摘要  北仑港发电厂二期240 m集束式烟囱施工中,操作平台电动提升系统的提升架与提升机械传动装置是电动升模的关键,将提升架设计为一个大刚度的几何不变体,提升架通过滚轮套合于操作架内侧的槽钢上,与之互为轨道,交替上升。
关键词 集束式烟囱操作平台提升系统升模施工
70年代我国开始在烟囱施工中应用无井架液压滑升模板施工工艺,并在相当长的时间内成为烟囱施工的主要工艺,但在长期的生产实践中,发现滑模工艺存在混凝土表面易拉裂、千
斤顶漏油、平台飘移及扭转等问题。为克服上述缺陷, 80年代末期开始引进国外技术,探索电动升模工艺,不仅克服了滑模的诸多问题,还能节约滑模工艺所需的大量钢材(Φ25支承杆)。我公司近年采用该工艺先后施工了多项集束式烟囱工程,本文介绍北仑港发电厂240 m集束式烟囱钢筋混凝土外筒施工技术。
1工程概况
北仑港发电厂二期240m集束式烟囱是二期3台60万kW燃煤发电机组的重要配套工程,烟囱外筒为钢筋混凝土筒体结构,±0.000m处外径为26.24m,壁厚1.02m,标高232.000m处外径为17.2m,壁厚0.33m;在外筒内侧有一附着式之字形钢梯;标高150.000~232.000m外筒的外表涂刷红、白相间的航空标志;烟囱内筒为3个Φ6.5m、高240m钢筒;外筒内壁每隔40m左右有一环形牛腿,用以支承钢平台。烟囱外筒主要工程实物量为混凝土12 000m3、钢筋2 200 t。
2电动升模工艺原理
在每层混凝土筒壁上预先留孔,用以安装爬升靴。每个单元架子系统由一个提升架和一个操作架组成,提升过程中,因提升架已先在高位与筒壁锚固,依靠装置于其上的电动提升装置驱动,将操作架徐徐升起。由于操作架和提升架内立柱结构由装于提升架下的滚轮嵌合而成,两架相对运行既可减小摩擦,又可互为轨道,使上升方向不偏不斜。当操作架被提到顶后,随即将其锚固,此时提升架本身又相对地处于低位,可随时松开提升架上的挂钩,依靠操作架的锚固,通过反转电机将其顶升,使之又处于高位,下一施工循环便可开始。这一相互依靠地往复提升,构成了体系的升模施工过程。
3电动升模工艺体系
3.1操作平台系统
采用电动升模工艺,辐射梁布置较少(与单元架子数量相同)。若采用悬索拉杆空间桁架结构承重方案,辐射梁是压弯构件;而采用斜支撑承重结构方案,辐射梁是拉弯构件。当辐射梁变成拉弯构件时,平台钢圈可少布置,以减轻结构自重,平台更安全可靠(图1)。

图1电动升模工艺体系
1-吊笼钢丝绳;2-吊笼;3-导索;4-内操作架;5-外操作架;6-模板;7-辐射梁; 8-斜支撑; 9-扒杆; 10-井架;11-电气控制室;12-鼓圈;13-悬索拉杆;14-安全网
3.2垂直运输系统
三孔井架直接搁置在操作平台上,其上装置2台人货两用电梯,供运输材料及施工人员用。电梯的卷扬机采用蜗轮蜗杆减速卷扬机,为双筒结构,用2根钢丝绳起吊(其中1根作为保险用)。在吊笼的顶部安装断绳保险装置。
3.3电动提升系统
电动提升系统由锚固件及内外单元架子组成(图2)。
3.3.1锚固件
锚固件由爬升靴、锚固螺栓及端头螺帽等固定在混凝土筒壁上,用以

图2电动提升系统示意图
1-安全网伸缩挂钩;2-提升螺母;3-提升丝杆;4-外提升架; 5-摆线针轮减速机;6-挂钩;7-爬升靴;8-外操作架;9-模板; 10-辐射梁支承滚轴;11-辐射梁;12-内操作架
挂操作架和提升架。筒壁施工层浇筑混凝土前,在操作架和提升架的锚固挂钩位置处的模板上留孔穿入塑料套管。混凝土凝固期间应对塑料套管加以旋转,以便顺利抽拔。按此法在每节筒壁上预留了孔洞,以便锚固件的固定。
3.3.2内外单元架子
内外单元架子各自组成一个空间结构(本烟囱内外各布置20个单元架子),它是支承整个体系的主要结构,操作平台搁置于内单元架子顶上。每一单元架子由操作架和提升架组成,内外操作架高均为7.5m,外架宽1.3m,内架宽1.1m。操作架除上升运动功能外,还要依靠由其框架构成的各层操作平台进行各种操作。操作内容包括模板操作、锚固件安装拆除及施行体系提升等任务,它的特点在于:(1)利用已有一定强度的混凝土筒壁作为持力点,完成提升作业;(2)操作架内外成对,各自成一独立系统,能单独提升,也可统一提升,满足了施工程序的要求;(3)操作架下挂一吊架,用于内衬施工及筒壁修饰养护(本烟囱无耐火砖内衬)。提升架与提升机械传动装置是电动升模工艺中的关键,它设计的成功与否,直接关系到整个体系的成功,现将提升架设计为一个大刚度的几何不变体,提升架通过滚轮套合于操作架内侧的槽钢上,与之互为轨道,以便于交替上升。提升设备采用电动摆线针轮减速机,由它带动大丝杆进行提升作业。
3.4模板系统
采用双节模板,每节模板高1.5m,由普通定型钢模板与特殊加工的收分模板组成,模板的背面水平放置两道围檩(围檩用Φ48×3.5钢管制作),用可抽拔的对拉螺栓固定。采用二节模板施工法,模板交替拆支,模板支撑受力体系依靠筒壁自行完成,与操作架无关,操作架仅用来调节与固定模板的半径尺寸。采用二节支模法可比单节支模减少接槎和漏浆等通病,使烟囱外表美观。
3.5电气控制系统
电动升模电气控制系统设计的总体思路是既能进行单元独立操作,又能满足整体同步提升要求及设置各种保护装置。具体作法为:在每个提升架处设立分机控制箱,以满足分单元独立操作;平台上设置总控制台,以满足整体同步提升要求。在每个提升架分机控制箱中,设置过载保护装置及急停开关,不论从哪个控制箱按下急停开关,所有提升架均能同时停止提升作业,以保证提升安全。从总控制台处通过信号灯亦可发现出现故障的提升架,以便及时排除故障。
4升模施工
4.1升模施工工艺流程
钢筋绑扎→拆内外模板、清理刷油→支内外模板→整体提升外操作架并固定→提升外提升架并固定→松导索→整体提升内操作架并固定→提升内提升架并固定→紧导索,对中心→模板
半径固定并验收→穿套管,浇筑混凝土→拔管,混凝土修饰养护……→循环。
4.2对中及标高控制
烟囱的中心用激光铅垂仪找中(每升一节模板找一次),半径用钢尺丈量,因而烟囱中心偏差很小,能控制在15mm以内。标高用测距仪从烟囱外围测量(每节牛腿测量一次),以便作调整用。