[摘要] 北仑港发电厂二期240m集束式烟囱采用电动升模施工方法,本文对电动升模工艺原理、体系结构、施工工艺流程及施工中注意事项进行了介绍,最后对电动升模工艺与滑模工艺进行比较,指出电动升模工艺在质量、安全、施工管理、施工速度方面具有优势。
[关键词] 发电厂 烟囱 电动升模 施工原理 构造 施工方法
   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,该工程由华东电力设计院设计。烟囱外筒为钢筋混凝土筒体结构,±0.00处外径为26.24m,壁厚1.02m,+232m处外径为17.2m,壁厚0.33m;在外筒的内侧有一附着式之字形钢楼梯;烟囱+150.0~232.0m外筒的外表涂刷红、白相间的航空标志;烟囱内筒为3只 6.5m、高240m钢筒;外筒的内壁每隔40m左右有一环形牛腿以支承钢平台。烟囱外筒主要工程量为:混凝土12000m3,钢筋2200t。
1 电动升模工艺原理及体系结构简介
1.1 电动升模工艺原理
在每层混凝土筒壁上预留孔,用以安装爬升靴。每个单元架系统,由1个提升架和1个操作架组成。在操作架提升过程中,提升架因预先在高位与筒壁已锚固好,依靠装置于其上的电动提升装置的驱动,将操作架徐徐升起。操作架和提升架内立柱结构是由装在提升架下的滚轮嵌合而成,因而两架相对运行既可减少摩擦,又可互为轨道,使上升方向不偏不斜。当操作架被提到顶后,随即可将其锚固,此时提升架本身又相对处于低位。这时,随时可松掉提升架上的挂钩,依靠操作架的锚固,通过反转电机将其顶升,使之又处于高

图1 电动升模工艺体系
位,下一施工循环便可开始。这是一个相互依靠、往复提升、构成体系的升模施工过程。
1.2 电动升模工艺体系简介
电动升模工艺体系由操作平台系统、垂直运输系统、电动提升系统、模板系统、电气控制系统及相应的安全设施体系等组成(见图1)。
1.2.1 操作平台系统
操作平台系统可以采用悬索拉杆空间桁架结构承重方案,也可采用斜支撑承重的结构方案。电动升模工艺,由于辐射梁布置较少(同单元架数量相同),如果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,平台钢圈可少布置些,结构自重减轻,平台更安全。
1.2.2 垂直运输系统
三孔井架直接搁置在操作平台上,其上装有2部人货两用电梯,作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。
1.2.3 电动提升系统
由锚固件及内外单元架组成(见图2)。

图2 电动提升系统
    (1)锚固件 由爬升靴、锚固螺栓及端头螺帽等组成,固定在混凝土筒壁上,用以挂操作架和提升架。筒壁施工层浇注混凝土前,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。在混凝土浇注后凝固期内,应对塑料套管加以旋转,以便顺利抽拔。这样,每节筒壁上预留好孔洞,以便固定锚固件。
(2)内、外单元架 内、外单元架各自组成一个空间结构(本烟囱内外各布置20个单元架),它是支承整个体系的主要结构,操作平台搁置于内单元架顶上。每一单元架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。操作架除上升运动外,还要依靠它
的立体框架构成的各层操作平台,进行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,完成其提升作业;②操作架内外成对,各自成一独立系统,能单独提升,也可同时提升;③操作架下挂一吊架,用于内衬施工及筒壁修饰养护(本烟囱没有耐火砖内衬)。提升架与提升机械传动装置是电动升模工艺的关键。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。
1.2.4 模板系统
采用双节模板,每节模板高1.5m,采用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2道檩(围檩用 48mm×3.5mm钢管),用可抽拔的对拉螺栓进行固定。采用两节模板施工法,模板交替拆支,模板支撑受力体系依靠筒壁完成,操作架仅用于调节与固定模板的半径尺寸。采用两节支模法比以往的单节支模可减少接槎和漏浆等通病,使烟囱外表更美观。
1.2.5 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:在每只提升架处设立分机控制箱,以满足单元独立操作;平台上设置总控制台,以满足整体同步提升要求。在每只提升架分机控制箱中设置过载保护装置及急停开关,不论哪只控制箱按下急停开关,所有提升架能同时停止提升作业,以保证提升安全,且总控制台处通过信号灯知道哪只提升架出现故障,以利及时排除故障。
2 升模施工
2.1 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、浇混凝土→拔管、混凝土修饰养护……→循环。
2.2 对中、标高控制
烟囱的中心用激光铅垂仪找中,每升一节模找一次,半径用钢尺量,因而用电动升模工艺施工烟囱中心偏差很小,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,以便调整。
2.3 施工中应注意事项
(1)对挂钩的松开和挂装切勿疏漏,应有专人检查。
(2)在提升过程中,应随时检查,以防止出现障碍,造成机件损坏。
(3)由于全部荷载支承于已有3d龄期的混凝土筒壁上,故近冬期施工时应作同条件养护试块,按电动升模要求,混凝土龄期强度从该节开始往下第1节、第2节和第3节分别达到5MPa、
9MPa、12MPa后方可升模施工。
(4)单元操作架上的模板,就位对中是系统顺利施工的关键,应向工人交待清楚,并应严格检查。