大直徑淺圓倉(cāng)錐形桁架滑模提升施工工藝和流程

大直徑淺圓倉(cāng)錐形桁架滑模提升施工工藝和流程一、工藝背景近幾年，國(guó)家為保障糧食安全，在全國(guó)大量興建糧食倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目，因淺圓倉(cāng)具有儲(chǔ)存量大，造價(jià)低，工期短，機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，日益成為糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的主力倉(cāng)型。淺圓倉(cāng)作為一種現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，倉(cāng)壁施工多采用滑模工藝，目前已發(fā)展較為成熟。但由于淺圓倉(cāng)倉(cāng)頂多為圓錐形設(shè)計(jì)，且頂板跨度較大，因此倉(cāng)頂板施工難度較大。目前倉(cāng)頂模板支撐體系常見的有滿堂鋼管支撐架，鋼平臺(tái)支撐體系兩種。第一種方案材料用量比較大，質(zhì)量難以保證，且搭設(shè)高度在20米以上，屬于超高超危支撐體系。高空作業(yè)安全隱患及搭設(shè)、拆除工作量均大，特別是拆除時(shí)空間環(huán)境較差，工作面狹小，存在高空墜物風(fēng)險(xiǎn)，而且該工藝目前處于淘汰階段。第二種方案鋼材用量較大，提高了施工成本。中心立柱需要支撐在地下通廊頂板上，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定影響，需要設(shè)計(jì)驗(yàn)算，可能需要對(duì)地下通廊采取加固措施。安裝與拆除均在高空作業(yè)，存在比較大的安全隱患。此種情況下，從“雨傘”的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)，在鋼平臺(tái)支撐體系基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化提出一種適用于淺圓倉(cāng)倉(cāng)頂施工的錐形桁架滑模后提升施工工藝。該工藝一是能夠使錐形鋼桁架的組裝、拆卸均在地面進(jìn)行，減少了高空作業(yè)；二是相較于鋼平臺(tái)支撐體系，鋼材用量可減少30％；三是相較于滑模整體拖帶式，該工藝在滑模施工完成后即可獨(dú)立組裝錐形鋼桁架，不占用滑模和倉(cāng)內(nèi)地面回填的時(shí)間。綜上所述，該工藝有效的降低了成本，保障了安全，節(jié)約了工期。錐形桁架整體提升二、工藝特點(diǎn)1、連續(xù)施工，倉(cāng)壁成型效果好可使倉(cāng)壁滑模連續(xù)施工，一次滑升到設(shè)計(jì)高度，然后進(jìn)行錐形鋼桁架的組裝及提升，最后在倉(cāng)壁內(nèi)側(cè)安裝鋼牛腿，對(duì)錐形桁架進(jìn)行固定。解決了滑模整體拖帶鋼桁架施工，需停止滑升一段時(shí)間，以便在倉(cāng)壁內(nèi)預(yù)埋吊環(huán)，進(jìn)行鋼桁架固定，從而導(dǎo)致倉(cāng)壁留有施工縫，最后切割吊環(huán)，還會(huì)影響倉(cāng)壁耐久性、氣密及防水質(zhì)量的問題，有效提高了倉(cāng)壁滑模一次成功率。2、整體提升，安全性能高避免高空作業(yè)，一方面利用電動(dòng)倒鏈作為動(dòng)力體系實(shí)現(xiàn)錐形鋼桁架整體提升及降落，另一方面利用螺栓或銷栓將定制構(gòu)件連接成整體，機(jī)械化程度高，安全可靠，保證淺圓倉(cāng)倉(cāng)頂支撐施工安全性。3、定制拼裝，適用面較廣可加工定制不同直徑的中心筒，以及不同長(zhǎng)度輻射梁，通過不同的組合連接，形成不同直徑的錐形鋼桁架，適用于不同直徑的淺圓倉(cāng)，方便周轉(zhuǎn)，通用性較強(qiáng)。4、節(jié)省工期，簡(jiǎn)化施工準(zhǔn)備相較于滑模整體拖帶式，減少了較長(zhǎng)的施工準(zhǔn)備時(shí)間。不需將滑模裝置和鋼桁架全部地面組裝完成后才能滑模，僅將滑模裝置組裝完成即可開滑，利用滑模的時(shí)間完成倉(cāng)內(nèi)地面回填，然后組裝錐形鋼桁架并獨(dú)立提升，取得節(jié)省工期的效果。錐形桁架提升到設(shè)計(jì)高度三、適用范圍本工藝適用于采用滑模施工工藝的直徑25m及以上的淺圓倉(cāng)錐殼倉(cāng)頂施工。倉(cāng)頂板混凝土澆筑四、工藝原理《大直徑淺圓倉(cāng)錐形桁架滑模后提升施工工藝》通過滑模施工過程中，在倉(cāng)壁預(yù)埋螺栓孔，以便安裝鋼牛腿；然后在倉(cāng)內(nèi)地面進(jìn)行錐形鋼桁架的組裝；錐形鋼桁架提升以滑模提升門字架作為吊點(diǎn)，利用電動(dòng)捯鏈將在錐形桁架提升至鋼牛腿以上高度；然后安裝鋼牛腿支座；牛腿安裝完成后，將鋼桁架整體緩慢下落并固定至鋼牛腿支座上；最后根據(jù)倉(cāng)頂?shù)钠露燃案叨龋阱F形桁架上二次搭設(shè)滿堂支撐架，形成倉(cāng)頂模板支撐體系。本工藝?yán)缅F形桁架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證了倉(cāng)頂施工的質(zhì)量和安全。倉(cāng)頂模板鋪設(shè)完成五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1錐形鋼桁架設(shè)計(jì)錐形鋼桁架主體結(jié)構(gòu)由中心筒，輻射梁，斜支撐以及輻射拉桿4大部分組成，（輻射梁H型鋼，斜支撐無縫鋼管以及輻射拉桿螺紋鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），詳見圖2。錐形鋼桁架整體組裝模型圖1、中心筒中心筒為直徑D1，高H1的鋼結(jié)構(gòu)圓柱形網(wǎng)架，詳見圖3。共由上環(huán)梁；中環(huán)梁；下環(huán)梁；輻射梁；立柱；內(nèi)斜撐；內(nèi)拉桿以及筒內(nèi)圓盤8部分構(gòu)件組成。中心筒整體組裝模型圖（1）中心筒上環(huán)梁中心筒上環(huán)梁共分為同心圓A、B兩道，兩者中間周圈布置中心筒輻射梁，上環(huán)梁A半徑為R，上環(huán)梁B半徑為r，均采用H型鋼彎曲定型制作，（H型鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。每段H型鋼之間采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。中心筒上環(huán)梁A、B的下翼緣板均開有若干組螺栓孔，分別與中心筒立柱和內(nèi)斜撐進(jìn)行螺栓連接；上環(huán)梁A、B的腹板開有若干組螺栓孔，分別與鋼桁架輻射梁B和中心筒輻射梁進(jìn)行螺栓連接。上環(huán)梁A與中心筒立柱連接節(jié)點(diǎn)圖上環(huán)梁B與中心筒輻射梁、內(nèi)斜撐連接節(jié)點(diǎn)圖（2）中心筒輻射梁中心筒輻射梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，采用H型鋼定尺加工制作（H型鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），H型鋼兩端部分別焊接兩塊鋼板，鋼板開有螺栓孔分別與中心筒上環(huán)梁A、B進(jìn)行連接。詳見圖5，圖6。（3）中心筒中環(huán)梁中心筒共設(shè)上下2道中環(huán)梁，半徑均為R1。采用槽鋼定型彎曲制作（槽鋼的規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），每道中環(huán)梁均勻開有螺栓孔，以便與立柱側(cè)向螺栓連接固定，詳見圖10。其中下道中環(huán)梁腹板外側(cè)均勻焊接若干塊開孔連接耳板，用于與鋼桁架每根斜支撐A銷軸連接，詳見圖7。中環(huán)梁與斜支撐A連接節(jié)點(diǎn)圖（4）中心筒下環(huán)梁中心筒下環(huán)梁采用H型鋼定型彎曲制作（H型鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），上翼緣板開有若干螺栓孔，用于分別與中心筒立柱和中心筒斜支撐進(jìn)行螺栓連接；腹板外側(cè)焊接耳板，每個(gè)耳板有2個(gè)銷軸連接孔，用于分別與鋼桁架每根斜支撐B和輻射拉桿銷軸連接；腹板內(nèi)側(cè)焊接耳板，每個(gè)耳板開有1個(gè)銷軸連接孔，用于與中心筒內(nèi)拉桿銷軸連接。（5）中心筒立柱在中心筒上環(huán)梁A與下環(huán)梁之間共設(shè)置若干根中心筒立柱，長(zhǎng)度為h2，采用H型鋼定尺加工制作（H型鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。立柱端部焊接帶有螺栓孔的端板，分別與上下環(huán)梁螺栓連接；立柱側(cè)向開有螺栓孔，上下間距與中環(huán)梁間距相等，用于與2道中環(huán)梁進(jìn)行螺栓連接。（6）中心筒內(nèi)斜撐中心筒上環(huán)梁B與下環(huán)梁之間設(shè)置若干根內(nèi)斜撐，斜撐長(zhǎng)度L2，采用無縫鋼管定尺制作（鋼管規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。斜撐兩端焊接連接端板分別與上環(huán)梁B、下環(huán)梁進(jìn)行螺栓連接。（7）中心筒拉桿、中心圓盤拉桿采用直徑36mm螺紋鋼制作，一端焊接帶有銷軸孔的鋼耳板，連接花籃螺栓，花籃螺栓與中心圓盤銷軸連接，一端做彎鉤，勾住中心筒下環(huán)梁腹板連接板。中心圓盤采用鋼板加工成圓形（圓盤直徑和厚度以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），中心盤邊緣周圈開有銷軸連接孔，用于連接花籃螺栓，詳見圖11。中心圓盤與花籃螺栓連接節(jié)點(diǎn)圖2、輻射梁鋼桁架輻射梁由H型鋼定尺制作（H型鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），每根輻射梁由斜直段的輻射梁A和水平段的輻射梁B對(duì)接而成，對(duì)接處采用高強(qiáng)螺栓連接。輻射梁B的另一端與中心筒上環(huán)梁A腹板采用高強(qiáng)螺栓連接，詳見圖6。輻射梁A下翼緣板兩端及中間按照設(shè)計(jì)位置分別焊接3塊開孔耳板，分別與斜撐A、B以及輻射下拉桿采用銷軸連接；上翼緣板頂面每隔一定間距焊接120mm長(zhǎng)的短鋼管（具體間距以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），便于水平環(huán)向鋼管扣件固定；輻射梁A的另一端與牛腿支座連接件采用高強(qiáng)螺栓連接。鋼桁架輻射梁及其連接節(jié)點(diǎn)圖3、斜支撐鋼桁架斜撐上、下共設(shè)置2圈，上圈斜支撐A與下圈斜支撐B均采用無縫鋼管定型制作，（鋼管規(guī)格型號(hào)、長(zhǎng)度按照設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算進(jìn)行確定）。斜支撐A兩端分別與中心筒中環(huán)梁和輻射梁A中部耳板采用銷軸連接；斜支撐B兩端分別與中心筒下環(huán)梁和輻射梁A上部耳板采用銷軸連接，詳見圖12。4、輻射拉桿輻射拉桿采用螺紋鋼制作（螺紋鋼規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），兩端焊接耳板連接花籃螺栓，花籃螺栓與中心筒下環(huán)梁、輻射梁A下部耳板采用銷軸連接，詳見圖12。5、環(huán)向支撐在輻射梁上部每隔一定間距安裝一道梁頂環(huán)向支撐；環(huán)向支撐采用焊接鋼管彎制而成（環(huán)向支撐的間距及鋼管規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。環(huán)向支撐鋼管采用扣件與輻射梁A上翼緣板頂面焊接的短鋼管固定，詳見圖12。5.2.2牛腿設(shè)計(jì)滑模施工過程中，應(yīng)在倉(cāng)壁內(nèi)側(cè)按照設(shè)計(jì)高度預(yù)埋螺栓孔，用于后期固定牛腿。牛腿由豎向支撐，水平支撐以及斜撐3部分組成。豎向支撐采用槽鋼與倉(cāng)壁用螺栓固定連接，形成鋼牛腿支座的豎向立柱。牛腿水平支撐H型鋼與豎向支撐滿焊連接。斜撐采用無縫焊接鋼管，分別與豎向、水平支撐滿焊連接，（槽鋼、H型鋼及無縫焊接鋼管規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。水平支撐上翼緣頂面開螺栓孔，用于連接牛腿支座連接件。牛腿支座連接件采用H型鋼裁剪加工定型制作而成，端部焊接鋼板，鋼板與豎直方向的夾角與錐形倉(cāng)頂板與水平方向夾角相同，鋼板開有螺栓孔，用于與輻射梁A螺栓連接，（豎向支撐槽鋼、水平支撐和支座連接件H型鋼、無縫焊接鋼管及連接鋼板的規(guī)格型號(hào)以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定）。5.2.3電動(dòng)捯鏈安裝及桁架整體提升鋼桁架提升時(shí)應(yīng)保證鋼牛腿處倉(cāng)壁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75％以上，方可進(jìn)行吊裝提升。提升利用滑模裝置提升門字架橫梁作為吊點(diǎn)，相鄰捯鏈之間間隔3個(gè)提升門字架。調(diào)試電動(dòng)倒鏈將鋼桁架進(jìn)行整體垂直起吊。吊點(diǎn)安裝示意圖鋼桁架提升至鋼牛腿以上高度后，停止提升，施工人員安裝鋼牛腿后，再緩慢下落鋼桁架，將鋼桁架卸載至鋼牛腿支座上后，并用螺栓固定牢靠。桁架整體提升示意圖5.2.4滑模裝置拆除待倉(cāng)頂錐形鋼桁架通過整體提升，卸載至鋼牛腿支座上并安裝固定完成后，進(jìn)行滑模裝置的拆除作業(yè)。拆除時(shí)，上人回籠梯對(duì)面最遠(yuǎn)處作為拆除起點(diǎn)，沿著周圈退后逐步拆除，最后拆除至上人回籠梯位置。拆除方向和路線見下圖：滑模裝置拆除順序圖5.2.5滿堂支撐架搭設(shè)滿堂支撐架的所有主立桿均支撐在錐形桁架每道輻射梁上，與輻射梁呈90°夾角，其徑向間距以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定。由于錐形鋼桁架的輻射梁呈放射狀分布，將導(dǎo)致主立桿環(huán)向間距自上而下逐漸變大。當(dāng)局部主立桿環(huán)向間距超過設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的間距時(shí)，需加密增設(shè)次立桿，次立桿下部采用直角扣件與鋼桁架環(huán)向支撐的鋼管進(jìn)行連接，次立桿上部采用旋轉(zhuǎn)扣件與2根斜撐桿進(jìn)行連接，2根斜撐桿另一端與兩側(cè)主立桿下部連接，使次立桿所受荷載能夠通過斜撐桿均勻傳遞到鋼桁架輻射梁上，斜撐桿應(yīng)根據(jù)次立桿周圈連續(xù)設(shè)置。主、次立桿頂端均設(shè)置徑向水平鋼管主楞，采用旋轉(zhuǎn)扣件與立桿進(jìn)行連接，旋轉(zhuǎn)扣件下部應(yīng)增加一個(gè)防滑移直角扣件；次楞采用螺紋鋼筋，環(huán)向周圈水平布置，用鐵絲將螺紋鋼筋綁牢在主楞徑向水平鋼管上；然后在次楞上鋪設(shè)輻射狀木方，（次楞采用的螺紋鋼筋規(guī)格型號(hào)及木方間距需按照模板支撐體系受力計(jì)算進(jìn)行確定），最后在木方上部環(huán)向鋪設(shè)木模板并釘牢。詳見圖17。滿堂支撐架平面布置圖5.2.6支撐體系下落、拆除吊點(diǎn)孔留置→倉(cāng)頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度→安裝電動(dòng)倒鏈→模板拆除→鋼牛腿拆除→整體下降鋼桁架→地面拆散鋼桁架。1、吊點(diǎn)孔留置（1）在倉(cāng)頂板混凝土澆筑施工時(shí)預(yù)留若干個(gè)吊點(diǎn)孔（吊點(diǎn)孔數(shù)量以滿足設(shè)計(jì)參數(shù)安全驗(yàn)算的選用確定），吊點(diǎn)孔可采用PVC管預(yù)埋在倉(cāng)頂板混凝土中，預(yù)埋PVC管時(shí)頂板鋼筋應(yīng)適當(dāng)錯(cuò)開避讓。2、安裝電動(dòng)捯鏈每個(gè)吊點(diǎn)孔上部放置1根H型鋼支撐梁，支撐梁徑向放置，下端抵住倉(cāng)頂下環(huán)梁。用鋼絲繩把電動(dòng)倒鏈分別吊掛在支撐梁上，距鋼桁架大梁根部1.5m處作為吊繩固定點(diǎn)。吊點(diǎn)孔平面布置2、模板拆除下降前，將倉(cāng)頂板支撐架體的可調(diào)托撐下調(diào)200mm，抽出倉(cāng)頂模板主楞鋼管及次楞方木，將倉(cāng)頂?shù)啄０逵们斯髑怂桑撾x倉(cāng)頂混凝土面。3、鋼牛腿拆除將輻射梁與鋼牛腿支座的連接螺栓拆除，當(dāng)全部拆除完成后，作業(yè)人員即可從進(jìn)糧口預(yù)留掛梯撤離至倉(cāng)頂面。