大型火力发电厂冷却塔人字柱施工

大型火力发电厂冷却塔人字柱施工大型火力发电厂的冷却塔是电厂重要的标志性建筑之一，其主要功能是通过蒸发散热将汽轮机排出的乏汽冷却成水，从而形成热力循环。冷却塔的结构形式多样，其中双曲线型自然通风冷却塔因散热效率高、运行成本低等优点，被广泛应用于大型火电厂。而人字柱作为双曲线冷却塔的关键承重结构，其施工质量直接关系到整个冷却塔的安全稳定运行。一、人字柱的结构特点与作用人字柱（A-framecolumn）是连接冷却塔环基与筒壁的倾斜立柱，通常成对布置，呈“人”字形或“V”字形，因此得名。1.结构特点倾斜布置：人字柱与环基、筒壁的连接均为铰接或刚接，其倾斜角度通常在**60°~75°**之间，具体角度根据冷却塔的直径、高度及荷载计算确定。截面形式：常见的截面形式有矩形、圆形和多边形。矩形截面施工方便，应用最为广泛；圆形截面受力更均匀，但模板加工复杂。配筋密集：由于承受巨大的轴向压力和弯矩，人字柱的纵向钢筋和箍筋配置通常非常密集，对混凝土的浇筑和振捣提出了较高要求。2.主要作用传递荷载：将上部筒壁、淋水填料、风荷载、地震荷载等全部荷载传递至环基和地基。形成稳定支撑：多对人字柱共同作用，形成一个稳定的锥形支撑体系，为上部筒壁的施工提供可靠的操作平台和支撑结构。调整筒壁曲线：通过精确控制人字柱的倾斜角度和顶部标高，可以有效调整上部筒壁的双曲线形状，确保其空气动力学性能。二、人字柱施工的关键技术与流程人字柱施工是冷却塔建设中的难点和重点，其施工流程通常包括：施工准备→测量放线→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→模板拆除与养护。1.施工准备施工准备是确保人字柱施工顺利进行的前提，主要包括以下内容：技术准备：组织施工人员学习施工图纸、技术规范和安全操作规程，进行详细的技术交底。对施工中可能遇到的难点（如模板加固、混凝土浇筑）进行预分析，并制定相应的应急预案。材料准备：提前备足合格的钢筋、水泥、砂石料等原材料，并进行见证取样和复试。根据混凝土强度等级和施工要求，委托试验室进行配合比设计。机具准备：准备好钢筋加工机械（切断机、弯曲机、调直机）、模板（通常为定型钢模板或木模板）、混凝土搅拌及运输设备（搅拌站、泵车、罐车）、振捣设备（插入式振捣棒）等。场地准备：清理环基顶面，弹出环基中心线和人字柱定位线。搭设必要的脚手架和操作平台，确保施工人员的安全。2.测量放线测量放线是保证人字柱位置、倾斜角度和顶部标高准确的关键环节。控制网布设：以冷却塔的中心桩和环基上的控制点为基准，布设高精度的测量控制网。定位放线：在环基顶面上，根据设计坐标，精确放出每对人字柱的根部中心点和轮廓线。利用全站仪或经纬仪，根据设计的倾斜角度，在环基外侧或内侧的辅助平台上，放出人字柱顶部的投影点。采用三维坐标法或角度交会法，在模板或钢筋上标记出纵向钢筋的位置和模板的安装控制线。精度要求：人字柱的根部中心偏差应控制在**±10mm以内，顶部中心偏差应控制在±15mm以内，倾斜角度偏差应小于0.5°**。3.钢筋绑扎人字柱的钢筋绑扎工作量大，质量要求高，是施工中的重点工序。钢筋加工：纵向钢筋：根据设计长度和弯钩要求进行下料和加工。由于人字柱倾斜，纵向钢筋的实际长度需根据倾斜角度进行精确计算。箍筋：按照设计间距和弯钩形式加工，箍筋的弯钩角度应为135°，平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。钢筋安装：架立筋安装：先安装几根主要的纵向架立筋，并用临时支撑固定，以确定钢筋骨架的位置和倾斜角度。主筋绑扎：将所有纵向主筋按设计间距绑扎在架立筋上，确保主筋的保护层厚度。保护层垫块应采用与混凝土同强度等级的砂浆垫块或塑料垫块，间距不宜大于1m。箍筋绑扎：箍筋应与纵向主筋垂直，绑扎牢固，开口应错开布置。在人字柱的顶部、底部以及与环基、筒壁连接的部位，箍筋间距应适当加密。预埋件安装：根据设计要求，在钢筋骨架中准确安装各种预埋件（如爬梯埋件、筒壁施工的支撑埋件等），并采取可靠的固定措施，防止在混凝土浇筑过程中移位。4.模板安装模板安装是控制人字柱外形尺寸和倾斜角度的关键。模板选型：钢模板：刚度大、周转次数多、成型质量好，适用于工程量大、工期紧的项目，但一次性投入较高。木模板：重量轻、加工方便、成本低，但刚度较小，容易变形，适用于小批量或异形截面的人字柱。组合模板：结合了钢模板和木模板的优点，可以根据需要灵活组合。模板安装要点：底部处理：模板底部应与环基顶面紧密贴合，缝隙处用水泥砂浆或密封胶封堵，防止漏浆。支撑体系：由于人字柱倾斜，模板承受的侧压力较大，必须设置牢固的斜向支撑和水平支撑。支撑体系应与环基或周围的稳定结构相连，严禁将支撑固定在脚手架上。倾斜角度控制：利用测量仪器（如全站仪、水准仪）实时监测模板的倾斜角度和顶部标高，通过调整支撑的长度和角度进行精确控制。接缝处理：模板之间的接缝应严密，可粘贴双面胶条或海绵条，防止混凝土浇筑时漏浆。模板的拼缝应平整，避免出现错台。验收：模板安装完成后，应对其位置、倾斜角度、截面尺寸、顶部标高、垂直度等进行全面检查验收，合格后方可进入下一道工序。5.混凝土浇筑混凝土浇筑是人字柱施工的核心环节，直接影响其内在质量和外观质量。混凝土要求：强度等级：通常为人C30~C40，具体根据设计要求确定。工作性：由于人字柱钢筋密集，混凝土的坍落度应控制在180mm~220mm之间，且具有良好的和易性和保水性，不易产生离析。原材料：优先选用水化热较低的水泥，粗骨料的粒径不宜大于25mm，细骨料宜采用中砂。浇筑要点：浇筑顺序：人字柱通常采用对称浇筑的方式，即同时浇筑相对位置的两根或多根人字柱，以避免因单侧浇筑产生的侧压力导致模板移位。浇筑方式：混凝土应通过溜槽或串筒下料，避免混凝土自由下落高度超过2m，防止混凝土离析。振捣密实：采用插入式振捣棒振捣，振捣棒的移动间距不应大于其作用半径的1.5倍（一般为300mm~400mm）。振捣时应快插慢拔，直至混凝土表面不再下沉、不再出现气泡、表面泛浆为止。特别注意钢筋密集区域和模板角落的振捣，防止出现蜂窝、麻面等缺陷。分层浇筑：当人字柱高度较大时，应分层浇筑，每层厚度不宜超过500mm。上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇筑完毕，并振捣密实。表面处理：混凝土浇筑至顶部后，应及时将表面抹平压光。对于与人字柱顶部连接的筒壁施工，有时需要在混凝土表面预留键槽或粗糙面，以增强连接部位的抗剪能力。6.模板拆除与养护模板拆除和混凝土养护是保证人字柱质量的最后环节。模板拆除：拆除时间：侧模拆除应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损时方可进行，一般在混凝土浇筑后24~48小时。底模（如果设置）的拆除时间应根据混凝土强度试验报告确定，通常需要达到设计强度的**75%**以上。拆除顺序：应遵循“先支后拆、后支先拆”的原则，先拆除斜向支撑和水平支撑，再拆除模板。拆除时应轻拿轻放，避免损伤混凝土表面和棱角。混凝土养护：养护方式：混凝土浇筑完毕后，应及时覆盖塑料薄膜或草帘，并洒水养护。养护时间不应少于14天。养护要求：保持混凝土表面湿润，避免阳光直射和风吹。在炎热季节，可采用喷雾养护或覆盖湿麻袋的方式；在寒冷季节，应采取保温措施，防止混凝土受冻。三、人字柱施工中的常见问题与防治措施在人字柱施工过程中，由于其结构特点和施工难度，容易出现一些质量问题。常见问题产生原因防治措施钢筋位移1.钢筋绑扎不牢固；

2.混凝土浇筑时振捣棒碰撞钢筋；

3.预埋件固定不牢。1.加强钢筋绑扎质量，确保绑扎点牢固；

2.振捣时避免振捣棒直接碰撞钢筋；

3.预埋件应与钢筋骨架可靠连接，并设专人监护。模板变形、移位1.模板刚度不足；

2.支撑体系不牢固；

3.混凝土浇筑速度过快，侧压力过大。1.选用刚度足够的模板；

2.设计并安装牢固的支撑体系，必要时进行受力验算；

3.控制混凝土浇筑速度，分层浇筑，对称浇筑。混凝土蜂窝、麻面1.混凝土和易性差，产生离析；

2.振捣不密实；

3.模板接缝漏浆。1.严格控制混凝土配合比和坍落度；

2.加强振捣，确保振捣到位；

3.模板接缝处粘贴密封材料，防止漏浆。混凝土裂缝1.混凝土水化热过高；

2.养护不及时或养护不到位；

3.拆模过早，混凝土强度不足。1.选用低热水泥，优化配合比，降低水化热；

2.及时覆盖洒水养护，延长养护时间；

3.严格控制拆模时间，根据试验报告确定。倾斜角度偏差过大1.测量放线精度不够；

2.模板支撑调整不到位；

3.混凝土浇筑时模板移位。1.提高测量放线精度，采用高精度测量仪器；

2.模板安装时反复校核倾斜角度，确保准确；

3.加强混凝土浇筑过程中的监测，发现问题及时调整。四、人字柱施工的质量控制与安全管理1.质量控制要点原材料控制：严格检查钢筋、水泥、砂石料等原材料的质量证明文件，并按规定进行抽样复试，不合格材料严禁使用。过程控制：钢筋绑扎：重点检查钢筋的规格、数量、间距、保护层厚度和绑扎质量。模板安装：重点检查模板的位置、倾斜角度、截面尺寸、支撑体系的牢固性。混凝土浇筑：重点检查混凝土的坍落度、和易性，以及浇筑顺序、振捣质量。验收标准：人字柱施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）和设计图纸的要求。2.安全管理措施安全教育：对所有施工人员进行安全教育和培训，考核合格后方可上岗。安全防护：施工人员必须佩戴安全帽、安全带等个人防护用品。搭设的脚手架和操作平台必须符合安全规范要求，设置防护栏杆和安全网。模板支撑体系应进行设计计算，确保其稳定性。用电安全：施工现场的临时用电必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46）的要求，设置漏电保护器。机械安全：各种施工机械必须由专人操作，定期进行维护保养，严禁带病运行。应急预案：制定针对高处坠落、物体打击、触电、坍塌等事故的应急预案，并定期组织演练。五、人字柱施工的发展趋势随着建筑技术的不断进步，人字柱施工也在向工业化、智能化、绿色化方向发展。工业化施工：采用预制装配式人字柱，在工厂内完成钢筋绑扎和混凝土浇筑，然后运输至现场安装。这种方法可以有效提高施工质量和效率，减少现场作业量。智能化施工：利用BIM技术（建筑信息模型）进行三维建模和碰撞检查，优化施工方案；采用自动化测量机器人进行实时监测和精度控制；利用混凝土智能温控系统