双曲线薄壁冷却塔施工例析

荆 雷 史忠海 江苏省丹阳市抗震办公室，丹阳 212300

1 工程概况

江苏某生物发电有限公司底面积1250m2双曲线冷却塔，位于丹阳开发区内，塔体为钢筋砼，由塔筒环行基础、贮水池、筒身（人字柱、环梁、筒壁、刚性环）、塔芯淋水装置组成。该工程塔筒环行基础与贮水池池壁合为一体，-2.25m至-1.65m为2.20m宽的塔筒环行基础；-1.65m至+0.20m为450mm厚贮水池池壁。+4.00m至60.00m标高为冷却塔筒身，通风筒壳体最小厚度120mm，最大厚度400mm；+4.00～5.43m标高为上环梁，环梁与基础之间设置32对φ380mm的圆形钢筋砼人字柱；标高59.05～60.00m为刚性环。塔中心部位设中央竖井，安装预制钢筋砼柱、梁支架，安装铸铁淋水填料及主、次水槽等淋水装置。冷却塔附属设施有进塔人孔、上塔步梯、避雷设施等。

2 施工方案

2.1 工法确定

2.1.1 工作原理

①利用筒壁混凝土的初期强度，用对拉螺栓把三脚架及模板附着于混凝土筒壁上，在三脚架上铺设操作平台进行各工序的作业。

②三脚架设置3层，循环交替向上移置，直至完成筒壁施工。

③筒壁厚度由对拉螺栓的混凝土套管长度控制。

2.1.2 工艺流程

环梁上面首节筒壁钢筋绑扎→提升中心找正装置→首节三脚架安装、模板支设及调整→首节混凝土浇筑→第二节钢筋绑扎→第二节三脚架安装、模板支设及调整→第二节混凝土浇筑→第三节平台、模板及钢筋安装，浇筑混凝土→拆除首节三脚架、模板，移置到第四节→……→最后一节筒壁施工→钢性环支模、绑筋、浇筑混凝土→拆除模板、三脚架。

2.2 装置设施

2.2.1 模板系统

由内外模板、对拉螺栓、混凝土套管及油毡垫圈等组成。使用时每两榀三脚架之间布置两个模板单元，其模板环向调节余量为60～80mm，环向用钢筋围圈或Φ48mm钢管围圈加固。

2.2.2 操作平台系统

操作平台系统由附着式三脚架、吊篮、脚手板、防护栏杆、安全网等组成，见下图：

附着式三脚架：附着式三脚架为拆装式承重结构，由立杆、水平杆及斜杆组成三角形基本结构，然后通过立撑、斜撑及环向连杆的连接，整个平台系统形成稳定的空间结构。

①立杆贴模板的一肢上留有对拉螺栓孔。为了保持操作平台处于水平状态，通过调整斜杆与水平杆之间的夹角以适应筒壁坡度的变化，因此，在斜杆上留有若干个螺栓孔，供调节之用。

②斜撑：斜撑上端与立杆或内模板连接，下端支承在环向连杆上，作为内模板的支承构件。斜撑上装有花篮螺栓，在安装模板时用于调整内模板的半径。

③环向连杆：环向连杆是三角形基本结构的侧向联系杆件，既保持系统的整体稳定，又是直接承受上层荷载、传递荷载的横梁。安装模板时，它还是保证模板相对位置并对其进行调整的支点。

2.3 精度控制

双曲线筒体，随着施工标高的不同筒体的半径、厚度、角度各不相同，施工精度控制为技术核心部分，该项目采用附着式三脚架倒模法施工，使用自制的中心找正装置控制筒壁半径及标高，该装置简单便于操作且控制精准。

2.3.1 中心找正装置

中心找正装置由悬盘、线锤、钢卷尺、卷线器等组成，如图所示。

悬盘为钢板加工的圆形或方形盘，其底面焊一滑轮座，用于吊挂线锤。在盘边钻有4个孔洞，用以固定吊挂悬盘的钢丝绳，孔洞位于两相互垂直的圆盘直径上。盘上面焊有固定钢。

卷尺的转轴，钢卷尺可以绕轴转动，转轴中心与挂线锤的钢丝绳在一条竖直线上。

2.3.2 壁厚控制

筒壁施工时，通过穿入套管的对拉螺栓，将内外模板与三脚架联成一体（见附图2）同时，利用套管的长度控制内外模板的距离（即控制筒壁厚度）。混凝土套管的截面为四方形或六边形，加工时严格控制其长度尺寸，对拉螺栓规格为M16，施工时对拉螺栓穿入套管后，其两端垫以油毡垫圈，防止水泥砂浆进入套管内。

2.4 三脚架倒模施工

筒壁施工时，在环梁以上第3节混凝土浇筑完以后，按下述工艺流程组织施工：绑扎钢筋→拆装模板三脚架→翻脚手板、吊篮和安全网→浇筑混凝土→提升中心找正悬盘→堵塞对拉螺栓孔

2.4.1 钢筋绑扎

该工程筒仓壁薄，模板内空间狭小，钢筋布置难度大，环筋下料尺寸一般不超过7m；竖筋下料长度按3倍模板高度再加上搭接长度及弯钩部分长度。钢筋绑扎沿圆周向相反方向同时作业，最后在爬梯入口处合拢。绑扎顺序为：先内层后外层、先竖向后环向。为确保浇筑混凝土时筒壁内钢筋不发生位移，在模板面向上1.3m处绑扎一圈环向钢筋，同时在内外层钢筋间每m增加一根Φ8mm的S拉结筋。

2.4.2 模板安装

模板支设为两个作业班组，从圆周上相对两点开始沿同一方向开始作业，顺序如下：内模→对拉螺栓→贴内模油毡垫圈→混凝土套管→贴外模油毡垫圈→内三脚架立杆→外模→对拉螺栓之螺母→三脚架其余杆件。

首节筒壁利用施工环梁时的脚手架支设首节模板：施工环梁时，沿圆周预留一排Φ30mm孔洞。支设首节模板时，在孔洞内穿入Φ25mm短筋，上面放置Φ20mm环筋及木垫板，作为安装首节模板的支承。孔洞高低位置，按照1节模板高度与非标准节高度之差而定。

2.4.3 模板间水平缝的处理

浇筑砼分斜层进行，每层浇筑厚度300～400mm，采用插入式振动器振捣，振捣时沿浇筑的顺序方向采用斜向振捣法，振动棒与水平倾角约60°角左右，振捣上一层时插入下层砼面50mm，以消除两层间的接缝，砼终凝后及时浇水养护。

3 结语

双曲线薄壁冷却塔施工，在钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等各个工序环节上不同于传统房建工程，该项目通过三脚架倒模施工，并以自己研发的中心找正装置及时纠偏校正模板，确保了该项目的质量和进度。