多圆弧异型独柱塔悬臂模板施工工法

荣誉表彰

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《多圆弧异型独柱塔悬臂模板施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。

烟囱异型模板施工工法适用范围

《烟囱异型模板施工工法》适用于各种不同高度的钢筋混凝土烟囱及其他圆形变径钢筋混凝土高耸构筑物的施工。

烟囱异型模板施工工法技术理论

1.《烟囱异型模板施工工法》根据烟囱筒壁尺寸和坡度，确定筒壁的分区数量和范围，制作一定数量的异型钢模板，每翻一节筒壁模板，在该收分区更换一块异型模板，直至该收分区的异型模板变成三角形模板后到下一循环施工中彻底减少一块模板，这样循环施工下去，当烟囱筒壁到顶时，模板竖向拼缝是一条直线到顶。

2.筒壁施工采用三层模板自下而上交替翻模施工，下两层内外模板及三脚架翻模系统用φ16对拉螺栓固定在已成型混凝土筒壁上，作为受力支撑的基点，每层三脚架之间环向由水平杆连接，上下层三脚架之间由垂直支撑连接，保证整个翻模系统为一安全稳定结构。

3.该工法以固定好的三脚架体系作为操作平台，进行其上一节烟囱筒壁的施工，当三节模板中最下一节混凝土强度达到拆模要求时，拆除最下层三脚架系统及模板运到上层操作平台上，这样自下而上逐层交替施工，直至筒壁到顶。

4.该工法采用SC200/200施工升降机作为三脚架翻模施工中材料、工器具、人员上下的垂直运输，并在施工升降机上附着一前桥至筒壁边，作为水平运输通道，见图1。

烟囱异型模板施工工法工艺流程

《烟囱异型模板施工工法》的施工工艺流程如下：测量放线→绑扎第一节钢筋→安装第一节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第一节混凝土→绑扎第二节钢筋→安装第二节每个收分区标准板和更换一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第二节混凝土→绑扎第三节钢筋→安装第三节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第三节混凝土→悬挂安全网→悬挂吊篮、拆除第一节模板及三脚架系统→绑扎第四节钢筋→安装第四节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统（由第一节上翻）→安装作业平台、返上吊篮及安全网→浇筑第四节混凝土→进入新的一节筒壁施工循环至筒壁到顶。

烟囱异型模板施工工法操作要点

《烟囱异型模板施工工法》有如下5个操作要点：

1.施工准备

（1）测量放线：测量员在烟囱基础表面放出±0.00m标高、模板的分割线及门洞位置。

（2）根据筒壁施工蓝图及图纸会审，技术人员编制详细的施工技术控制表，标明每节筒壁模板的数量、尺寸、顶标高以及顶标高处的烟囱内外半径，钢筋的数量、规格及长度，作为筒壁每节施工和验收的依据。

2.钢筋工程

（1）钢筋原材进场须有出厂合格证、质保书及出厂检验报告，进场后按规定见证取样送检作力学性能试验，试验合格后方可使用。

（2）筒壁竖向钢筋连接主要采用电渣压力焊，水平钢筋一般采用搭接，对于钢筋直径大于25mm的采用直螺纹连接，钢筋的下料长度应按设计和现行规范要求，并考虑好接头错开。焊接及直螺纹连接按规定抽样试验，试验合格后方能进行下一工序，采用搭接的必须满足搭接长度的规定。

（3）筒壁前几节钢筋运输采用脚手架搭设坡道，采用人工运输或辅以移动式吊车，一般情况下积灰平台以上均采用施工升降机垂直运输。

3.模板工程

（1）钢模板根据相应的烟囱施工蓝图进行模板设计。本工法以铜陵电厂240m烟囱为例，根据烟囱筒壁尺寸和坡度，利用CAD制图工具按实际比例放样，确定烟囱筒壁分12个区域收分，9个大区域和3个小区域。大区域弧长7.26m，由7块标准模板加1块异型模板组成；大区域弧长6.36m，由6块标准模板加1块异型模板组成。

（2）根据划分区域，利用CAD设计异型钢模板加工图，烟囱筒壁对接异型收分钢模板见图2，该图示为常规收分钢模板与异型钢模板的区别及异型钢模板从下至上施工的渐进变化过程。

（3）模板安装。

①烟囱筒壁常规钢模板尺寸：内模为1500mm（高）×840mm（宽），外模为1500mm（高）×900mm（宽），筒壁收分先分好区域，收分采用专用收分模板，保持竖向缝一条直线到顶。模板组装前将模板表面打磨、清洗干净，均匀涂刷脱模剂后再进行组装。上下、左右相邻两块模板为平口连接，拼缝处贴双面海绵胶带，用M12×40螺栓连接，在上面模板安装前必须将下面一块模板顶口的混凝土清理干净。当高差较大需进行调平时，水平缝处须用小木条或橡胶皮垫平，此时须钻孔用M12×40螺栓连接。

②内外模板的加固通过φ16对拉螺杆（外套外径为φ32加厚塑料套管）及三脚架杆件进行加固，套管的长度根据设计壁厚确定。使用塑料套管时，套管两端用φ50平垫片、3mm厚橡胶垫封堵（与模板接触处），模板拆除后及时用同标号混凝土去石子的水泥砂浆封堵密实并抹平，防止影响筒壁外观。

③牛腿的施工：当翻模至牛腿标高时将内模板调整到牛腿所需要的坡度，通过调整水平杆和斜撑杆使施工平台水平。

④模板和对拉螺栓安装好后开始安装模板两层围檩，围檩为带一定弧度16号槽钢，以保证筒壁模板的弧线顺畅，每层对拉螺栓有两道围檩。

（4）筒壁三脚架使用要求与方法。

①三脚架是附着式的，固定在已浇筑混凝土的筒壁上作为承重骨架，并以此作为操作平台，进行上一层的模板、三脚架安装和钢筋绑扎、混凝土浇筑等项施工。在其上铺设操作平台和设置安全网，见图3。

②三脚架用∠70×6角钢加工而成，其上下和环向稳固联系，每层联成整体，成为一个环向刚性结构，确保三脚架具备满足施工要求的强度、刚度与稳定性，使上层的施工荷载和混凝土自重能传递到下层的三脚架和筒壁上。

图3中图示：1—安全网；2—平台栏杆；3—三脚架水平连杆；4—三脚架斜连杆；5—调节模板半径的螺栓；6—上下层三脚架荷载传递立杆；7—三脚架立杆；8—模板；9—对拉螺栓；10—吊篮；11—水平杆。

③三脚架为三层，在下层的混凝土达到6MPa时即可拆除翻到上层，逐层周转使用。

④三脚架应内外同时安装，可通过调整斜杆和水平杆交叉点位置来调整三脚架角度，使其顶面保持水平。内外模板三脚架安装后，应立即铺设走台板，安装栏杆、安全网等，以保证平台作业面的施工人员安全。

⑤烟囱半径测量采用吊线锤法进行，其对中系统由中央吊盘（固定在井架上）、75kg线锤（用φ6钢丝绳吊）、摇线架以及调整拉绳构成。调整拉绳通过3t开口滑车固定在翻模系统三脚架上，高程量测卷尺和半径量测卷尺均拴在中央吊盘竖向轴上。实际量测半径时必须先精确对中，并检查无误后再根据筒壁的标高和中央吊盘的标高以及待测处的水平半径，用勾股定理求出尺长再行量测，用此法测量半径的过程中必须有一人在中心位置监督线锤对中情况，并随时检测。模板半径调整是通过三脚架系统中带有加减丝的杆件来调节。

4.混凝土工程

（1）筒壁混凝土浇筑在升降机未投用前采用混凝土汽车泵浇筑，投用后采用施工升降机作为混凝土浇筑的垂直运输机械，人工推小车浇筑，每节混凝土浇筑，必须保证混凝土的连续供应。

（2）浇筑时从一点开始，沿圆周向着两个相反方向推进，最后合拢，采用斜面分层浇筑的方法，混凝土浇筑面与模板齐平，使用50型振动棒，振动间距不大于300mm，混凝土振捣以表面泛浆、不再有明显下沉、无气泡排出为宜，振捣上层混凝土时，要求振捣棒插入下层混凝土50～100mm，振捣一般原则为快插慢拔，振捣时应避免碰动模板及钢筋骨架。

（3）每节混凝土浇筑完毕后，将混凝土表面进行拉毛处理。

（4）混凝土养护：混凝土拆模后根据具体施工季节按现行规范及时进行养护，并在外筒壁涂刷养护液，以保证外观不出现明显色差。

5.翻模

当施工至筒壁第四节时，需要将第一节模板拆除，并运送至第三节平台上，内外模板同时拆除，清理干净后进行第四节模板支设。并将内外吊篮和内外安全网及时安装好，如此循环周转，直至施工到顶。

《烟囱异型模板施工工法》在包括但不限于以下工程中应用成功：铜陵发电厂六期“上大压小”改扩建2×1000MW机组工程240m烟囱外筒壁、马鞍山发电厂“上大压小”扩建2×660MW机组工程240m烟囱筒壁外筒壁、国电宿州发电厂“上大压小”2×350MW机组工程210m烟囱筒壁外筒壁。

《烟囱异型模板施工工法》的劳动力组织情况见表1。