型钢混凝土组合结构筒仓顶板施工技术

型钢混凝土组合结构筒仓顶板施工技术

王富国

河北大唐国际丰润热电有限责任公司，河北 丰润 064000

[摘要] 本文结合筒仓顶板型钢混凝土组合结构在河北大唐国际丰润热电新建三座3万吨储煤筒仓工程的应用情况，重点介绍型钢混凝土组合结构各个工序施工工艺和操作要点。

型钢混凝土组合结构，利用型钢梁与混凝土结合共同受力，确保筒仓顶板的结构安全。型钢梁在筒仓施工过程中在仓下地面便可以加工组装好，在地面绑扎梁钢筋、支设模板脚手架，待施工至仓顶时一次吊装就位，再安装每个吊装单元之间的次梁。梁施工完毕后，拆除梁混凝土施工加固的吊架和模板，在梁间铺设压型钢板作为顶板底模，安装组合结构楼面。

型钢混凝土组合结构施工筒仓顶板，型钢梁在混凝土内部起骨架支撑作用，顶板混凝土浇筑完毕后，仓上设备安装可以在短时间内进行，大大缩短混凝土养护时间，节约工期。同时避免了传统满堂脚手架搭设时间长、人员多、危险系数大的缺点。

[关键词] 型钢混凝土 组合结构 钢梁 吊架 压型钢板 仓顶板 施工工艺

目前筒仓顶板混凝土支撑体系一般有满堂脚手架支撑和钢平台支撑两种，但都存在施工工期长、费用高的缺点。河北大唐国际丰润热电新建筒仓工程工期紧张，是冬季供暖的民生工程，经过多方论证，创新性采用型钢混凝土组合结构筒仓顶板，不仅节约工期2个多月，还能大大降低成本，效果显著。

1 工程概况

河北大唐国际丰润热电新建三座3万吨筒仓EPC工程，筒仓上部结构由1#、2#、3#筒仓三个单独的圆形筒仓组成，单个筒仓储煤量为3万吨。筒仓外直径为38m，外筒壁略向内倾斜，总高度为41.4m。

2 施工工艺流程

筒仓顶板施工顺序为：原材料工厂下料→焊接H型钢→地面钢结构拼装（两片主梁拼成一块）→分片绑扎梁钢筋→搭设主梁吊接脚手架→安装主梁底模→钢结构梁分片吊装就位→分片钢结构梁焊接组合成为整体→搭设次梁吊接脚手架→绑扎次梁钢筋→安装主次梁侧模→浇筑复合梁混凝土至板标高下→搭设筒顶板压型钢板同时拆除吊接脚手架→绑扎筒仓顶板钢筋→浇筑筒仓顶板混凝土→养护

3 施工方法及操作要点

3.1钢结构拼装

在筒仓仓壁施工过程中就开始钢梁加工制作，在施工至仓顶标高前完成拼装，施工至仓顶标高后可直接吊装。由于施工场地狭小，钢梁在钢结构加工厂制作，运至现场进行组装，每两根主钢梁（WH1100×400×14×28）中间用次梁拼装成一个整体，主次梁之间用扭剪型高强螺栓连接。

3.2钢筋安装

3.2.1钢梁在地面拼装时，在其下方放置HN400×200×8×13的钢梁之上，使主钢梁下部悬空以便于梁底部钢筋的绑扎。钢梁固定好之后开始绑扎主梁钢筋，主梁顶部及底部钢筋采用直螺纹连接，腰筋采用搭接，搭接长度为37d。钢梁与筒壁竖向钢筋重合部分，将钢牛腿上方搁置钢梁范围内的竖向钢筋割除，便于钢梁吊装就位。

拉钩为Φ10的圆钢，一端做成直段，穿过H型钢腹板的预留孔后再弯折成135°与腰筋绑扎牢固。

3.2.2主梁钢筋绑扎完后开始绑扎次梁钢筋，次梁底层主钢筋与主钢梁焊接，面层钢筋待钢梁安装好后进行绑扎。

3.2.3 钢筋绑扎前应先画好间距，然后绑扎。钢筋绑扎须符合要求，仔细核对型号、位置、间距无误并验收合格，方可进行下道工序。施工过程中进行质量及工艺的全过程的控制。

3.2.4钢筋安装时首先焊接钢筋骨架，以便于钢筋的整体稳固。

3.3梁模板安装

3.3.2吊装前先在地面将主梁底模支设好，用脚手管做吊架将底模固定好，侧模待钢结构吊装至仓顶后在顶部搭设吊架支设。

3.3.3次梁以钢次梁为底模，待钢结构吊装至仓顶后在顶部安装侧模。

3.3.4梁模板加固措施

主次梁模板均采用1220mm ×2440mm、厚14mm清水专用胶合板制作，采用50*80木方竖向间距150mm加Φ48×3.0脚手管做背楞。主梁采用Φ14三段式对拉杆、对拉丝杆竖向2道（间距600mm、横向间距600mm）加固，次梁第一次浇筑高度为280mm，因此下口采用模板压条加固，上口采用步步紧锁口。采用Φ14的三节式可拆卸对拉杆，模板拆除时可将对拉螺栓两端头直接取出。混凝土成型后，孔洞采用同结构配合比的砂浆封堵，待强度到后再磨平磨光，提高结构表面感观质量。

3.4主梁脚手架地面安装

3.4.1本工程脚手架主要是以钢梁为支撑做吊架，其中主梁支撑架及操作架在钢梁吊装前搭设，避免在高空作业搭设脚手架，次梁主要搭设操作架，部分脚手架在吊装前搭设，部分脚手架需吊装后进行搭设。

3.4.2主梁支撑架以钢梁为支撑，支撑架间距800mm，吊架搭设至梁底，操作层满铺木跳板，跳板绑扎用8#铅丝绑扎牢固，下方满挂安全兜网，上方设防护栏杆，高度不小于1.2米。

3.5 梁吊装

每拼梁在地面完成钢筋绑扎及模板加固后，用400吨履带吊吊装（400吨履带吊主要用于仓顶栈桥吊装，可提前进场完成3个筒仓的仓顶梁吊装后，继续吊装仓顶栈桥）。

3.6 次梁安装

每榀主梁吊装单元之间的次梁，待吊装完毕后开始安装，混凝土及钢筋重量由钢梁承受。侧模脚手架支撑架以绑扎好的梁钢筋为支撑点做吊架，搭设的次梁脚手架吊架仅用作操作架，脚手架搭设、跳板铺设、安全兜网挂设同主梁脚手架，同时次梁之间满挂安全兜网，确保仓顶平台以下兜网全覆盖。

3.7 梁模板拆除

3.7.1梁混凝土浇筑后，先拆梁侧模，在混凝土强度（达到1.2MPa以上）能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除。

3.7.2梁底拆除时，由于梁内有型钢梁作为骨架，底模可在达到设计强度75%时拆除。

3.8 压型钢板底模安装

3.8.1仓顶板施工只支设梁模板，板模板采用压型钢板。

3.8.2待主次梁混凝土浇筑至设计标高，并拆除脚手架及模板后，开始安装压型钢板，压型钢板施工前先进行排版，然后按排版尺寸进行加工。压型钢板采用DW76-915型，1.2mm厚。

3.8.3压型钢板以次梁为支撑点，平行主梁方向铺设，铺设高度为板顶结构标高往下226mm（板厚150mm，压型钢板波谷76mm），次梁两侧比设计加宽100mm，作为压型钢板端部支撑，为确保压型钢板端部固定牢靠，同时锚入射钉，射钉钉入混凝土25~30mm。

3.9 仓顶板板面施工

压型钢筋底模施工完毕后，开始施工仓顶板板面，绑扎钢筋、安装埋件，验收合格后浇筑混凝土。

4 施工注意事项

4.1 仓顶板板混凝土分两次浇筑，第一次先浇筑主次梁，砼浇筑至屋面标高以下220mm，第二次浇筑至屋面结构标高。

4.2 筒仓外筒壁浇筑砼时在筒仓南侧和北侧各停放一台56米汽车泵，因本工程的结构大都为环形结构，为防止模板承受不均匀荷载发生变形，在混凝土浇筑时，两台汽车泵同时对称下料，开始浇筑时以筒仓的东西向中心线端部为起点，向两侧均匀对称推进，两侧混凝土筒仓的南北向中心线端部汇合。

4.3 施工缝处理：先将结合面基层混凝土凿毛并清理干净，须凿初表面浮浆凿、软弱砼层，露出坚固石子，且凿毛面必须水平。新浇混凝土前再将将基层浇水充分湿润，并铺一层与新浇混凝土同配合比的砂浆，然后进行新浇混凝土施工，保证新旧混凝土结合良好。

4.4 主次梁钢构件连接要确保各节点连接的牢固，扭剪型高强螺栓要进行复检，确保满足要求后方能使用。

4.5 主梁与牛腿的连接要牢固，平台跳板满铺后要确保无缝隙，在施工主梁脚手架时要确保脚手架与钢梁支撑牢固，确保操作平台整体稳定性。

4.6 焊接H型钢焊缝高度要满足设计要求，钢梁按千分之三起拱，确保仓顶板施工施加荷载后混凝土平整度满足设计及规范要求。

4.7 在仓顶梁模板加固及混凝土施工过程中，吊架顶部及底部操作平台设置护栏，高度1.2米，满铺木跳板，梁与梁之间的空隙满挂安全兜网。

4.8 仓顶梁混凝土浇筑完毕、模板拆除完以后，拆除吊架之前，在主钢梁上翼缘处焊接钢管并拉设钢丝绳，钢管高1.2米，间距1.5米，拆除吊架时将安全带挂于钢丝绳上，从梁一端向另一端拆除，先拆次梁后拆主梁，顶板施工完成。

5效益分析

5.1 河北大唐国际丰润热电新建三座3万吨储煤筒仓工程，于2019年9月19日完成了第三个筒仓顶板的施工，相比满堂脚手架施工工艺，降低施工成本187万元，其中人工成本降低135万元，材料成本降低40万元，机械成本降低12万元。

5.2 河北大唐国际丰润热电新建三座3万吨储煤筒仓工程仓顶环梁至顶板施工完仅用45天，节约工期65d，为工程竣工投产创造了条件。采用型钢混凝土组合结构施工仓顶混凝土结构的施工工艺弥补了需要从底部到顶部搭设大量脚手架的缺陷，从而节约了大量机械台班和脚手架钢管的投入。机械台班的节约同时也减少了油耗和电耗，起到了环境保护的作用。大量脚手架搭设节约的同时也降低现场作业人员的劳动强度和数量，避免了交叉作业的风险，为现场的职业健康安全环境创造了条件，为公司创造了社会效益。

6 结语

在河北大唐国际丰润热电新建三座3万吨储煤筒仓工程中，型钢混凝土组合结构筒仓顶板施工技术得到了成功应用，不仅加快了筒仓施工进度，节约工期2个多月，为后续设备安装创造了有利条件，而且大部分工作量在仓下地面完成，大大降低了施工难度。同时此施工技术避免了满堂脚手架大量人工高支模安装与拆除的安全风险，节约了成本，也为以后筒仓工程顶板的施工提供了很好的借鉴。

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