大型筒體結構施工技術研究與應用

韋棉忠

(十一冶建設集團有限責任公司， 廣西 柳州 545007)

0 引言

將橋梁常用的貝雷架施工技術運用煤筒倉頂板結構施工，利用高強貝雷梁作為主梁承載，通過上下橫梁與吊桿懸掛支撐模板方式，解決筒倉內有限空間拆除的思路展開技術攻關工作，同時采用三角形與鋼構支架替代腳手架操作平臺,能夠快速安拆，縮短施工時間，避免鋼管腳手架的大量投入，圍繞該支撐結構型式尋求合理的安裝、拆卸施工方法。

1 工程特點

防城港鋼鐵基地項目綜合原料場煤筒倉工程，共有12個筒倉。以1#筒倉為例，庫頂板距地面高度51m，最大跨度21m，最大梁b×h=500mm×1 500mm，最大懸挑8.1m；筒壁450mm厚；倉底板3m厚，漏斗錐體高12.7m，下圓外徑2.4m,上圓外徑7.1m，內弧形,最大壁厚970mm。庫頂板超高頂板、大跨度梁、超長懸挑板，錐體漏斗以及有限空間作業等施工難度極大特點。為了保障筒體施工達到清水墻效果、大跨庫頂板與錐體漏斗施工安全。我司組織技術人員現場勘察，通過性能指標及同類技術論證后，決定應用貝雷架懸吊支撐、附著式三角架與鋼構支架三項施工技術，解決傳統扣件式鋼管腳手架難于攻克的問題。不僅提高模板支架的搭設效率，提高安全系數，縮短施工工期，取得一定的經濟效益，還保證筒倉項目安全施工，滿足客戶對工期與使用要求。

2 關鍵技術

2.1 貝雷架懸吊支撐組合施工技術

經過對滿堂腳手架支撐與貝雷架懸吊支撐研究論證對比分析，確保最不利工況下各構件的安全，利用MIDAS Civil軟件對貝雷架懸吊支撐組合施工技術進行整體空間內力分析與模擬驗算。在筒壁內設置鋼筋混凝土短柱，在柱頂預埋鋼板上架設WH350轉換鋼梁并進行有效焊接，充分利用筒壁結構自身的承載力，達到可靠的支座。采用200t吊車將貝雷架逐跨整榀吊裝在轉換橫梁上，吊裝時要注意采用纜風繩牽拉固定，防止傾覆。根據筒倉結構的特點，將橋梁懸臂澆筑法中的掛籃施工工法進行優化，并運用于筒倉大跨度與8.1m懸挑的庫頂板結構施工中，利用12#雙拼槽鋼作為上橫梁，間距900mm；采用Ф22mm升降螺桿懸吊下橫梁，在懸吊下橫梁上做模板支撐，簡化施工工藝，節約施工時間，支撐體系受力條件清晰,技術應用成熟。懸吊操作平臺采用16#工字鋼做主梁，10#工字鋼做分布梁焊接成骨架；滿鋪9m×6m安全網兜，再滿鋪腳手板并采用鋼筋壓穩。采用Ф20鋼絲繩懸吊型鋼平臺替代滿堂支撐架，避免鋼管腳手架的大量投入，減輕勞動強度，便于立體交叉作業，提供一個安全、可靠的操作平臺。

貝雷架懸吊支撐圖

2.2 筒壁翻模施工技術

筒倉設計為筒壁支撐，倉體部分經嚴格裂縫驗算，考慮筒體施工過程中的安全性和減少裂縫的措施，以保障達到清水墻效果，研究應用附著式三角架翻模施工技術。筒壁鋼模由專業廠家定制，模板采用Φ16mm拉桿螺栓，水平間距為450mm，每層模板配置上下各一道對拉螺栓加固，嚴格控制模板拼縫質量。其中創新特點有采用有機植物油替代脫模劑涂刷鋼模，模板拆除后筒壁面整潔光滑。采用麻繩粘涂水泥砂漿替代水泥砂漿，才能深度封堵對拉穿墻管，且更有效防止水泥收縮，確保裝料后不發生遺漏污染筒壁現象，起到清水墻效果。施工操作平臺采用L63×6角鋼加工成支架，通過Φ16mm對拉桿螺栓固定在筒壁上，在支架上滿鋪腳手架板，以供施工人員行走和施工作業，并采用鋼管扣件將三角支架連接成整體的構造措施，以免平面失穩。

筒體效果圖

2.3 錐體漏斗鋼支撐施工技術

錐體漏斗近似垂直，底部集中線荷載達150kN/m，整個鋼筋混凝土漏斗的重量在澆筑時幾乎傳至漏斗支撐平臺。經過對腳手架支撐與鋼構支撐進行對比分析，傳統的腳手架支撐體系無法有效搭設與承載，采用鋼結構支撐體系替代，提高搭設效率、承載力、剛度和穩定性。支撐架由鋼管(Ф150立桿、Ф65拉結桿)、鋼板(拉結片)、Φ16螺栓等材料制作而成，鋼平臺采用20b工字鋼為鋼主梁，14工字鋼為分布梁，16mm厚鋼板為平臺板。整個鋼構支撐體系經過pkpm結構軟件驗算滿足承載力要求，并引入BIM技術對鋼構支撐進行設計放樣，可將鋼構支撐架在倉外提前制作，制作完成后吊裝就位，再焊接牢固，縮短工期約10d。在整個筒倉區域的錐體漏斗成功推廣使用。

3 經濟效益

貝雷架材料租賃費13.78萬元；操作平臺、上與下雙拼橫梁、轉換梁、螺桿與墊板等型鋼材料費58.271t×4 500元/t×0.45=11.8萬元；安裝費(含吊車費)135.73t×2 200元/t=29.86萬元；腳手板費用570m2×20元/m2=1.14萬元。庫頂懸吊支撐費用56.58萬元。

三角架、調節絲桿、掛架、防護架等型鋼材料費33.74t×5 830元/t×0.45=8.85萬元；安裝費4 137m2×60元/m2=24.82萬元；腳手板費用0.58萬元；安全網兜費用0.63萬元。筒壁三角架費用為34.91萬元。

鋼構支撐架長寬高=2.7m×2.7m×5.5m，需要鋼管、鋼板、螺栓、工字鋼、鋼板等材料費用2.85t×4 500元/t×0.45=0.58萬元；制作費2.85t×650元/t=0.19萬元；搭設與拆除費用2.85t×1 200元/t=0.34萬元；一個筒倉共有4個漏斗，1#筒倉錐體漏斗鋼支撐費用(0.58+0.19+0.34)×4=4.44萬元。

1#筒體若采用常規傳統扣件腳手架措施，成本分析費用約165.23萬元；而筒體結構施工應用貝雷架懸吊支撐、附著式三角架與鋼構支架此三項施工技術的成本費用為95.93萬元。綜上所述，相對傳統扣件式腳手架節約費用69.3萬元。

4 結 論

在大型筒體結構施工中應用以上三項施工技術，簡化模板支架材料，施工現場材料堆放占地面積小，便于管理、運輸、儲存，減少材料周轉過程中所產生的經濟損失，即保護環境、節約能源，滿足綠色施工，又滿足安全可靠施工的要求。同時，此三種支架的搭設和拆除更加快捷簡便，具有縮短工期、降低成本、架體牢固可靠等優勢，為安全文明施工創造良好條件，適用于采用類似結構的大型筒體建筑，具有較好的推廣前景。其中“貝雷架懸吊支模施工技術”已達國內先進水平，業主對筒倉的外觀質量、施工進度都給予很高的評價，為公司創造較好的社會效益。