1、第 卷第 期 年 月常 州 工 学 院 学 报 .:./.收稿日期:作者简介:李茂林()男湖南邵阳人工程师.主要研究方向为建筑施工大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工分析李茂林(中铁十八局集团建筑安装工程有限公司天津)摘要:大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系具有结构复杂、技术含量高、施工质量要求高等特点文章以中央储备粮辽东湾直属库建仓项目二期为依托针对立柱式钢支撑桁架体系施工中存在的问题进行分析 分析结果表明:在立柱式钢支撑桁架体系施工中把控好塔节组对安装质量和仓顶桁架安装质量以及严格按照规范要求开展模板、钢筋、混凝土施工可有效确保施工质量关键词:大直径筒仓立柱式钢支撑桁架中图分类号:文献标志码:文
2、章编号:()(.):.:引言大直径筒仓具有高度高、规模大的特点施工难度比较大常规满堂支架体系、碗扣支架体系在大直径筒仓施工中存在很多局限性无论是支撑体系还是结构特点都与大直径筒仓的施工不契合 彭辉等指出大型筒仓类建筑采用钢桁架支撑系统能够达到理想的工程支撑效果 立柱式钢支撑桁架体系具有很强的灵活性而且强度比较好可为大直径筒仓施工搭建起一个稳定的施工平台 基于此开展大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工的分析研究就显得尤为必要 工程概述中央储备粮辽东湾直属库有限公司建仓项目二期共 座钢筋混凝土浅圆仓呈 排列纵、横向排列净距均为.总仓容量 万 占地面积共 结构设计使用年限为 年.相当于绝对标高 .室内
3、外高差 浅圆仓单体基础为独立基础基础直径.独立承台为 承台底标高为 .顶标高为 .承台厚 大直径筒仓仓壁采用滑模工艺施工仓顶采用立柱式钢支撑桁架结构施工立柱第 期李茂林:大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工分析支撑在大直径筒仓.(结构面)处钢桁架施工范围为.仓锥板厚度为 高度为.针对本工程大直径筒仓锥顶施工的特点为了整体工期考虑仓顶支撑投入 套立柱式钢支撑桁架体系 为了保证交叉流水作业的需要将 个大直径筒仓仓顶支撑体系按每两个仓为一个施工段平行施工 依次组成、个施工段并按该顺序进行施工大直径筒仓各分部分项工程进行流水施工 待滑模机具拆除后开始安装仓顶钢桁架体系再开始仓顶板施工(仓顶环梁分两次浇筑
4、)整套立柱式钢支撑桁架体系图见图 图 整套立柱式钢支撑桁架体系图(单位:)立柱式钢支撑桁架体系施工存在的问题和措施.塔节组对安装大直径筒仓高度比较大施工难度大因此采取了立柱式钢支撑桁架体系施工技术 在具体施工中塔节组对是非常重要的工序也是最容易发生问题的环节 如基础找平不足、组对误差控制不当等都会影响立柱式钢支撑桁架体系的安全性和稳定性 在案例工程施工中每段塔节的主管采用 的钢管每节长度为 为保证基础的平整度在塔节正式施工前需要先对基础进行处理保证基础的强度、稳定性、承载力等都达到要求之后利用高精度测量仪器对塔节基础的平整度进行测量凹坑要用原土进行填补凸出部位及时进行铲平处理控制平整度在 之内
5、 基础达标之后进行底段节组装组装完毕后采用塔吊吊装安装就位本工程塔节的每段重量为.为保证塔节安装精度按照距离塔吊远近不同进行分片或整体安装以满足具体的吊装要求 底段塔节安装完成之后及时测量塔身的垂直度最大的偏差不能超过 保证精度符合要求之后稳定底部塔节为上部塔节逐步施工奠定扎实的基础 塔节组对施工示意图如图 所示图 塔节组对施工示意图(单位:).仓顶桁架安装仓顶桁架以筒仓中心射线型均匀布置每个筒仓设置 片桁架(详见图)仓顶桁架安装是整个立柱式钢支撑桁架体系施工的重难点之一 本工程仓顶结构复杂高度大如何保证整个安装工作有效、安全地完成是需要解决的主要问题 此外在吊装施工中钢梁在空中发生晃动也是需
6、要重点解决的问题 为解决这些问题本工程在施工中采取 汽车吊联合塔吊进行施工并采取分件吊装法进行安装先安装中心圆环部分再安装 根辐射梁其间穿插安装檩条及其他构件 在进行钢梁吊装前需要通过高强度螺栓将其在地面上提前拼装好主要节点采用 枚/.高强螺栓四角连接其他节点采用 常州工学院学报 年枚/.高强螺栓对角连接端面布设成 型 钢梁可采取悬空吊装法逐步完成吊装在地面将梁连接固定完成之后用汽车吊联合塔吊的方法进行悬空吊装 为避免钢梁在空中发生大范围晃动引起安全事故或者是碰撞其他已经施工完成的构件本工程钢梁在起升过程中采用棕绳系牢固地面上的施工人员拉紧棕绳后边起吊边放松以保证施工的安全和质量 仓顶桁架安装
7、施工示意图如图 所示()仓顶主钢桁架安装示意图(单位:)()主钢桁架平台平面布置(单位:)()仓顶单片主钢桁架示意图图 仓顶桁架安装施工示意图.模板施工模板安装的关键是保障模板的稳定性避免发生变形以保障后期混凝土施工质量 为提升模板的稳定性和质量本工程在模板施工中在模板支架四边布满竖向剪刀撑 中间则每隔 布设一道纵、横向竖向剪刀撑从底部开始逐步向顶部连续设置 为保证模板支架四边稳定性需至少每隔 步就布设一道水平剪刀撑从底部到顶部连续设置并且每道剪刀撑的宽度不能小于 跨最小不低于 剪刀撑斜杠需采取交错搭接的方法通过旋转扣件将剪刀撑进行固定 具体剪刀撑平面布置图如图 所示 模板安装允许偏差及验收方
8、法如表 所示图 剪刀撑平面布置图表 现浇结构模板安装的允许偏差及验收方法项次项目允许偏差/检验方法环梁的轴线位移尺量底模上表面标高 水准仪或拉线和尺量截面尺寸 尺量每层垂直度 托线板相邻两板表面高低差尺量表面平整度 靠尺和楔形塞尺预埋钢板中心线位移拉线和尺量预埋管孔中心线位移拉线和尺量.仓顶板钢筋工程施工钢筋接头处理问题是钢筋工程施工中存在的第 期李茂林:大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工分析主要问题对立柱式钢支撑桁架体系而言钢筋接头的处理质量直接关系到整个立柱式钢支撑桁架体系的稳定性 因此在具体施工中必须高度重视钢筋接头 在钢筋工程施工中 采用 和 钢筋强度都比较大能够很好地满足立柱式钢支撑
9、桁架体系接头处理采取了绑扎接头方式 需控制钢筋绑扎搭接长度的末端距离钢筋折弯处在钢筋直径 倍以上在受拉区域中需要做好弯钩处理.混凝土浇筑施工在立柱式钢支撑桁架体系施工中混凝土浇筑是非常重要的工序具体施工中的主要问题是如何保障混凝土浇筑的连续性以及强度和质量为解决这些问题在混凝土浇筑之前提前做好准备工作包括钢筋、模板、预埋件检测混凝土拌和混凝土运输等 仓顶板、环梁施工中采用商品混凝土泵送借助塔吊料斗进行分层浇筑先浇筑外圈两侧对称浇筑每次每层浇筑长度 再依次向内圈浇筑即从开始向浇筑再向浇筑(详见图)仓顶板和环梁分两次浇筑 在混凝土浇筑中应采用串筒、导管、溜槽浇筑 分层浇筑时每层浇筑高度应根据结构特
10、点、钢筋疏密决定 采用插入式振动棒分层振捣振动棒的操作要做到“快插慢拔直上直下”浇筑完毕后将预埋件表面污渍清除干净图 混凝土浇筑施工示意图在整个混凝土浇筑过程中由专人负责浇筑和测量在混凝土开始浇筑前测量 次底层模板标高(即设计标高位置)记录此值并以该值为初始值在混凝土浇筑时每隔 测量一次并和初始值进行对比算得沉降值沉降值应控制在工程变形监测预警值范围内 工程变形监测预警值为:支架沉降预警值为 水平杆挠度预警值为 混凝土用养护液进行养护养护 在混凝土强度达到./之前不得在其上踩踏或施工振动 拆模后再继续浇水养护 受力验算在大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工中为保证施工质量针对施工中存在的问题采取
11、了有针对性的处理方法为验证施工效果结合仓顶结构安全参数(详见表)对仓顶结构安全受冲切承载力及局部受压承载力进行以下验算表 仓顶结构安全计算参数表名称数值支撑层楼板厚度/混凝土的龄期/混凝土的抗拉强度设计值/().混凝土强度等级混凝土的抗压强度设计值/().立杆垫板长/立杆垫板宽/仓顶结构安全受冲切承载力需满足混凝土结构设计规范()第.条中的规定:(.)()式中:为仓顶结构局部受压承载力设计值(即单片主钢桁架的重量 )为整个截面高度的影响系数为混凝土的抗拉强度设计值为临界面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值本工程取值为 为局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数取值为为临界截面周
12、长为截面有效高度经查验及计算可得:.(/)常州工学院学报 年 ()()()()(.)(.)/.()从中可知仓顶结构受冲切承载力比较好满足实际要求局部受压承载力计算如下:.()式中:为局部受压面上作用的局部荷载(取值为 )为混凝土轴心抗压强度设计值为混凝土强度影响系数为混凝土局部受压时的强度提高系数为混凝土局部受压净面积(/)/()式中:为混凝土局部受压面积为局部受压的底面积经查验及计算可得:.(/)(/)/()()/()/()/()/()./.()仓顶结构局部受压承载力满足设计要求该支撑结构稳定可靠 结语本文结合工程实例分析了大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工情况 结果表明大直径筒仓是一种比较
13、特殊的结构体系施工技术难度大通过采取立柱式钢支撑桁架体系施工技术施工中做好塔节组对及仓顶桁架安装并对模板施工、仓顶钢筋及混凝土浇筑等环节进行有效控制经仓顶结构安全受冲切承载力计算各受力数值稳定验证了仓顶支撑结构稳定可靠满足施工要求可为工程提供一个稳定的施工平台还为大直径筒仓立柱式钢支撑施工积累了成功经验值得在类似工程中大力推广应用参考文献彭辉王昊.超高长悬挑钢桁架支撑系统设计及结构影响性分析.施工技术():.杨新峰刘平舒浙锋等.立筒仓施工平台支模桁架结构形式对比计算.建筑结构():.肖树豪赵海龙李勤山等.大直径筒仓仓顶施工支撑体系优化分析.工业建筑():.金泽许峰吴应强.浅圆仓仓顶钢桁架支撑体系的设计与施工.建筑施工():.苏元洪董吉伟杨富.大直径筒仓锥壳顶板支模钢桁架滑模托带提升技术研究.建筑技术开发():.田旺杨雪尧许琦.筒仓刚性滑模平台仓顶施工技术.江西建材():.俞荫洲王志兵.大型筒仓滑模整体拖带锥形桁架支撑技术的研究.住宅与房地产():.蒋守锋何建民.大直径预应力混凝土筒仓的设计与经济性分析.中国水泥():.责任编辑:刘景平
