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阅读 985 次 大型火力发电厂双曲线冷却塔筒壁施工工艺

摘要:本文针对冷却塔设计参数的不断提高,分析了冷却塔筒壁施工工艺发展与变化,主要对目前国内常用的大型冷却塔筒壁施工的垂直运输方法、模板体系及半径控制等进行了介绍,再分析各种施工方法的优缺点,对火力发电厂双曲线冷却塔筒壁施工具有很好的借鉴意义。...

 大型火力发电厂双曲线冷却塔筒壁施工工艺

秦松鹤

西北电力建设第四工程有限公司

    在火力发电厂的系统工程中,大型的双曲线自然通风冷却塔是极其具有代表性的构筑物之一,其风筒高度高,塔筒高度一般都达到了近200m;半径变化大,零米直径超过150m;位于风压较大区域的空冷塔筒壁表面一般设计有混凝土肋条,因而施工难度及风险也较大。文章针对冷却塔设计参数的不断提高,分析了冷却塔筒壁施工工艺发展与变化,并着重介绍了国内普遍使用的几种工艺。

    一、国内冷却塔筒壁施工垂直运输方法

    1、井架脚手架体系

    二十世纪70年代后期,双曲线冷却塔施工的方法是在塔外侧搭设超过双曲线冷却塔高度约40m高的9或16孔钢管脚手架。在井架周围设置4道、4~8层钢丝绳作为缆风用以固定井架。在井架内部设置两台简易的施工电梯,用来载人、运送混凝土和施工物料。在筒壁高度相对应的井架位置设置一水平吊桥,施工人员、物料及混凝土通过电梯垂直上升到吊桥,再通过吊桥水平运送至筒壁施工部位。2台5t双滚筒卷扬机布置在地面,另2台5t双滚筒卷扬机布置在吊桥后端部,分别为两部电梯运行和一座吊桥自身提升的动力。在吊桥上设置一拔杆专门吊运钢筋。此方法井架搭设、电梯安装、缆风拉制、吊桥设置等工艺复杂,工人劳动强度大,所需劳动力多,由于以上原因,该工艺逐步被淘汰。

    2、以塔式起重机为主体辅以传统施工升降机的施工方法

    该方案中塔式起重机主要承担钢筋等物料的运输,传统的施工升降机主要承担人员的运送,混凝土通过塔吊或升降机都可运送,也可进行混凝土泵送施工。如图1所示。

    这种方法主要考虑塔吊和升降机的的附着。一般塔吊的独立高度有限,而冷却塔 双曲线面间距差很大,以前多采用搭设脚手架作为塔吊和升降机的附着。同时,塔吊需偏心布置,臂架可通过冷却塔喉部,将来可方便拆除。

图1 塔机施工方法

    3、曲线电梯和折臂塔机的结合方法

    该方案在塔内布设自升式折臂塔机,完成钢筋、混凝土及各种材料的垂直运输。塔筒壁外侧设变频曲线电梯,专门用于人员上下运输。

    如图2所示。该技术方案优点如下:各种材料均可直接吊运至任意地点,降低了工人劳动强度。折臂吊组装速度快、起重量大、工作覆盖范围大,可显著加快垂直运输速度;曲线电梯首次开辟了施工人员快速上下的专门通道,交通效率较高。

    不足之处:受折臂吊偏心固定位置的阻挡,一部分筒壁半径的施工精度控制较复杂;折臂吊料斗的砼浇筑速度慢;设备的利用率有待进一步提高,投资较大。

图2 折臂吊和曲线电梯结合施工方法

    4、多功能施工升降机为主体的多机组合方法

    多功能施工升降机适应建筑施工高效、快捷、经济、安全的要求,可以运送施工人员,可以运送钢筋,外做料斗可运输混凝土,做到一机多用,极大地方便了施工企业的使用,避免了设备的重复购置,节约该组合方法按照主体机械机种数量,可分以下两种方式。

图3 多功能施工升降机在冷却塔施工中的应用

   (1)多功能升降机辅以自升式塔机的联合作业方法

    单独使用多功能施工升降机或和自升式塔机结合,最终形成一种成熟的多机组合施工工艺新方法。

    多功能升降机安装时只需将其与一个脚手架网系相连即可,非常方便。该型工程升降机操作简单,安全可靠,使施工速度较过去的依靠折臂塔吊上料方式效率提高3倍多。实践证明该法设备投资少、管理简单,较适合于大中型冷却塔施工。

   (2)单纯使用多功能升降机的双机联合作业方法

    在一些中小冷却塔施工中,脚手架网系搭设过程较为简单,现有脚手架体系完全可满足工程升降机附着及平台出料功能的要求。因此一般只需沿冷却塔直径两端内设两台多功能升降机进行联合作业,双机可独立完成冷却塔施工所需要的人员、混凝土、钢筋、小型机具的垂直运输,施工速度较快,同时可大幅度节省设备投资。其不足之处在于脚手架需要经过专业设计计算、搭设脚手架工作量大,搭设过程要求严格。

    5、液压顶升平桥辅以施工升降机的施工方法

    液压顶升平桥和施工升降机结合施工的方法是集合施工升降机、塔机、吊桥功能为一体的用于冷却塔施工的新型专业化垂直运输方案。如图4所示。

    这种垂直运输施工一体化方案大幅度减少了施工机械设备和脚手架投资,吸收了以前各方法的优点,效率高、安全、安装拆卸简便易行。该技术方法可移植性强,不仅限于冷却塔机械化施工应用,还可以方便地用于其它异形建筑物的机械化施工,代表着今后冷却塔垂直运输机械化施工向专业化、模块化、集成化发展的方向。

图4 液压顶升平桥工程应用图

    二、冷却塔筒壁模板体系

    双曲线冷却塔筒壁施工主要采用翻模体系和爬模体系。

    1、翻模体系

    国内目前所使用的模板主要有方框架和三角架两种型式。塔筒壁翻模体系采用三层专用大模板和方框架或三角架,循环上翻施工。由于三角架受力结构方便施工,受力明确,且能满足施工需要,越来越被施工单位接受,得到了普遍推广。

专用大模板设计采用单飞边。模板收分时,就是飞边和带有背肋的模板进行掺分,坚固密实,保证整个模板体系的收分要求,模板竖向拼缝质量得到控制。专用大模板开孔处外侧设置短套管,对拉杆处不漏浆,砼表面在对拉杆处不出现漏浆。

图5

    2、爬模体系

    该体系能使施工工序、劳动组织系统化、规范化,施工速度快,也能保证质量,与传统的翻模相比,工效高,缺点是前期费用较大。

(1)爬模施工主要由三部分组成:

1)爬升模板系统:由若干个独立的单元组成,每个单元独立成体。主要由导轨、爬升架及传动机构、平台板、模板、补偿器、高强螺杆等组成,见爬模系统构造图(图6)。

2)垂直运输系统:采用塔机布料系统为施工垂直运输工具。

3)施工人员上下所用附壁式子午曲线升降机。

施工顺序:在内导轨处测量上一天浇灌混凝土筒壁半径→拆内、外模板→爬升架爬升75cm→拆除导轨→爬升架再爬升75cm→安装、调节导轨和模板→浇混凝土→施工缝处理→绑扎下一节钢筋。

模板采用组合大模板,由竹胶面板与木方背档组成。模板的高度约为1700mm左右。随着塔筒半径的缩小,模板与导轨的搭接部分越来越多,最后需锯割模板以适应塔筒尺寸的变化。


图6

    四、筒壁混凝土肋条施工

    1、带肋空冷塔筒壁模板配制

    首先确定筒壁上两条肋模板位置,两边用标准模板、调节模板排版拼接。按照图纸设计的肋条外形加工肋条钢模板,标准模板是原来双曲线冷却塔施工模板的微小改动,宽度1米,这样,收分模板的宽度尺寸就像钱币一样,有0.5米、0.2米、0.1米等宽度尺寸的模板和它配套。

    2、肋条施工

    每节、每根肋条模板安装前由测量工用经纬仪将其中心点打到筒壁施工层的环向钢筋上,做好标记,参照此中心点进行肋条模板安装和支设,验收时再次进行复测和确认。肋条顺直,位置正确,不偏离筒壁表面子午线是施工难点。

    五、空冷塔筒壁中心及半径确定

    在塔中心零米层架设激光对中仪器,在模板施工层空中设置激光接收中心靶,此接收靶在空中用4根Φ8mm的钢丝绳拖曳移动,通过电脑视频观察,当中心靶接收到激光束后,确认中心靶中心即为空冷塔中心。用固定在中心靶上的钢卷尺,通过简单的三角形边长计算就能确定此层空冷塔筒壁的半径。

    结束语

    无论是双曲线冷却塔还是间冷塔,其筒壁都是无梁柱的薄壁空间结构,其施工工艺没有什么变化,文章所述的垂直运输方法及模板体系与其半径关系不大。

(本文来源:陕西省土木建筑学会    文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)