螺旋鋼板倉的施工技術應用研究

唐興全

摘 要 相較于傳統的鋼板倉，螺旋鋼板倉具有鋼材消耗量小，制作全過程機械化、人工消耗量小，且加工制作安全、快捷等優點，應大力推廣。但目前該類鋼板倉自1985年引入我國以來，卻未能大規模推廣應用。究其原因，一是因倉壁卷板材料強度不過關，導致倉壁鋼板較厚，折邊、卷制困難;再有就是因為加工技術不被大眾所熟悉所致。近年來，隨著冶金技術的進步，鋼板的抗拉強度越來越高，倉壁卷板可以做得越來越薄，倉壁的折邊、卷制加工就更容易了，這就為螺旋鋼板倉的大力推廣掃清了障礙。老港再生建材利用中心項目的5個骨料暫存倉就是選用了該種類型鋼板倉，施工既安全、快速，成本也便宜。本文現將該鋼板倉的設計、施工方案進行介紹、分析和闡述，供大家推廣參考。

關鍵詞 螺旋筒倉;高強熱鍍鋅卷板;運行架;螺旋頂升

1上海老港再生建材利用中心工程概況

上海老港再生建材利用中心工程項目位于上海市浦東新區老港生態環保基地內。項目建成后的處理能力為3000t/d：其中裝修垃圾2000t/d，拆房垃圾1000t/d，年處理100萬噸。預計生產各類骨料2177t/d，工作時間每天15小時，日生產標準實心磚（240×115×53mm）56500塊，工作時間每天8小時。

2筒倉建設概況

2.1 筒倉設置功能

整個項目自西向東分成：一體化車間、制磚車間、筒倉區、管理辦公綜合樓4個主要分區。進入一體化車間的裝修垃圾、拆房垃圾經分揀、除雜、破碎、篩分后，生成粒徑0～5mm、

5～10mm、10～20mm、20～31.5mm四種規格的再生骨料，各種規格的骨料經皮帶輸送機分別送至設置于場地東段的筒倉區的北側，然后經由物料提升機提升，輸送至筒倉中分規格儲存。

2.2 筒倉建設概況

本項目共設5座螺旋式鋼板筒倉，4用一備。筒倉的規格為φ18.0m×H20.0m，筒倉檐口高度18.1m，倉頂錐體高度1.9m。筒倉下方設9.0m高鋼筋混凝土基礎，基礎面設預埋件，倉體內加勁立柱焊接固定在基礎預埋件上。筒倉安裝完成后，倉頂離地總高約29m。

每一個筒倉底部設置一套裝車配套收塵器、頂部設置一套倉頂收塵器。

3螺旋筒倉結構設計

3.1 倉頂結構設計

倉頂為錐體，錐頂中央水平設直徑4m的卸料接收口，卸料接收口外圈為16#槽鋼彎曲成封閉圓環，圓環內縱橫各設置4根16#槽鋼對撐，這樣就組成了錐頂受力體系的受壓構件——上漲環。

錐底在檐口處用16#槽鋼彎曲成直徑18m的封閉圓環，作為錐頂受力體系的受拉構件——下漲環。

檁條為550mm高型鋼組合桁架。上弦采用10#槽鋼，下弦采用L40×4角鋼，腹桿采用?16鋼筋。檁條以錐頂為中心沿錐面呈輻射狀等圓心角均勻設置，上弦兩端分別與上、下漲環可靠焊接，上下弦徑向各設兩道水平系桿。

倉頂板為3mm厚的普通熱鍍鋅鋼板，根據錐面扇形下料，寬度與檁條設置間距對應。

3.2 倉壁結構設計

倉壁采用窄幅高強熱鍍鋅卷板，經松卷、彎折、咬合后形成連續、螺旋形倉壁。倉壁卷板厚度根據倉體幾何形狀、存儲介質輸入計算機模型，根據分析結果按需選用。本工程筒倉倉壁卷板厚度設置情況為：離地0～3m高度范圍卷板厚度4.0mm;離地3～5m高度范圍卷板厚度4.5mm;離地5～6.1m高度范圍卷板厚度4.2mm;離地6.1～9.1m高度范圍卷板厚度4.0mm;離地9.1～11.1m高度范圍卷板厚度3.5mm;此標高范圍以下倉壁卷板材料強度等級均為SGH440。離地11.1～14.1m高度范圍卷板厚度3.0mm，鋼板材質SGH400;離地14.1～18.1m高度范圍卷板厚度2.5mm，鋼板材質SGH340。

鋼板倉內壁共設56根槽鋼立柱作為加勁肋，分成A、B、C三類。其中A類立柱共4根，B類立柱26根、C類立柱26根。所有的56根立柱沿筒倉內壁等間距布置：A柱每2根為一組，沿倉壁中心對稱設置，除了抵抗倉壁豎向變形外，同時還承擔倉頂進料輸送皮帶機及其桁架荷載;B、C柱間隔布置。每根立柱均為多節變截面槽鋼拼接而成，每節型鋼長度（設置高度）根據受力分析結果確定分節長度及截面：

①A柱由下至上為10.5m[20+7.6m[16，材質Q235;

②B柱由下至上為6.0m[18+2.0m[16+3.0m[14+3.0m[12+4.1m[6.3;

③C柱由下至上為5.5m[18+3.0m[16+3.0m[12+3.0m[10+3.6m[6.3;

所有加勁肋的材質均為Q235鋼材。

4螺旋筒倉的施工安排

4.1 勞動力安排

每一個筒倉安排1個作業班組共7名成員進行施工作業：由1名班長、2名機操工、2名電焊工、2名輔助工人組成。

4.2 施工工期

5個筒倉總施工工期90天，施工準備、調試時間5天，每個筒倉的施工工期均為17天。

4.3 垂直、水平運輸方案

筒倉基礎離地高度9m，所有的倉體材料、施工機械進場后的卸貨、吊裝到基礎平臺面上均采用STC250H型汽車吊。

4.4 登高及防護方案

筒倉施工期間，擬采用工具式移動式腳手架作為倉頂結構施工和倉壁豎向加勁肋焊接的輔助登高設施及施工操作平臺（門式腳手架）。

①倉頂施工期間，上漲環區域4m直徑范圍內設置4排單層門式腳手架，每排2只。8個腳手架之間用φ48鋼管扣件連接牢固，縱向4排用4根3.8m左右的鋼管、橫向用兩根4m長的鋼管與門架立柱用十字扣件鎖緊。

②倉壁豎向加勁肋焊接輔助登高腳手設置2組單層門式移動腳手。每組2只，用φ48鋼管扣件連接牢固。

③門式腳手架頂部設不低于1.5m高護欄，護欄中間水平桿不少于二道。

④倉頂施工期間，于倉內搭設一部鋼管扶梯作為上下倉頂的通道。鋼管扶梯采用兩根φ48通長腳手鋼管作為梁，下端坐落在筒倉基礎頂面上，上端靠在倉壁下漲環上。兩鋼管梁之間寬度1m左右，每一踏步由兩根φ48腳手鋼管組成。鋼扶梯兩側設高度不低于0.9m的扶手。

5螺旋筒倉的施工方法

鋼筒倉施工工藝流程：施工準備→基礎驗收、放線→施工材料、工具設備進場并報驗→材料、設備吊裝上基礎平臺→布置、支設、調節施工設備及立柱框架→調試施工設備、試車→鋼板倉體卷制、安裝→施工質量報驗→附屬鋼結構工程制作安裝→附屬鋼結構工程施工質量報驗→工程收尾→清理現場→工程整體驗收。

5.1 基礎驗收、放線

按照工藝要求和設計圖紙，檢驗鋼筒倉基礎預埋構件分布、布置的尺寸、位置?；A驗收合格后，按設計圖紙規定的鋼板倉筒體直徑及位置，規劃鋼板倉落倉生根安裝線。

5.2 筒倉材料、加工設備進場

根據進場通知，將本工程施工設備、工裝配件，筒倉主、輔材料、預制構件運至現場。然后將資料及證明材料上報項目監理部檢驗、審查、批準。

5.3 施工材料、設備、構件吊裝上平臺

材料、設備報驗獲批后，用汽車吊將其吊裝上基礎平臺。

①按照《螺旋式鋼板倉施工設備操作手冊》的規定，彎折機應安放在臨時施工設備平臺彎折機出口方向的一端;成型機安放在彎折機尾部方向的規定距離;開卷機安放在成型機尾部方向的規定距離。

②材料吊上在平臺上堆放順序：倉頂板、椽子及上、下漲環放在倉外;卷板、內立柱放在倉內。卷板堆放時，自上部至倉底逐漸遠離松卷機堆放。立柱加強肋也是按照使用先后順序堆碼。

5.4 布置、支設、調節施工設備及立柱框架

①按標記好的落倉線確定施工設備（運行架）框架立柱支設位置。根據定位擺放運行架下方的支承底盤，然后根據底盤外側定位孔對應的位置用 Φ12沖擊鉆頭在筒倉基礎表面混凝土上鉆深度約50mm的孔。成孔完畢后，將孔內垃圾清理干凈，用Φ12鋼筋將運行架底盤固定。然后將運行架立桿對準底座的錨柱將其插入支承在底座上、將頂部套蓋扣在運行架立桿頂端，然后通過設置在底盤和套蓋側面的螺栓來調節運行架的角度，以保證每片運行架與筒倉切線方向一致。按此方法逐一安裝直至整個運行架體系全部安裝完成。②運行架安裝完成后，對整個架體進行矯正。地面不平時，用墊鐵將底座與地面的空隙墊平并保證運行架底座處于水平狀態。

③按《螺旋式鋼板倉施工設備操作手冊》（以下簡稱《操作手冊》）在運行架立桿上安裝運行導輪。運行導輪與運行架立桿之間設置兩個固定支承卡箍：下部為承載、受力支承，上部為定位調節支承。

④按照《操作手冊》根據筒倉直徑及倉壁卷板節間距算出導輪徑向水平高差和環向升角，來確定每一個導輪的設置高度。本工程筒倉直徑18000mm，倉壁節間距365mm，筒倉安裝運行架41片，另加咬合機位，記42個區間，據此計算出運行架節間高差為8.69mm。本工程第一個運行導輪的下部承載支承離地高度約400mm，導輪頂離地高度約1200mm，第二個運行導輪的承載支承離地高度約408.7mm，導輪頂離地高度約1208.7mm，第三個運行導輪的承載支承離地高度約417.4mm，導輪頂離地高度約1217.4mm，每一片運行架兩端的導輪（前后兩導輪）之間的高差為8.69mm。咬合機右側出口端最低，咬合機左側最后一榀運行架最高，咬合機出口處運行架運行導輪與左側最后一榀運行架的運行導輪之間的高差為365mm。

⑤根據運行架組成的環形直徑與筒倉直徑的差額，計算出導向輪的傾角，調節布置在運行架立桿上部的定位調節支承，使運行架上的承載支架力臂夾角、導軌輪徑向角及螺旋升角符合本工程要求。

⑥運行支架安裝完成，嚴格按《德國鋼板倉專利資料DIN standards 1055》對筒倉運行支架的各項安裝指標進行檢查、驗收。

5.5 施工設備調試、試車及施工準備

驗收合格后，接通電源，調試、聯動試車。然后調節設備加工成型機、彎折機加工部件的運轉間隙至完全符合要求。

5.6 筒倉卷制施工作業

①將符合筒倉設計圖紙部位規定規格的卷板使用三角支架及倒鏈吊裝到開卷機上。

②將卷板端部切割成錐形以方便喂入成型機，一切準備就緒，開始卷制。

③卷板經成型機軋制后，其上下沿彎折形狀正好組成一組可以相互結合的型槽，斷面呈大寫的“S形”，同時，按設計倉徑軋制出弧度。按照《操作手冊》規定，檢查卷板上、下沿彎折成型參數，寬度、尺寸符合要求后，將折好邊的卷板喂入卷邊機。卷邊機將上沿軋制成外凸30mm寬、5層倉壁厚且下側向上45°傾斜的節間凸肋。

④經卷邊機出來的卷板即成為倉壁，將其上沿凸肋下側支承在運行支架的運行輪上。首開卷端部沒有約束，倉壁前端容易從運行輪上掉落，需要有工人跟隨前端巡視，必要時，在倉壁下口處設置穿鋼管護套的水平鋼支架，以幫助倉壁進行圓周運動。因倉壁是螺旋上升的，其下方墊的鋼支架也隨運行進程逐步抬高。卷板前端運行一周后，倉壁首尾相接。停卷復核倉壁平面直徑無誤后，即可進行倉壁咬接合攏：將下一節倉壁上沿型槽從內向外卡入上一節倉壁下沿型槽的內側，經彎折機彎折、咬接成型（咬接步驟見圖7）。

⑤倉壁合龍后，再運行1～2圈，用鋼卷尺及游標卡尺檢驗倉壁節間寬度及螺旋凸勒幾何尺寸（倉壁卷板寬度495mm，咬接成型后的倉壁上下節間距為365mm;凸肋平面寬度大于30mm，厚度小于6層倉壁板材厚度），符合要求后，正式開始進行鋼板倉的卷制加工。在成型機、彎折機的運行下，倉壁邊卷邊咬合邊沿運行架做螺旋上升的圓周運動。

⑥正常卷制筒體2個整圈以上，使用鋼板倉筒體水平切邊機切割倉壁上口水平線。然后繼續卷制2～3圈倉壁時停車，安裝筒倉頂。

⑦筒倉頂安裝

a.清理、規整倉壁上口水平切割線后，將加工成型的下漲環，焊接在鋼板倉筒體上口規定的部位。然后在下漲環上劃分檁條下端安裝線。b.在倉頂正中搭好架子，將用加工成型的上漲環支設好。復核上漲環的安裝高度無誤后，在上漲環上劃分檁條上端安裝線。c.逐一將檁條焊接固定在上下漲環上。d.檁條焊接完成后，敲去焊渣檢查焊接質量，然后將庫頂鋼板（一般情況下均為不銹鋼板）逐一焊接、安裝在檁條上。

⑧庫頂蓋板焊接完成檢驗合格后，清理焊縫焊渣及熔合性飛濺物，清理被燒焊烤焦的檁條等構件的防腐涂裝，重新做防腐處理。

⑨安裝庫頂圍欄。庫頂蓋板焊接完成后，在檁條下端與下漲環的結合部位焊接庫頂圍欄立桿。然后將圍欄頂水平欄桿及中間檔與圍欄立桿焊接成一體。

⑩倉壁卷制及倉內加勁肋條安裝

a.庫頂安裝完成后，繼續卷制筒倉倉壁，當倉頂檐口離地高度達到3m左右時停卷。按設計圖紙劃分加勁肋的位置并按設計要求安裝加勁肋。加勁肋的安裝位置應仔細復核，必須與倉體最終完成后的定位吻合。b.加勁肋的上端與庫頂下漲環的下沿焊接牢固;與倉壁在節間處（上、下、左、右四個點）焊接。c.上下兩段加勁肋之間采用等強對接焊連接，另外，在兩節間的內外側各貼一塊連接鋼板作為補強。

清除庫壁外表面焊接點氧化皮，涂刷設計圖紙規定的各道油漆（前道油漆干后再刷下道油漆）。

筒體施工卷板的換接

a.前一卷鋼板卷盡后，將板尾留出500mm左右，然后將后一卷卷板吊裝到開卷機上，將卷板端頭拉出，前后兩卷卷板首尾搭接，用電焊點牢，然后在首尾重疊部位沿筒倉高度方向切一刀，將切下的端頭剔除，再沿切斷線將前后兩卷卷板對接起來。

b.換接完成、焊接質量檢查合格后，將焊縫的內外表面按規定做防腐處理。

筒體施工不同規格卷板及加強筋的換接方法同上。

隨著倉壁高度增加，按設計圖紙換接不同規格的加強筋。

繼續卷制鋼板倉筒體到規定高度，切割筒體下口落倉水平線。

落倉生根

a.清除倉內剩余材料、拆除倉內移動腳手架，將筒倉加工機械拆除，然后反向轉動筒倉，使其落至基礎表面。筒倉落地后，用經緯儀檢測倉體的垂直度，如偏差超過《企業標準》規定，則通過調節運行架導輪支撐螺桿來調校，直至符合《企業標準》的規定。

b.倉體垂直度符合要求后，將倉內加勁肋焊接固定在倉底基礎表面的預埋件上。由于倉壁A柱還承擔倉頂進料輸送皮帶桁架的荷載，故其位置必須準確且唯一，若產生偏差，則應將現場實際情況報告給設計，由設計提出補救措施或整改方案，然后嚴格按照補救措施或整改方案施工。

c.倉內加勁肋與基礎預埋件焊接完成，驗收合格后，對倉內腳按設計要求進行填錐、對倉外腳進行塢幫。

5.7 鋼板倉檢修門、量倉孔安裝

一般情況下，倉壁在倉內填錐頂上方均會設置檢修門（或量倉孔等）。筒倉安裝完成，按照設計位置、標高、尺寸在倉壁劃線，然后用氣割開洞、安裝檢修門、孔。檢修門、量倉孔安裝完成后，應檢查密封及防腐質量，不合格的必須予以整改至合格。

6有限空間作業安全措施

筒倉倉壁卷制完成，下部切平、落倉固定期間，筒倉體成為僅有倉頂進料口的有限封閉空間。此期間所有施工作業均必須遵循《工貿企業有限空間作業安全管理與監督暫行規定》[1]。避免意外傷害事故的發生。

7結論與建議

螺旋式鋼板倉雖然倉壁材料薄，但徑向倉壁受拉為主的受力模式很好地利用了高強鋼板的抗拉強度大的優點，大大減少了鋼材使用量;同時，其施工全過程采用全機械化自動作業，施工安全風險小，施工人員需求量少、施工工期短，建造成本低;再有就是其倉壁通過兩次卷折、五層咬合，倉壁密封性能好，能很好地滿足粉狀、液態狀物料的存儲需求。以上這些優點，正符合目前節能減排、資源利用節約化的主流;再加上螺旋筒倉應用領域廣泛，更加值得推廣應用。

參考文獻

[1] 高寶軍，魏莉.淺談螺旋式鋼板倉的施工工藝[J].青?？萍?，2009（1）：

78-80.