筒仓库顶混凝土结构无脚手架

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　　摘要：工业建筑中，筒仓结构作为普通结构形式普遍存在，其顶板一般为混凝土顶板，按传统工艺，筒仓混凝土施工需在仓内搭设满堂承重脚手架，然后施工库顶板。对于数十米高的圆仓库顶砼结构，如果采用一种无脚手架模板承重体系，不再搭设满堂承重脚手架，将缩短工期、减少施工费用、提高劳动效率。因此，筒仓库顶混凝土结构无脚手架施工技术在水泥项目筒仓库顶结构施工中，有着广阔的应用前景。
　　关键词：库顶混凝土；无脚手架；叠合梁施工方法
　　一、工程实例概况
　　我公司施工的冀中水泥5000t/d生产线的石灰石储存库，为筒仓构筑物，高35米，圆仓的直径为12.500m，壁厚250mm，库顶为钢筋混凝土有梁板结构，顶板厚100 mm。库顶板面标高35.000m，凝土强度等级为C30。
　　二、方案设计
　　（一）工作原理
　　在距库顶板1.5米高空安装一型钢操作平台，模板体系支撑在操作平台上。平台梁可选用工业项目钢结构施工中同规格的型钢，在平台拆除后，可重复利用，降低成本；砼梁板结构采用叠合梁施工方法，分两次浇筑砼，减小施工荷载，以满足顶板结构施工中操作平台承载力和挠度变形的要求；通过模板支撑系统与钢管网片平台的可靠扣结，满足钢梁的平面外稳定性的要求。
　　本方案充分利用先期浇筑的钢筋混凝土梁已形成的强度来承担其自身的重力荷载，以减小工字钢梁的负荷，提高刚性平台的承载可靠性。
　　（二）受力计算
　　在筒仓库顶混凝土结构施工中，库顶采用4根热轧I45b工字钢梁作为操作平台的平台梁，并利用叠合梁施工方法进行混凝土顶板浇筑，主梁浇筑800mm高，余200mm高与库顶板结构同时浇筑。
　　1、主梁第一次浇筑800 mm高时，I45b钢梁的受力情况：
　　（1）荷载统计：（I45b钢梁主要承受集中荷载）
　　砼主梁自重产生的荷载：
　　 1.2×0.4×0.8×2.4×2.5×10=23.04KN
　　主梁模板及支撑荷载(自重标准值0.75ＫＮ／m3 ):
　　 1.2×0.4×0.8×2.4×0.75=0.691KN
　　振捣砼时产生的荷载(振捣荷载标准值2.0ＫＮ／m2):
　　 1.4×2.0×0.4×2.4=2.688KN
　　∴F=23.04+0.691+2.688=26.419KN
　　（2）计算简图
　　
　　（3）以上荷载产生的最大弯矩
　　Mmax=1/2Fl=1/2×26.419×12.5=165.119 KN•m
　　（4）所需钢梁的截面抵抗矩为
　　Wn= Mmax/γƒ=165.119×106/（1.05×215）
　　 =731.424×103mm3=731.424cm3
　　又I45b的截面抵抗矩Wx=1500.4 cm3> Wn=731.424cm3
　　∴钢梁的承载能力满足要求。
　　（5）挠度验算（F――取荷载标准值）
　　I45b钢梁的截面惯性矩为33759 cm4
　　ω/ι=（19FL3/384EI）/L
　　=19×19.776×103×125002/（384×206×103×33759×104）
　　=1/455<[ω/ι]=1/400
　　∴钢梁的刚度满足要求。
　　结论：主梁浇筑800 mm高， I45b钢梁满足承力及挠度变形要求。
　　通过计算，采用无脚手架施工工艺进行库顶砼结构施工是可行的。
　　三、施工准备
　　在库壁滑模距离到顶还有1.5米时，根据图纸设计尺寸并结合现场放样，用热轧I45b制作5根平台钢梁及4块预埋件。用Ø48钢管、扣件、5cm厚的脚手板做成圆形平台，钢管纵横方向间距1.2米，在网片上满铺脚手板，网片底部在库壁预埋的挂钩上挂一层兜网。
　　四、施工工艺
　　施工工艺流程：库壁滑模时预留钢梁梁口、埋设预埋铁件→滑模机具拆除、钢梁吊装并焊接牢固、补浇梁口混凝土→组装操作平台→主梁支模、绑筋、浇筑主梁800mm高混凝土→次梁、库顶板支模、绑筋→库顶板混凝土浇筑→模板体系及刚性承重平台拆除。
　　（1）钢梁及构配件的加工制作
　　根据计算，每个库中间最长的两根钢梁长12296mm（梁端封板与垂直断面有夹角），热轧I45b定尺长度为9米，型钢接长采用45度对接焊缝，在梁两端距端部500处焊吊环。梁底预埋件（250＊400,锚筋为4Φ14）采用10mm钢板制作，中间留排气孔。按设计尺寸焊接操作吊篮。
　　（2）操作平台的安装
　　根据库顶主梁尺寸，本工程平台顶标高为33.500 m，净空1.4m。当滑模滑至32.950 m时，按I45b钢梁间距2.4m在库壁放置水平预埋件（钢梁支座）并留设600×600的预留洞，注意钢梁轴线方向与四连体库中轴方向垂直。滑模到顶后，拆除圆仓中间的拉杆及中心环，进行钢梁的吊装，操作人员利用滑模装置的吊架完成钢梁的就位和焊接工作。待钢梁全部就位后，拆除滑模装置，在每个库内吊装两个半圆形的平台。平台悬空处，用钢筋作为吊点，焊接在滑摸支承杆上。两个半圆形预制平台安放好后用钢管扣结形成整体。
　　（3）库顶板梁板结构施工
　　为了尽量减小施工荷载，梁模板及底板模板全部采用木胶合板，背楞采用5×10木方子；为了加快砼的强度增长速度，加快模板体系的周转，砼配合比通过试验室试配，掺加早强型外加剂。
　　高空钢平台组装完成后按图纸尺寸进行测量放线，用短钢管、扣件支梁底支承，安梁底模板绑扎①②③号主梁钢筋 合主梁侧模并进行加固浇筑800高主梁砼。
　　在主梁先期砼养护的同时，在操作平台上支顶板、次梁模板，并按方案的要求留置施工洞 绑扎顶板钢筋在试验室压主梁同条件养护试块，测得主梁砼强度标准值，通过上述计算及基本假设推定主梁先期砼构件的承载力浇筑顶板砼并养护。
　　顶板混凝土浇筑过程前，预先在钢梁上方拉紧水平钢丝，在顶板砼浇筑过程中，钢梁挠度没有增加，表明操作平台具有较高的可靠性。
　　（4）模板及操作平台的拆除
　　1)主梁及板砼的同条件养护试块强度满足规范规定的拆模要求时进行模板及操作平台的拆除。
　　2)施工人员从预留施工洞中进入操作平台上拆除模板及其它周转工具，从施工洞运到库顶板上并用塔吊运至地面。拆除时应边拆除边倒运，严禁在操作平台上堆积。拆除过程中，操作人员必须系好安全带。
　　3）待两个半圆形平台板全部拆除后，在I45b钢梁两端分别放好焊制的吊篮。操作工人从库面下到吊篮中，用手板葫芦通过吊环与预留孔上方搭设的钢管支撑架吊装紧固，然后人工在吊篮内沿库壁割断钢梁。
　　4）钢梁切断后用手板葫芦将钢梁一端下放，另一端静止，待其达到呈垂直状态时，用塔吊从预留洞口的一端将钢梁缓慢吊出。
　　5）钢梁全部拆除后，用吊模的方法把预留洞封堵、浇筑砼。
　　五、安全技术措施
　　（1）库顶施工处于高空作业，项目部必须落实各级安全生产责任制，施工管理人员必须按照方案的要求进行详细的施工技术交底和安全交底。
　　（2）特殊工种的施工人员必须持证上岗，如起重工、架子工、金属焊接等工种。施工前针对施工工艺进行培训，确保操作人员熟悉工艺流程。
　　（3）钢梁的吊装就位和拆除时，现场操作人员必须听从塔吊指挥员的统一指挥，确保各工序有条不紊的进行。
　　六、结论
　　由于采用了高空承重平台支模和叠合梁技术，库顶结构的施工周期得以缩短，钢架管支撑一次投入量大大减少，库顶结构浇筑顺利进行，取得了较好的经济效益。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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