滑模技术在高耸构筑物施工中应用

滑模技术在高耸构筑物施工中的设计与应用摘要：本文叙述述了****集团50万吨合成氨氨项目150米烟囱采用用滑模施工的的设计及应用用技术，重点点从滑模施工工技术的设计计和施工工艺艺进行了阐述述，并对在烟烟囱滑模施工工中重点应克克服的难题作作出了施工的的总结。关键词：滑模施施工、系统设设计、施工工工艺、环节处处理、平台改改装、筒壁收收坡一、工程简况本工程为*****10万吨/年甲胺/DMF工程热电装装置150／2.8米烟囱及烟烟道，为单筒筒钢筋混凝土土结构，下口口内半径6.19米，上口内内半径1.62米．烟囱分分别顺固定端端扩建端方向向垂直分格各各设有两个烟烟道口．设计计采用基本风风压0.35KKN／㎡，抗震震设防烈度为为７度，设计计地震加速度度值0.15G，场地土类类别为Ⅱ类，烟囱的的安全等级为为二级，烟气气正常温度150℃，最高温度180℃,烟气属中等等腐蚀性．上部筒身从标高高0.4m～11.7m．筒壁壁厚厚分别为0.45m、0.4m、0.35m、0.3m、0.28m、0.26m、0.24m、0.22m，共八种截截面尺寸。二、筒身滑模施施工方案本工程为单筒烟烟囱，采用单单滑工艺施工工，滑升速度度快，易保证证质量，其工工艺流程如下下：工艺流程：单层层模板封好进进行平台组装装→始滑钢筋、埋埋件→浇砼、始滑→正常滑升→[钢筋绑扎及及固定埋件→紧导索→浇灌砼→松导索→滑升→涂刷防腐隔隔离层→砌筑红砖浇浇注隔热层→模板调径收收分→抽拔模板]→每次循环作作业至顶。1、平台设计：：①该烟囱高度1150m，采用悬索索金属结构平平台。设14组双12号槽钢辐射射梁，外钢圈圈一道，中钢钢圈二道，均均采用12号槽钢制作作，与辐射梁梁连成整体。鼓鼓圈采用格构构式的鼓形结结构，圆形上上下钢圈均采采用14号槽钢，腹腹杆采用L75×8的等肢角钢钢。在辐射梁梁下部加设二二道带有花篮篮螺栓的Ф28拉杆（各14根），一端端固定在辐射射梁上，另一一端固定在鼓鼓圈下钢圈上上，第一道为为固定拉杆，第第二道为移动动拉杆，使整整个平台形成成倒锥形悬索索结构。②模板采用1..5m宽的柔性钢钢模作为固定定钢模、抽拔拔钢模，收分分模板需另行行制作。③提升架采用开开字形结构，立立杆、上下横横梁均为双肢肢槽钢，立柱柱的内外肢设设有支承模板板上下钢牛腿腿及模板收分分装置。提升升架内外立柱柱两侧设有角角钢支托，支支承双槽钢辐辐射梁，辐射射梁上设有使使提升架沿辐辐射梁滑动的的调径装置。提提升架内外立立柱设有挑架架作为外挑平平台和内外吊吊架的支承。④在滑模平台上上设一台扒杆杆以解决砼、钢钢筋的垂直运运输，红砖、砂砂浆、KS防水型耐酸酸耐热浇注料料的垂直运输输采用随升吊吊笼。⑤荷载计算根据底部始滑标标高计算，平平台组装半径径为6.19米，因烟囱囱在60米处发生变变化，对平台台在此标高处处需进行一次次改装，并对对模板围檁进进行改装，保保证筒壁圆弧弧变化。根据设计滑模装装置的荷载参参考值，模板板、围圈及提提升架等自重重、摩阻力按按模板面积计计算，操作平平台及吊架自自重、施工荷荷载按平台面面积计算。2、荷载组合数数值及千斤顶顶的计算如下下：①、始滑标高首首次平台组装装。平台面积积=120..3m2,模板面积58.3m2静荷载:0.99×120..3=1088.27KNN活荷载:0..8×58..3=46..64KN摩阻力:2×22.1×588.3=2444.83KKN施工荷载:11×120..3=1200.3KN合计5200KN千斤顶选用GYYD-60型滚球式油油压千斤顶。支支承杆用直径径48×3..5钢管，每台台千斤顶起重重力按30KN计算。千斤斤顶台数n=5200/30=117台，考虑到到结构和荷载载分布的对称称性和滑升的的安全，实际际布置28台，28组辐射梁，每每组辐射梁布布置一榀提升升架、1台千斤顶。②、60m标高高平台改装，平平台面积85m2,模板面积31.466m2静荷载:00.9×855=76.55KN活荷载:22×31.446×0.88=50.334KN摩阻力:22×2.1××31.466=132..13KN施工荷载:11×85=885KN合计3444KN千斤顶的台数nn=344//30=122台，实际布布置22台。③、支承杆承载载力的计算始滑标高支承杆杆实际承受的的荷载520/228=18..6KN。标高60m支承承杆实际承受受的荷载344/222=15..6KN。48×3.5钢钢管支承杆容容许承载力:P]=（a400EJ）/[K（L0+95）2]式中：a——工作条件件系数0.7E——支承杆弹弹性模量2×104KN/cmm2J——支承杆截截面惯性距12.199m4K——安全系数数，取2L0——支承杆杆cm[P]=（0..7×40××2×1044×12.119）/[2（125+995）2]=70..52KN支承杆容许承载载力70.522KN＞18.6KKN＞15.6KKN，安全。3、液压系统设设计：滑模装置总荷重重520KN≈52t。千斤顶总台数228台。千斤顶油缸总容容积V=28××0.22336升=6.226升。千斤顶活塞总面面积F=28××63.622cm2=17881.36cm2。千斤顶排油弹簧簧总压力P=28××0.3t=8.4tt。齿轮泵工作压力力P：P=[（52++8.4）×10000/17811.36+00.1]/00.6=566.5kg//cm2＜80kg//cm2齿轮泵流量Q==4.92××1.2/11=5.9升/分选用YKJ366型定型液压压控制台.其技术参数数如下:工作压力=800kg/cmm2＞56.5kkg/cm22最高压力=1000kg/ccm2流量体裁衣6升升/分＞≥5.9升/分油箱容积=522升电机功率=7..5KW油路设计:采用用二级分组并并联油路。油油管选用高压压耐油橡胶管管，一级油路路内径Φ19，二级油路路内径Φ10。分油器选选用定型无缝缝钢管分油器器，一级分油油器，一进三三出，二级分分油器一进六六出，千斤顶顶共3组，每组6台，另二组组五台，每组组均有截流阀阀控制，每个个千斤顶均有有针形阀控制制。三、筒身滑模施施工1、滑模操作平平台的组装：：①、滑模平台构构件加工完成成后，对各部部件单元进行行试组装，如如提升架、井井字架、鼓圈圈等部件可作作为一个试组组装单元。组组装始滑标高高为±0.0000m，搭设组装装脚手架进行行就地组装，严严格控制组装装时平台的水水平和相互垂垂直轴线及中中心的位置。②、组装顺序：：鼓圈→辐射梁→→操作平台中中、外钢圈→拉杆→提升架→围柃及模板→提升架剪刀刀撑→随升井架→油路系统→电气系统→垂直运输系系统→安全设施→安装支承杆→拆脚手架。③、组装的注意意重点：操作平台的X、Y轴和中心必必须与烟囱垂垂直轴线和中中心重合。操作平台组装起起拱2/10000。辐射梁组装后，以以鼓圈中心为为圆心在辐射射梁上标出供供量度半径的的刻度。操作平台组装偏偏差，必须达达到下表要求求：内容允许偏差（mmm）模板结构轴线与与相应结构轴轴线位置3围柃位置偏差水平方向3垂直方向3提升架的垂直偏偏差平面内3平面外2安放千斤顶的提提升架横梁相相对标高差5考虑倾斜度后模模板尺寸的偏偏差上口-1下口+2千斤顶安装位置置的偏差提升架平面内5提升架平面外5圆模直径5相邻两块模板平平面平整偏差差22、始滑：在平台的组装过过程中，只要要内模安装完完后，即可扎扎始滑段的钢钢筋，对基础础顶面进行施施工缝处理，最最后关外模，经经检查平台组组装符合要求求后，可浇筑筑砼。始滑第第一层砼高度度为30cm，接着浇灌灌第二层砼，高高度亦为30cm，依此循环环，直到将砼砼浇至模板上上口，滑升2个行程，即即完成始滑，以以后按正常滑滑升进行操作作。45m以下浇筑砼砼采用砼输送送泵作垂直运运输，45m以上采用随随升井架和吊吊笼。3、绑扎钢筋：：钢筋及其他杂物物垂直运输采采用操作平台台上之钢管悬悬臂拔杆。筒筒壁竖筋用绑绑扎接头，接接头交错分布布，每一层平平面接头数不不多于总钢筋筋的1/4，搭接长度40d；钢筋绑扎扎紧跟滑升速速度，始终保保持在辐射梁梁下口位置；；钢筋的半径径是连续变化化的，采取每每5m分段取中进进行加工，即即每5m高直径的中中间值为加工工弯制圆弧控控制值，采用用绑扎接头，上上下水平钢筋筋接头应错开开，错开距离离不小于1/8圆周长，且且相邻3排钢筋接头头不能设在同同一垂线上，搭搭接长度40d。4、砼的搅拌与与运输：烟囱筒身混凝土土材料质量要要求：水泥：采用普通通硅酸盐水泥泥或矿渣硅酸酸盐水泥。石子：选用未经经风化的玄武武岩、闪长岩岩、花岗岩的的碎石或卵石石。粒径不应应超过筒壁厚厚度的1/5和钢筋间距距的3/4，同时最大大粒径不应超超过60mm，不得采用用石灰石作骨骨料。砂子：选用天然然中砂、粗粒粒的石英砂或或长石砂。不不得采用含有有金属矿物、云云母、硫酸化化合物和硫化化物类的砂石石。混凝土采用现场场集中拌制，45m以下砼量较较大采用泵送送砼，45m以上采用随随升井架运送送砼。砼搅拌采用JDDY350型单卧轴强强制式搅拌机机。垂直运输输采用随升井井架之吊笼，砼砼运至操作平平台后，用活活动溜槽入模模，为确保砼砼的质量，应应选用级配良良好的粗细骨骨料，出模砼砼浇水养护。5、振捣：砼每次浇注捣实实高度30cm，每层浇捣捣的间隔时间间不超过2小时。砼用HZ-500高频振捣器器振捣，插入入深度不超过过下层砼顶面面以下5cm，不碰触钢钢筋和模板。浇浇灌和振捣顺顺序采取对半半对称浇灌，顺顺逆时针方向向交错进行；；浇上层砼时时，下层必须须处于塑性状状态，即下层层砼不超过初初凝时间。6、滑升：每次操作平台滑滑升高度30cm，白天间隔隔时间控制2小时以内，夜夜间控制在3小时以内，低低温要适当延延长时间，总总之出模强度度要控制在0.2—0.4Mppa，入模砼坍坍落度控制在在3—5cm，严禁随便便加水。除正正常滑升外，还还必须保证每每小时松模一一次。7、内外表面修修饰：出模的砼要用与与砼配合比相相同之水泥砂砂浆进行表面面修饰，配合合比要准确，每每次相同，以以保证修饰表表面色泽一致致。筒身内壁壁涂内壁防腐腐涂料二道。8、砼养护：砼出模后，待砼砼终凝即可内内外均匀涂刷刷RT-1776水泥养生液液养护砼。9、调径、模板板收分与模板板抽拔：调径采用固定在在辐射梁上的的丝杆螺母，顶顶进提升架，按按设计标高算算出每30cm的筒壁外尺尺寸作为调径径的依据。其其方法是用丝丝杆将提升架架向内推进，调调径的起点和和方向结合平平台的垂直及及扭转偏差综综合确定。每每提升30cm，调径就要要进行一次，同同时在外模下下口用带花篮篮螺栓的钢丝丝绳将外模下下口箍紧箍圆圆。外径按收收分表的数据据进行收分。外外模收分模板板用2.5mm厚冷扎钢板板制作，模板板边磨成30°倒角，使其其与滑动的钢钢模板紧密贴贴合。模板抽抽拔采用0.5t手拉葫芦挂挂在横梁上，拉拉动练条即可可把活动模板板抽拔出来。本工程固定模板板和收分模板板均采用可调调柔性模板，固固定模板宽50cm，抽拔模板板宽10cm，面板厚3mm，减少模板板拚缝且圆弧弧自然光滑，提提高砼出模质质量。四、内衬及隔热热层的施工：：当烟囱筒壁滑模模施工完后，即即可在筒内搭搭设内架砌筑筑内衬及隔热热层，施工顺顺序为：筒身身内壁涂内壁壁防腐涂料二二道1.5m高→耐酸陶砖砌砌筑1m高→憎水型膨胀胀珍珠岩板隔隔热层→再刷防腐涂涂料1.5m高→砌耐酸陶砖1m高→憎水型膨胀胀珍珠岩板隔隔热层→依次循环直直至烟囱顶部部。内架上铺铺5cm厚的脚手板板，工人在内内架上进行防防腐涂料、隔隔热层施工和和砌筑砖内衬衬，耐酸陶砖砖、耐酸胶泥泥、憎水型膨膨胀珍珠岩板板等的垂直运运输用随升井井架之吊笼运运输。内衬采采用耐酸陶砖砖，用耐酸胶胶泥砌筑，隔隔热层采用憎憎水型膨胀珍珍珠岩板，内内衬砌体的垂垂直、水平灰灰缝胶泥要饱饱满，粘结牢牢固，靠烟囱囱中心的内侧侧应用耐酸胶胶泥勾缝，外外侧砖缝应刮刮平，胶泥不不得掉进隔热热层内。按设设计要求内衬衬应向隔热层层挑出一防沉沉带，隔热层层应在内衬每每砌完4-5皮砖后均匀匀填充一次，保保证均匀饱满满。五、平台中心线线偏移及扭转转的测量方法法：1、经纬仪观测测控制桩的设设置如图。在在起始组装完完并固定不动动的平台外钢钢圈上，按埋埋桩方向用短短钢尺或黑白白油漆绘制出出经纬仪观测测零点左右的的厘米刻度，此此零点要求刻刻划醒目，注注意不要污染染。2、在操作平台台上，沿控制制中心直径对对称安装二个个定滑轮，用用直径φ3mm钢丝绳悬挂挂二个50kg吊锤，在辐辐射梁上设置置卷筒，锤尖尖对准基础环环板上预埋的的钢板刻度盘盘中心，当平平台上升吊锤锤悬空时，用用卷筒调整高高度，即可观观测数据，两两刻度盘中心心距为2m，即距烟囱囱中心轴各1m。每提升1次，观测记记录一次，根根据偏移及扭扭转值进行纠纠正平台偏或或扭。①、第一种情况况：当两吊锤落点在在同一方向偏偏移时，便可可判断此时平平台处于中心心偏移状态，其其偏移量为L，如图a。②、第二种情况况：当两吊锤落点在在刻度盘上的的圆弧轨迹时时，可判断此此时平台处于于扭转状态，其其扭转角α=tag((y/x),,如图b。③、第三种情况况：当两吊锤落点不不在刻划盘圆圆弧轨迹上时时，其偏移中中心线不在烟烟囱十字轴中中，可判断平平台不但发生生中心偏移，而而且发生扭转转，其偏移量量L=R-（x2+y2），或实测测圆弧至吊锤锤落点A距离长度；；其扭转角α=tag((x/y)，如图c。六、标高测量：：1、在与爬梯成成45°的两条垂直直轴线的外壁壁分别按设计计图埋设及焊焊好沉降观测测点,在筒身施工工过程中，每每施工40m，作沉降观观测一次。筒筒身施工完后后继续观测至至沉降基本稳稳定为止。每每次观测结果果，均记入沉沉降观测记录录中，并作为为竣工交工资资料。2、筒身滑升时时的标高测量量，是用水准准仪将标高测测在支承杆上上，并用红油油漆标出三角角和标高值，以以后用钢尺在在支承杆上翻翻标高。每隔隔10m用水准仪找找平一次，以以消除支承杆杆上翻标高的的误差。另外外，在烟囱外外壁（爬梯附附近）测出依依据标高，每每个牛腿顶面面标高以下测测的标高为依依据用钢尺引引测，红漆划划三角，作为为水准仪找平平的依据标高高。七、垂直纠偏：：利用平台倾斜法法进行垂直度度纠偏。当烟烟囱中心线出出现偏移超过过2cm时，在中心心偏移量方向向，用液压千千斤顶增加提提升次数，使使平台一侧有有意提高来纠纠正中心。1、中心线偏差差大小决定平平台倾斜的高高度，分次进进行。2、纠偏过程平平台要呈斜平平面状态，而而不要产生折折平面状态。操操作平台的倾倾斜控制在1/100以内。3、较大的中心心偏差要逐步步纠正，不能能一次纠正，以以免烟囱筒身身产生明显突突变。4、纠偏时应考考虑日照温差差引起的偏移移因素。5、施工至1220.0000m处，按设计计要求的位置置埋设4个倾斜观测测点，以便观观测烟囱的倾倾斜情况。八、纠扭：1、双千斤顶法法：通过调节节两个千斤顶顶的不同提升升高度来纠正正操作平台和和模板的扭转转。当操作平平台发生顺时时针方向扭转转时，先将顺顺时针方向一一测的千斤顶顶升高一些，然然后全部千斤斤顶滑升一次次，如此重复复将模板提升升数次，即可可纠正过来。2、垫楔片法：：从测量观测测记录上发现现平台向某个个方向扭转已已形成定向趋趋势时，可在在千斤顶支座座下部垫楔形形铁片。垫铁铁位置与扭转转成反方向，迫迫使支承杆反反方向止扭。垫垫铁厚度根据据需要的反斜斜度而定，一一般为1/40--1/20。九、特殊部位处处理：1、爬梯与钢平平台安装：绑绑扎钢筋时，将将爬梯和连接接钢平台三角角架的暗榫按按设计位置准准确焊在预埋埋位置，保护护好预埋件上上螺孔，出模模并具有足够够的砼强度后后安装爬梯和和钢平台。爬爬梯和钢平台台安装是在外外吊架上进行行。2、操作平台拆拆除：采用分分散拆模方法法。砼浇至烟烟囱顶，在顶顶上预埋搭设设临时平台的的支承铁件，以以临时平台支支承随升井架架。先拆除模模板、内外吊吊架、液压机机、油管、外外钢圈、外平平台板等。利利用临时平台台上之随升井井架吊笼作垂垂直下放运输输，再搭设好好拆除随升井井架后所需的的垂直运输临临时设施，然然后利用此设设施拆除随升升井架、辐射射梁、内钢圈圈、提升架、千千斤顶、内平平台板等。最最后拆除临时时支承平台和和垂直运输临临时设施，利利用信号平台台用麻绳将槽槽钢、滑轮等等物吊运至地地面，人员由由爬梯至地面面。十、滑模施工安安全措施1、对参加滑模模施工的人员员，必须进行行技术培训和和安全教育，使使其了解本工工程滑模施工工特点，熟悉悉滑模施工安安全技术规程程，主要施工工人员应相对对固定。明确确人员操作岗岗位和责任，开开始时不强求求速度，熟练练后自然可加加快速度。2、施工中应经经常与气象台台取得联系，遇遇到雷雨、六六级或六级以以上大风时，必必须停止施工工。滑模平台台用缆风绳拴拴牢，防止吹吹歪、吹倒。停停工前做好停停滑措施，操操作平台上人人员撤离前，应应对设备工具具、零散材料料、可移动的的铺板等进行行整理、固定定并作好防护护，全部人员员撤离后立即即切断通向操操作平台的供供电电源。3、滑模操作平平台上的施工工人员，应定定期体检，经经医生诊断凡凡患有高血压压、心脏病、贫贫血，癫痫病病及其他不适适应高空工作作疾病的，不不得上操作平平台工作。4、建筑物周围围必须划出施施工危险警戒戒线，警界线线至建筑物的的距离不应小小于10m，当不能满满足要求时，应应采取有效安安全防护措施施。5、危险警戒线线应设置围栏栏和明显的警警戒标志，出出入口应设专专人警卫，并并制定警卫制制度。6、施工现场的的供电、办公公及主活设施施等临时建筑筑和大宗材料料的堆放，应应布置在危险险警戒区外。7、楼板和平台台上的洞口及及内外墙上的的危险洞口处处，应及时设设置盖板、围围栏或满挂安安全网封闭。8、楼梯、爬梯梯等处应设扶扶手或安全栏栏杆。9、滑模操作平平台的制作，必必须按设计图图纸加工；制制作滑模平台台的材料应有有合格证；部部分的焊接质质量，必须经经检验合格，符符合设计要求求。10、操作平台台及脚手架上上铺板必须严严密、平整、防防滑、固定可可靠，并不得得随意挪动。11、操作平台台边缘应设钢钢制防护柱杆杆，其高度不不小于120cm，横档间距距不大于35cm，底部设高高度大于18cm的挡板，在在防护栏杆外外侧应满挂安安全网封闭，并并应与防护栏栏杆绑扎牢固固。内外吊脚手架操操作面一侧的的栏杆与操作作面的距离不不大于10cm。12、操作平台台的内外吊脚脚手架应兜底底满挂安全网网。本工程设设240kW发电机一台台，以备停电电应急之用。13、滑模施工工的动力及照照明用电应设设有备用电源源；现场和操操作平台上应应分别设置配配电装置；总总开关和集中中控制开关必必须有明显的的标志。14、从地面向向滑模操作平平台供电的电电缆，应以上上端固定在操操作平台上的的拉索为依托托，电缆主拉拉索的长度应应大于操作平平台最大滑升升高度10mm，电缆在拉拉索上相互固固定点的间距距不应大于2m，其下端应应理顺，并加加防护措施。本工程高空平台台设两条电缆缆，一条供滑滑模设备和布布料杆用，一一条供震捣器器，电焊和照照明。15、施工中有有较长时间停停工时，必须须切断操作平平台的电源。16、滑模施工工的夜间照明明，应保证工工作面照明充充分，照明灯灯头距地面的的高度，不应应低于2.5m。17、滑模操作作平台上采用用380V电压供电的的设备，应装装有触电保护护器，经常移移动的用电设设备和机具的的电源线，应应使用橡胶软软线，所有电电源线应从平平台铺板下穿穿过，防止踏踏踩磨破。18、操作平合合上的总配电电装置应安装装在便于操作作、调整和维维修的地方。19、操作平台台上的用电设设备的接地线线或接零线应应与操作平台台的接地干线线有良好的电电气通路。20、滑模施工工中的通讯联联络，采用无无线电对讲机机，台上地面面各设一人掌掌握对讲机，并并负责指挥塔塔吊和砼泵、砼砼布料杆的运运行，联络不不清，信号不不明，司机不不得擅自启动动。21、滑模平台台及塔吊均应应设置防雷装装置，整个