（上海電力建筑工程有限公司，上海 200437）

大型冷卻塔筒壁身施工工藝目前在國內(nèi)有兩種施工方法，即電動爬模和三角架翻模施工工藝，模板有鋼模板和木模板。本文介紹冷卻塔筒身采用折線型可調(diào)鋼模板的電動爬模施工工藝，供同類型工程參考。

1 折線型可調(diào)爬模結(jié)構(gòu)組成

折線型可調(diào)爬模結(jié)構(gòu)由爬升架體懸掛系統(tǒng)、爬升架體、機械交替爬升機構(gòu)、提升電氣操作系統(tǒng)、模板系統(tǒng)組成。

爬升架體懸掛系統(tǒng)由筒壁內(nèi)預(yù)埋錨固件、爬升錐、爬升靴、調(diào)節(jié)螺母組成，其主要功能是爬升架體的懸掛就位點。

爬升架體由工作框架、引導(dǎo)框架和四個施工平臺組成。每一單元爬升架體的平臺之間設(shè)置可調(diào)平臺連接，工作框架的主要功能是施工平臺的載體，引導(dǎo)框架的主要功能是提升工作框架，達(dá)到重復(fù)交替爬升施工的目的。如圖1 所示。

圖1 爬升架體安裝示意圖

機械交替爬升結(jié)構(gòu)、提升電氣操作系統(tǒng)是爬升架體的動力機構(gòu)，上部連接于引導(dǎo)框架，下部連接于工作框架，通過電動機通電后，正轉(zhuǎn)實現(xiàn)工作框架爬升，反轉(zhuǎn)實現(xiàn)引導(dǎo)框架爬升，依次循環(huán)實現(xiàn)交替爬升。如圖2 所示。

圖2 機械交替爬升結(jié)構(gòu)圖

模板系統(tǒng)主要由左右半面鋼模板、插補單元鋼模板、T 型插接鋼模板、下端可與退模裝置連接的豎向主圍檁、環(huán)向可伸縮加固圍檁、豎向錨固圍檁、T 型插接鋼模板與插補單元鋼模板的固定桿、分內(nèi)側(cè)和外側(cè)可引成折線型鋼模板的楔型卡、增加豎向主圍檁剛度的連接桿、分內(nèi)側(cè)和外側(cè)的可與退模裝置連接的可調(diào)斜撐等組成。

由于冷卻塔的筒壁結(jié)構(gòu)呈雙曲線型結(jié)構(gòu)，其半徑和壁厚隨筒壁高度增高而縮小，到了喉部又隨筒壁高度增高而增大，因此模板系統(tǒng)也要有其伸縮功能，同時冷卻塔的周長也較大，也隨筒壁高度增高而收縮和放大，根據(jù)冷卻塔的特點，設(shè)計了該折線型可調(diào)鋼模板，如圖3 所示。

圖3 模板系統(tǒng)組成平面圖

2 工作原理

冷卻塔筒壁的施工根據(jù)每次混凝土澆筑高度，可分成若干板次，一般每板高度為1.5m（以內(nèi)模板澆筑混凝土高度計），筒壁首次幾板（考慮到爬架安裝高度的影響，一般定為4 板）采用鋼管腳手排架或特殊支架進(jìn)行筒壁施工。然后安裝爬模結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行爬模施工。筒壁在混凝土澆筑前預(yù)埋錨固件，退模后安裝爬升錐及爬升靴。

正常爬升模板時，開啟電動機正轉(zhuǎn)，提升工作框架，此時引導(dǎo)框架上掛鉤掛在下一層的爬升靴的懸掛銷釘上，引導(dǎo)框架是固定的，待工作框架上的掛鉤到達(dá)懸掛點上20mm 處，關(guān)閉電動機電源，停止提升；然后開啟電動機反轉(zhuǎn)，下降工作框架，使工作框架上的掛鉤完全鉤住爬升靴的懸掛銷釘，關(guān)閉電動機電源，停止提升，工作框架提升完畢。再開啟電動機反轉(zhuǎn)，使引導(dǎo)框架上升復(fù)位，此時工作框架上掛鉤完全鉤住爬升靴的懸掛銷釘，完成一板的提升工作，進(jìn)行下一道施工作業(yè)工序，依次重復(fù)循環(huán)，直至筒壁施工到頂。如圖4 所示。

圖4 爬升架體交替爬升工作原理圖

3 工作流程

1）筒壁的鋼筋施工。按設(shè)計圖紙及規(guī)范要求施工，豎向鋼筋一般采用直螺紋套筒連接，環(huán)向水平鋼筋采用綁扎搭接。

2）提升。該階段根據(jù)工作原理分兩步：先提升工作框架，后進(jìn)行引導(dǎo)框架的復(fù)位，此時模板已經(jīng)退模完成，如圖5 所示。

圖5 工作框架提升示意圖

3）合模。利用退模裝置進(jìn)行合模，先合內(nèi)模板，用全站儀測量該板內(nèi)半徑（內(nèi)模上有一根專用的定位測量桿），進(jìn)行內(nèi)模定位，穿對拉螺栓，定壁厚，固定外模板，準(zhǔn)備澆筑混凝土。如圖6、圖7 所示。

圖6 提升后合模狀態(tài)圖

圖7 測量定位桿圖

4）澆筑混凝土。在泵車伸臂范圍內(nèi)的筒壁混凝土采用泵送澆筑，上部采用吊斗（塔機輸送）澆筑混凝土。澆筑順序為從一點向兩側(cè)反向同時進(jìn)行大斜坡澆筑。

5）澆筑混凝土后，即可進(jìn)行后序一板筒壁的綁扎鋼筋、退模、提升、合模和澆筑混凝土工作，依次循環(huán)來完成冷卻塔筒壁施工。

以上五大步驟歸納為如圖8 所示的筒壁施工工藝流程圖。

圖8 筒壁施工工藝流程圖

4 施工要點

每一板筒壁混凝土上的爬升錐要充分?jǐn)Q緊，爬升靴應(yīng)緊貼混凝土筒壁表面，使其受力均勻地傳到混凝土筒壁上，同時每兩板相鄰間的爬升靴安裝時，要通過調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)平，以基本保證每一板的所有爬架在同一水平面上，由于模板系統(tǒng)固定在模板操作平臺上的退模、合模裝置上，基本保證了模板的水平度，使得每一板混凝土水平線條整齊劃一，外觀質(zhì)量得到較好控制。

根據(jù)爬模工藝流程，爬架提升前先退模。由于冷卻塔的筒壁結(jié)構(gòu)呈雙曲線型結(jié)構(gòu)，其半徑和壁厚隨筒壁高度增高而縮小，到了喉部又隨筒壁高度增高而增大，因此設(shè)計該模板系統(tǒng)通過T 型插接鋼模板的設(shè)置來實現(xiàn)其伸縮功能。所以退模時，必須松開T 型插接鋼模板與插補單元鋼模板的固定桿（圖9）及環(huán)向可伸縮加固圍檁的固定鋼片榫（圖10），使得模板實現(xiàn)可調(diào)功能。

圖9 可伸縮模板節(jié)點圖

圖10 可伸縮圍檁節(jié)點圖

工作框架爬升時，其主要著力點為引導(dǎo)框架，因此應(yīng)注意引導(dǎo)框架底部的支撐桿不能松開，工作框架底部的支撐桿要松開；引導(dǎo)框架復(fù)位時，其主要著力點為工作框架，因此應(yīng)注意工作框架提升完成后，要將其底部的支撐桿撐緊筒壁，引導(dǎo)框架底部的支撐桿松開，確保安全提升。

提升完畢后開始合模，先合內(nèi)模板，模板底部搭接于下部已澆筑的混凝土筒壁上，用全站儀測量定位模板上口位置（即該板的冷卻塔內(nèi)半徑），定位后即可固定模板，然后穿對拉螺栓，通過對拉螺栓的PVC 套管定位及固定外模板。最后澆筑該板筒壁混凝土。

5 工程應(yīng)用情況

老撾某電廠（3×626MW 機組）工程設(shè)計有3 座自然通風(fēng)冷卻塔，每座冷卻塔總高度為160m（頂部筒壁內(nèi)直徑為76.303m），其中筒壁喉部母線半徑為35.8m，高度在128m 標(biāo)高處。筒壁下環(huán)梁的梁底中心半徑為60.9m，標(biāo)高為10.80m，筒壁1～4 板施工采取搭設(shè)鋼管排架和該折線型可調(diào)鋼模板施工（每板高度為筒壁內(nèi)壁斜長1.5m），筒壁以上部分采用爬架和該折線型可調(diào)鋼模板施工。

5.1 準(zhǔn)備工作

5.1.1 確定模板單元組數(shù)

根據(jù)該冷卻塔的筒壁下環(huán)梁最大直徑和筒壁喉部最小直徑，共設(shè)計了內(nèi)外各61 個單元折線型可調(diào)鋼模板（配套內(nèi)外各61 榀爬架）。

5.1.2 確定模板幾何尺寸

首先，確定模板主體的幾何尺寸，即左右半面鋼模板的幾何尺寸，目的要保證爬架的幾何尺寸（關(guān)鍵是提升裝置的空間位置）、豎向主圍檁的位置和對拉螺栓的受力性能，包括中間實現(xiàn)鋼模板折線的環(huán)向可調(diào)加固圍檁和T 型鋼模板的位置尺寸。這部分元件的尺寸是固定的，而且模板爬升至筒壁喉部最小直徑處不受影響，若這部分元件的固定尺寸過大，模板將不能實現(xiàn)收縮。確定的模板尺寸如圖11。

其次，要設(shè)計補充體的塊數(shù)，即插補單元鋼模板的需用數(shù)量，這部分元件數(shù)量一般按照筒壁下環(huán)梁的直徑計算，能滿足筒壁頂部的施工（筒壁頂部直徑比下環(huán)梁直徑?。?，在筒壁施工過程中，隨筒壁直徑收小而進(jìn)行抽出補充體模板，筒壁喉部以上，隨筒壁直徑放大而進(jìn)行補充。如圖12。

圖11 折線可調(diào)模板的尺寸圖

圖12 折線可調(diào)模板的可調(diào)功能圖

最后，要考慮61 個單元折線型可調(diào)鋼模板間實現(xiàn)折線功能，本設(shè)計采用了T 型板連接體，即T 型插接鋼模板。該T 型插接鋼模板一方面實現(xiàn)了模板可伸縮功能，另一方面實現(xiàn)了整個筒壁環(huán)向的折線功能。

5.2 筒壁的可調(diào)爬模施工應(yīng)用情況

1）筒壁前四板采用排架支撐該折線可調(diào)模板施工，四板筒壁混凝土澆筑完成后，即開始組裝爬架系統(tǒng)，轉(zhuǎn)入正?？烧{(diào)爬模施工。

2）架體爬升采用單個單元進(jìn)行爬升，每次爬升30cm（1.5m 高，共分5 次爬升，但引導(dǎo)框架復(fù)位可一次提升到位），形成互連波浪形爬升。

3）提升后進(jìn)行合模。先合內(nèi)模板，可調(diào)模板底部搭接于下部已澆筑的混凝土筒壁上，為保證模板與筒壁緊貼嚴(yán)密而不漏漿，在模板與筒壁混凝土之間設(shè)置海綿條。用全站儀測量定位模板上口位置（即該板的冷卻塔內(nèi)半徑），定位后即可固定模板，然后穿對拉螺栓（每個單元模板設(shè)置8道對拉螺栓，上層對拉螺桿處于模板之上，下層對拉螺桿埋于混凝土內(nèi)），通過對拉螺栓的PVC套管定位及固定外模板。如圖13。

圖13 對拉螺栓設(shè)置圖

4）驗收合格后，澆筑筒壁混凝土，下部筒壁混凝土澆筑采用兩臺混凝土泵車，上部采用混凝土吊斗（塔機輸送）澆筑。筒壁混凝土澆筑不允許設(shè)置垂直施工縫，每板筒壁混凝土應(yīng)該連續(xù)澆筑，澆筑順序為從一點向兩側(cè)反向同時進(jìn)行大斜坡分層澆筑，分層厚度為500mm，每一混凝土澆筑點配備兩臺混凝土振搗器，專人振搗密實。

5）待混凝土強度達(dá)到10MPa 后，即可進(jìn)行退模及提升爬架工作，進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。

6 結(jié)語

折線型可調(diào)爬模施工技術(shù)的關(guān)鍵在于模板系統(tǒng)有折線、可調(diào)兩大功能，其優(yōu)點如下。

1）每一單元模板主體中間實現(xiàn)一次折線功能，相鄰各單元模板之間實現(xiàn)一次折線功能，通過模板的折線型設(shè)計，實現(xiàn)了冷卻塔筒壁環(huán)向的整個周長更接近于圓弧，保證了筒壁周長方向的圓度，使得冷卻塔筒壁的外觀質(zhì)量更美觀。

2）通過可調(diào)模板的應(yīng)用來滿足冷卻塔筒壁半徑的變化，一方面方便施工操作，另一方面由于鋼模板的剛度大、變形小，可周轉(zhuǎn)使用，大大降低了施工成本。