毕业设计精品]180m高矩形烟囱施工技术——混凝土筒身及钢内筒施工.doc

本科毕业论文180m高矩形烟囱施工技术混凝土筒身及钢内筒施工专业指导教师-1-内容摘要山西惠普焦业有限公司两根并联180m矩形混凝土烟囱，造型独特，四面收分，模板支设难度大，筒体混凝土和钢筋工程量大，质量要求高，内设两只重270000kg直径4.3m的自承重钢内筒，重量重，安装工艺要求高。本文介绍了矩形混凝土烟囱主体施工的重点、难点，确定了施工方案和施工程序，重点阐述了主要施工方法。同时本文介绍了钢内筒安装方案的确定，施工准备及进度安排，着重介绍了钢内筒分节组装逐节焊接提升安装技术的施工方法和技术措施。180m高矩形烟囱混凝土筒身及钢内筒的成功施工，为今后同类工程积累了施工经验。关键词：烟囱钢内筒分节组装焊接液压提升吊点加强环-2-目录一、矩形烟囱混凝土结构施工.-1-（一）工程概况.-1-（二）工程重点、难点、特点.-1-（三）施工方案的确定.-1-（四）施工程序.-2-1.总程序.-2-2.标准段施工工艺流程.-2-（五）主要施工方法.-2-1.滑升平台及支承杆的设置.-2-2.翻模施工.-3-3.钢筋工程.-4-4.混凝土工程.-4-5.平台滑升.-4-6.滑升中注意事项.-4-7.垂直控制与质量检测.-5-8.平台的拆除及其它措施.-5-二、烟囱钢内筒安装施工.-5-（一）工程概况.-5-（二）安装方案的确定.-5-（三）施工准备及进度安排.-6-（四）主要施工方法及技术措施.-6-1.钢内筒组装焊接工艺流程.-6-2.钢内筒安装.-7-3.钢内筒液压提升吊装.-8-4.钢内筒组装焊接平台的设置.-9-5.吊点负何计算.-9-6.筒体晃动的控制.-10-7.筒体吊点加强环的设置.-10-（五）千斤顶的使用和维护.-10-（六）液压提升装置的安装及试验检测.-11-（七）施工过程监测.-11-三、结束语.-11-参考文献.-12-1-180m高矩形烟囱施工技术混凝土筒身及钢内筒施工一、矩形烟囱混凝土结构施工（一）工程概况由中美合资山西惠普焦业有限公司投资兴建的国内首座7.63m焦炉配套项目两根并联180m高的矩形烟囱，基础为预制桩基，承台是3030mC30钢筋混凝土基础，底标高为-9.35m，承台上口标高为-5.35m，烟囱筒身采用C35混凝土，底部矩形尺寸是2012m，顶部尺寸是14.27.1m，壁厚根部为800mm，顶部为350mm，中间加设剪力墙将筒身一分为二，内筒采用直径4.3m钢质焊接圆筒，内外筒间设保温、隔热、防腐、防火层，工程由韩国设计，太钢设计院深化设计，江苏中兴建设有限公司总承包，专业分包单位负责内衬施工。（二）工程重点、难点、特点1.本工程具有造型独特。矩形双孔，内外四面收分，国内罕见，公司首次承建，模板支设难度大，施工电梯安全升降有一定难度。2.筒体混凝土和钢筋工程量大。筒身混凝土为3600m3，钢筋1280吨。3.施工工期短，筒身结构施工期为90天，2005年9月1日至2005年11月，正好进入太原冬季施工期。4.质量要求高。混凝土结构必须达到表面清洁光滑，外观线条顺畅，烟囱中心垂直度偏差应在允许偏差值一半以内，即小于60mm。5.工艺要求高。除结构施工外还必须为内筒、保温、隔热、防火、航标标志施工，留下相关的操作面及预埋件等。6.施工场地窄小，安全防护要求高，工程位于厂区内原有建筑物及办公室之间，高空作业时安全防护尤为重要。（三）施工方案的确定根据本工程特点，结合我公司多年施工经验和项目实际情况，考核到土建施工后，烟囱内筒及保温的二次施工，同时考虑操作人员材料上下的安全，确定以下方案。1.该烟囱施工过程按工艺要求分以下几个阶段，即30m以下阶段，30m至96m阶段，96m以上阶段。2.30m以下采用普通钢管脚手做操作架，马道供人员及小件物品上下，塔吊作为主要垂直运输工具；液压滑升平台在30m处组装，供以上阶段使用，同时安装双笼人货两用电梯随液压滑升平台升高；液压滑升平台在75m处进行一次改装，以利安全运行；96m以下采用泵送商品混凝土工艺进行混凝土的浇筑，96m以上因泵送困难，加之混凝土量减小，将改用小塌落度的普遍混凝土进行浇筑，直至烟囱顶。3.模板采用定型制作，且具有收分功能的钢模板图1钢模板1830mm孔共3个该孔居中内角模外角模角铁40404mm加劲肋403mm中间加劲肋按标准设置15015010角铁4040430180141101503013042410010-2-翻模工艺，内外模板采用直径14mm对拉螺栓，利用操作架或平台吊架进行定位，定型钢模板按底部尺寸配制三套，周转使用。定型钢模板由专业生产厂家生产,如图1。4.钢筋工程由地面预先加工成型，竖向接头均采用直螺纹连接，接头按钢筋数量50%错开设置，由于筒壁钢筋量大，在操作平台上架设两个摇头扒杆，专门吊运钢筋。5.采用激光铅垂仪及经纬仪内外控制筒体垂直度。6.科学布置施工现场，如图2。宿舍1.8m高密目安全网围护墙料具堆场烟囱防护棚钢制灯塔宿舍场外道路廊桥30m料具堆场值班厕所食堂原有建筑办公室宿舍钢筋加工场地料具堆场电梯塔吊安全通道砼泵图2现场平面布置图（四）施工程序1.总程序2.标准段施工工艺流程钢筋加工钢筋安装铁件预埋模板安装轴线校对混凝土浇灌模板拆除混凝土养护操作平台滑升（五）主要施工方法1.滑升平台及支承杆的设置根据本烟囱计算及构造要求，滑升操作平台采用40个6吨穿心千斤顶。千斤顶穿心杆支承杆为483.5钢管。支承杆接长既要保证上下中心重合在一条直线上，以便千斤顶顺利场地交接工程交接在基础上做控制标记搭设操作架清理钢筋及砼钢筋绑扎模板支设砼浇筑重复操作施工至20板标高30m滑升平台和电梯运行翻模施工至75m50板滑升平台改装后继续至96m64板改为普通砼封顶并拆除模板和平台-3-通过，又要保证接长处具有相当的支承垂直荷载能力和抗弯能力，在接长时，上下钢管采用内套管及销钉连接，接头按50%接头区间隔设置，支承杆安装的坡度用靠尺检查，并与烟囱坡度一致，支承杆埋入混凝土中替代钢筋用量，不再拔出。操作平台主梁均为两根16号槽钢，槽钢背靠背设置，中间间隙为90mm，上下梁交叉处用16螺栓连接，梁与梁之间的间距一般控制在15001800，平台上除筒壁处满铺脚手板外，周围设防护栏杆和安全网，施工时随烟囱缩小调整平台操作面积。见图3。图3施工平台平面示意图2.翻模施工筒身翻模自0.00至30m处，共20板，模板经专门设计，用6001500定型钢模板，围楞用50100木方，内外侧设两道14间距600穿墙螺栓加固，筒壁内侧搭满堂脚手架，外侧搭普遍脚手架及马道。第一板施工前应视基础混凝土浇筑情况，对混凝土浇筑高度不一致处须采用木模补齐，并满足定型钢模竖向支模模数，施工到倒数第二板，即第19板，标高27m以上时，必须在浇筑混凝土前，按滑升平台要求，在平台支承杆位置预埋支承杆，并采取可靠措施对支承杆位置进行固定，保证浇筑混凝土过程中支承杆不移位。翻板施工模具为定型钢模，模板带穿墙螺栓孔，支模时，模板下部与下层模板用螺丝或回型销连接，模板上口通过固定在平台上的法兰螺丝来调整。平台提升前须待混凝土达到初凝以后拆除模板固定架上的法兰螺丝。施工平台每次提升高度为1500。为控制平台的平整度，在千斤顶爬杆上每500测一次水平，用限位长控制千斤顶标高，分三次提升到位。平台在提升过程中，为保证平台的稳定性，筒壁水平筋随时与48支撑焊牢。见图4。-4-图4翻板施工示意图3.钢筋工程烟囱筒身的钢筋绑扎作业必须选择技术熟练及责任心较强的工人操作。竖筋采用直螺纹套筒连接，水平筋采用绑扎搭接连接。竖筋44.5m长度，水平筋不宜大于9m。水平筋及竖向筋采用固定钢筋支撑架绑扎，保证水平、垂直、斜度、距离及保护层厚度。钢筋用摇头扒杆运输，随吊随用，均匀堆放在操作平台上，施工中随时做好避雷接地焊接，预埋件埋设工作。4.混凝土工程筒身混凝土设计强度等级为C35，考虑9月份11月份太原地区气温较低，为保证三套模板翻模速度和工程进度，经设计同意，将C35改为C50，采用525#水泥，水泥用量在480kg以内，同时在混凝土内掺入高效减水早强剂，坍落度满足施工艺和天气要求，混凝土初凝时间不少于2小时，终凝不大于5小时，810小时混凝土强度控制在0.610Mpa，满足平台滑升的工艺要求，便于提前拆模。96m以下采用泵送商品混凝土浇筑，96m以上现场搅拌混凝土，采用特制的施工电梯料斗运至爬升平台后，通过溜槽入模，对于运输过程出现的离析混凝土作废弃处理，每次浇筑面均低于模板上口30mm以内，同时在最下节模板底用海棉条封底，防止漏浆污染已浇筒壁。5.平台滑升平台滑升分为初滑，正常滑和未升三个阶段，滑升时间每分钟2030mm，一次滑升2h以内。初滑阶段：注意观察滑升设备平台及新浇混凝土的状态，以保证平台安全。正常滑升阶段：在确认各设备、各部件工作状态适宜正常滑升后，进行正常速度滑升，每滑升300mm高度暂停一下，检查平台平整及垂直度、斜度。每次滑升为一个翻板，即1.5m高度。未升阶段：滑升至预计标高或因意外需要中途停滑时，必须放慢滑升速度，同时对平台水平度、平台中心、方向等进行校对，做适当调整使平台处于合理状态。6.滑升中注意事项每次滑升高度不大于300mm，新浇混凝土控制在0.450.75Mpa之间，提升过程中同时进行纠偏工作，保持支承杆受力均匀，平台水平，荷载均匀布置。当遇到风力较大时，应收缩平台宽度，减少风载面积，当中心偏差时，应局部微调爬升千斤顶高或行程，靠平台水平-5-推力，调到中心位置。当发现平台扭转时，应调整混凝土浇筑方向。滑动模板对称安装，均匀收模，同时合理布置支撑杆剪刀撑体系。7.垂直控制与质量检测在烟囱中心筒座底部周围，设观察井，深度-5.35m，砖墙围护，在标高-2.8m处设顶板，层净高2.8m，其内安装测量设备，激光铅垂仪。烟囱中心偏差用激光铅垂仪检测，并安装于观察井内，操作平台中心设置激光接收靶，接收激光信号，以检测中心偏移。每提升一次检测一次。操作平台扭转偏差用经纬仪检测，经纬仪设在筒身外200m，固定点，观测平台上的观测标点与筒身上的固定点扭转距离，由平台人员画出弧线长度，每板测一次。筒身高度用水平仪和钢尺检侧，实行一天一抄平，一米刻一记，十米一标记，五十米一投检。筒身沉降观察每增加15m检测一次。钢筋混凝土工程按常规方法跟班检查，每板隐蔽验收一次，筒身混凝土按每板1.5m取一组试块。8.平台的拆除及其它措施平台拆除分两步，一是筒身结构到顶后，拆除滑升平台的部分构件；二是在内衬施工结束，视其它工种配合要求拆除滑升平台的剩余部分及拆除平台全部构件。安全防护30m以内满堂脚手架，外脚手架张安全网和设竹笆防护，30m以上随爬升平台，四周吊架设竹笆和安全网防护，高灭火器、避雷接地防护。二、烟囱钢内筒安装施工（一）工程概况2根并联180m高矩形钢筋混凝土烟囱底部外尺寸为2012m，顶部尺寸为14.2m7.1m，烟囱中设剪力墙分隔。外壁总高度176m，内有7层钢平台（标高分别为0.25m、42m、76m、116m、156m、170.5m、174.4m），内设4.3m的自承重结构钢内筒，中心对称,东西向布置，高度180m，其中钢内筒底座5m深，每只钢内筒重270000kg，两只钢内筒中心间距7m，内外筒之间设环型钢梯从底部到顶。钢内筒顶端7m材料采用不锈钢板316L厚度为8mm，其余筒节材料采用Q235B钢板厚度分别为50mm、20mm、17mm、15mm、12mm、10mm、9mm、8mm、7mm等9种规格。其中钢内筒底座50mm厚，顶端钛复合筒节与下部碳钢筒节采用法兰连接。钢内筒和钢烟道保温层由岩棉、彩钢板、绝缘钉、不锈钢栓钉组成。电气专业的主要施工内容是：4根避雷针和64只航标灯。合同施工总工期为100天。现场钢筋砼外筒已完成，施工外用电梯及176m烟囱上口平台井架、吊杆尚未拆除。钢内筒及钢楼梯平台，设备埋件已由业主委托专业生产厂家按图纸及总体专项方案要求加工成形。（二）安装方案的确定在总结国内外类似工程安装经验的基础上，结合现场条件、设计图纸、冬季施工及工期要求，提出利用土建施工电梯及烟囱上口井架吊杆平台作为运输钢内筒临时施工设备材料的机具；另设两台10T卷扬机滑轮组设备，吊运组装烟囱上口临时钢构架及液压千斤顶装置，安装地面以下钢内筒底座，并吊装第一节钢内筒；利用烟囱176m平台及钢吊梁安装液压穿心千斤顶设备，逐节组焊提升钢内筒；烟囱地面设轨道跑车运送钢内筒到吊装点；专业公司与设计院按此方案进行深化图设计和施工工况分析；生产厂家分节加工，按指定时间运送钢内筒到现场，证保质量、安全、工期达到规定的要求。-6-（三）施工准备及进度安排1.本工程项目部由专业公司主管生产技术、材料设备、质量安全人员组成，选派经验丰富、责任心强、体格良好的项目经理。特殊作业人员持证上岗作业。2.现场按一套液压提升设备分两次提升两只钢内筒，计划施工工期控制在90天内。3.在设备进场施工准备期间，将施工用的工装、吊装钢构架等材料准备好。4.在混凝土外筒施工的同时在钢结构加工厂预制钢内筒，在外筒混凝土施工结束时，完成钢筒体的制作和厂内试组装任务。5.在混凝土外筒施工电梯井架卷扬机拆除前，利用烟囱上口土建井架吊杆及卷扬机先把吊装梁安装好；在176m烟囱口用I32、25及L100等材料制成5m高的吊装框架，在安装千斤顶及梁的同时将174.4m平台安装好。考虑天气原因，施工时正处于严