古建筑木梁柱嵌肋加固施工工法

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《古建筑木梁柱嵌肋加固施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。2100433B

帶肋冷卻塔筒壁施工工法適用范圍

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》適用于雙曲線帶肋冷卻塔及帶肋筒倉的筒壁施工。

帶肋冷卻塔筒壁施工工法工藝原理

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工藝原理敘述如下：

帶肋塔筒壁施工采取三層翻模法，重點對于簡壁凸助的定位、模板體系及垂直和水平運輸?shù)冗M行了改進。

1.三角架三層翻模法

將施工三角架和模板用對拉螺栓懸掛在已成形的混凝土筒壁上。以此作為操作平臺，用調(diào)徑桿找正，進行其上一層模板、三角架安裝和混凝土澆灌等工作。三角架及模板共設(shè)置三層，在施工過程中三層三角架、模板循環(huán)交替向上使用。

2.筒壁凸助定位原理

確定凸肋半徑∶（圖1）采取激光垂準儀配彎管目鏡，將塔中心點投測至空中接收靶的中心；利用激光測距儀測出至接收靶斜距、該基準點和被測點水平距離和垂直距離，根據(jù)測出水平距離算出筒壁半徑誤差。

筒壁半徑誤差=R設(shè)計-R實際=R設(shè)計-（基準點至塔中心的水平距離 基準點到被測點的水平距離）。據(jù)此調(diào)整接收靶中心。

此外，利用接收靶上固定的鋼尺測出被測點的斜長r，根據(jù)設(shè)計圖紙計算出每兩條肋之間的弦長：

半徑r，圓心角a，弦長l，弦長與兩條半徑構(gòu)成一個三角形，用余弦定理：l²=2r²-2r²cosα=2r²（1-cosα）

用半角公式可轉(zhuǎn)化為l=2r×sin（α/2）

凸助的順直控制∶平分筒壁周長的凸肋，利用激光經(jīng)緯儀后視環(huán)梁下口n條肋后視控制點，測定每板凸肋的位置。此外，兩肋間單元的模板正確排序和接縫收分量的控制，對凸肋的定位起到復(fù)核、調(diào)整作用。

3.帶助筒壁的模板體系

該工法采用普通雙曲線薄殼結(jié)構(gòu)定型模板作為內(nèi)模板；外模板按單元定制，即兩肋之間為一個單元，每單元采取中大邊小、凸肋單獨配模的方案。充分考慮到人員裝拆的便利且與內(nèi)模相匹配凸肋

單元的中間三種定制的外模板均兩側(cè)收分；靠近凸肋根部的外模板單側(cè)收分。在控制定型模板加工數(shù)量，減少拼縫的前提下，既解決模板排版、制作問題，保證帶肋冷卻塔筒壁表面均勻、對稱、過渡自然的整體效果。又通過對變截面模板間連接的對拉螺栓孔采取橢圓形或開口結(jié)構(gòu)設(shè)計，模板上下接縫處延伸并采取搭接翼緣板的坡口設(shè)計等使得施工更安全、工期更短（詳見1447429號專利）。

4.采用平橋和直線電梯作為垂直運輸機械。

平橋能根據(jù)塔的高度自動升降，可用做直線電梯的附著架；前橋可以根據(jù)塔的半徑變化而伸縮，并通過前橋與筒壁的連接形成塔壁施工的通道；平橋頂部配有旋轉(zhuǎn)吊車和混凝土的漏槽。為施工中人員、物料（鋼筋和混凝土）的水平垂直運輸提供了平臺。

帶肋冷卻塔筒壁施工工法施工工藝

• 工藝流程

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工藝流程見圖2。

• 操作要點

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的操作要點如下：

一、帶肋筒壁的測量定位

1.投點定位，控制每條肋的位置

利用激光經(jīng)緯儀垂直投測至塔中心點接受靶。接受靶由4根ф8鋼絲繩從4個互相垂直的方向拖拉固定，用以塔心找正、調(diào)整，帶肋風(fēng)筒每板半徑和每條凸肋的位置利用固定在塔中心圓盤上的鋼尺（測量拉力200牛），拉平拉直測量。每板再由塔內(nèi)中心架設(shè)經(jīng)緯儀設(shè)置一個永久點由此處轉(zhuǎn)角，用經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)角分肋定位的方式，結(jié)合復(fù)核環(huán)梁處凸肋位置的標記，進行調(diào)整。此外，結(jié)合定制單元模塊化的模板拼裝和接縫收分量的控制，再次復(fù)核子午肋的曲度。

2.機械影響區(qū)域由平橋節(jié)內(nèi)穿尺定位。

二、帶肋筒壁的模板體系

帶肋的雙曲線薄殼結(jié)構(gòu)筒壁的配模是一個難點和重點，公司在原有的雙曲線薄殼結(jié)構(gòu)模板的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，經(jīng)過方案對比、篩選，確定了一套適用于帶肋雙曲線薄殼結(jié)構(gòu)的配模系統(tǒng)——帶肋筒壁模板體系（專利技術(shù)）。

1.應(yīng)用3D數(shù)字信息技術(shù)進行筒壁模板排版設(shè)計

由于帶肋冷卻塔筒壁均勻設(shè)計子午肋的特殊性，需運用3D設(shè)計軟件按比例進行排版設(shè)計，預(yù)測最終的排版效果，以確定排版方案（圖3）。

采用普通雙曲線薄殼結(jié)構(gòu)的模板為內(nèi)模；外模定制高度與內(nèi)模匹配，以兩肋之間為一個單元，每單元采取中大邊小、凸肋內(nèi)外單獨配模的方案。

2.凸肋的內(nèi)、外模板

首先根據(jù)設(shè)計凸肋的尺寸，計算確定凸肋處內(nèi)外模板的寬度，并對凸肋的模板進行特殊設(shè)計：模板雙側(cè)收分，對拉螺栓孔由圓形改為橢圓形或開口設(shè)計，模板的上下銜接采取陰陽搭接的形式（圖4）。

3.凸肋單元的中間三種定制的外模板均兩側(cè)收分；靠近凸肋根部的外模板單側(cè)收分（具體數(shù)值可以根據(jù)實際確定）。

4.變截面模板間連接的對拉螺栓孔采取橢圓形或開口結(jié)構(gòu)設(shè)計，模板上下接縫處延伸并采取搭接翼緣板改進為坡口形式，施工縫接茬效果明顯改善，拆裝方便、安全。

5.模板是設(shè)計必須經(jīng)過負荷計算，合格后方可加工、制作和使用（計算書見附件）。

三、鋼筋綁扎

鋼筋的垂直運輸采用平橋上自備的吊車和施工電梯來完成。鋼筋綁扎順序為：內(nèi)層豎向鋼筋→內(nèi)層環(huán)向鋼筋→安內(nèi)層墊塊→外層豎向鋼筋→外層環(huán)筋→拉結(jié)筋→凸肋豎向筋→凸肋元寶筋→安外層墊塊→預(yù)埋混凝土套管后穿對拉螺栓。鋼筋綁扎完，即進行內(nèi)外模安裝。

主要控制凸肋元寶鋼筋的加工尺寸、安裝保護層厚度和豎向鋼筋接頭位置。根據(jù)規(guī)范規(guī)定及模板高度、鋼筋接頭的位置，計算出每節(jié)豎向筋長度，列出每節(jié)筒壁鋼筋施工指示圖表以滿足接頭率要求。用水泥砂漿墊塊控制鋼筋保護層，每塊模板至少放3塊。為了防止大風(fēng)情況下豎向鋼筋的晃動影響鋼筋位置的準確性及新澆筑混凝土與鋼筋間的握裹力，應(yīng)在模板上方1.5米處左右綁扎1~2道環(huán)向筋，同時用“∽”型鋼筋拉鉤配合控制保護層和內(nèi)外層鋼筋間距。

四、模板的總體拼裝（圖5）

組裝前將內(nèi)外模板清理干凈、刷好脫模劑，采用M16對穿螺栓緊固。支模時首先將凸肋處的模板定位，然后依次定位中間的三塊大模板、兩塊邊部模板（以小模板進行調(diào)節(jié)）支模，最后安裝連接模板。內(nèi)模與外模對稱支設(shè)。

支外模板時應(yīng)在施工縫處理及鋼筋綁扎合格后進行，內(nèi)模板安裝就位后，緊固對拉螺栓，再用調(diào)徑桿調(diào)整筒壁半徑及弧度，使外模板上沿口半徑符合設(shè)計尺寸要求。在測量模板半徑時拉尺應(yīng)用力均勻，避免忽松忽緊，造成人為誤差，因此采用彈簧秤，拉力為200牛時測設(shè)。外模安裝與內(nèi)模對應(yīng)，模板連接卡擰緊，安裝過程中，不得有灰渣等雜物落入施工縫。

模板的組合安裝應(yīng)加強質(zhì)量驗收工作，單元間模板的安裝順序嚴格控制，嚴禁出現(xiàn)模板錯用、亂用現(xiàn)象。

支撐三角架系統(tǒng)必須經(jīng)安全計算方可使用，計算見附件。三角架內(nèi)外同時安裝，就位后的三角架在沒有上頂撐前不得作為受力支撐使用。三角架安裝時通過調(diào)節(jié)斜撐角度來調(diào)整三角架的角度，使安裝后的頂面保持水平。內(nèi)外模板間的混凝土套管在安裝前，仔細查對編號，校對長度，分清上、下層，以免放錯。對拉螺栓及所有桿件間的螺絲均擰緊。內(nèi)、外模板安裝后，立即鋪設(shè)走道板，安裝欄桿、安全網(wǎng)等，以保證平臺上面的施工人員的安全。

五、模板拆除：利用三角架吊籃板拆除模板。要順著模板插口方向拆模，避免撬壞模板邊角。模板拆除過程中同時將螺栓抽出來，以備周轉(zhuǎn)使用。

六、垂直運輸機械—平橋的應(yīng)用（圖6、圖7）。

由于帶肋塔風(fēng)筒高度高，半徑大，鋼筋及混凝土量大，因此在塔內(nèi)立2臺YDQ26×25-7液壓頂升平橋，每臺附2組SC200/200多功能施工升降機，來完成垂直運輸物料、澆筑混凝土及施工人員的通行。

自升式平橋既可以做為直線電梯的附著架前橋步道可以根據(jù)塔的半徑變化而伸縮與筒壁的連接，成為行走及倒運材料的平臺。頂部配有旋轉(zhuǎn)吊車和混凝土的漏槽，滿足物料的吊運和混凝土的澆筑。平橋的附著系統(tǒng)采用筒壁處預(yù)埋生根點，利用鋼絲繩與筒壁連接，從而達到附著要求。

七、混凝土澆筑

由于凸肋部分混凝土截面較小，施工時均較普通冷卻塔的筒壁澆筑難度加大。鋼筋、模板工程檢查合格后進行混凝土的澆筑，風(fēng)筒前35米以下用汽車泵直接澆筑。其余使用施工電梯做垂直運輸，平橋及環(huán)型走道板作為水平運輸通道，小推車運輸布料，人工澆筑?；炷翝仓膬蓚€平橋的1/4處兩點開始，分別向平橋通道口處澆筑，最后匯合一處。澆筑混凝土?xí)r用直線電梯運送至漏槽并儲存，然后底口處采用小推車接料并轉(zhuǎn)運。

澆筑帶肋塔筒壁時，需先澆筑每單元的凸肋部位，控制混凝土的砂石級配和坍落度，同時采用30（小型號）的振搗棒，避免振搗時出現(xiàn)用力過猛造成模板的變形及漏漿現(xiàn)象。

施工縫凹槽處理：帶肋筒壁上下層水平施工縫，除利用上下層模板坡口延伸搭接外，施工縫進行凹槽處理，澆筑后水平縫并用木抹搓平用鋼絲刷拉毛處理。

螺栓孔處理：首先將M16對拉螺栓從筒壁中取出，然后用微膨脹混凝土，由筒壁內(nèi)外兩側(cè)同時填補搗實，進行螺栓孔封堵，確保螺栓孔處筒壁表面與其他部位顏色一。

混凝土養(yǎng)護∶混凝土拆模后應(yīng)及時涂刷混凝土養(yǎng)護液，涂層薄膜均勻、光滑、平整，顏色一致，無氣泡、留掛和剝落等缺陷。

• 勞動力組織

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的勞動力組織見表1。

參考資料：

本規(guī)范分總則、基本規(guī)定、工程勘查要求、結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與抗震鑒定、古建筑的防護、木結(jié)構(gòu)的維修、相關(guān)工程的維修、工程驗收等八章及三個附錄。本規(guī)范的施行應(yīng)與國家現(xiàn)行有關(guān)標準配合使用。

《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》

《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》是經(jīng)多位專家遴選編纂而成,不僅權(quán)威,規(guī)范,科學(xué),而且全面,系統(tǒng),簡潔,實用.符合國情,《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》具有一定前瞻性,《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》使廣大企業(yè)盡快與國際化企業(yè)全面接軌,并迅速提高企業(yè)的水平!

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的工法特點是：

1.在原有普通雙曲線冷卻塔筒壁施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點對帶肋雙曲線筒壁的模板體系進行了改進，形成了自有的專利技術(shù)。

2.將3D數(shù)字信息新技術(shù)應(yīng)用于模板排版效果設(shè)計中；確保帶肋塔的外觀效果。

3.由于帶肋筒壁的混凝土澆筑量較普通水塔的大，采用了先進的垂直運輸機械——平橋和直線電梯配合，解決了帶肋塔筒壁的鋼筋儲運和混凝土澆筑等施工需要。