談鋼筋混凝土倒錐殼水箱提升施工工藝

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摘要：文章詳細(xì)介紹了雙環(huán)梁串聯(lián)倒置液壓千斤頂法提升水箱至預(yù)定位置，用臨時(shí)鋼支架定位，然后澆筑混凝土環(huán)板作永久固定，完成水塔施工的工藝要點(diǎn)；并分析了此工藝帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：保溫水箱；倒錐殼；水箱提升；串聯(lián)；倒置；液壓千斤頂

1工程概況

尼日利亞Okpella6000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目共3個(gè)45°鋼筋混凝土倒錐殼不保溫水塔，水箱容積分別為100m3、200m3及300m3，直徑分別為9.43m、11.57m、13.204m，自重分別為56.2t、75.87t、101.84t，提升高度分別為34.5m、34.5m、49.4m；水箱在地面圍繞支筒預(yù)制，待整體提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，焊接臨時(shí)鋼支腿，澆筑0.65m高鋼筋混凝土環(huán)板作為永久固定。水箱防水、氣窗及氣窗蓋待水箱固定后再施工。

2工藝流程

鋼筋混凝土倒錐殼水塔的水箱施工有兩種方法：一種是搭設(shè)滿堂腳手架，直接在支筒頂部支?，F(xiàn)澆，此方法耗材較大;另一種是圍繞支筒在地面預(yù)制后,采用機(jī)械將其提升到支筒頂部安裝。為節(jié)約材料，縮短工期，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，尼日利亞Okpella項(xiàng)目采用后者施工工藝，工藝流程圖見(jiàn)圖1。

3施工工藝

3.1施工準(zhǔn)備工作

3.1.1千斤頂提升能力計(jì)算根據(jù)《鋼筋混凝土倒錐殼不保溫水塔》（04S802）可知，三個(gè)水塔的水箱C30混凝土用量分別為22.3，30.12，40.48m³，水箱上殼欄桿鋼材重量分別為0.475，0.566，0.634t；查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）得知，C30鋼筋混凝土密度為2.5t/m³,所以水箱理論重量分別為56.2，75.87和101.83t。提升架采用GYD-35型滾珠式液壓千斤頂作為提升動(dòng)力，以Φ25圓鋼作為吊桿；該千斤頂額定工作起重量為15kN，實(shí)際工作起重量按50%計(jì)算，即7.5kN，工作壓力8MPa，工作行程35mm。考慮到工作時(shí)千斤頂不同步性，各吊桿的內(nèi)力不均衡，調(diào)平吊桿內(nèi)力的重分布，三個(gè)水塔提升液壓千斤頂每2個(gè)串聯(lián)成1組，數(shù)量分別選擇96，130，176個(gè)，可知提升力分別為72，97.5和132t,滿足要求。

3.1.2施工所需主要材料和工機(jī)具施工所需主要材料見(jiàn)表1，主要工機(jī)具見(jiàn)表2。 

3.1.3提升架與吊桿制作提前在地面上制作好提升架、吊桿。提升架采用#16槽鋼按支筒直徑彎曲而成，共8道，每2道拼成一組，共4組，每組橫豎雙向用#12槽鋼焊接固定；吊桿用Φ25mm圓鋼按1/4接頭錯(cuò)開(kāi)焊接，長(zhǎng)度分別約37m和52m，端頭打磨成坡口，焊接牢固，用手提砂輪將焊接節(jié)點(diǎn)打磨光滑，除銹、除塵；串聯(lián)千斤頂用Φ16螺桿固定在提升架環(huán)梁上，千斤頂內(nèi)預(yù)先穿入一截吊桿，以使上下兩排千斤頂同心工作。

3.1.4提升架吊裝將地面上預(yù)先加工好的提升架用履帶吊至水塔支筒頂，高空作業(yè)人員通過(guò)水塔支筒內(nèi)的鋼爬梯（已提前安裝好）上下，將提升架6根鋼支腿焊接在支筒頂預(yù)留的6個(gè)鋼筋混凝土柱子預(yù)埋件上；焊接前，必須校正提升架整體水平度及吊桿的垂直度。提升架固定后，隨即把液壓控制臺(tái)、油管、千斤頂連通；然后通電調(diào)試，檢查千斤頂、油路是否工作正常，是否存在漏油現(xiàn)象。

3.1.5吊桿對(duì)接提升架固定后，將吊桿底端與水箱底環(huán)梁預(yù)留的鋼板焊接，頂端與提升架上預(yù)先穿入千斤頂內(nèi)的吊桿逐一校準(zhǔn)、焊接，確保提升架、吊桿和支筒同心；焊接工作完成后，一定要檢查焊縫質(zhì)量，焊接節(jié)點(diǎn)打磨光滑并擦去灰塵及鐵銹。

3.2水箱提升

3.2.1提升準(zhǔn)備（1）水箱混凝土需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上；（2）提升前用警示帶設(shè)置安全區(qū)，安排專業(yè)安全員看守，確保整個(gè)施工過(guò)程的安全；（3）將水箱下環(huán)梁與支筒間的模板、砂土等雜物清理干凈；（4）調(diào)節(jié)吊桿的初始內(nèi)力，檢查每根吊桿的松緊程度，可將液壓操作臺(tái)內(nèi)的溢流閥壓力調(diào)至10MPa，通過(guò)千斤頂將每根吊桿預(yù)緊，使其內(nèi)力基本相同，用水準(zhǔn)儀在每根吊桿上抄好水平標(biāo)記線。

3.2.2試提將溢流閥壓力調(diào)至5MPa，開(kāi)動(dòng)油泵，千斤頂?shù)目^帶動(dòng)吊桿使水箱升起，至離地0.25m時(shí)停下，暫停24h；對(duì)提升架、液壓管路系統(tǒng)、水箱結(jié)構(gòu)、吊桿的對(duì)焊、底部綁條焊接頭和水箱傾斜度進(jìn)行檢查。3.2.3正式提升（1）水箱整體水平度調(diào)整好后即進(jìn)入正式提升階段,提升速度不宜過(guò)快，控制在4.2m/d，且一般以2.1m為一個(gè)提升段，如果在提升過(guò)程中發(fā)現(xiàn)箱體傾斜，通知提升架上的操作人員利用限位卡控制千斤頂行程來(lái)調(diào)整水箱整體水平度；（2）正常提升階段，觀察、調(diào)整水箱的水平度及吊桿、液壓設(shè)備、提升架的受力情況；每晚停止提升時(shí)將4個(gè)鋼楔塞入水箱下環(huán)梁和筒身之間的縫隙，防止水箱晃動(dòng)；（3）水箱每提升2~3m，將露出千斤頂?shù)牡鯒U用氣焊切割一次，在每串千斤頂?shù)捻敳垦b一塊鐵皮擋板套在吊桿上，防止切割時(shí)鋼水和濺渣落入千斤頂；（4）預(yù)先把水箱提升終點(diǎn)標(biāo)高標(biāo)記在提升架上，水箱上口通過(guò)提升架時(shí)，觀察其是否刮到提升架，千斤頂高壓膠管是否被擠壞，當(dāng)水箱提升至低于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.2m時(shí)停下，此時(shí)需要微調(diào)水箱高度，并校正其軸心；待一切校正工作完畢后，再將水箱緩慢提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.3水箱固定

3.3.1焊接鋼支撐水箱由豎向6對(duì)#16斜向槽鋼支撐，槽鋼分別焊接在水塔支筒頂部6塊M-6埋件和水箱底環(huán)梁預(yù)埋鋼板上，再用一80mm×10mm的鋼板將6根支撐焊接在一起，形成一道水平腰箍，加強(qiáng)其穩(wěn)定性（見(jiàn)圖4）。

3.3.2安裝環(huán)板施工平臺(tái)支筒壁的預(yù)埋件上用#12槽鋼焊制操作平臺(tái)，設(shè)置安全防護(hù)，鋪設(shè)輕質(zhì)鋼跳板；布置見(jiàn)圖5。3.3.3水箱環(huán)板施工加固后，在預(yù)埋于支筒頂?shù)乃戒摴苤紊现гO(shè)環(huán)板模板，綁扎鋼筋，澆筑C30混凝土，使水箱永久固定；混凝土以30cm一層分層澆筑，須振搗密實(shí)；待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%時(shí)可拆除提升架。

3.4關(guān)鍵工序控制要點(diǎn)

（1）水箱提升前，其與支筒的混凝土強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%；（2）吊桿必須按不小0.8m錯(cuò)開(kāi)焊接，端頭打磨成V型坡口，以便焊接牢固，并將焊接節(jié)點(diǎn)打磨光滑，除銹、除塵；（3）提升架焊接前，必須校正整體水平度及吊桿的垂直度，吊桿、千斤頂必須全部同心，提升架組裝好后必須經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人會(huì)同專職安全員檢查合格后才能操作，使用期間不得隨意改動(dòng)；（4）水箱正式提升前，一定要先將水箱試提至0.25m高度停下，觀察24h；對(duì)提升架、液壓管路系統(tǒng)、水箱結(jié)構(gòu)、吊桿的對(duì)焊、底部綁條焊接頭和水箱傾斜度進(jìn)行全面檢查；（5）提升速度不宜過(guò)快，控制在4.2m/d，且一般以2.1m為一個(gè)提升段；（6）在環(huán)板混凝土強(qiáng)度等級(jí)未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，至少1/4的吊桿不得放松。3.5改進(jìn)措施水箱提升架鋼結(jié)構(gòu)安裝較復(fù)雜，可在支筒頂部設(shè)計(jì)混凝土牛腿代替鋼支架，減少鋼柱6根，鋼環(huán)梁2層，且增加了平臺(tái)空間，施工安全性也有所提高。

4結(jié)語(yǔ)

整體提升工藝在蘇州中材建設(shè)有限公司非洲D(zhuǎn)angote水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；其操作簡(jiǎn)便、安全可靠，成本低、工期短，可為今后類似大型構(gòu)筑物的吊裝提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]胡長(zhǎng)智.大型（500t）水塔水箱提升工藝[J].工程技術(shù)，2013.20(4).

[2]王新陽(yáng)，胡孝平，李少華.倒錐形水塔的水柜提升施工[J].山西建筑，2006.32(10).

作者：任發(fā)亮 單位：蘇州中材建設(shè)有限公司