冷却塔外筒壁翻模施工与电动爬模施工工艺的比较-技术创新

冷却塔外筒壁翻模施工与电动爬模施工工艺的比较

日期：2013-10-21 14:44:16　来源：本站原创　浏览数：
　

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【摘要】
        冷却塔筒壁现在的施工方法有：爬升架倾斜滑模、三角架翻模、电动爬模、液压爬模，应用最多的是三角架翻模和电动爬模。本文从我公司最近施工的2座冷却塔(主要为某发电厂1座6500m2自然通风冷却塔和某热电厂改造工程1座4500m2的自然通风冷却塔)的施工工艺对三角架翻模和电动爬模的施工工艺进行初步比较。
    【关键词】
    三角架翻模电动爬模劳动强度一次性投入安全性
    1、引言
    某发电厂建设规模为2 ×600MW新建机组，该工程冷却塔为6500m2逆流式自然通风冷却塔，喉部中心半径R=26000mm，环梁底标高+8.237m,塔高为+136m。主要采取的施工工艺为：三脚架翻模施工工艺。
    某热电厂工程建设规模为2×300MW新建机组，该工程冷却塔为4500m2逆流式自然通风冷却塔。喉部中心半径R=24000mm，环梁底标高+7.8m ,塔高为+105m。主要采取的施工工艺为：电动爬模施工工艺。
    2、三角架翻模与电动爬模系统简介
    2.1、三角架翻模系统简介
    三角架翻模系统主要由：平台、三角架内斜杆、三角架外斜杆、三角架水平连杆、吊蓝、环向檩条、支架拉杆组成。
    筒壁施工采用倒模施工原理：采用悬挂式四方框架，四方框制作采用L75×6角钢制成，四角用可调节螺栓连接，使之能随筒壁坡度的变化而变化。四方框的稳定主要由四边形框铰接在内底角的一根斜撑角钢和外边角钢进行有变化的连接，形成一个稳定的三角形结构。斜撑角钢和外边角钢翼板上按一定距离钻孔，使通过变换孔的连接，改变四方框的倾斜度，以满足和筒壁的倾斜度一致。
    四方形框架用Ф16对拉螺栓固定在己成型的砼上，考虑到Ф16对拉螺栓进行周转使用，安装螺栓时，按该处砼的厚度用Ф20的UPVC管作套管穿在模板中间，套管内的螺杆上涂上一层黄油，便于拆除。四方框架上下通过内外错开一个对拉螺栓距进行交叉固定，环向则通过定形的水平连接杆在四方框的四角进行稳固联系，每层联成整体，成为一个环向刚性结构。以此固定好的四方形框架体系作为操作平台，进行其上一层的模板和脚手架安装、钢筋绑扎、模具检查校正和砼浇灌施工等。四方框脚手架板设置三层。当底层砼强度达到6N/ m2后，拆除最下层四方框架和模板运到上层脚手架平台上。逐层周转使用，直到完成整个筒壁施工。示意图如下：

   2.2、电动爬模系统简介
    电动爬升模板系统主要由：操作架、爬升架、传动系统、导向轨道、滑移平台组成。
    操作架是施工人员的上下通道，是支撑滑移平台的受力点；爬升架在操作架内滑动，是使操作架运动的支撑；传动系统由电动机、螺旋丝杆、固定螺母等组成。分别作用在操作架和爬升架上，通过电动机的同步控制和正转反转来完成操作架和爬升架的循环运动；导向轨道是使整个电动爬升模板系统附着在筒壁上的主要构件。它采用高强精轧螺栓与对面的模板补偿器相连接，紧紧地夹住砼筒壁。每节导轨高1.5m。上下导轨之间，在近砼面处是接，在背部则有2根可调螺丝用来调节导轨纵向斜率和导轨纬向垂直度，一组导轨上下共3节。导轨的腹板上共有三个方孔，可插矩形销，此矩形销用来支承操作架和爬升架。导向轨道又是固定模板的主要构件，它背部4个方孔刚肋用来插方管销。模板支撑在此销上，因而导向轨道的位置决定了模板系统的几何形状。滑移平台是施工人员的安全作业面，能够根据风筒半径收缩、伸长而收缩、伸长，能够根据风筒斜率变化而变化。每层平台分为左右二部分，端部搁置在操作架上，中间用滑轮相连接，以便伸缩。第一层平台用于绑扎钢筋、浇灌砼、安装导轨、水平施工缝处理等工作。该平台下部还悬挂木模板。第二层平台是安装及拆除模板用。第三层平台是进行导轨拆除、操作爬升架的爬升等工作。如图二所示：

   3、模板工艺比较
    3.1、三角架翻模模板工艺
    筒身采用定型钢模，平面尺寸(采用整块定制钢模板)950mm×1500mm，并与一个三脚架相结合(见图一)，不合模数部位采用木模(冷却塔筒首处)。环梁起拱20mm(两对人字柱中间部位)
    模板平整表面刷脱模剂，安装要拼缝严密、支撑牢固符合规范和设计要求，变形和损坏的模板严禁使用。安装筒身模板可采用经纬仪和水平仪找正，每层模板缝应上下对齐，断裂混凝土块不得使用，垫块二端必须垫油毡片，防止漏浆。对拉螺栓要拧紧，螺丝露出螺帽不少于3丝。拆模时不得损坏螺杆，取不出时切断二端，用环氧树脂封死。筒身施工工过程每8-10节进行一次标高测量，必要时按实测标高进行调整，筒身翻模用吊绳由人工爬升至操作面(见图一所示，虚线表示拆除后翻上去的模板)。
    3.2、电动爬模模板工艺
    模板系统由模板补偿器、木模板、坚档等构件组成。
    模板补偿器是由槽钢及钢板拼成。它在相邻二导轨的中间线上。它的对面则是另一侧导轨。木模板是由一块1.75高的大模板，以及横楞组成。模板的一端搁置在导轨上，通过三角木紧紧地夹在导轨的面板和背部方管销之间。另一端搁置在模板补偿器的翼板上，用同样原理紧紧压住。为了防止模板变形，在模板中间加一对竖档。上下用对栓螺丝夹紧。每块模板均用链条挂在第一层平台的小吊梁上，因此当模板脱离砼面后，将随平台一起爬升上去。爬升步骤如下：

    步骤1：初始状态，操作架固定在导向轨道上，传动丝杆缩短到最小距离：
    步骤2：爬升架爬升，开动电动机正转，丝杆牵引爬升架向上运动750mm,固定爬升架；
    步骤3：操作架爬升。开动电动机反转，丝杆顶起操作架向上运动750rnm,固定操作架;
    步骤4：步骤2、3操作架向上升高了1500mm，完成了模板爬升的第一个循环。施工人员站在第一层、第二平台上安装木模板和对拉螺栓，调整好筒壁半径后，把模板固定在导向轨道上。
    4、垂直运输机械比较
    4.1、三角架翻模垂直运输
    三角架翻模垂直运输采用SC200/200施工升降机和YDQ26×25-7液压顶升平桥，用于钢筋、混凝土等材料和构件的垂直运输。平桥和施工升降机每间隔20m设置缆风绳一道，共设6道，每道8根，以平桥标准节井架为圆心向各方辐射。施工升降机与平桥标准节井架连接，采用铰接连接。施工时，混凝土通过SC200/200施工升降机2个爬升梯笼交替上料，钢筋及其它工机具用YDQ26×25-7液压顶升平桥上部小吊车(最大1t)上料，施工人员乘SC200/200施工升降机上下。
    4.2、电动爬模垂直运输
    电动爬模垂直运输采用DZQ200型折臂自升式塔吊施工塔吊工作半径58m,安装起吊有效工作高度为162m，最大幅度处起重量为3. 5t。使用柔性附着技术，在塔吊柔性附着安装后，塔吊的垂直度偏差均能控制在规定的范围内，并保证塔吊的运行(旋转、起吊等)平稳，而且这样能更充分的发挥塔吊的效能，满足工程每天浇筑一节混凝土的施工要求，保证工程项目的顺利进行，顺利地完成钢筋混凝土筒壁的浇注任务，保证工程的总工期。
    筒身四节以上施工人力资源的垂直运输采用SCQ 120型曲线施工升降机。该机载重量为1200Kg(或14人)，运行速度33m/min，最大爬升高度150米，不用附着架悬臂使用高度为6米，其特点能够实现曲线运行，运行过程中能保证轿箱底部始终水平。基本部分安装后，随着水塔筒壁施工的升高而自助接高，安装方便。配有无冲击限速安全器，工作安全可靠，加速度小，乘员舒适。配有自助补偿电机，运行过程无需调整磨擦片间隙。自配完善的装卸系统，装拆无需其他辅助机具。具有完善的电气连锁装置和防冒顶、防撞底装置以及电缆导向和盘线装置。
    5、结论
    5 .1 三角架翻模施工需要大量的劳动力进行模板上翻，劳动强度大，而电动爬模施工的模板爬升则是利用与爬升平台的横管钢丝绳将其与平台一起爬升。折臂吊施工可以将材料、混凝土直接吊运到位，这样就可以节约大量的人力资源。
    5.2 三角架翻模模板拼缝多，易渗砼浆、淋挂，表面处理困难；电动爬模模板拼缝稀少，表面感观质量较好。
    5.3 电动爬模垂直运输设备一次性投入大，但施工准备期短，用工少；井架法施工准备阶段工作内容较多，包括：制作井架混凝土基础及地锚；安装120m井架;拉设缆风绳；布设卷扬机；制作安装大吊桥等。
    使用折臂吊一般可以利用中央竖井基础作为其基础，缆风绳设置在筒壁上:，可以不影响塔外施工；而井架一般布置在塔外，影响塔外施工。
    折臂吊拆除方便，而井架拆除先要将吊桥下放，而吊桥每通过一道缆风绳，就需将缆风绳放开，待吊桥落下通过，再恢复张紧，操作程序比较繁杂，且会影响到井架的整体稳定，等吊桥落地后，再将缆风绳与井架从上至下逐步拆除。
    5.4 三角架翻模施工在大风时比较危险，而电动爬模受风力的影响要远远小于三角架翻模。
    6、综述
    综合以上比较，电动爬模法在安全，质量、进度、成本、适用性等方面，都要优于三角架法。所以说，在冷却塔通风筒施工中，电动爬模法是一种在技术上先进、适用、可靠，经济上划算的优选方法。
    三脚架体系翻模施工与电动爬模施工工艺均有利有弊，但在施工中应用时需进行资源、管理、操作等项目的风险分析和经济对比，以选择切身可行的施工工艺为最佳方案，因此本文观点旨为冷却塔筒身施工的工艺进行一些探讨，希望能够帮助冷却塔施工的升华。