上的水平环筋，应事先按其所在的部位筒身弧度放样加工成弧形备用。直径12mm以下钢筋只须两端弯钩，其弧形可在绑扎时弯曲。绑扎钢筋时，先绑扎竖向筋后绑扎环筋。

(2)应最先定位每节筒身最上一道环筋，依据已浇混凝土的模板边沿为准，按向上收分度，同时考虑保护层的厚度进行定位，用线锤吊准位置后，再绑扎固定，然后以此环筋为标准绑扎以下各环筋。

(3)筒身的竖向钢筋从筒身中心位置，按图纸要求用钢尺量准半径后均匀分布，竖向钢筋绑扎接头交错分布在每一水平截面内不大于钢筋总数的25％。焊接接头的根数不应多于钢筋总数的50％。变换纵向钢筋的直径或根数时，应在筒壁的全圆周内均布进行。筒身环向钢筋要布置在纵向钢筋的外侧，其间距允许偏差为20mm。所有钢筋交叉处均用22号铅丝绑扎。

(4)钢筋保护层用标准支撑杆进行控制，从中心点量准半径用铅丝绑扎好，保持沿模板周长每米长度内不少于5个，混凝土保护层厚度(筒身单排钢筋)为30mm，筒身保护层偏差不得超过±10mm和-5mm。高出模板的纵向钢筋要绑扎至少两道直径25mm环形钢筋予以临时固定。

混凝土施工

(1)混凝土材料

石子应坚硬致密，宜采用玄武岩、花岗岩、石灰岩等破碎的碎石或河卵石，碎石粒径不得超过烟囱壁厚的1/5和钢筋间距的3/4，也不得大于60mm。砂子宜选用颗粒坚硬且洁净的中粒。筒身混凝土应有较高的密实性，其水灰比不应大于0.5，水泥用量不应超过450kg/m³，也不应小于300kg/m³。

(2)混凝土的浇筑

1)在浇筑混凝土之前，必须复查模板的尺寸，详细核对各种预埋件的标高、位置和数量，经监理工程师验收确认无误后方可浇筑。

2)在现场设一台350L混凝土搅拌机进行混凝土的拌制，用手推车运送到平台上，再推到井架内，由内井架提升到平台浇筑。混凝土应从一点开始分左右两路沿圆周截面均匀地分层浇筑，两路汇合后，再反方向浇筑，这样不断分层进行，每层用50型振动棒将混凝土振捣密实。混凝土分层浇筑，每层高度约为250～300mm。浇混凝土时，应对称地变换浇筑方向，防止模板向一个方向倾斜和扭转。振捣混凝土时，不得触及钢筋和模板。振动棒的插入深度不应超过前一层混凝土内50mm。

3)此施工过程中的施工关键是钢丝绳的紧固施工与混凝土振捣的相互配合，混凝土按以下方式进行浇筑：最底部接搓处两道钢丝绳收紧→第一层混凝土入模→此处钢丝绳初次收紧→几台振捣器沿周边同时均匀振捣一次混凝土→再收紧钢丝绳→二次振捣密实混凝土→第二层入模循环完成。

4)严禁由一侧振捣，后向周围振捣，防止模板跑偏。

5)每施工段施工前应对施工接头进行处理，先清除松动的石子，冲洗干净，再扎筋支模，验收合格在浇筑混凝土前于接头处铺20-30mm厚的水泥原浆层，然后继续浇筑上层混凝土。若混凝土和钢筋被油污时，应清理干净。

6)筒身按每浇筑10m高，制取一组混凝土试压块，标明取样日期，以检验28日龄期的混凝土强度。第一次浇筑时，多做几组试块，分别试压一天、二天及三天强度，以供施工参考用。混凝土试块的制作、养护和检验应有专人负责。混凝土表面及接搓处必须平整光洁，不能有蜂窝麻面及明显的施工缝。

(3)拆除模板和养护

1)筒身模板的拆除，应在混凝土的强度达到能承受上部荷重而不变形时方可进行，即混凝土的强度不小于1.2Mpa。

2)烟道口的承重模板，应在混凝土强度达到设计标号的75％后方可拆除。

3)模板拆除时将限位器子件和腰带式模卡回收并重复利用。

(4)养护

1)拆除模板后应及时对其表面进行修理，并浇水养护，保持经常湿润。其延续时间不应小于14昼夜。筒壁混凝土也可采用薄膜养护剂养护。

2)由于水压不高，故需安装一台加压水泵，用直径50-60mm水管送到井架顶部，并随井架的增高而接高，自管顶用胶管向下引水到围设在外吊梯周围的直径25mm胶皮喷水管内，喷水管上钻有间距120-150mm直径3-5mm的喷水孔进行喷水养护。

(5)筒身施工误差

1)中心线的垂直误差不大于筒身高度的万分之五，筒壁厚度最大误差±10mm，筒壁半径的误差不大于筒壁任意截面半径的百分之一，且不大于20mm。

2)烟道口的中心线偏差不得大于15mm，烟道中的标高偏差在20mm以内，烟道口的高度和宽度允许偏差值±20mm。

(三)内架的拆除施工

内架拆除时由熟练的作业人员进行拆除，要有专门人员指挥。由上而下逐层拆除，按上升时的顺序逐层向下施工。先将上层平台转到下层平台以下并铺好，再拆除上面的钢管架，保留天滑轮杆架，用料桶放下所拆除的管件。当拆除某一部位时，应防止其它部件坠落，栏杆梯子应与整体配合拆除。对原来锚入混凝土的管件，边拆除边用砖块及耐酸砂浆封堵，不得漏堵。

(四)沉降观测施工

沉降观测点，埋设于筒壁外侧标高+0.50m处，依据设计图纸在两条相互垂直的直线上设四个沉降观测点，安装好后，即开始进行观测并做详细记录，工程竣工后，归档以便检查和继续观测。

(五)特殊气候施工

密切注意天气变化，做好施工安排，做到措施有力。

1雨天施工

为了保证工程进度，在不影响施工质量的情况下小雨天仍进行施工，所有人员身穿雨衣，穿上绝缘防水鞋。将所有电器设备用塑料布覆盖，遮雨保护。在施工平台上，搭设临时防雨棚避雨。

2雷电天气

施工地区属强雷电气候，措施必须切实可行。在内架顶部滑杆支架上装设避雷针，将引下线接到烟囱外的地下接地。在防雨棚上设置避雷针，与內架的避雷系统相连，一旦遇到雷电天气，所有施工人员及时进棚躲避，待天气稳定后再出来行施工。

3刮风施工

当遇到六级以上的大风雨时，所有高空作业必须停止，施工人员应立即停工下到地面，并切断电源。过后应检查架子，工作台有无问题，确保安全后方可继续施工。

本发明的工艺原理：

实现超高超强RC烟囱梯形扣接数字化拼模施工方法的高质性、内外模板的合理设计、节约性与拼装过程中的稳定性与紧固性、外模板腰带式模卡的稳定性、双层平台运行的高效性等等，相关的施工工艺难度很大。本工法采用了科学合理的工艺，解决了上述难题。

本工法关键技术的工艺原理：

(1)梯形扣接数字化拼装模板体系，根据烟囱梯度利用电脑软件计算、裁割单块梯形模板，科学准确地计算每层定尺模板与变尺模板的数量、尺寸并号码号层，实现每层模板完美扣接，使模板拼接达到最高效。模板的扣接形式合理地避免了施工缝的产生，解决了烟囱防水困难、裂缝产生等难题，实现安全稳定与节约成本双重目标；

(2)由于外模板紧固困难，研发了预应力式钢丝绳紧固外模板技术，每层模板采用n道钢丝绳紧固，绳端采用挂钩式紧线器，板外设计腰带扣，钢丝绳定位牢固，紧固与放松自如，能够保证外模板尺寸标准、刚度大，同时，能够加快施工进度；

(3)由于烟囱内侧施工空间的限制，开发了烟囱外侧腰带式模卡与内侧双层平台内外模板承托技术，上层平台供烟囱混凝土浇筑、下层平台用于内模板的固定、外侧腰带式模卡用于外模板承托的合理设计，既能满足施工需求又能确保内外模板的稳定，便捷高效。

本工法的主要工艺技术特点是：

(1)研发了梯形扣接数字化拼装模板体系，根据烟囱梯度利用电脑软件计算、裁割单块梯形模板，科学准确地计算每层定尺模板与变尺模板的数量、尺寸并号码号层，实现每层模板完美扣接，使模板拼接达到最高效；

(2)研发了预应力式钢丝绳紧固外模板技术，绳端采用挂钩式紧线器，板外设计腰带扣，钢丝绳定位牢固，紧固与放松自如，能够加快施工进度，烟囱结构的整体稳定性与安全性；

(3)研发了烟囱外侧腰带式模卡与内侧双层平台内外模板承托技术，外侧腰带式模卡用于外模板承托，双层平台的合理设计既能满足施工需求又能确保内模板的稳定，便捷高效。本发明的有益效果：

由于“超高超强RC烟囱梯形扣接数字化拼模施工工法”施工简洁快速，易于质量控制。施工中采用扣接型模数字化拼装等工艺，节约了人工、缩短了工期、提升了质量，减少了后期的修补及返修费用。烟囱外侧腰带式模卡，消除了施工中外模承托的安全隐患，降低了劳动强度，加快了施工进度，缩短了工期。共节约工程直接费用25.30万元，经济效益显著。本工法的关键技术成熟可靠，提高了构筑物的平整度、提升了外观质量、保证了结构的可靠性；施工环保、洁净，用户满意度高。取得了良好的社会效益。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，包括下列步骤：

(一)脚手架及井架、内侧双层平台及提升系统安装施工

满堂脚手架及井架搭设施工

(1)采用满堂脚手架，其内部垂直提升井架总高130m，均采用建筑钢管及扣件随施工进展搭设，0.00m处以上采用单立杆搭设，立杆水平步距1.5m，水平杆竖向间距1.5m，按烟囱内径的收比度进行搭设，满堂脚手架范围随烟囱内部尺寸变化而逐渐减小；水平杆钢管搭设时，在高度方向每隔10m烟囱牛腿处将周围4根钢管伸长，直到两端锚入筒壁混凝土中50mm与混凝土壁加固一次，达到卸荷及保证脚手架、井架的强度和稳定性的作用；

(2)安装此处钢管时应在管端包上隔离膜，以便于今后拆除；

(3)烟囱施工的内井架是随烟囱筒壁施工与满堂脚手架同步逐节增高的；第一次安装高度为超出±0.000处3～5m，其后则随满堂脚手架同步施工，内井架顶部高出施工平台4.0m；井架底座支承在混凝土基础底板上，基础混凝土表面不平之处须以钢板垫平；吊笼在井架搭设安装时，事先放置于井架内对应位置；

(4)搭设时所有人员必须配戴安全带，穿防滑绝缘鞋；钢管及其它搭设材料等向上传递时，一定要用麻绳绑扎好后提升，严禁抛掷物件；

内侧承托内模板的双层操作平台施工

(1)操作平台共两层，上层供砌砖、绑扎钢筋、提升模板、支设模板、浇混凝土等施工，下层用于内模板的固定以及安全防护加固层；在操作平台上满铺50x300木跳板，木跳板与脚手架钢管之间用棕绳或8号铁丝绑扎牢固，不能出现探头板；板与板间要严密拼缝，木跳板与钢管间的缝隙要用窄板条或铁皮封闭，防止坠物隐患；操作平台随满堂脚手架及井架逐步上升，所用木跳板准备三套，周转使用；

(2)在操作平台中间偏心位置留出0.9mx0.9m的方孔(避开吊中孔)，做为料桶上、下料通道；在中心位置留出一个0.2mx0.2m小孔，作为施工过程中测定筒身中心线的孔洞，施工时封闭，吊中复核时开启；另外，制作一块1.2mx1.2m的封洞钢板，待料桶上到平台后，用其封住洞口，以确保卸料时放置手推车及施工人员行走的安全；

(3)施工脚手架上不设外圈平台，使用钢丝绳紧线器紧固模钢丝绳的人员在外爬梯内进行紧固操作；支模及提升模板时操作人员均站在绑好的筒身环筋内，不在外壁面施工；如混凝土出现表面质量问题需要处理时，操作人员就在外挂爬梯上进行处理；烟囱外爬梯和筒身施工同步进行，在其对应的位置上，设置一部3.8m高的外挂爬梯，以方便相关人员能安全的通过烟囱爬梯、外挂爬梯上到平台，进行相关施工工作及质量检查；

内外提升系统施工

(1)烟囱内井架的垂直提升设备采用5t卷扬机，配直径16mm钢丝绳，通过吊桶上、下料；吊桶为方形，用6mm厚的钢板焊接加工而成，高1200mm，底外径750mm；底板用销轴固定，可上下翻转，封闭装料或开启卸料；在施工过程中定期检查底板的平整度，装钢筋、钢管、扣件等时要轻放，以免使底板变形，露缝漏浆；

(2)用手推车或人工将钢筋、混凝土等运送到烟囱内井架内；用井架内提升料桶将钢筋、钢管、混凝土等提升到上部的施工平台上后随即用封洞钢板封住洞口，防止物料坠落；卸下钢筋、钢管，由人工转运到所需绑扎、搭设的部位，卸下混凝土到手推车内，推运到混凝土浇筑部位进行浇筑；

(3)内井架提升用天滑轮装在井架顶部的天滑轮固定架上，天滑轮固定架采用八根斜杆加固天滑轮杆，并设转向滑轮；转向滑轮杆由四根斜杆加固，至少有八个扣件承载，滑轮杆上动荷载为：2×1.3t＝2.6t，因此，每个扣件上的动荷载为：

2.6t/8＝0.325t＝3.25kN，完全能满足承载能力的要求；

(4)3t卷扬机的性能要求：提升速度为30-40m/min(往返一次3～5min)，也可选用60m/min(往返一次3m/min左右)，卷筒绳容量至少150m，总钢丝绳长至少280m；5t卷扬机采用角钢埋地锚桩焊接固定卷扬机机架；

(二)梯形模板的制作与安装

梯形定尺模板与变尺模板的制作

(1)筒身模板采用2.7mm厚的冷轧钢板制作，根据烟囱梯度利用电脑软件计算、裁割单块梯形模板，科学准确地计算每层定尺模板与变尺模板的数量、尺寸并号码号层；在冷轧钢板做成的梯形模板上涂上脱模剂，以使烟囱外表面光洁、美观；

(2)定尺与变尺冷轧钢模板按烟囱外壁收分度加工成若干组，每组均在外侧两边留有腰带式模卡，在每组模板的上部按间距2m，即每隔一块板焊直径14mm用于提升模板的钢筋挂钩；

(3)在每隔一块定尺与变尺模板距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的子式挂钩，另一半定尺与变尺模板在距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的母式挂钩；

(4)在每张冷轧钢板模上距拼缝250mm处，每隔100mm焊两列腰带扣，以便于穿设紧固模板用的预应力式钢丝绳，随着浇筑混凝土的同时用紧线器紧固外模；

(5)在指定模板下侧近端部两边裁切方形小块，以避让限位器；

(6)将20个手拉葫芦(其起重能力达1.0t)通过支架安装在内脚手架上，待混凝土达到拆模强度1.2N/mm²后，用手拉葫芦将模板逐步均匀提升；

梯形定尺模板与变尺模板的安装

(1)底层模板按拼装顺序安装；

(2)外模安装好后，在外圈每节模板用若干道直径7.5mm钢丝绳与挂钩式紧线器丝杠紧固；

(3)外模板安装校正达到规定的尺寸要求后，在预定上下模板搭接处焊接子母式限位器，用相同筒壁设计厚度的临时铁撑杆控制外模板的净距及模板与主筋的保护层间距，铁撑杆每隔200mm放一个，当混凝土浇灌到临时铁撑杆时，逐步予以取除；特别要注意外模板的紧固，缝隙应堵严，防止胀膜和漏浆；

(4)模板采用20个手拉葫芦配合提升器提升；移置式模板的中心对烟囱几何中心的误差不超过5mm，模板的下沿同已浇混凝土搭接均为100mm，模板接触混凝土的一面在每次拆移后，及时清除模板表面的浆灰，并涂刷脱模剂；

(5)筒身中心位置的确定及检验，使用线锤；每上升1.5m用方便施工操作的30kg重的垂球，对烟囱的垂直度进行复核；垂球挂在十字形架上对中，垂球提升采用轱辘升降；

(6)上一层模板的底端采用外侧腰带式模卡进行外模板支托；腰带式模卡用7.5mm钢丝绳制作，用紧线器紧固，方可卡位与限位，然后按照上述工艺进行；

钢筋施工

(1)竖向钢筋及环向钢筋均采用绑扎搭接，搭接长度均为45d，并用绑扎铅丝在接头的中间和两端绑扎；凡直径12mm以上的水平环筋，应事先按其所在的部位筒身弧度放样加工成弧形备用；直径12mm以下钢筋只须两端弯钩，其弧形可在绑扎时弯曲；绑扎钢筋时，先绑扎竖向筋后绑扎环筋；

(2)应最先定位每节筒身最上一道环筋，依据已浇混凝土的模板边沿为准，按向上收分度，同时考虑保护层的厚度进行定位，用线锤吊准位置后，再绑扎固定，然后以此环筋为标准绑扎以下各环筋；

(3)筒身的竖向钢筋从筒身中心位置，按图纸要求用钢尺量准半径后均匀分布，竖向钢筋绑扎接头交错分布在每一水平截面内不大于钢筋总数的25％；焊接接头的根数不应多于钢筋总数的50％；变换纵向钢筋的直径或根数时，应在筒壁的全圆周内均布进行；筒身环向钢筋要布置在纵向钢筋的外侧，其间距允许偏差为20mm；所有钢筋交叉处均用22号铅丝绑扎；

(4)钢筋保护层用标准支撑杆进行控制，从中心点量准半径用铅丝绑扎好，保持沿模板周长每米长度内不少于5个，混凝土保护层厚度(筒身单排钢筋)为30mm，筒身保护层偏差不得超过±10mm和-5mm；高出模板的纵向钢筋要绑扎至少两道直径25mm环形钢筋予以临时固定；

混凝土施工

(1)混凝土材料

石子应坚硬致密，采用玄武岩、花岗岩、石灰岩，碎石粒径不得超过烟囱壁厚的1/5和钢筋间距的3/4，也不得大于60mm；砂子选用颗粒坚硬且洁净的中粒；筒身混凝土应有较高的密实性，其水灰比不应大于0.5，水泥用量不应超过450kg/m³，也不应小于300kg/m³；

(2)混凝土的浇筑

1)在浇筑混凝土之前，必须复查模板的尺寸，详细核对各种预埋件的标高、位置和数量，经监理工程师验收确认无误后方可浇筑；

2)在现场设一台350L混凝土搅拌机进行混凝土的拌制，用手推车运送到平台上，再推到井架内，由内井架提升到平台浇筑；混凝土应从一点开始分左右两路沿圆周截面均匀地分层浇筑，两路汇合后，再反方向浇筑，这样不断分层进行，每层用50型振动棒将混凝土振捣密实；混凝土分层浇筑，每层高度为250～300mm；浇混凝土时，应对称地变换浇筑方向，防止模板向一个方向倾斜和扭转；振捣混凝土时，不得触及钢筋和模板；振动棒的插入深度不应超过前一层混凝土内50mm；

3)此施工过程中的施工关键是钢丝绳的紧固施工与混凝土振捣的相互配合，混凝土按以下方式进行浇筑：最底部接搓处两道钢丝绳收紧→第一层混凝土入模→此处钢丝绳初次收紧→几台振捣器沿周边同时均匀振捣一次混凝土→再收紧钢丝绳→二次振捣密实混凝土→第二层入模循环完成；

4)严禁由一侧振捣，后向周围振捣，防止模板跑偏；

5)每施工段施工前应对施工接头进行处理，先清除松动的石子，冲洗干净，再扎筋支模，验收合格在浇筑混凝土前于接头处铺20-30mm厚的水泥原浆层，然后继续浇筑上层混凝土；若混凝土和钢筋被油污时，应清理干净；

6)筒身按每浇筑10m高，制取一组混凝土试压块，标明取样日期，以检验28日龄期的混凝土强度；第一次浇筑时，多做几组试块，分别试压一天、二天及三天强度，以供施工参考用；混凝土试块的制作、养护和检验应有专人负责；混凝土表面及接搓处必须平整光洁，不能有蜂窝麻面及明显的施工缝；

(3)拆除模板和养护

1)筒身模板的拆除，应在混凝土的强度达到能承受上部荷重而不变形时方可进行，即混凝土的强度不小于1.2Mpa；

2)烟道口的承重模板，应在混凝土强度达到设计标号的75％后方可拆除；

3)模板拆除时将限位器子件和腰带式模卡回收并重复利用；

(4)养护

1)拆除模板后应及时对其表面进行修理，并浇水养护，保持经常湿润；其延续时间不应小于14昼夜；筒壁混凝土也可采用薄膜养护剂养护；

2)由于水压不高，故需安装一台加压水泵，用直径50-60mm水管送到井架顶部，并随井架的增高而接高，自管顶用胶管向下引水到围设在外吊梯周围的直径25mm胶皮喷水管内，喷水管上钻有间距120-150mm直径3-5mm的喷水孔进行喷水养护；

(5)筒身施工误差

1)中心线的垂直误差不大于筒身高度的万分之五，筒壁厚度最大误差±10mm，筒壁半径的误差不大于筒壁任意截面半径的百分之一，且不大于20mm；

2)烟道口的中心线偏差不得大于15mm，烟道中的标高偏差在20mm以内，烟道口的高度和宽度允许偏差值±20mm；

(三)内架的拆除施工

内架拆除时由熟练的作业人员进行拆除，要有专门人员指挥；由上而下逐层拆除，按上升时的顺序逐层向下施工；先将上层平台转到下层平台以下并铺好，再拆除上面的钢管架，保留天滑轮杆架，用料桶放下所拆除的管件；当拆除某一部位时，应防止其它部件坠落，栏杆梯子应与整体配合拆除；对原来锚入混凝土的管件，边拆除边用砖块及耐酸砂浆封堵，不得漏堵。

(四)沉降观测施工，具体步骤是：

沉降观测点，埋设于筒壁外侧标高+0.50m处，依据设计图纸在两条相互垂直的直线上设四个沉降观测点，安装好后，即开始进行观测并做详细记录，工程竣工后，归档以便检查和继续观测。

(五)特殊气候施工，具体包括：

(1)雨天施工

为了保证工程进度，在不影响施工质量的情况下小雨天仍进行施工，所有人员身穿雨衣，穿上绝缘防水鞋；将所有电器设备用塑料布覆盖，遮雨保护；在施工平台上，搭设临时防雨棚避雨；

(2)雷电天气

施工地区属强雷电气候，措施必须切实可行；在内架顶部滑杆支架上装设避雷针，将引下线接到烟囱外的地下接地；在防雨棚上设置避雷针，与內架的避雷系统相连，一旦遇到雷电天气，所有施工人员及时进棚躲避，待天气稳定后再出来行施工；

(3)刮风施工

当遇到六级以上的大风雨时，所有高空作业必须停止，施工人员应立即停工下到地面，并切断电源；过后应检查架子，工作台有无问题，确保安全后方可继续施工。

实施例2

本工法的经济效益

(1)因施工工艺的集成与改变，施工便捷，在加快施工进度，节省建筑成本，缩短工期的同时，也延长了超高超强RC烟囱的使用寿命。

(2)采用的梯形扣接数字化拼装模板体系，技术先进，人工节约，操作简便。施工中采用扣接型模数字化拼装等工艺，节约了人工、缩短了工期、提升了质量，减少了后期的修补及返修费用。烟囱外侧腰带式模卡，消除了施工中外模承托的安全隐患，降低了劳动强度，加快了施工进度，缩短了工期。共节约工程直接费用25.30万元，经济效益显著。详见表1。

表1超高超强RC烟囱梯形扣接数字化拼模施工工法经济效益分析

社会效益

(1)安全性。预应力式钢丝绳紧固外模板配合外侧腰带式模卡技术，保证了施工中外模板的稳定性，增加了烟囱的安全性能。

(2)技术先进性。内外模板的梯形扣接数字化拼装，采用电脑套裁编码，既节约了模板的用量又控制了烟囱施工缝的产生，技术性与节能性好，施工简便。

(3)本工法的关键技术成熟可靠，提高了构筑物的平整度与外观质量。施工环保、洁净，用户满意度高，取得了良好的社会效益。

应用实例

实例

“超高超强RC烟囱梯形扣接数字化拼模施工工法”应用于胶南市易通热电新增供热锅炉扩建提升工程烟囱项目，总高度120m，混凝土总工程量为1456m³。结构形式为：钢筋混凝土高耸结构。建筑类别为一类构筑物，设计使用年限为30年。

实施效果

胶南市易通热电新增供热锅炉扩建提升工程烟囱项目位于青岛市黄岛区青岛北路188号，工地基础坐落在强风化花岗岩上，高度120m，施工难度较大。

实践证明，采用本工法能实现节约与安全双重目标，实现了超高超强RC烟囱内外模板搭设与施工过程中的稳定性与紧固性、模板用量的节约性、双层平台运行的高效性，既提高了社会效益又降低了质量成本。

本工法适用于热电厂、炼油厂、电厂、钢铁厂、焦化厂、化工厂、砖瓦厂、酒厂、制药厂、纸厂等工业项目的圆柱形高耸建筑物，在绿色低碳发展背景下，应用前景广阔。

Claims (3)

1.超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，其特征在于，包括下列步骤：

（一）脚手架及井架、内侧双层平台及提升系统安装施工

满堂脚手架及井架搭设施工

（1）采用满堂脚手架，其内部垂直提升井架总高130m，均采用建筑钢管及扣件随施工进展搭设，0.00m处以上采用单立杆搭设，立杆水平步距1.5m，水平杆竖向间距1.5m，按烟囱内径的收比度进行搭设，满堂脚手架范围随烟囱内部尺寸变化而逐渐减小；水平杆钢管搭设时，在高度方向每隔10m烟囱牛腿处将周围4根钢管伸长，直到两端锚入筒壁混凝土中50mm与混凝土壁加固一次，达到卸荷及保证脚手架、井架的强度和稳定性的作用；

（2）安装此处钢管时应在管端包上隔离膜，以便于今后拆除；

（3）烟囱施工的内井架是随烟囱筒壁施工与满堂脚手架同步逐节增高的；第一次安装高度为超出±0.000处3～5m，其后则随满堂脚手架同步施工，内井架顶部高出施工平台4.0m；井架底座支承在混凝土基础底板上，基础混凝土表面不平之处须以钢板垫平；吊笼在井架搭设安装时，事先放置于井架内对应位置；

（4）搭设时所有人员必须配戴安全带，穿防滑绝缘鞋；钢管及其它搭设材料等向上传递时，一定要用麻绳绑扎好后提升，严禁抛掷物件；

内侧承托内模板的双层操作平台施工

（1）操作平台共两层，上层供砌砖、绑扎钢筋、提升模板、支设模板、浇混凝土等施工，下层用于内模板的固定以及安全防护加固层；在操作平台上满铺50x300木跳板，木跳板与脚手架钢管之间用棕绳或8号铁丝绑扎牢固，不能出现探头板；板与板间要严密拼缝，木跳板与钢管间的缝隙要用窄板条或铁皮封闭，防止坠物隐患；操作平台随满堂脚手架及井架逐步上升，所用木跳板准备三套，周转使用；

（2）在操作平台中间偏心位置留出0.9mx0.9m的方孔（避开吊中孔），做为料桶上、下料通道；在中心位置留出一个0.2mx0.2m小孔，作为施工过程中测定筒身中心线的孔洞，施工时封闭，吊中复核时开启；另外，制作一块1.2mx1.2m的封洞钢板，待料桶上到平台后，用其封住洞口，以确保卸料时放置手推车及施工人员行走的安全；

（3）施工脚手架上不设外圈平台，使用钢丝绳紧线器紧固模钢丝绳的人员在外爬梯内进行紧固操作；支模及提升模板时操作人员均站在绑好的筒身环筋内，不在外壁面施工；如混凝土出现表面质量问题需要处理时，操作人员就在外挂爬梯上进行处理；烟囱外爬梯和筒身施工同步进行，在其对应的位置上，设置一部3.8m高的外挂爬梯，以方便相关人员能安全的通过烟囱爬梯、外挂爬梯上到平台，进行相关施工工作及质量检查；

内外提升系统施工

（1）烟囱内井架的垂直提升设备采用5t卷扬机，配直径16mm钢丝绳，通过吊桶上、下料；吊桶为方形，用6mm厚的钢板焊接加工而成，高1200mm，底外径750mm；底板用销轴固定，可上下翻转，封闭装料或开启卸料；在施工过程中定期检查底板的平整度，装钢筋、钢管、扣件等时要轻放，以免使底板变形，露缝漏浆；

（2）用手推车或人工将钢筋、混凝土等运送到烟囱内井架内；用井架内提升料桶将钢筋、钢管、混凝土等提升到上部的施工平台上后随即用封洞钢板封住洞口，防止物料坠落；卸下钢筋、钢管，由人工转运到所需绑扎、搭设的部位，卸下混凝土到手推车内，推运到混凝土浇筑部位进行浇筑；

（3）内井架提升用天滑轮装在井架顶部的天滑轮固定架上，天滑轮固定架采用八根斜杆加固天滑轮杆，并设转向滑轮；转向滑轮杆由四根斜杆加固，至少有八个扣件承载，滑轮杆上动荷载为：2×1.3t = 2.6t，因此，每个扣件上的动荷载为：

2.6t/8 = 0.325t = 3.25kN，完全能满足承载能力的要求；

（4）3t卷扬机的性能要求：提升速度为30-40m/min(往返一次3～5min)，也可选用60m/min(往返一次3m/min左右)，卷筒绳容量至少150m，总钢丝绳长至少280m；5t卷扬机采用角钢埋地锚桩焊接固定卷扬机机架；

（二）梯形模板的制作与安装

梯形定尺模板与变尺模板的制作

（1）筒身模板采用2.7mm厚的冷轧钢板制作，根据烟囱梯度利用电脑软件计算、裁割单块梯形模板，科学准确地计算每层定尺模板与变尺模板的数量、尺寸并号码号层；在冷轧钢板做成的梯形模板上涂上脱模剂，以使烟囱外表面光洁、美观；

（2）定尺与变尺冷轧钢模板按烟囱外壁收分度加工成若干组，每组均在外侧两边留有腰带式模卡，在每组模板的上部按间距2m，即每隔一块板焊直径14mm用于提升模板的钢筋挂钩；

（3）在每隔一块定尺与变尺模板距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的子式挂钩，另一半定尺与变尺模板在距边缘3cm处的两侧焊6个扣接用的母式挂钩；

（4）在每张冷轧钢板模上距拼缝250mm处，每隔100mm焊两列腰带扣，以便于穿设紧固模板用的预应力式钢丝绳，随着浇筑混凝土的同时用紧线器紧固外模；

（5）在指定模板下侧近端部两边裁切方形小块，以避让限位器；

（6）将20个手拉葫芦（其起重能力达1.0t）通过支架安装在内脚手架上，待混凝土达到拆模强度1.2N/mm²后，用手拉葫芦将模板逐步均匀提升；

梯形定尺模板与变尺模板的安装

（1）底层模板按拼装顺序安装；

（2）外模安装好后，在外圈每节模板用若干道直径7.5mm钢丝绳与挂钩式紧线器丝杠紧固；

（3）外模板安装校正达到规定的尺寸要求后，在预定上下模板搭接处焊接子母式限位器，用相同筒壁设计厚度的临时铁撑杆控制外模板的净距及模板与主筋的保护层间距，铁撑杆每隔200mm放一个，当混凝土浇灌到临时铁撑杆时，逐步予以取除；特别要注意外模板的紧固，缝隙应堵严，防止胀膜和漏浆；

（4）模板采用20个手拉葫芦配合提升器提升；移置式模板的中心对烟囱几何中心的误差不超过5mm，模板的下沿同已浇混凝土搭接均为100mm，模板接触混凝土的一面在每次拆移后，及时清除模板表面的浆灰，并涂刷脱模剂；

（5）筒身中心位置的确定及检验，使用线锤；每上升1.5m用方便施工操作的30kg重的垂球，对烟囱的垂直度进行复核；垂球挂在十字形架上对中，垂球提升采用轱辘升降；

（6）上一层模板的底端采用外侧腰带式模卡进行外模板支托；腰带式模卡用7.5mm钢丝绳制作，用紧线器紧固，方可卡位与限位，然后按照上述工艺进行；

钢筋施工

（1）竖向钢筋及环向钢筋均采用绑扎搭接，搭接长度均为45d，并用绑扎铅丝在接头的中间和两端绑扎；凡直径12mm以上的水平环筋，应事先按其所在的部位筒身弧度放样加工成弧形备用；直径12mm以下钢筋只须两端弯钩，其弧形可在绑扎时弯曲；绑扎钢筋时，先绑扎竖向筋后绑扎环筋；

（2）应最先定位每节筒身最上一道环筋，依据已浇混凝土的模板边沿为准，按向上收分度，同时考虑保护层的厚度进行定位，用线锤吊准位置后，再绑扎固定，然后以此环筋为标准绑扎以下各环筋；

（3）筒身的竖向钢筋从筒身中心位置，按图纸要求用钢尺量准半径后均匀分布，竖向钢筋绑扎接头交错分布在每一水平截面内不大于钢筋总数的25%；焊接接头的根数不应多于钢筋总数的50%；变换纵向钢筋的直径或根数时，应在筒壁的全圆周内均布进行；筒身环向钢筋要布置在纵向钢筋的外侧，其间距允许偏差为20mm；所有钢筋交叉处均用22号铅丝绑扎；

（4）钢筋保护层用标准支撑杆进行控制，从中心点量准半径用铅丝绑扎好，保持沿模板周长每米长度内不少于5个，混凝土保护层厚度（筒身单排钢筋）为30mm，筒身保护层偏差不得超过±10mm和-5mm；高出模板的纵向钢筋要绑扎至少两道直径25mm环形钢筋予以临时固定；

混凝土施工

（1）混凝土材料

石子应坚硬致密，采用玄武岩、花岗岩、石灰岩，碎石粒径不得超过烟囱壁厚的1/5和钢筋间距的3/4，也不得大于60mm；砂子选用颗粒坚硬且洁净的中粒；筒身混凝土应有较高的密实性，其水灰比不应大于0.5，水泥用量不应超过450kg/m³，也不应小于300kg/m³；

（2）混凝土的浇筑

1）在浇筑混凝土之前，必须复查模板的尺寸，详细核对各种预埋件的标高、位置和数量，经监理工程师验收确认无误后方可浇筑；

2）在现场设一台350L混凝土搅拌机进行混凝土的拌制，用手推车运送到平台上，再推到井架内，由内井架提升到平台浇筑；混凝土应从一点开始分左右两路沿圆周截面均匀地分层浇筑，两路汇合后，再反方向浇筑，这样不断分层进行，每层用50型振动棒将混凝土振捣密实；混凝土分层浇筑，每层高度为250～300mm；浇混凝土时，应对称地变换浇筑方向，防止模板向一个方向倾斜和扭转；振捣混凝土时，不得触及钢筋和模板；振动棒的插入深度不应超过前一层混凝土内50mm；

3）此施工过程中的施工关键是钢丝绳的紧固施工与混凝土振捣的相互配合，混凝土按以下方式进行浇筑：最底部接搓处两道钢丝绳收紧→第一层混凝土入模→此处钢丝绳初次收紧→几台振捣器沿周边同时均匀振捣一次混凝土→再收紧钢丝绳→二次振捣密实混凝土→第二层入模循环完成；

4）严禁由一侧振捣，后向周围振捣，防止模板跑偏；

5）每施工段施工前应对施工接头进行处理，先清除松动的石子，冲洗干净，再扎筋支模，验收合格在浇筑混凝土前于接头处铺20-30mm厚的水泥原浆层，然后继续浇筑上层混凝土；若混凝土和钢筋被油污时，应清理干净；

6）筒身按每浇筑10m高，制取一组混凝土试压块，标明取样日期，以检验28日龄期的混凝土强度；第一次浇筑时，多做几组试块，分别试压一天、二天及三天强度，以供施工参考用；混凝土试块的制作、养护和检验应有专人负责；混凝土表面及接搓处必须平整光洁，不能有蜂窝麻面及明显的施工缝；

（3）拆除模板和养护

1）筒身模板的拆除，应在混凝土的强度达到能承受上部荷重而不变形时方可进行，即混凝土的强度不小于1.2Mpa；

2）烟道口的承重模板，应在混凝土强度达到设计标号的75%后方可拆除；

3）模板拆除时将限位器子件和腰带式模卡回收并重复利用；

（4）养护

1）拆除模板后应及时对其表面进行修理，并浇水养护，保持经常湿润；其延续时间不应小于14昼夜；筒壁混凝土也可采用薄膜养护剂养护；

2）由于水压不高，故需安装一台加压水泵，用直径50-60mm水管送到井架顶部，并随井架的增高而接高，自管顶用胶管向下引水到围设在外吊梯周围的直径25mm胶皮喷水管内，喷水管上钻有间距120-150mm直径3-5mm的喷水孔进行喷水养护；

（5）筒身施工误差

1）中心线的垂直误差不大于筒身高度的万分之五，筒壁厚度最大误差±10mm，筒壁半径的误差不大于筒壁任意截面半径的百分之一，且不大于20mm；

2）烟道口的中心线偏差不得大于15mm，烟道中的标高偏差在20mm以内，烟道口的高度和宽度允许偏差值±20mm；

（三）内架的拆除施工

内架拆除时由熟练的作业人员进行拆除，要有专门人员指挥；由上而下逐层拆除，按上升时的顺序逐层向下施工；先将上层平台转到下层平台以下并铺好，再拆除上面的钢管架，保留天滑轮杆架，用料桶放下所拆除的管件；当拆除某一部位时，应防止其它部件坠落，栏杆梯子应与整体配合拆除；对原来锚入混凝土的管件，边拆除边用砖块及耐酸砂浆封堵，不得漏堵。

2.根据权利要求1所述的超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，其特征在于，还包括沉降观测施工，具体步骤是：

沉降观测点，埋设于筒壁外侧标高+0.50m处，依据设计图纸在两条相互垂直的直线上设四个沉降观测点，安装好后，即开始进行观测并做详细记录，工程竣工后，归档以便检查和继续观测。

3.根据权利要求1所述的超高超强RC烟囱梯形模板扣接数字化拼模施工工法，其特征在于，还包括特殊气候施工，具体包括：

（1）雨天施工

为了保证工程进度，在不影响施工质量的情况下小雨天仍进行施工，所有人员身穿雨衣，穿上绝缘防水鞋；将所有电器设备用塑料布覆盖，遮雨保护；在施工平台上，搭设临时防雨棚避雨；

（2）雷电天气

施工地区属强雷电气候，措施必须切实可行；在内架顶部滑杆支架上装设避雷针，将引下线接到烟囱外的地下接地；在防雨棚上设置避雷针，与內架的避雷系统相连，一旦遇到雷电天气，所有施工人员及时进棚躲避，待天气稳定后再出来行施工；

（3）刮风施工

当遇到六级以上的大风雨时，所有高空作业必须停止，施工人员应立即停工下到地面，并切断电源；过后应检查架子，工作台有无问题，确保安全后方可继续施工。