筒仓顶盖综合支撑施工技术的应用

LOGO筒仓顶盖综合支撑施工技术的应用通州建总集团有限公司目录工程概况1QC小组简介2选择课题3设定课题目标4提出方案，确定最佳方案5问题假想预测6确定对策7对策实施8活动成果分析及巩固9总结和今后打算10目录一、课题简介亚洲目前最大的技改节能减排项目——江苏沙钢集团焦化四期贮煤筒仓工程，总占地面积4万平方米，共建贮煤筒仓64只独立钢筋混凝土圆形筒仓群，筒仓群呈4×16布置，筒仓高度49.97m，筒仓直径为21.9m，筒与筒之间的净距0.6m。筒仓采用2000mm厚混凝土板式承台，承台间留有100mm施工缝。圆柱形筒仓壁厚为380mm，筒壁结构顶标高为46.470m。筒仓顶盖结构为钢筋砼梁板结构，由筒壁顶端环梁和四根横向主梁及次梁、板组成，环梁截面为600×3500，最大主梁截面为500×2500，最大主梁跨度为20.36m，楼板厚120mm～150mm。焦化四期贮煤筒仓工程施工照片二、小组简介小组名称通州建总集团腾飞QC小组类型创新型成立时间2002年6月18日注册号TZJZQC02-06课题筒仓顶盖综合支撑施工技术的应用活动时间2008.09～2009.01活动次数每周一次出勤率100%TQC小组教育时间平均60小时以上姓名性别年龄学历职务职称组内职务丁春颖女38本科技术部经理工程师组长范镜明男45本科工程部经理工程师副组长褚国华男48本科项目总工工程师组员范正国男52大专项目经理工程师组员黄晓松男30本科技术副主任工程师组员成光男36本科技术副经理工程师组员缪辉亮男31本科技术副经理工程师组员丁海峰男31本科技术副经理助工组员江春男28本科安全副经理助工组员备注：小组在2002年度注册登记，小组成员平均年龄36岁，曾被评为全国优秀QC小组。三、选题理由一、问题的提出针对焦化四期贮煤筒仓工程筒仓顶盖支撑体系的施工难题，我们考虑到筒仓高耸封闭，且施工平面在9.8米高处的下料平台上，上面分布着六个下料口，筒仓顶盖的最大主梁截面为500×2500，最大主梁跨度为20.36m，楼板厚120mm～150mm，圆柱形筒仓壁厚仅为380mm，筒仓顶盖支撑体系的设计、搭设、顶盖施工、架体拆除都有一定施工难度，若采用传统的施工支撑体系，势必给工程造成比较大的经济损失和工期延误，且未必能保证施工过程中支护体系的稳定性，如何妥善的处理好这种特殊情况下的支护问题就成了本工程施工中的一道难题。本公司在此方面无施工经验，并且无类似工程可以借鉴，因此如何妥善解决好该问题，是顺利完成工程的重要的一个环节。三、选题理由二、课题确定针对大型钢筋混凝土筒仓群筒仓顶盖施工的情况，传统的处理方式存在不少弊端，比如会增加施工成本、施工工期和施工难度等，因此项目部需要创建新型的施工方法来代替，以便减少费用的支出、缩短工期、减轻施工难度。为此，我们QC小组本次活动的课题确定为：筒仓顶盖综合支撑施工技术的应用四、设定课题目标1、目标确保江苏沙钢集团焦化四期贮煤筒仓工程的筒仓顶盖支撑体系在施工过程中的稳定、安全，并如期完成施工项目。2、目标值确保筒仓顶盖施工在2009年01月08日前完成。（1）江苏沙钢集团焦化四期贮煤筒仓工程为公司的重点工程，集团公司给予了足够的重视，从技术管理上抽调公司骨干现场把关，另外，我们邀请了东南大学的专家、教授进行了技术指导，因此在技术方面我们有保障；（2）我们QC小组成员由多年实践经验的老工程技术人员和年轻的大学生与组成，具备实干和创新的能力。（3）本工程虽然具有很大的施工难度，但是通过优化选择施工方案、科学管理、严格按要求施工，是可以解决筒仓顶盖支撑的施工难题，从而实现目标。3、可行性分析五、提出方案，确定最佳方案初步分析：工程中由于筒仓顶盖面积较大，筒仓内净空高度达到近40m，且最大梁截面为500×2500，模板支撑难度较大。本工程圆形筒仓顶直径为21m，结构设计为现浇钢筋砼梁板结构，由一根环梁、四根横向主梁及次梁组成，最大主梁截面为500×2500，跨度为20.36m，楼板厚120mm～150mm，结构顶标高为49.970m。初步分析：筒仓顶部分混凝土的浇筑的模板支架需搭设在标高为9.800的混凝土平台上，最高支模高度约40m，最大梁截面为500×2500，集中线荷载大，支模难点有：（1）大梁截面大，跨度超长，属于重载、封闭式大空间混凝土高支模；（2）支模高度约40m，支架钢管用钢量大，因此既要满足支模的安全性，也要考虑经济性。初步分析方案一：空中桁架支撑体系分析：目前国内一些筒仓结构中钢筋混凝土顶盖多采用空中桁架支撑体系，桁架一般采用型钢或钢管连接形式，桁架通过筒壁支撑卸载，这种支撑体系基本满足一些小型筒仓结构中钢筋混凝土顶盖支护要求，但对于净空高度40m、直径21m、最大梁达到500×2500的筒仓结构顶盖来说，首先因筒仓是封闭结构，桁架搭拆存在很大困难，其次桁架承载力也很难满足荷载要求，施工作业难度很大，无法保证施工过程中体系的稳定与安全要求。结论：不采用。方案二：满堂落地支撑体系分析：满堂落地支撑在一些高大跨结构中经常被用到，施工中考虑本工程采用钢管扣件式满堂支撑，通过建模计算钢管扣件式满堂支撑也能满足受力要求，但针对本工程的特点，40m高的架体自重相当大，且在封闭的筒仓内上下搭拆也相当困难，施工工期比较长，并有一定安全隐患。结论：不采用。方案三：砼劲性梁反吊模结构体系分析：我公司成功使用过钢筋混凝土劲性梁反吊模施工技术，并已形成了省级工法，但在该工程中由于筒壁比较薄，钢结构劲性梁支撑点无法布置，大型钢梁自重很大，50m高空吊装钢梁作业困难很大，并且钢梁的使用还会给工程增加不少投入，较大地增加了施工成本。结论：不采用。方案四：钢管扣件式桁架加支撑方式的筒仓顶盖综合支撑施工技术分析：针对空中桁架搭设存在的困难，考虑采用钢管扣件式桁架加竖向支撑的形式，这样即能满足支撑承载力需要，又能满足上下搭拆工艺要求，且钢管扣件式模板支撑架施工布置灵活方便。综合考虑本工程的结构特点以及实际情况，经专家组论证考虑最终决定采用钢管扣件式桁架加支撑形式，筒仓顶盖砼大梁分两次浇筑，第一次浇筑1500mm高，大梁下搭设成钢管桁架形式，并利用支撑在筒壁上的双钢管斜撑卸载；500×1800大梁分两次浇筑，第一次浇筑800mm高。采用此综合施工技术，极大地简化了施工工序，降低了施工成本，确保了支护体系的稳定性，经设计验算，能够保证工程施工中的安全性，安全可靠，经济实用，环境污染物排放量小。结论：采用。结论：通过上述“方案的分析、评估及选定”，我们确定选择采用钢管扣件式桁架加支撑方式的筒仓顶盖综合支撑施工技术来解决该工程地下室结构层次加多的情况。提出方案选优结论六、问题假想预测1、施工工艺流程施工准备架体搭设浇筑砼架体拆除2、问题假想预测根据上述的流程示意，我们组织小组成员调阅报纸、杂志、互联网，对有关大型钢筋混凝土筒仓群筒仓顶盖施工方面所发生的质量（安全）事故进行收集，通过对筒仓顶盖施工方面特大事故进行筛选，以防支撑体系出现类似问题，假想问题主要归纳如下：（1）在施工中如何能保证模板支护体系的稳定性；（2）如何确保的模板支撑搭设施工质量；（3）如何保证混凝土浇筑的浇筑质量；（4）如何能保证模板支撑架的拆除的安全；（5）如何保证施工过程中各类污染排放能按标准排放。七、确定对策通过上述问题假想预测所归纳的几种原因，结合施工流程图，制定实施对策如附表。对策表序号假想问题目标措施地点完成时间负责人1在施工中如何能保证模板支护体系的稳定性确保模板支护体系的稳定性施工前，进行详细演算；安排专人对稳定性进行监测；严格按要求进行施工办公室现场08.09.02-08.12.28缪辉亮2如何确保的模板支撑搭设施工质量确保模板支撑搭设施工质量编制科学合理的搭设方案；严格按搭设要求施工办公室现场08.09.10-08.12.20黄晓松3如何保证混凝土浇筑的浇筑质量确保混凝土浇筑的浇筑质量改进混凝土浇筑施工工艺；按浇筑工艺认真组织实施办公室现场08.11.20-08.12.20丁海峰4如何能保证模板支撑架拆除的安全确保模板支撑架的拆除的安全编制科学合理的拆除方案，精心组织人员施工办公室现场08.09.10-09.01.08成光5如何保证施工过程中各类污染排放能按标准排放确保施工过程中各类污染达标排放按照公司环境管理体系要求，编制环境控制方案，按方案严格实施办公室现场08.09.02-09.01.08江春八、对策实施实施一针对“在施工中如何能保证模板支护体系的稳定性”的问题，我们在施工中具体措施如下：筒仓顶盖支撑施工中针对工程的特殊性，经有关专家组论证比选确定采用了钢管扣件式桁架加支撑的方式，施工前聘请有关科研院所进行了专题方案设计和严格的计算，形成了切实可行的高支模方案。1、模板支撑构造设计与计算（1）模板支撑构造设计①混凝土板模板及小梁采用18㎜厚胶合板模板下衬50×100㎜木楞，单钢管外楞，支架顶端采用双扣件，下部支撑架体采用满堂落地支撑，架体基本步高1800㎜，立杆基本间距1200×1200，最顶层架体增加斜撑；②混凝土大梁模板采用18㎜厚胶合板模板下衬100×100㎜木楞，M12对拉螺栓对拉，外楞采用双钢管，支架顶端利用可调托传递轴心荷载，下部支撑架体基本步高1800㎜，立杆间距550×550，大梁交叉区采用双拼立杆加强，最顶两层步高1400并形成钢管桁架形式，桁架两端设置三角撑架支设于已浇筑好的混凝土筒壁预埋撑脚上。③竖向支架搭设时，在大梁下两步架体以下荷载较小部位留出空档，作为搭拆阶段上下钢管运输通道，空挡部位顶端增加斜向支撑，空挡部位上、中、下三处一步连续拉结。架体落地支撑搭设在标高为9.800的混凝土下料平台上，平台上漏斗口部位用20#工字钢填平，每两根工字钢间每间隔1500mm用φ18钢筋拉结以防止侧向失稳。模板支架搭设图：底部支架平面布置图顶部支架平面布置图模板支架搭设图：顺大梁方向架体立面图垂直大梁方向架体立面图（2）模板支架承载计算混凝土施工时为减小施工阶段的荷载，顶盖大梁考虑采用叠合法分两个阶段浇筑，第一阶段浇筑结构标高为48.970以下混凝土（即大梁下1500高度），待混凝土强度达到设计强度后再浇筑第二阶段48.970以上混凝土。架体稳定性验算时，针对两个施工阶段分别建立SAP2000整体模型进行计算，第一阶段由支架单独承担荷载，计算荷载包括荷载:模板、支架自重＋施工活载＋安装偏差荷载，第二阶段由第一阶段浇筑的大梁和支架共同承受，计算荷载包括荷载:混凝土自重＋模板、支架自重＋施工活载＋安装偏差荷载。同时也对下料平台上漏斗口部位工字钢进行了承载能力验算。针对“如何确保的模板支撑搭设施工质量”的问题，我们在施工中具体措施如下：模板支撑搭设工艺（1）钢管扣件材料要求①钢管应采用Φ48×3.5焊接钢管，其材料性能应符合《普通碳素结构钢技术条件》（GB700）中Q235A级钢的规定。②钢管要有质量证明书，对其质量应抽样检验其机械性能后方可使用。钢管端部应平整，内外表面应光滑，不得有影响使用的变形、裂缝、严重锈蚀等缺陷，不得有超过0.35㎜的划痕、刮伤、焊接错位焊伤和结疤。③钢管严禁用电焊和氧气切割，严禁打孔。④扣件的材质机械性能应不低于KTH330-8，质量应符合《钢管脚手架扣件》GB15831-2006规定。⑤扣件不得有裂缝、气孔，不宜有缩松、砂眼和其它影响使用的缺陷，并应将影响外观的粘砂、毛刺、氧化皮等清除干净。⑥扣件与钢管粘和面必须严格整平，应保证与钢管扣紧时接触良好，避免油污污染接触面。⑦扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面的间隙应小于1㎜。扣件扣紧钢管时，其开口处的距离应小于5㎜。实施二（2）支撑架的搭设工艺①立杆接长除顶层可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。立杆对接时用适当长短钢管对接接高（使用对接扣件），立柱上的对接扣件应交错布置，两相邻立柱接头不应设在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。立杆搭接时搭接长度不应小于1m，应采用不少于两个旋转扣