烟囱滑模偏扭原因分析及防治

摘要:分析了烟囱滑模偏扭的原因,提出了偏扭的预防措施及纠偏、纠扭措施。
关键词:烟囱;滑模;偏扭;纠偏;纠扭
　　近年来,河南矿建公司采用滑模技术先后施工了永夏矿区坑口电厂100 m、义马煤气化自备电站120 m等多座钢筋混凝土烟囱,通过实践与摸索,总结出了较为有效的偏扭防治措施。
1　偏扭原因分析
(1)滑模施工操作平台整体刚度差,致使滑升过程中,平台不能保持水平状态,平台的变形导致滑升系统不能正常工作而产生偏扭力矩,使操作平台整体漂移,使结构产生偏扭位移。
(2)平台加工组装偏差大,平台各部件不能保持正常工作状态,从而产生各种复杂应力,导致平台偏扭。如平台鼓圈不水平、不对中,辐射梁安装角度不均匀,各部件安装不到位等,均可导致平台偏扭。
(3)支撑杆设计数量不足,支撑杆布置不合理,致使不能共同工作整体受力。支撑杆安装不当,工作受力时径向坡度和环向倾斜误差大;支撑杆本身材质、加工质量差等,都是支撑杆承载能力降低的原因。平台或提升架局部荷载增加过大,使支撑杆弯曲而失去承载能力也是导致平台偏扭的主要因素(甚至会直接危及滑模平台的稳定与安全)。
(4)滑模平台组装前,千斤顶未作检修及同步试验,或未根据试验行程数据,对千斤顶逐一编号,合理编组,对称布置,以及工作中液压系统油管爆裂等,影响了滑模平台各组千斤顶同步爬升。
(5)平台施工荷载布置不均,平台井架缆风绳松紧不匀,吊笼导索张力不均,使平台偏心受力。
(6)平台通过筒壁较大洞口(如烟囱烟道口),洞口支撑杆布置及加固措施不当,使洞口处提升能力明显下降,导致平台变形、偏扭。
(7)混凝土浇筑不当,未严格按同步对称、分层交圈下料浇筑振捣,或下料起始位置、方向、次序不当,使筒壁混凝土出模强度上升不同步,导致模板提升后阻力不均。入模混凝土坍落度、搅拌质量的差异也会影响出模强度,导致摩阻力变化而造成偏扭。
(8)滑升过程中平台模板管理不善,调径、收分、抽拔模板不按规定,未及时、同步对称进行,调径收分不匀;内外活动围圈到位顶死,未及时割除或更换而使该处模板不能变径收分。当强行提升时,使模板、提升架、支撑杆乃至平台变形过大,造成平台偏扭,严重时还会危及施工安全。
(9)摇头拔杆吊运钢筋时使平台偏心受力,或吊卸材料时始终沿一个方向旋转,使平台产生同一方向的扭转力矩。
(10)滑模平台提升时监护不好,平台模板等部件提升时勾挂筒壁内钢筋,产生意外阻力。
(11)千斤顶调平限位卡失控,使平台不能保持应有的水平。
(12)采用固定模上焊防扭滑刀时,当固定模在
安装或滑升中倾斜较大,也会导致或增加平台扭转。
(13)日照形成的阳面与阴面温差,对筒壁结构也会产生中心偏移。因此滑升过程中,按激光点偏移读数进行纠偏时,还应该考虑日照影响。
(14)由于风向、风力原因,使高耸构筑物产生相应的位移变化。可通过地理位置、高度、风向、风力等因素进行测量计算,并绘制曲线进行纠偏修正。此外,筒壁厚度误差变化,也会引起模板侧压力和摩阻力的变化造成偏扭。若对偏扭原因作出错误判断,或采取的纠偏扭措施不当,则会加重偏扭。
2　偏扭的预防措施
(1)采用刚度较大的桁架式辐射梁结构操作平台取代传统的悬索式辐射梁结构平台。
(2)滑升平台支撑杆安装要有足够的刚度及安全储备。支撑杆位置应布局合理,确保支撑杆材质及加工质量。滑升过程中对弯曲的支撑杆要及时加固,控制弯曲的支撑杆数一般不超过总数的10%。
(3)对滑模操作平台应保证加工质量,选用优质材料,加工精度和组装质量要高,误差要小。平台组装前,所有千斤顶应经同步试验,合理组合搭配安装。采用调平限位卡装置,保证千斤顶同步爬升。
(4)加强施工管理是确保工程质量、预防偏扭的根本保证。要加强滑模各系统的操作维护和提升监护,确保平台各系统各部件正常工作。
(5)对平台偏扭应经常观测、经常纠偏,纠偏时做到判断正确,统一指挥,连续控制,措施适当。
3　纠偏措施
(1)平台倾斜法。其原理是借助平台倾斜产生的水平推力,迫使移位的平台复位。作法是利用调平限位卡将平台千斤顶行程控制标高调成斜面,使平台爬升成倾斜面。确定其倾斜面最高点位置的简易方法是,调整激光靶中心点与激光投射点连线的延长线方向的千斤顶限位卡。平台倾斜高差值视平台中心偏移大小确定,一般控制在不超过平台跨度的1/150,若高差过大垂运吊笼进出平台井架口易碰撞。调整平台倾斜时,要严防平台呈折平面状态。
(2)垫楔铁法。在平台中心偏移方向的千斤顶横梁底面径向外侧位置加垫楔铁,使倾斜的千斤顶连同支承杆的导向作用力迫使平台复位。楔铁厚度、数量根据中心偏移大小而定,从中心偏移方向的千斤顶开始,分别沿筒壁圆周相反2个方向逐一加垫,所垫弧长可在1/4~1/2圆周。
(3)调节提升架调径丝杆和模板支顶丝杆。顶紧中心偏移方向的调径丝杆和模板支顶丝杆,同时放松偏移反方向的丝杆,利用筒壁反作用力迫使平台复位。
(4)调整模板坡度。将偏移方向筒壁上口模板向烟囱中心内调,偏移相反方向筒壁上口模板向外调,利用模板导向使平台复位。
(5)改变混凝土浇筑次序、方向。一般情况下,混凝土从激光靶上的激光点投影所在的筒壁位置方向开始,分2组沿筒壁顺、逆时针对称交圈浇筑。利用先浇筑处混凝土出模强度高、摩阻力大特点,使平台自动倾斜纠偏。当平台中心居中或偏移甚小,且又有日照影响时,可从烟囱阴面开始浇筑混凝土。
(6)支撑法。在中心偏移方向,用带丝杆或千斤顶的支撑杆,一端支撑在平台中心花鼓圈上口或平台第一道内钢圈上,另一端支撑在提升架立柱下端,调紧调节丝杆或千斤顶,迫使平台复位。
(7)模板位移法。与上述方法不同之处在于不是移动平台,而是在滑升过程中逐渐移动模板,使模板中心逐渐回到烟囱中心。使用此法,需明确模板、平台、烟囱中心三者之间的关系,一般较少采用。
4　纠扭措施
(1)提升架对拉法。即在烟囱筒壁外侧相邻两榀提升门架立柱之间,用0•5~1 t倒链对拉门架相邻立柱上下端,根据扭转方向调节门架立柱倾斜度,即可灵敏有效地产生与扭转方向相反的扭转力矩,使扭转的筒壁停止扭转。对拉榀数一般为2~3对,对拉位置选在与扭转方向明显相同的倾斜门架。
(2)双限位高差法。调节千斤顶调平限位卡,使筒壁若干组环向布置的左右千斤顶,高差倾斜产生与扭转相反的水平切向扭矩,迫使扭转的筒壁停止扭转。调整组数视扭转程度大小而定,调整与筒壁扭转方向倾斜相同的横梁上的左右千斤顶,尽量做到均匀对称。
(3)垫楔铁法。与双限位高差法原理相同,在千斤顶横梁底环向一侧垫楔铁,使倾斜的横梁产生与扭转相反的切向力矩,以制止筒壁的扭转。
(4)滑刀防扭。若筒壁结构设计有竖向温度缝,则可利用形成此温度缝的滑刀防扭,即在筒壁内固定模上焊与筒壁混凝土保护层同厚的滑刀,既可滑出温度缝,又可防止筒壁扭转。
(5)改变混凝土浇筑方向。按与扭转方向的同一方向浇筑混凝土。
(6)在提升架外侧设十字防扭纠扭活动可调剪刀撑。
(7)控制模板收分法。在扭转方向一侧的收分模肋间垫小方木使收分模暂停收分,只允许反向的收分模继续收分,制止平台扭转。纠扭只要控制住扭转不再发展即可,否则会矫枉过正,对结构受力和筒壁外观都不利。