钢筋混凝土烟囱新建最佳施工方案.docx

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钢筋混凝土烟囱新建最佳施工方案

砼烟囱新建最佳施工方案

第一章 编制依据

1、华亭中煦60万吨/年甲醇装置150M钢筋混凝土烟囱图纸；

2、工程测量规范                                           GB50026－93

3、混凝土结构工程施工质量验收规范                         GB50204－2002

4、建筑工程施工质量验收统一标准                           GB50300－2002

5、安全、防火、劳动保护技术规程                           SH3505

6、钢筋焊接及验收规程                                     JGJ18－2003

7、混凝土质量控制标准                                     GB50164－92

8、滑动模板工程技术规范                                   GB50113-2005

9、混凝土外加剂应用技术规范                               GB50119-2003

10、砌体工程施工质量验收规范                               GB50203-2002

11、烟囱工程施工及验收规范                                 GBJ78-85

12、液压滑动模板施工安全技术规程                           JGJ65-89

13、钢结构工程施工质量验收规范                             GB50205-2001

14、相关法律、法规、规范、规程及标准；

第二章 工程概况

1、工程概况

本工程烟囱为单筒式钢筋砼结构烟囱，总高度为150m，上口内径5.00m，下口外径14.86m。

烟囱内衬采用耐酸砖砌块,内衬与筒壁之间采用珍珠岩隔热层。

烟囱内+4.57米、+18.00米、+30.00米、+45.00米……以上为每15米设置牛腿一道，筒身外侧设置爬梯一座，信号平台两层，信号平台的高度分别是90米和146米，钢筋混凝土烟囱筒壁在0～150米的范围内均为双层配筋。

2、工程特点、难点介绍

2.1、本工程主体开工期间是当地的冬期施工，混凝土的保温养护、裂缝控制是工程施工的难点之一。

2.2、滑模施工必须保证混凝土的连续浇筑，模板的连续滑升，才能确保工程的施工质量，所以人员、材料、设备及机械的合理配置，综合协调也是本工程的特点之一。

2.3、烟囱施工工序较多，包括混凝土施工、钢筋绑扎、模板的滑升，内衬的砌筑，隔热材料的填充等，工种繁多、交叉作业频繁，工期紧、任务重、作业面又受到限制，所以施工期间安全控制是完成烟囱的前提，也是重点、难点。

3、材料要求

3.1、筒体：

30m以下C35,30m以上C30                   3.2、隔热材料：

珍珠岩制品

3.3、内衬：

耐酸砖                                    3.4、钢筋：

HPB235、HRB335

              第三章  施工准备及施工安排

1、施工准备

1.1、施工图纸审核

（1） 施工图及设计文件下达后，由技术负责人组织技术员、预算员等各部门相关人员认真阅读设计文件和施工图纸，领会、熟悉设计要求和图纸内容，审查设计文件和图纸中可能存在的问题；

（2）  核对施工图、设计说明书及标准图是否正确、完整；核对基础坐标、标高是否与其它基础图一致；

（3）  对图纸中存在的问题详细列出，交技术负责人归纳、汇总，并及时与设计人员联系或在图纸会审上提出，以求得到设计部门的答复和解决，并做好图纸会审记录。

（4）  烟囱筒身施工时，为了保证按施工图纸施工，施工前要绘制施工图表，把每节设计要求的半径、壁厚、配筋、埋件、耐酸砖砌体及工程量一一列出，以指导施工。

2、技术交底

技术负责人根据工程进展情况，组织编制详细的技术交底。

（1）      施工方案的交底：

施工方案内容由技术负责人向技术员、施工员、检查员、施工班组长进行交底，并及时做好交底记录。

（2）      分部分项工程的技术交底：

由技术员、施工员向操作人员进行技术交底，并及时做好交底记录。

3、项目组织机构

参见下图。

项目技术负责人

施工班组

项目副经理

项目经理：

雷熙华

4、施工进度安排

4.1、本工程根据建设单位及相关单位的要求，主体工程开工日期2009年02月10日，计划2008年02月26日开始烟囱筒体的滑模施工，2009年5月25日完成筒体施工，6月18日前完成+18米以下灰斗平台、内衬施工，6月20日完成爬梯、平台、航标灯、航标涂料的施工并竣工验收。

本工程总日历天数130天。

4.2、施工程序:

人员、机械、材料进场→滑模设备组装→初滑、筒体滑模→内壁防腐、内衬砌筑、隔热层施工→爬梯安装→封顶、滑模设备拆除→避雷、航标漆→散水→机械设备撤场→验收

5、人员、机具计划

安排见第七章。

第四章  筒体施工准备及施工安排

1、筒体施工

1.1、施工程序：

根据本工程的特点，将整个烟囱工程分三个阶段进行施工，并按照三个阶段进行进度控制，具体如下：

30米以下施工（3月20日结束）→105米以下（5月06日）→150米以下施工（5月25日结束），三个阶段施工工艺相同，30米处进行模板改装,105米处进行模板、平台改装。

1.2、滑模技术方案选择：

（1）模板系统：

内外模板均采用P1012和P2012定型平面钢模板，模板采用拼接，在模板上端第二孔，下端第一孔分别设[10#槽钢作为内外提模梁，内外模板固定在提模梁上，提模梁用调节滑道（8#槽钢）与提升架连接。

安装好模板单面倾斜度的6.00%，按规范要求模板高度1/2处为结构截面尺寸。

模板确保拼接严密、表面平整。

（2）提升架为“开”字形，立柱采用[14×2400槽钢，上横梁为双拼L63×6角钢，下横梁（安装千斤顶用）为双拼[12槽钢，立柱与横梁螺栓连接，提升架之间由[10槽钢加固圈梁（内外各两道）连接成整体。

（3）砼垂直运输使用两个外扒杆负责混凝土、钢筋的垂直运输,烟囱中心设置的一台施工吊笼，负责耐酸砖、耐酸胶泥、工具及人员上下等。

烟囱外侧设28组操作架与提升架，与二根14#槽钢组成辐射梁28组相连形成提升系统的主框架。

示意图如下：

1.爬升千斤顶   2.爬升钢管  3.开字架   4.滑升平台  5.调径如丝   6.外围圈    7.内围圈

8.内吊架平台   9.吊笼      10.井架   11.扒杆     12.平台栏杆  13.筒壁砼   14.外挂架

15.液压控制台  16.鼓圈

1.3、平台组装质量要求：

滑模组装允许偏差

内               容

允许偏差

模板结构轴线与相应结构轴线位置

3mm

围圈位置偏差

水 平 方 向

3mm

垂 直 方 向

3mm

提升架的垂直偏

平   面    内

3mm

平    面   外

2mm

安装千斤顶的提升架横梁相对标高偏

5mm

考虑倾斜度后模板尺寸的偏差

上       口

-1mm

下       口

+2mm

千斤顶安装位置的偏差

提升架平面内

5mm

提升架平面外

5mm

圆 模 直 径

5mm

相邻两块模板平面平整偏差

2mm

1.4、滑模施工准备

（1）滑模施工时浇砼、提升、绑扎钢筋相互交替进行，为了使滑模施工砼不产生施工缝，第一次浇砼至第二次开始浇砼的间隔时间必须控制在砼初疑时间之内，在初凝时间之内必须确保砼的供给（否则应掺加缓凝剂以延长砼初凝时间），才能确保砼出模强度及外观质量一致。

（2）滑模主要设备一览表

序号

设备名称

型号

额定功率

数量

1

施工吊笼

1台

2

砼振动器

ZX50

1.1

4台套（其中2台套备用）

3

电焊机

BX315

26

3台

4

液压控制台

HYS-15

1套（配油线管路）

5

液压千斤顶

GYD—60

6

36套（另备用4台）

6

卷扬机

18.5

1台

7

卷扬机

11

2台

8

卷扬机

5.5

2台

9

其它

略

（3）滑模施工劳动力准备

滑模施工工种多，协作性强，要求具有良好的素质和安全意识，操作技能较强，且具有类似施工操作经历的作业人员，其中专业性技术工种配备主要包括砼工、机械工、机修工、电工、焊工及滑模操作工等。

1.5、滑升模板设计

（1）设计依据

根据《液压滑升模板工程设计规范》计算。

（2）操作平台设计

根据滑模施工的经验及烟囱的机构尺寸（内截面最大半径6.96米），操作平台以辐射梁（[10槽钢）为骨架，在骨架上面固定50mm厚木板作为内操作平台；提升架内外设置下挑操作架。

操作架内外设防护栏杆，上铺平台板，形成内外操作平台。

内操作平台为耐酸砖等材料运输及内侧钢筋绑扎平台。

外平台架用于钢筋堆放，外层钢筋绑扎及机具堆放。

为了加强平面内径向控制，每对称一组提升架间设置一根φ48钢管拉结。

（3）平台设计的验算

本工程采用滑模施工方案,具有质量好、速度快、节约钢材和木材、减轻劳动强度、提高劳动效率等优点.滑模筑壁的提升系统主要由模板、围圈、提升架、钢性平台等构件组成。

施工总载荷：

1、钢平台自重28吨，

2、平台上的施工设备4吨，

3、平台铺板2吨

4、施工人员2吨

5、临时堆放材料10吨，

6、钢模板滑升时的磨擦阻力23吨

（2π×14.86×1.2m2×0.2T/m2=23T）

7、其它不确定载荷

所以总载荷取值为69T。

首先验算支撑杆的承载能力。

P0=（α/K）×（99.6－0.22L）

GBJ113－2004《滑动模板工程技术规范》附录B

P0—钢管支承杆允许承载力kN

α—工作条件系数，取0.7～1.0（本案取0.6）

K—安全系数，取值不小于2.0

L—支承杆计算长度（cm），取千斤顶下卡头到浇筑混凝土上表面距离，本方案取70cm

P0=（0.6/2.0）×（99.6－0.22×70）=28.83KN=2.9 T

本工程单根支承杆实际载荷

P=69/32=2.1T  ＜ P0=2.9T     安全

（以32台千斤顶GYD60计算，本案实际使用32台千斤顶，4台防扭转）

GYD60千斤顶允许工作载荷  3T     安全

以下主要对圆弧围圈、开字形提升架、钢性平台及拉杆的强度进行验算。

1模板

 模板系统为标准钢模板和自制收分模板组合而成，高度为1.2米。

2围圈

 采用φ48×3.5钢管弯曲制成圆弧形固定围圈,钢度与整体性较好,施工中弯形很小。

本工程采用4道围圈,主要计算围圈的强度和挠度;

3提升架

 提升架一般由立柱、横梁组成,主要计算提升架各点的内力,横梁的弯曲强度计算与校核。

4钢形平台

  主要包括由28对共56根匚10槽钢制成的辐射梁、中心鼓圈及鼓圈立柱、φ16圆钢制成的拉杆等组成,主要计算中心鼓圈的强度,辐射梁与立柱连接点的受力计算,拉杆的受力状况及强度的计算与校核。

验算围圈在水平荷载与垂直荷载作用下的强度和挠度

本滑模工程采用φ48×3.5脚手管弯曲成围圈。

每两个提升架之间的围圈弧长,相当于受外部径向均布荷载作用的无铰圆拱。

由于拱心角较小（α=11º30’<22º30’～30º）,且矢跨比也比较小（f/l<1/10）,其刚度较大,近似一根曲梁。

而混凝土对整体模板的侧压力,由提升架支托传到提升架的立柱上。

为简化计算,将围圈看作一根无限跨的连续梁考虑.

有关参数如下:

钢管惯性矩Jx=Jy=24.31㎝4,截面模数Wx=Wy=10.15㎝3

弹性模数E=2.1×106Kg/㎝2。

钢管许用应力[σ]=1000Kg/㎝2;提升架的间距即围圈的弧长L=1.5m,钢模板长H=1.2m,模板摩擦力F=200Kg/㎡,混凝土对整体模板的侧压力Ps=400Kg/㎡，混凝土入模冲击力Pt=200Kg/㎡。

                                                                                                         q

                           L

围圈受力图

平台总荷载69000Kg,平台总面积约197㎡,则作用于围圈上的   

操作平台荷载Q=69000/197=350Kg/㎡.

水平荷载qx=[（Ps+Pt）×H]÷2=360Kg/m=3.6Kg/㎝

垂直荷载qy=[（F+Q）×H]÷2=412.5Kg/m=4.1Kg/㎝

跨中弯矩Mx=（qx×L2）÷24=33.75Kg·m=3375Kg·㎝

My=（qy×L2）÷24=38.4Kg·m=3840Kg·㎝

跨中应力σ=Mx/Wx＋My/Wy=710.3Kg/㎝2

挠度   fmax=L4√qx2＋qy2   ÷（384E·J）

=1504√3.62＋2.722 ÷（384×2.1×106×24.31）

=0.116㎝

采用4道围圈,则每一道围圈σ’=σ/4=177.58Kg/㎝2<[σ]=1000Kg/㎝2

f’max=fmax/4=0.029㎝<150/400<0.375㎝

所以,围圈的设计是安全、可靠的。

（4）提升架的内力计算

提升架承担模板通过围圈传来的水平荷载与垂直荷载（混凝土侧压力、操作平台的自重及施工设备、操作人员荷重）。

内径L=0.9m设28个开字形架,

                        开架受力简图

间距h1=0.66m,S1=1.18M,S2=0.75m； a=0.2m

混凝土每层浇筑高度H=0.25m,P1、P2为上下围圈传来的载荷，包括模板、围圈自重，模板与砼之间的摩阻力，H1、H2为模板侧压力、砼入模冲击力传到上下围圈上的水平载荷。

各值均取最大值，P1=P2=875㎏，H1=800㎏，H2=200㎏。

提升腿与横梁截面形状

[10  Wt=39.7㎝3    

横梁    W1=2×39.7=79.4  ㎝3        

立柱     W2=bh2/6=420㎝3 

横梁AB、CD弯矩的计算，

横梁AB：

任意点M=0，

横梁CD：

Mmax=ME=L（P1+P2）/2=0.9（875+875）/2=787.5㎏*m

σmax=Mmax/W1=78750/79.4=992Kg/㎝2<[σ]<1600Kg/㎝2

立柱AF、BM弯矩的计算，

选取弯矩最大点，即A、B点。

  MA=MB=H2（h1+S1+S2）+H1（S1+h1）+（P1+P2）a

   =200（0.66+1.18+0.75）+800（1.18+0.66）+（875+875）0.2

   =518+1472+350=2340㎏*m

σmax=Mmax/W2=23400/420=55.7Kg/㎝2<[σ]<1600Kg/㎝2

所以开架的设计是安全、可靠的。

提升架横梁与立柱节点处螺栓连接强度的计算与校核

提升架横梁与立柱节点处用4颗M16的螺栓连接，

[τ]=1000Kg/㎝2

      节点承受弯矩：

M=MC=MD=H2（S1+S2）+H1S1+（P1+P2）a

   =200（1.18+0.75）+800*1.18+（875+875）0.2

  =386+944+350=1680㎏*m

   螺栓承受剪力：

Q=VC=VD=P1+P2=875+875=1750㎏

每颗螺栓承受内力：

N=M15/130+Q/2=1069㎏

每颗螺栓承受双剪：

τ=4N/3×2×（ΠR2）=354.3Kg/㎝2<[τ]=1000Kg/㎝2

所以横梁与提升腿用两颗M16的螺栓连接是安全、可靠的。

（5）平台结构的计算

1鼓圈强度的计算与校核       

平台总荷载69吨,化为均布荷载   

p=69÷197=0.35t/㎡,

幅射梁在鼓圈上的间距为0.348m,                       

鼓圈上的每一间距上荷载为:

P，=0.35×0.348=0.123t/m,

鼓圈上的每一间距上临界荷载为:

p=3EI/R3=0.533t/m.

（E=2.1×106Kg/㎝2,匚１４槽钢惯性矩I=563.7×２㎝4,R=1.1ｍ）

　　　　　　　　P，＜　p

该鼓圈安全。

施工时可以在鼓圈内焊加强筋，增大鼓圈保险系数。

②拉杆的强度计算与校核

假设一周均布28根拉杆。

拉杆长度为3.2m,鼓圈高度1.5m

拉杆在竖直方向的分力等于平台总荷载（不包括摩阻力）的一半

即28F拉分=28/2

        F拉分=0.5吨

        F拉分 =F拉·cosθ

        F拉=0.5/cosθ=1.05÷（1.5/3.2）=2.24吨

 拉杆是φ16Q235圆钢制成,许用应力[σ]=1200Kg/㎝2,面积为2㎝2

σ=F拉/2=1.12t/㎝2<[σ]=1200Kg/㎝2

所以，拉杆的选用是符合要求的。

（注：

在实际施工方案中,采用2周均布56根拉杆，材料采用圆钢φ16）

经以上验算本工程使用的钢结构平台安全,可靠.

（6）液压控制系统

油管要用液压橡胶管、油管接头采用滚压式接头，各部件使用前单件试压，油管需先用空压机吹干净，油液根据气温选择，气温低时选用10号液压油，气温高时选用20号或30号液压油。

本工程采用20号液压油。

每个千斤顶设一个针型阀门。

每根主油管上的分油管与千斤顶针型阀并联，其加压、回油较快，便于调整千斤顶高差。

（7）模板系统：

由内外固定模板、内外活动模板、内外收分模板三种模板组成，材料采用1.5mm,3mm钢板制作,用<50*5的角钢加固在内外围圈上。

1.6、滑模施工方法

（1）施工流程

滑升模具组装（自基础顶面开始）→初滑→正常滑升→末滑→滑升模板拆除。

（2）模具组装

A、工艺流程如下：

放线定位确定各提升架位置→沿内外加固圈梁位置环向方向抄平并每隔2m设置150×150水泥砂浆水平墩，安装内外加固圈梁→以平面位置安装提升架，底部固定在加固圈梁上，并校垂直→安装内外提模梁、辐射梁→纵向钢筋及提升架高度范围内的横向钢筋的绑扎→内外操作平台铺板及安全栏杆→组装模板→安装液压提升系统、重直运输系统及水电、通讯、信号、重直度水平度控制装置，并分别进行编号、检查和试验→插入支承杆→滑模一定高度后安装内外吊脚手、挂安全网。

B、施工方法

在已施工完的基础砼面上，根据图纸设计要求，弹放出纵横控制轴线，找出烟囱中心点等。

安装内外加固圈梁及组装提升门架，做临时固定，提升门架安装时应尽量避开门洞两边的门柱位置，门架安装后，再组装所有围圈，调整倾斜度。

在围圈组装过程中，应随时对门架进行校正和水平调整。

在模具骨架组装好后，再重新复核一遍各门架的垂直度，然后绑扎竖向钢筋和提升架下的水平钢筋，安设预埋件和预留孔洞的胎模。

随后组装滑升外模，外模组装保证图纸倾斜度，模板用10#铅丝逐一固定于围圈上。

在模板高度范围内所有钢筋（预埋件）施工完毕后，开始封内模。

在校正外模时，倾斜度应稍大，严防出现上口大，下口小的倒锥体。

滑升模板组装好以后，接着安装操作平台的三角架、铺板、安全栏杆等，对拉杆逐一紧固。

安装外挂跳和液压系统、水电、精度控制系统和观测装置。

液压系统在现场安装前，应对各部位和油管逐件试压、吹洗，在组装好后，应进行排气，开动油泵加压到15Mpa试压5分钟，各密封处无渗漏时视为合格。

支承安装时接头应相互错开，按同一截面接头为25%考虑，应分四组接头。

为施工方便，最长的支承杆长度不宜超过4.5m，支承杆必面插到底，并墩实在下部砼上，支承杆接头要用对接，待对接接头通过千斤顶后再双面绑条焊，加强其焊接接头质量。

安装完成后应按规范验收标准进行自检，然后请建设单位、监理、质监单位共同进行检查验收，滑模装置允许偏差见下附表。

滑模装置组装的允许偏差：

内容

允许偏差（mm）

模板结构轴线与相应结构轴线位置偏差

3

围圈位置偏差

水平方向

3

垂直方向

3

提升架的垂直偏差

平面内

3

平面外

2

安放千斤顶的提升架横梁相对的标高偏差

5

考虑倾斜度后模板尺寸的偏差

上口

－1

下口

+2

千斤顶安装位置的偏差

提升架平面内

5

提升架平面

5

圆模直径、方模边长的偏差

5

相邻两块模板平面平整偏差

2

1.7、支承杆

（1）支承杆接头必须错开25%，支撑杆采用对接焊接，焊后采用手提砂轮机磨平。

当千斤顶通过接头部位后，应及时对接头进行焊接加固。

（2）支承杆如有油污应及时清除干净。

（3）支承杆通过千斤顶后，应与横向钢筋点焊连接，焊点间距不宜大于500mm。

（4）为防止支承杆发生失稳、被千斤顶带起或弯曲等情况，支承杆每隔一米用Φ14钢筋拉接一圈加固。

（即所有支承焊接成一个整体）加固时应满足支承杆受力的要求，同时还应满足受力钢筋的要求。

当支承杆穿过高洞口或模板滑空时，应对支承杆进行加固。

 1.8、滑升阶段

（1）初滑阶段

在模板系统及钢筋全部检查无误后，开始初滑。

初滑前应提前浇水润湿施工缝处的原砼，并在施工缝处先浇筑约2～5cm厚与砼同配比的水泥砂浆，以利新老砼的结合，初滑前砼的浇筑层高控制在30cm左右，分层沿圆周循序浇灌，共浇筑四层（120cm高）。

砼分层的上表面应基本平整。

每层砼应控制在下层砼初凝之间浇筑完毕。

砼浇筑到要求高度后，根据现场贯入阻力试验，当第一层砼达到0.1—0.3Mpa时，即可试提升1—2个行程，详细检查整个液压系统和模板工程的情况以及砼的凝结状况。

尤其要着重检查在砼上方的油管是否有漏油现象，以防污染砼和钢筋。

与此同时，尚应对模具上的所有螺丝逐一检查、紧固，以防松动。

待第一层砼的出模强度达到规定的0.2—0.4Mpa（贯入阻力值在0.30—1.05KN/CM2）时，便可转入正常滑升。

砼强度判定可凭观感和用手指按压的简易方法确定，浇筑第一层时，也可现场取料，现场进行同步、同环境的贯入阻力试验，以作为补充方法，弥补观感判定可能具有的误差。

（2）正常滑升

A模板滑升的速度计算

①按砼的出模强度计算

砼达到出模强度所需的贯入阻力值0.30—1.05KN/CM2（相当于0.30—1.0Mpa）的时间约为4—6个小时，按最快速度以4个小时计算；

V=（H-h-a）/T=（1.0-0.25-0.1）/4=0.163米/小时