古建筑木梁柱嵌肋加固施工工法

榮譽(yù)表彰

2011年9月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2011]154號(hào)，《古建筑木梁柱嵌肋加固施工工法》被評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)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(cāng)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(diǎn)對(duì)于簡(jiǎn)壁凸助的定位、模板體系及垂直和水平運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行了改進(jìn)。

1.三角架三層翻模法

將施工三角架和模板用對(duì)拉螺栓懸掛在已成形的混凝土筒壁上。以此作為操作平臺(tái)，用調(diào)徑桿找正，進(jìn)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(guò)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(zhǔn)儀配彎管目鏡，將塔中心點(diǎn)投測(cè)至空中接收靶的中心；利用激光測(cè)距儀測(cè)出至接收靶斜距、該基準(zhǔn)點(diǎn)和被測(cè)點(diǎn)水平距離和垂直距離，根據(jù)測(cè)出水平距離算出筒壁半徑誤差。

筒壁半徑誤差=R設(shè)計(jì)-R實(shí)際=R設(shè)計(jì)-（基準(zhǔn)點(diǎn)至塔中心的水平距離 基準(zhǔn)點(diǎn)到被測(cè)點(diǎn)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(cè)出被測(cè)點(diǎn)的斜長(zhǎng)r，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出每?jī)蓷l肋之間的弦長(zhǎng)：

半徑r，圓心角a，弦長(zhǎng)l，弦長(zhǎng)與兩條半徑構(gòu)成一個(gè)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(zhǎng)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(diǎn)，測(cè)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(duì)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(gè)單元，每單元采取中大邊小、凸肋單獨(dú)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(wèn)題，保證帶肋冷卻塔筒壁表面均勻、對(duì)稱、過(guò)渡自然的整體效果。又通過(guò)對(duì)變截面模板間連接的對(duì)拉螺栓孔采取橢圓形或開(kāi)口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模板上下接縫處延伸并采取搭接翼緣板的坡口設(shè)計(jì)等使得施工更安全、工期更短（詳見(jiàn)1447429號(hào)專利）。

4.采用平橋和直線電梯作為垂直運(yùn)輸機(jī)械。

平橋能根據(jù)塔的高度自動(dòng)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(guò)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(yùn)輸提供了平臺(tái)。

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(jiàn)圖2。

• 操作要點(diǎn)

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、帶肋筒壁的測(cè)量定位

1.投點(diǎn)定位，控制每條肋的位置

利用激光經(jīng)緯儀垂直投測(cè)至塔中心點(diǎn)接受靶。接受靶由4根ф8鋼絲繩從4個(gè)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(cè)量拉力200牛），拉平拉直測(cè)量。每板再由塔內(nèi)中心架設(shè)經(jīng)緯儀設(shè)置一個(gè)永久點(diǎn)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(biāo)記，進(jìn)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(jī)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(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)，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(guò)方案對(duì)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(jìn)行筒壁模板排版設(shè)計(jì)

由于帶肋冷卻塔筒壁均勻設(shè)計(jì)子午肋的特殊性，需運(yùn)用3D設(shè)計(jì)軟件按比例進(jìn)行排版設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)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(gè)單元，每單元采取中大邊小、凸肋內(nèi)外單獨(dú)配模的方案。

2.凸肋的內(nèi)、外模板

首先根據(jù)設(shè)計(jì)凸肋的尺寸，計(jì)算確定凸肋處內(nèi)外模板的寬度，并對(duì)凸肋的模板進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)：模板雙側(cè)收分，對(duì)拉螺栓孔由圓形改為橢圓形或開(kāi)口設(shè)計(jì)，模板的上下銜接采取陰陽(yáng)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(shí)際確定）。

4.變截面模板間連接的對(duì)拉螺栓孔采取橢圓形或開(kāi)口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模板上下接縫處延伸并采取搭接翼緣板改進(jìn)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(jì)必須經(jīng)過(guò)負(fù)荷計(jì)算，合格后方可加工、制作和使用（計(jì)算書見(jiàn)附件）。

三、鋼筋綁扎

鋼筋的垂直運(yùn)輸采用平橋上自備的吊車和施工電梯來(lái)完成。鋼筋綁扎順序?yàn)椋簝?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(duì)拉螺栓。鋼筋綁扎完，即進(jìn)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(hù)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(jì)算出每節(jié)豎向筋長(zhǎng)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(hù)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(dòng)影響鋼筋位置的準(zhǔn)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(shí)用“∽”型鋼筋拉鉤配合控制保護(hù)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(duì)穿螺栓緊固。支模時(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié)）支模，最后安裝連接模板。內(nèi)模與外模對(duì)稱支設(shè)。

支外模板時(shí)應(yīng)在施工縫處理及鋼筋綁扎合格后進(jìn)行，內(nèi)模板安裝就位后，緊固對(duì)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(jì)尺寸要求。在測(cè)量模板半徑時(shí)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(shí)測(cè)設(shè)。外模安裝與內(nèi)模對(duì)應(yīng)，模板連接卡擰緊，安裝過(guò)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(qiáng)質(zhì)量驗(yàn)收工作，單元間模板的安裝順序嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁出現(xiàn)模板錯(cuò)用、亂用現(xiàn)象。

支撐三角架系統(tǒng)必須經(jīng)安全計(jì)算方可使用，計(jì)算見(jiàn)附件。三角架內(nèi)外同時(shí)安裝，就位后的三角架在沒(méi)有上頂撐前不得作為受力支撐使用。三角架安裝時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)斜撐角度來(lái)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(xì)查對(duì)編號(hào)，校對(duì)長(zhǎng)度，分清上、下層，以免放錯(cuò)。對(duì)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(tái)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(guò)程中同時(shí)將螺栓抽出來(lái)，以備周轉(zhuǎn)使用。

六、垂直運(yùn)輸機(jī)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(tái)YDQ26×25-7液壓頂升平橋，每臺(tái)附2組SC200/200多功能施工升降機(jī)，來(lái)完成垂直運(yùn)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(yùn)材料的平臺(tái)。頂部配有旋轉(zhuǎn)吊車和混凝土的漏槽，滿足物料的吊運(yùn)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(diǎn)，利用鋼絲繩與筒壁連接，從而達(dá)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(shí)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(jìn)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(yùn)輸，平橋及環(huán)型走道板作為水平運(yùn)輸通道，小推車運(yùn)輸布料，人工澆筑?；炷翝仓膬蓚€(gè)平橋的1/4處兩點(diǎn)開(kāi)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(yùn)送至漏槽并儲(chǔ)存，然后底口處采用小推車接料并轉(zhuǎn)運(yùn)。

澆筑帶肋塔筒壁時(shí)，需先澆筑每單元的凸肋部位，控制混凝土的砂石級(jí)配和坍落度，同時(shí)采用30（小型號(hào)）的振搗棒，避免振搗時(shí)出現(xiàn)用力過(guò)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(jìn)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(duì)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(shí)填補(bǔ)搗實(shí)，進(jìn)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(hù)∶混凝土拆模后應(yīng)及時(shí)涂刷混凝土養(yǎng)護(hù)液，涂層薄膜均勻、光滑、平整，顏色一致，無(wú)氣泡、留掛和剝落等缺陷。

• 勞動(dòng)力組織

《帶肋冷卻塔筒壁施工工法》的勞動(dòng)力組織見(jiàn)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(hù)、木結(jié)構(gòu)的維修、相關(guān)工程的維修、工程驗(yàn)收等八章及三個(gè)附錄。本規(guī)范的施行應(yīng)與國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配合使用。

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

《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)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(jiǎn)潔,實(shí)用.符合國(guó)情,《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)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(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》使廣大企業(yè)盡快與國(guó)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(diǎn)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(diǎn)對(duì)帶肋雙曲線筒壁的模板體系進(jìn)行了改進(jìn)，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(jì)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(jìn)的垂直運(yùn)輸機(jī)械——平橋和直線電梯配合，解決了帶肋塔筒壁的鋼筋儲(chǔ)運(yùn)和混凝土澆筑等施工需要。