作者;张毅
1工程特点
本文介绍的阳城电厂二期工程2×600MW机组8#自然通风间接空冷塔,塔体为双曲线钢筋混凝土薄壳结构,塔高150m.出口直径84.536m;进风口标高26.000m,直径120.156m;喉部高度140m,直径84.2m;±0.000m直径134.544m,冷却面积为11068m2;壳体最大壁厚1.6m,最小壁厚0.18m;塔筒上端设有刚性环;为目前国内较大型的空冷塔。
该空冷塔的图纸来自国外设计,风筒筒壁均匀布置80条的凸肋。这给筒壁的测量和模板的配置带来了难度。同时由于筒壁的半径大,混凝土的浇筑量较普通水塔的大,工期较紧,因此必须结合这些特点来考虑施工方案。
2方案优势
该工程的施工难点在于钢筋混凝土筒壁,其喉部施工垂直运输是重中这重。根据这些特点,冷却塔筒壁施工采用液压顶升平桥新技术,可缩短工期,减少设备投资,满足进度、质量、安全的施工要求,经济社会效益良好。该技术还融入了电梯领域的机电一体化技术,可移植性强,为其他电厂的空冷塔施工积累经验和示范效应。
液压顶升平桥是一种在冷却塔施工中与多功能施工升降机配合使用的新型施工设备,它既为多功能升降机提供附着,又为施工中钢筋和砼的贮存和水平运输提供平台。其主要特点如下:
1)能省去施工电梯部位搭设的满堂红脚手架,既节省了脚手架的使用和搭设的人工成本,又大大的提高了安全性;
2)桥身和平桥均采用成型结构、受力明确、刚度好;
3)采用液压顶升方式,使平桥的升降安全、可靠、方便;
4)可随建筑物的施工进程,调整工作幅度:
5)安装有灵敏可靠的塔机起升、回转、变幅、力矩限制器和前后平桥力矩报警装置,确保使用安全可靠。
由于本塔风筒高度高,半径大,风筒(包括刚性环,不含下环梁)的混凝土量约1 1527m3.混凝土量大,工期也很紧,为此混凝土施工按不同部位分三种方法:
1)下环梁以上35m内采取42m混凝土汽车泵直接浇注混凝土;
2)下环梁以上5m~100m区间的每板混凝土量较大,则在塔内东西向控制线两侧立2台YDQ26×25-7液压顶升平桥,(1台附2组SC200/200多功能施工升降机,1台附1组SC200/200多功能施工升降机)来完成垂直运输物料及施工人员的上下。本段施工大约需要3个月的时间;
3)在100m以上即可拆除1台平桥(附1组SC200/200多功能施工升降机),由另1台平桥完成剩余筒壁混凝土的施工。
利用这两台平桥顶部的小型回转塔机,也可解决钢筋和小型建筑物料的垂直运输问题。施工人员可以通过电梯至空冷塔顶部操作平台。
3施工要点
3.1液压顶升平桥的安装
液压顶升平桥类似于塔吊设备但又不同与塔吊,其外形简图(见图1)。液压顶升平桥基本安装状态的最大安装高度为17.8m,最大安装高度时构件质量1570kg;最大构件质量安装重心高17.5m,安装用汽车吊机的最小起重量为25t。
液压顶升平桥安装步骤为:4节标准节->套架->回转平台->回转塔身->塔机臂架->塔机配重->后桥->移动平衡架->前桥->前桥拉杆->固定平衡重。详述如下:
1)将4节标准节用高强螺栓联成一体后吊装在固定基础上;
2)在地面将顶升油缸、顶升横梁、走台、回转支撑等组装到套架上,然后将套架整体吊装到标准节顶部并连接;
3)在地面组装起升机构固定在塔机转台上,然后吊装到套架顶部回转支撑上;
4)将回转塔身安装到转台上;
5)在地面组装三节塔机臂架及起重小车,整体起吊使臂架根部坐入塔机塔身顶部并用卡板固定;
6)在地面组装后桥并装入平衡重移动小车,然后吊起与套架后侧面相连,不能摘钩;
7)用小吊车将后桥拉杆吊起,与后桥尾部及套架顶部相连,然后摘钩:
8)吊装平桥移动配重,固定于平衡重移动小车上;
9)在地面组装前桥,然后吊起与套架前侧面相连,不能摘钩;
10)用顶部小车吊起前桥拉杆,与前桥尾部及套架顶部相连,然后摘钩;
11)安装后桥固定配重。
需要说明的是:本工程中该机械安装距离平桥中心线距塔喉部5.1m+模板宽度,平桥的长度为26.5m,顶部平臂吊的臂长20m,起重量500kg。附臂第一道31m,以上每隔25m(第一道31m,第二道56m,第3道81m,第4道106m,第5道131m),2台平桥共需要10000m+17.5的钢丝绳拉结。
3.2测量控制
(1) 1-4节风筒几何测量
把激光测距仪安置在基准点上,在被测点上安放接收靶,用光学测距仪瞄准接收靶,仪器首先反应出斜距,然后按仪器上电脑装置就可知道该基准点和被测点水平距离和垂直距离,根据测出水平距离算出筒壁半径误差,筒壁半径误差=R设计-R实际=R设计-(基准点到水塔中心距离+基准点到被测点距离)。
(2)4节以上风筒几何测量
4节以上塔中心点的垂直引测(见图2)。塔中心点垂直引测采用接受靶利用经纬仪引测。接受靶由四根巾8钢丝绳从四个互相垂直的方向拖拉固定,用来塔心找正,0m塔心架设经纬仪,经纬仪配弯管目镜将中心打上接受靶,通过调整钢丝绳调整中心,从而将塔心引测到上部。风筒每板半径用钢卷尺测量控制,钢卷尺测量拉力200N.拉平拉直钢卷尺测量。
(3)风筒80条肋测量控制。在0m架设经纬仪,在环梁下口做80条肋后视控制点,用红油漆标注,每板均采用经纬仪测设肋的位置,以保证80条肋的顺直。
(4)每施工8-10节筒壁,对标高和半径进行校定,如出现施工偏差时,缓缓纠正,每次纠正不宜超过20mm。
(5)沉降观测。冷却塔每升高15~ 20m观测一次;施工期间中途停工,在停工之日,复工之时,均进行观测;从建成到移交,每月观测一次:总观测次数达到上述要求,且不少于6次。如沉降发生异常情况,应增加观测次数并及时采取措施。
3.3筒壁模板的设计
(1)由于筒壁为现浇混凝土薄壳结构并均匀设计80条肋的特殊性,结合以往冷却塔的施工经验,运用3D设计软件进行了按比例的排版对比分析,预测了最终的排版效果(见图3),最终确定了排版方案——内外均采用专业定型钢模板拼装,即内模为1m×1.3m,外模板采用以0.88m×1.3m专业定型模板为主,配以0.45m×1.3m、0.2m×1.3m及0.1m×1.3m型号的定型带收分的钢模板,及配套模具。通过3D立体的模板设计,最终取得了非常好的效果。
(2)对于80条肋处,排版时处单独配置特殊的模板设计了内外整块定型模板0.44m×1.3m,每侧挑出40mm的收分量,以保证凸肋的位置以及排版的整体效果。
(3)下环梁和刚性环处的模板设计。对于下环梁和刚性环处的模板采用定木模板型制作。
3.4模板施工
采用三角架翻模施工(见图4)。即将施工三角架和模板用对拉螺栓悬挂在已成形的混凝土筒壁上,以此作为操作平台,用调径杆找正,进行其上一层模板、三角架安装和混凝土浇灌等工作。三层三角架、模板(见图5)循环交替向上使用。在拆除最下面的三角架和模板后,拆除的三角架和模板运至顶层的三角架平台上,进行上一节的模板安装和三角架加固。如此周而复始,直至完成整个筒壁施工。
三角架内外同时安装,就位后的三角架在没有上顶撑前不得作为受力支撑使用。三角架安装时通过调节斜撑角度来调整三角架的角度,使安装后的顶面保持水平。内外模板间的混
凝土套管在安装前,仔细查对编号,校对长度,分清上、下层,以免放错。对拉螺栓及所有杆件间的螺丝均拧紧。内、外模板安装后,立即铺设走道板,安装栏杆、安全网等,以保证平台面的施工人员的安全。
3,5刚性环施工
空冷塔顶部刚性环外挑1.7m,厚度450mm,较普通的水塔刚性环厚,施工难度大(见图6),施工时下一板混凝土浇注完后,直接在三角架上铺设刚性环梁底模,内侧模板采用筒壁专用模板,外侧及底模采用木模板,侧模用450mm高的木制九层板,采用对拉螺栓与钢筋围懔进行加固,同时由于悬挑的长度较长,为保证底模支撑的可靠度,底模支撑又加了一道斜支撑与最下层模板连接。
4结束语
阳城空冷塔是国内目前较大型的自然通风间接空冷塔,凸肋外壁的设计也非常特殊,采用本方案,在整个空冷塔施工过程中,从使用的模板、垂直运输机械的选择——平桥新机械
的应用、测量控制、模板的设计和施工、混凝土的浇筑方法、工序安排等方面均取得了骄人的成绩。该空冷塔的筒壁结构历时4个月,大大缩短了工程建设周期,充分调动了施工人员的积极性,杜绝了窝工现象,设备投资大幅度减少,施工安全性大大提高,是空冷塔施工体系向专业化、系统化发展的方向,可为今后类似工程施工提供借鉴。
5摘要:根据自然通风间接空冷塔的结构特点和施工难点,本文详细讲述了采用液压顶升平桥新技术在实际工程实例中的应用,并介绍了该工程关键工序的施工方法和技术要点,为今后类似工程提供了宝贵的经验。