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1、球形薄壳屋盖旋转移模法施工钢筋混凝土球形薄壳具有结构自重轻、可跨越较大空间的特征,近年在石油、化工、煤炭等行业得到肯定的应用。选煤厂浓缩车间是选煤厂的主要生产车间之一,在我国北方寒冷地区须设屋盖，以起保温围护作用。球形薄壳是一种常用的屋盖结构,但球形薄壳施工困苦,特殊是较大空间的工程。按传统施工方法,每个屋盖需用（一次投入）近百立方米木材,且术材周转率很低,施工难度大,工期长,用工多,成本高,仅支模一项就占造价的60旷80%这些因素限制了球形薄壳结构屋盖的推广。祚子选煤厂2座直径24.2m浓缩车间的球形薄壳屋盖,采用旋转移模工艺,完全取消了木支柱。这种工艺操作简便,大大降低了劳动强度；可节省木
2、材,缩短工期，降低造价;技术经济效益显著。第1章工程概况该工程为钢筋混凝土框架承重、石专墙围护、直径24.2m的圆筒形结构。屋盖为一半径20m的球缺形钢筋混凝土薄壳体;池底中心至壳顶净高13.09m;壳厚100I三;壳下边缘设有一道37OmmX55Onlm的环形拉梁;壳顶为一直径2.5Om的天窗;壳与下边缘及顶口边缘在水平宽0.80l.Om范围内采用局部加强,混凝土均为C20。壳体几何尺寸如图6-2-1所示。第2章施工方案第1节方案选择球形薄壳属旋转体结构,可假想将球壳通过中轴呈径向分切为若干对对称的西瓜壳瓣,取其一对作为研究对象,进行模具设计，即将传统的-次性支模化整为零,仅用少量模具,通过
3、多步绕轴旋转移动,形成完整的球壳。但这种被分切后的对称单元壳瓣完全改变了球壳的受力状态,即将双向受力改变为单向受力,脱模后能否成为独立的结构,这种双曲面的壳瓣能否大面积脱模,是方案能否成立的前提。由于这种上尖下宽的对称结构近似于三较拱结构。应用三较拱结构理论对对称单元壳瓣进行了结构验算,并做了模型实验。通过反复验算和多次实验,确认这种结构是能独立成立的,脱模后结构是安全的。第2节施工方案及技术措施1.球壳分切成对称壳瓣的对数,关系到脱模的难易、模具用量和工期。通过对几项指标的分析比较,该球壳选择五步完成为宜，即分切为五对对称壳瓣,每步完成圆心角（两对顶角之和）360o5=72,每一瓣为36（图
4、6-2-2）2 .整个模具由支撑、模板、升降及旋转4大部分组成（图6-2-3）,支撑部分包括中心柱、门架、桁架、桁架支撑及钢楝条;模板部分包括径向楞木、环向楞木及钢模板、术模板;升降部分包括螺旋千斤顶、门架脚及桁架上端托板;旋转部分包括轨道、滚动轮、中心柱旋转轴心、轴套及手扳葫芦。支撑部分均用型钢制成,杆件间由螺栓连接固定,环向钢模板间夹有变角木条,用螺栓与钢模板连接。3 .顶环梁与壳、中心柱的关系处置:中心柱是整个模具的中心支撑及旋转轴,又作为顶环梁的全部支撑。顶环梁是一个扩大了的顶钱,两相对光瓣脱模后，它承担巨大的水平挤压力,抵制水平挤压力一靠环梁本身的刚度，二靠在环梁内侧与中心柱间呈放射
5、形支设的木支撑,如图6-2-4所示。顶环梁必须在壳混凝土脱模前到达设计强度，这样就要在安装中心柱和桁架后将顶环梁浇筑完,然后拆去外模。在第一步脱模前,顶环梁的全部荷重靠中心柱顶端下吊的钢筋拉杆承担。为控制因挤压力可能发生的顶环梁翻转,在中心柱顶端与环梁内模间支设斜支撑,如图6-2-5所示。顶环梁底模与壳模板是静与动的关系，壳模板围绕固定的环梁底模旋转。两模板间留有20mm宽的间隙，以防旋转时模具受阻,在壳混凝土浇筑前用油纸覆盖。4 .壳与下环梁的关系处置：由于壳混凝土脱模后对下环梁发生巨大的局部水平推力,所以模具安装前下环梁应浇筑完混凝土,在球壳脱模前到达设计强度。下环梁抵制水平推力靠本身刚度
6、和环梁与砖墙的摩擦力。环梁与壳交接处留出与轴力线垂直的施工缝,并留出交接的钢筋接头（图6-2-6）。环梁内模安装时必须严厉控制各部曲率半径,使壳与环梁交接严密。5 .壳体钢筋及混凝土施工：壳体钢筋也分步绑扎，沿环向留出下步的搭接头,上下层及相邻钢筋相互错开留出，径向与下环梁及顶环梁留出的钢筋头搭接,如图6-2-4、图6-2-6所示。混凝土的两侧设边模,留直搓,混凝土的边缘与桁架中心线重合。球壳及顶环梁混凝土强度等级比原设计提高一级,并掺加早强剂，以缩短移模周期（脱模时混凝土强度应到达设计强度）。第3章旋转移模施工第1节施工顺序从准备工作到完成的全进程施工顺序如图6-2-7所示。第2节劳动组织由
7、于工序较多,平行流水作业面较小,从模具安装、移模施工到拆模的全进程,组织由12人组成的综合施工组,其中安装工4人,钢筋工2人,架子工2人,木工2人,混凝土工2人,实行混协作业。第3节模具安装中心柱安装固定后，门架、桁架、支撑、楝条采用综合法安装,安装完一瓣,旋转到相对（180）地位进行模板安装。模板安装时的曲率半径采用木制双向样板控制。径向样板作为滑道,固定在两边的桁架上弦上,环向样板落于径向样板上滑动,如图6-2-8所示。模板安装应由下而上进行,要求模板表面平整度误差不大于IOmm。模板间的缝隙,大者用木条堵严,小者用水泥砂浆抹严。用废机油作隔离剂。模板与楞木要连接牢固定,无松动现象。第4节
8、钢筋绑扎钢筋要由上而下进行绑扎，上下层钢筋间用中10钢筋焊接,作为排距控制,其双向间距均为1.Omo环向筋留出的搭接头,从侧模锯口处穿过。第5节混凝土浇筑球壳混凝土先自上而下浇筑,浇筑到3/4跨时,再改为自下而上浇筑,以使球壳最脆弱处尽早到达脱模要求的强度。相对两壳瓣混凝土浇筑须同步进行,沿环向浇筑。径向每1.Om为一浇筑宽度o球壳混凝土的浇筑厚度，两边使用侧模,中间用扁钢制成的控制尺进行控制。第6节模具升降与旋转升降千斤顶的升降幅度为100nIn1,升降时一切千斤顶必须同步进行。模具升到设计标高后，门架脚处内外侧与砖墙及池壁间用木方加楔支顶，以防加荷后整体失稳。升高后的轮子与铁轨间用木楔垫实
9、（图6-2-9）。模具旋转时用手扳葫芦牵引，轮子落于轨面后，即可开头旋转到下一步的地位。旋转时要稳,两相对模具要同步前进。第7节其它注意事项采用低流动性混凝土,其明落度以l3cm为宜，以防下滑。2 .混凝土振捣采用小振幅的平板振动器与人工配合。3 .每单元壳留置4组混凝土试块,分别为2d、3d、4d和1组标准养护，以确定最短脱模时间和作为质量评定的依据。4 .模板的两侧和下面挂设一道安全网，以保证安全作业。6-2-4技术经济效果将2座同规模同结构浓缩车间球形屋盖采用旋转移模法与传统施工方法进行比较,其结果如下：从安装模具到全部完成,旋转移模法每个屋盖只用了22d工期，比传统方法提前13d,工期
10、缩短42%。用工少。每个屋盖实际只用264个工日，节省用工39%。节省术材用量。包括下环梁及檐子,实际只用2.5m3木材,每个屋盖比传统方法（按周转考虑）少用木材34.25m3,节省木材93.2%减轻劳动强度，提高了操作的安全度，现场文明。满足设计尺寸要求,质量优良。每个工程比传统方法降低直接费用11400元,成本降低率为52.9机施工现场安全施工注意事项1、施工人员进入施工现场前，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3、严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章
11、作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4、施工作业时必须正确穿戴个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入施工现场。6、穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防止人身、线路，设备事故的发生。9、电钻、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电，必须使用3
12、6伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时，必须随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，要填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教育培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域；特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带；安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验。凡患有高血压、心脏病、贫血症、癫痫病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作
13、业。16、机械设备、机具使用,必须做到“定人、定机”制度;未经有关人员同意，非操作人员不得使用。17、电动机械设备，必须有漏电保护装置和可靠保护接零，方可启动使用.18、未经有关人员批准，不得随意拆除安全设施和安全装置；因作业需要拆除的，作业完毕后，必须立即恢复。19、井字架吊篮、料斗不准乘人。20、酒后不准上班作业.21、作业前应对相关的作业人员进行安全技术交底。22、在高空以及施工现场作业，如配管放配线，设备安装及开通调试中,必须要严格执行安全技术规程，顺利进行作业严禁违章操作，造成不应发生的事故。23、在整个施工过程中，必须严格执行国家、省市、各部委关于工程消防法规和有关条款。24、经常
14、配齐、保养消防器材，做到会保养、会使用。认真贯彻逐级消防责任制，做好消防工作。25、现场人工断料，所用工具必须牢固,掌饕子和打锤要站成斜角，注意扔锤区域内的人和物体。切断小于30Cm的短钢筋,应用钳子夹牢,禁止用手把扶，并在外侧设置防护箱笼罩或朝向无人区。26、多人合运钢筋，起、落、转、停动作要一致，人工上下传送不得在同一直线上.钢筋堆放要分散、稳当、防止倾倒和塌落。27、在高空、深坑绑扎钢筋和安装骨架,须搭设脚手架和马道。28、绑扎立柱、墙体钢筋，不得站在钢筋骨架上和攀登骨架上下。柱筋在4m以内,重量不大，可在地面或楼面上绑扎，整体竖起；柱筋在4m以上，应搭设工作台。柱梁骨架应用临时支撑拉牢
15、，以防倾倒。29、绑扎基础钢筋时,应按施工设计规定摆放钢筋支架或马凳架起上部钢筋,不得任意减少支架或马凳。30、绑扎高层建筑的圈梁、挑檐、外墙、边柱钢筋，应搭设外架或安全网。绑扎时挂好安全带。31、起吊钢筋骨架，下方禁止站人，必须待骨架降落到离地Im以下始准靠近,就位支撑好方可摘钩。32、吊运短钢筋应使用吊笼，吊运超长钢筋应加横担,捆绑钢筋应使用钢丝绳千斤头,双条绑扎，禁止用单条千斤头或绳索绑吊。33、吊运在楼层搬运、绑扎钢筋，应注意不要靠近和碰撞电线。并注意与裸体电线的安全距离(IkV以下4m,1IokV6m).34、夜间施工灯光要充足，不准把灯具挂在竖起的钢筋上或其他金属构件上，导线应架空.
