王進良

中國電建集團河北工程有限公司，河北 石家莊 050000

筒倉建設(shè)和發(fā)展到現(xiàn)在已有兩百多年，初期建造結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土筒倉，因施工技術(shù)以及使用要求的限制，直徑都相對較小，大直徑筒倉是隨建造技術(shù)與設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的。20世紀(jì)80年代,法國南特爾糖廠成功建成一座總貯量達7萬t的鋼索預(yù)應(yīng)力筒倉——南特爾預(yù)應(yīng)力筒倉，該筒倉內(nèi)徑約為47.5m，高度為54m。法國同時代建設(shè)的布瓦里糧倉，筒倉直徑接近53m，高度接近34m，貯量達到6萬t。隨著電力、糧食加工業(yè)、礦業(yè)等行業(yè)的不斷發(fā)展，散裝物料運輸、貯存數(shù)量逐漸增多，在這種情況下，世界各地紛紛開始建造大容量鋼筋混凝土筒倉，以滿足日益擴大的社會需求。

預(yù)應(yīng)力混凝土筒倉具有體積大、占地較少、運行費用較低、卸料順暢、環(huán)境影響小、粉塵易控等優(yōu)點，隨著國家現(xiàn)有煤炭環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高和人們環(huán)保意識的增強，尤其是在電力工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等以煤炭為原料的行業(yè)，鋼筋混凝土大直徑儲煤筒倉逐漸成為行業(yè)發(fā)展的主流。同時，鋼筋混凝土筒倉垂直高度、直徑隨著不斷加大，對筒倉頂蓋工程管理提出了更高的要求。筒倉頂部結(jié)構(gòu)主要有錐殼、梁板結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、球殼等多種形式。斜錐頂殼支撐體系問題一直是鋼筋混凝土倉頂錐殼結(jié)構(gòu)筒倉工程的難點和重點。文章所提施工方法主要針對大直徑筒倉斜錐頂殼施工，簡易優(yōu)化，成本費用低，安全性可靠性高。以華電裕華熱電筒倉項目和廣西華誼工業(yè)氣體島項目卸儲煤裝置筒倉工程為例，應(yīng)用該施工方法，優(yōu)化施工資源，節(jié)約施工工期，取得了良好經(jīng)濟效益。

1 施工工藝原理

常規(guī)筒倉錐頂施工采用滿堂腳手架、中心局部腳手架支撐平臺或中心鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺等，常規(guī)施工方法僅中心支撐構(gòu)造便較煩瑣、施工周期長、占用資源多且高空作業(yè)暴露時間長、對結(jié)構(gòu)核算要求高，主受力為中心支撐結(jié)構(gòu)，如混凝土澆筑中控制不當(dāng)，中心結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠，極易在頂蓋澆筑中模板變形，甚至發(fā)生事故。文章所提施工工藝方法主受力結(jié)構(gòu)為懸挑輻射鋼梁，中心塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐為副受力結(jié)構(gòu)，HW350型鋼+Ф219鋼管斜撐將支撐上部結(jié)構(gòu)70%的重量，中心標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐作為提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的支柱，整個平臺單個構(gòu)件最重為1.5t，由現(xiàn)場6t塔吊組合安裝，鋼平臺施工完成后進行斜錐頂殼支模架搭設(shè)，隨后進行斜錐頂殼澆筑，澆筑斜錐頂殼時先澆筑頂環(huán)梁的上部和天溝平臺，其強度達到75%時，錐殼鋼筋網(wǎng)下端已形成固定端，再澆筑斜錐頂殼，施工縫留置在陰角處。待筒倉頂蓋施工完成后從頂板預(yù)留洞口處將錐殼臨時支撐材料拆除。

筒倉頂殼施工技術(shù)具有非常完整的使用功能，采用中心柱周轉(zhuǎn)使用、吊裝和拆除，工業(yè)化、機械化程度較高，在相同規(guī)模電廠設(shè)計日趨標(biāo)準(zhǔn)化的今天，預(yù)計能周轉(zhuǎn)用于6個同直徑圓形筒壁，周轉(zhuǎn)率較高，符合建筑行業(yè)綠色施工標(biāo)準(zhǔn)，目前已周轉(zhuǎn)于3個同直徑的圓形筒壁結(jié)構(gòu)，降低了工程成本。作為一種新型施工工藝，該方法操作簡單、方便，施工速度快，工程質(zhì)量好，且混凝土表面平整光潔。

2 施工工藝流程及相關(guān)參數(shù)

2.1 工藝流程

該方法的工藝流程為筒倉倉壁砼施工（同時中心支撐節(jié)安裝）→倉壁及倉頂環(huán)梁預(yù)埋鋼板（輻射鋼梁加工）→焊接中心鋼平臺→焊接中心鋼平臺→焊接輻射梁→搭設(shè)錐殼腳手架→斜錐殼施工→搭設(shè)56m層梁板腳手架→56m層梁板施工→腳手架拆除→鋼平臺拆除。

2.2 相關(guān)參數(shù)

（1）技術(shù)參數(shù)。項目筒倉直徑為27m，壁厚為400mm，絕對標(biāo)高3.7m（筏板頂）～13.3m為筒壁，13.3m～50.9m為倉壁。倉壁頂環(huán)梁尺寸為700mm×2000mm，倉頂為錐殼結(jié)構(gòu)，與水平面夾角為42.68°，殼壁厚度350mm，殼頂為一半徑為8m的封頂環(huán)梁。封頂環(huán)梁層為56.3m（絕對標(biāo)高）結(jié)構(gòu)層，橫縱向各3道混凝土結(jié)構(gòu)主梁，中間若干次梁。

（2）輻射鋼梁參數(shù)。主梁型號為HW350×350×12×19，長度為12m，單倉有36根，沿倉頂環(huán)梁均布，一端焊接在環(huán)梁預(yù)留埋件上，另一端架在中心支撐平臺并與平臺梁焊接。斜撐梁型號為Ф219×6，長度為6m，主要設(shè)置在輻射梁近環(huán)梁端，用以支撐錐殼，距節(jié)點垂直高度為3m。

（3）中心支撐參數(shù)。中心支撐構(gòu)件為12節(jié)16t塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，主尺寸為2m×2m×3m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)立柱為L200×20的等邊角鋼，斜撐及橫撐為L110×14等邊角鋼組成的支架結(jié)構(gòu)，中心支撐頂部焊接由HW350×350×12×19型鋼組合而成的4m×4m框架，以架設(shè)輻射梁。中心支撐每15m設(shè)置橫撐與筒倉筒體連接，以保證中心支柱的穩(wěn)定性，每層橫撐為長12m的Ф219×6鋼管，其一端焊接鋼翼板與筒體頂緊，另一端設(shè)置可調(diào)節(jié)頂絲與中心支撐標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接，通過每層橫撐使中心支撐與筒體形成整體。

（4）平臺架體參數(shù)。在倉內(nèi)+49.3m鋼平臺上，分別沿輻射梁方向以及環(huán)向進行鋼管腳手架搭設(shè)，鋼管的尺寸為Ф48×3.0，在搭設(shè)之前首先在型鋼梁上焊接Ф25鋼筋頭（100mm長）作為限位。錐殼腳手架立桿沿鋼梁方向間距1.2m，環(huán)向間距1m，當(dāng)支撐腳手架的豎向受力桿未直接撐在型鋼上時，采用18#槽鋼設(shè)置次梁，次梁架在型鋼翼緣上與翼緣焊接（部分次梁未設(shè)置處架體采用八字撐加強立桿），使立桿受力均勻傳遞至型鋼上，水平桿步距為1.2m。56.3m層梁腳手架搭設(shè)立桿橫縱間距為1m，水平桿步距為1.2m。板底立桿橫縱間距為1m，水平桿步距為1.2m。

（5）平臺荷載的確定。①恒荷載。倉頂錐殼（50.9～54.7m）砼量為139m3；錐頂小環(huán)梁（56.3m）砼量為34m3；倉頂梁（56.3m）砼量為62m3，倉頂板（56.3m）砼量為21m3，倉頂錐殼與56.3m平臺模板量為712.8m3；倉頂錐殼的鋼管腳手架重量為9.7t；梁板腳手架自重為8.6t。錐殼施工時的恒載為3208.6kN。梁板施工時單次最大恒載為1736.9kN。②活荷載。操作人員荷載為80kg×10人=8kN；振搗荷載為2kPa×1.5m×2m=6kN。③錐殼施工時為單次澆筑最大總施工荷載：∑N=3208.6+1.4×（6+8）=3228.2kN。將上述荷載數(shù)值輸入計算鋼結(jié)構(gòu)軟件，驗算全部型鋼是否滿足現(xiàn)場荷載要求，計算結(jié)果顯示所選用型鋼結(jié)構(gòu)支撐體系滿足施工需要。

3 施工過程控制

（1）輻射平臺鋼梁的選用應(yīng)符合《熱軋H型鋼和部分T型鋼》（GB/T 11263—2017）的有關(guān)規(guī)定。腳手架所用鋼管須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《直縫電焊鋼管》（GB/T 13793—2016）中所規(guī)定的Q235鋼管要求，不得現(xiàn)場使用存在彎曲、嚴(yán)重銹蝕、變形及裂紋的鋼材。

（2）主輻射鋼梁選用HW350×350×12×19型鋼，斜支撐選用φ219×6的鋼管。鋼平臺上模板支撐架采用Φ48×3.0鋼管。預(yù)埋件參考《16G362 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋件》確定，選用厚12mm的鋼板。

（3）中心支撐使用12節(jié)2m×2m×3m的16t塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

（4）模板支架鋼管的尺寸和表面質(zhì)量應(yīng)符合以下規(guī)定：①鋼管表面應(yīng)平直和光滑,不應(yīng)有錯位、裂縫、分層、硬彎、結(jié)疤、毛刺、壓痕和較深的劃道；②鋼管斷面、外徑、壁厚等偏差應(yīng)符合目前規(guī)范《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 130—2011）的相關(guān)要求。

4 支撐架及平臺拆除

（1）腳手架拆除。腳手架的拆除需按《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51210—2016）第9.0.8條，《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 1621—2018）第7.4條執(zhí)行。

（2）中心支撐平臺的拆除作業(yè)。中心鋼平臺拆除需遵循先裝后拆的施工工藝，充分利用孔洞口（頂板最大孔洞尺寸為2.1m×5.2m，輻射梁和支撐最大寬度為3m），對稱拆卸輻射鋼梁，采用塔吊機械配合人工拆除，且及時運走。拆除步驟如下：拆除槽鋼次梁等一些平臺輔配件；逐一對稱拆除輻射主梁及斜支撐；采用塔吊加人工輔助拆除，最后拆除塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。操作平臺拆除屬于高空作業(yè)拆除，危險性較大，應(yīng)做好相關(guān)安全拆除措施：第一，作業(yè)人員需體檢確定身體狀況良好可從事高空作業(yè)，并做好技術(shù)、安全交底相關(guān)教育培訓(xùn)，作業(yè)時正確佩戴安全帶；第二，筒倉壁及頂環(huán)梁施工完成后保留原有筒倉壁施工翻模三角架平臺，作為鋼平臺安拆作業(yè)平臺；第三，對主梁鋼梁以及筒倉鐵件連接處進行切割拆除，進行切割作業(yè)前將塔吊鋼絲繩預(yù)先與型鋼捆綁，使鋼絲繩剛好處于緊繃狀態(tài)，確保其拉力等于型鋼自重，以免焊口隔斷瞬間型鋼產(chǎn)生較大晃動，焊口割除后由塔吊通過頂板洞口吊運型鋼。

5 結(jié)論

對大直徑非核心筒結(jié)構(gòu)筒倉斜錐頂殼施工而言，采用型鋼輻射梁加塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作為錐頂施工操作平臺，既滿足施工要求也解決了倉頂結(jié)構(gòu)重載施工支撐問題。該技術(shù)具有施工快、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、安全性能高等特點，值得進一步推廣應(yīng)用。