24米造粒塔滑模施工方案.docx

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24米造粒塔滑模施工方案

1工程概况

2编制依据

3施工准备

4施工程序及方法

5施工技术措施

6质量保证措施

7季节性施工措施

8环境、职业健康安全保证措施

9劳动力需用计划及岗位责任制

10主要施工机具计划

11工程质量A、B、C三级控制点

12施工进度计划控制措施

13施工平面布置图

1工程概况：

1.1工程简介

本工程造粒塔是山东润银生物化工股份有限公司80万吨/年尿素节能改造项目的一个主要构筑物，由山东医药设计院设计，抗震设防烈度为6度，结构设计使用年限为50年。

本造粒塔为钢筋混凝土筒结构，塔高100.820m；13.8m以下筒壁厚度500mm，内径Φ24m，外径Φ25m；13.85m以上筒壁厚度250mm，内径Φ24m，外径Φ24.5m；底部7.328m设有锥形刮料层，顶部80.2m～86.2m为造粒喷淋区域，由筒壁部分环梁、斜梁、内环梁、平台井字梁及板组成（其中筒壁环梁尺寸为600mm×1800mm,斜梁尺寸为400mm×800mm），以上6.77m为排气通风部位。

（1）基础工程

本工程造粒塔基础为钢筋混凝土桩承台基础。

（2）主体工程

主体工程从平面位置分为筒体和楼、电梯间二部分。

a.筒体部分：

筒体竖向分为三部分。

第一部分刮料层（标高为7.328m）以下为钢筋混凝土筒体。

此部分由8根扶壁柱支撑钢筋混凝土漏斗组成。

第二部分为钢筋混凝土筒壁。

第三部分为结构层部分（喷淋区域）。

包括：

标高80.2m、86.200m结构层及筒体封顶（91.35～92.85m）等部分。

筒体顶部设置有避雷针和航空闪光障碍灯。

b.楼、电梯间部分：

按其平面位置分为楼梯间、电梯间，楼、电梯间为钢筋混凝土板墙结构。

楼梯为钢楼梯。

1.2本工程的特点和难点

1.2.1本工程的特点：

本工程为钢筋混凝土结构，属高耸构筑物。

本工程设计采用液压滑动模板施工，造粒塔壁较薄，洞口较大较多，且施工过程中涉及多次改模，主体筒壁在标高75.85～77.65m设有600×1800大型钢筋混凝土异形环梁并支撑喷淋层18根钢筋混凝土斜梁，再由斜梁支撑着整个直径15m的喷淋层、承水层及排风环墙；喷淋层位于筒体中，80.2米处承水层环梁、中间井字梁及双层板构成喷淋层承重体系，电梯间及楼梯间附着于筒体结构；另外本工程的钢结构制作、安装工程量也较大。

1.2.2本工程的施工难点：

1）本工程高达100m以上的筒体滑动模板施工；

2）位于筒体内的刮料层及80.2m的喷淋层施工；

3）造粒塔筒体结构与电梯、楼梯间的同步施工及协调；

4）本工程主体施工阶段处于夏、秋季节，大风、降水、以及夏季的高温对高空液压滑动模板施工和混凝土浇筑影响极大,由于本工程的筒体展开面积较大,所以在此期间施工难度也很大；

5）在主体施工时，还要与水电、设备安装等做好相应的配合、协调。

而由于工期紧,故在施工中的相应配合难度也较大；

6）本工程属于特殊工程，高处作业周期长，安全风险大，安全防护工作须特别重视。

2编制依据

2.1山东医药设计院设计的山东润银生物化工股份有限公司80万吨/年尿素节能改造项目造粒塔工程施工图；SYH10022G-0375

2.2山东医药设计院设计的山东润银生物化工股份有限公司80万吨/年尿素节能改造项目图纸会审、设计变更及技术联络单；

2.3公司《质量／环境／职业健康安全管理手册》及相应的配套文件；

2.4本工程《施工组织设计》；

2.5公司施工的历年来同类造粒塔工程施工经验；

2.6《施工手册（第四版）》；

2.7《工程测量规范》GB50026—93

2.8《石油化工设备混凝土基础工程施工及验收规范》SH3510-2000

2.9《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002

2.10《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

2.11《建筑钢结构焊接规范》JGJ81-2002

2.12《屋面工程质量验收规范》GB50207-2002

2.13《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-2002

2.14《钢筋焊接及验收规范》JGJ18-2003

2.15《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001

2.16《滑动模板工程技术规范》GB50113-2005

2.17《液压滑动模板施工安全技术规程》JGJ65-89

2.18《组合钢模板技术规范》GB50214-2001

2.19《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

2.20《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001

2.21《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

2.22《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

2.23《石油化工施工安全技术规程》SH3505―1999

2.24《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001/J119-2001

2.25《建筑施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91

2.26《环境空气质量标准》GB3095-1996

2.27《建筑施工场界躁声限值及其测量方法》GB12523-12524-90

3施工准备

3.1根据工程结构特点及滑模工艺要求，对不宜于滑模施工的部位同设计单位协商处理。

3.2主体滑模装置的设计、选型：

根据本工程的特点设计了专门的滑模装置。

本滑模装置总体分为：

模板系统、液压系统、操作平台系统、垂直运输系统、电讯及电视监控系统五个部分。

3.2.1模板系统包括：

模板、围檩、支撑三部分。

模板包括：

固定模板、收分模板、异形模板及普通模板五种。

依施工图设计结构型式和《液压滑动模板施工技术规范》进行模板设计。

围檩根据结构设计所需尺寸进行现场加工制作，材料采用∠80×8角钢。

支撑包括抽拔支撑和顶紧丝杠，固定于门架两立柱上，用以调整及加固模板。

3.2.2液压系统：

液压系统主要由一台HY-56型液压操作台,72个GYD-60型千斤顶（筒体部分48个，楼电梯间24个）及油路部分组成。

油路系统由液压操作台接出，采取Ф16、Ф8高压油管，由三通分油器、五通分油器、直通接头进行连接，经由针型阀接至千斤顶（见下图）。

3.2.3操作平台系统（见滑模平台布置及剖面图）：

由门架、辐射架、钢圈、鼓圈、栏杆、吊脚手和斜拉杆等组成。

提升架采用“开”型架，立柱采用[16b槽钢，横梁为[10槽钢，立柱与横梁采用高强螺栓连接，立柱[16b净宽1180mm，总高度2.8m，横梁[10到模板顶净距离0.5m，根据计算提升架布置间距为1.5m左右。

辐射梁采用][16b槽钢，单根长度为11m，一端与中心鼓圈连接，一端支撑于门架上并外挑2m做为外挑平台。

钢圈采用[16a在内外辐射梁底成环向布置，采用δ=12厚夹板及M16螺栓与辐射梁进行连接，根据工程特点，本工程钢圈共采用五道，布置型式为内四外一。

鼓圈采用[18b槽钢分上、中、下三段由∠80×8角钢通过高强螺栓连接形成一个直径6m的钢性环。

栏杆设于外挑平台边檐，采用∠40×4角钢做立杆，高度为1.2m，采用ф8圆钢做横向连接，外挂防护网和安全网，并用阻燃式安全密目网进行封闭。

吊脚手架采用∠40×4角钢制作，悬挂于门架立柱下部，利用螺栓做可靠固定，施工中，吊架上铺两层木脚手板，外挂防护网和安全网，并用阻燃式安全密目网进行封闭。

斜拉杆采用Ф25圆钢与M28花蓝螺栓制做而成，用以连接辐射梁与鼓圈中、下两接，使整个平台系统形成一个可靠的整体。

本滑模装置组装完成后，平台试荷按1.2倍施工荷载均布于平台（用袋装水泥进行加载）,第一次加载至73KN后静置4小时,第二次加载至91KN（施工荷载）静置4小时,第三次按超载20%即109KN加载,加载后静置24小时。

滑模平台平面布置图滑模平台剖面图

3.2.4主要构件强度验算

3.2.4.1荷载分析

A:

造粒塔模板与结构接触面积

S1=3.14×24×1.4＋3.14×25×1.5=222.94㎡

B滑升平台自重

a:

内平台：

G1=520.03KN

1）辐射梁（[16b）:

9m×48×2×19.7kg/m×9.8N/kg=166.8KN

2）内钢圈（[16a）:

3.14×（11.5m+9.4m+7.2m+5.1m）×2×17.2kg/m×9.8N/kg=35.14KN

3）木板：

3.14×（11.5m）2×0.05m×6KN/m3=124.58KN

4）辐射梁夹板及螺栓：

1740kg×9.8N/Kg=17.05KN

5）斜拉杆42.56KN

6）鼓圈处荷载：

GP=133.9KN

鼓圈：

5368kg×9.8N/Kg=52.61KN

井架自重:

15.95KN

液压操作台:

3.14KN

吊笼（含货料）:

23KN（其中单个吊笼自重4.3KN）

油管:

5.88KN

其它:

9.8KN

导索张紧力（含自重）:

23.52KN

b外平台：

G2=121.19KN

1）辐射梁（[16b）：

3m×48×2×19.7kg/m×9.8N/kg=55.6KN

2）外钢圈（[16a）:

3.14×（13.5m+14m）×2×17.2kg/m×9.8N/kg=29.11KN

3）木板：

3.14×[（14m）2-（13.5m）2]×0.05m×6KN/m3=12.95KN

4）辐射梁夹板及螺栓：

870kg×9.8N/Kg=8.53KN

5）栏杆及围护：

15KN

c门架处荷载G3=672.63K,其中围檩处荷载为554.2KN

1）摩擦阻力F=2.0KN/m2×S1=2.0KN/m2×222.94m2=445.88KN

2）模板:

230.79m2x35kg/m2×9.8N/Kg=79.16KN

3）提升架:

175kg×48榀×9.8N/Kg=82.32KN

4）吊架:

14.42×96×9.8N/Kg=13.57KN

5）围檩:

2975kg×9.8N/Kg=29.16KN

6）模板支撑：

22.54KN

d施工荷载GK=GM+GW+GD+GZ=90.98KN

1）内平台施工荷载GM：

人员及携带工具+施工材料=0.75KN/人×40人+30KN=60KN

2）外平台施工荷载GW：

人员及携带工具+施工材料=0.75KN/人×20人+10KN=25KN

3）电焊机动荷载：

GD=2台×1.0kN/台×1.1=2.2KN

4）混凝土振捣器动荷载：

GZ=4台×0.15kN/台×1.3=0.78KN

5）其它荷载GP=3KN

滑模施工平台总荷载G=G1+G2+G3+GK=1404.83KN，取1405KN

3.2.4.2千斤顶和支撑杆数量计算

公式：

n=N／P

N——总垂直荷载（KN）1405KN

P——支承杆允许承载力[P]=α·f·φ·An

α——工作条件系数取0.7

f——支承杆强度设计值（KN／㎝2）20.5KN／㎝2

An——支承杆截面积4.893㎝2

φ——轴心受压杆件稳定系数0.58（支撑杆脱空长度取160cm）

P=0.7×20.5KN／㎝2×0.58×4.893㎝2=40.72KN

设计需用支承杆数量验算

n=N／P=1405KN／40.72KN=34.5根

实际采用48根满足使用要求

组合风荷载（风荷载标准值取0.35KN/㎡）：

Πdh×0.35KN/㎡/2=3.14×25×0.35×3/2=41.213KN

即n1=（1405KN+41.213KN）/40.72=35.5

实际采用48根满足使用要求

设计需用千斤顶数量验算

n=N／P1

P1——千斤顶额定提升重量（按规范要求取实际提升重量的1/2，即30KN）

n=N／P1=1405KN／30KN=47台

实际采用48台满足使用要求

在千斤顶及支撑杆选用过程中，因电梯间尺寸及跨度较小，而按照施工对模板加固与支撑系考虑选用门架数较多（共布置24台千斤顶），间距均在1m左右（筒壁部分1.6m左右），而主要施工荷载均分布于筒体，因而对电梯间部分不作具体受力验算。

因此本工程共设置设置72只千斤顶，以满足提升要求，在圆塔设置48只千斤顶，电梯间设置24只。

同时现场备用20台同型号的千斤顶，以防止千斤顶出现故障时能够及时更换。

当滑模至塔顶时，断开圆塔滑模系统，继续滑升电梯间至顶。

3.2.4.3围圈计算强度验算（[∟80×8]受力分析及构件选用见附图）

水平最大弯矩：

MX=0.117qH×L2

垂直最大弯矩：

MY=0.1qV×L2

qH——围圈承受水平荷载设计值

qV——围圈承受垂直荷载设计值

qH=qV=（围檩处荷载）／围圈长度

qH=qV==554.2KN／（π×24m×4m）=1.838KN／m=1.838N/㎜

L——提升架间距取1.6m=1600㎜

即水平方向最大弯矩：

MX=0.117qH×L2=0.117×1.838N/㎜×（1600㎜）2=550518N·㎜

垂直方向最大弯矩：

MY=0.1qV×L2=0.1×1.838×（1600㎜）2=470528N·㎜

强度验算：

[MX／（γX×WX）+MY／（γY×WY）]≤f

MX、MY同上

γX、γY取值为γX=1，γY=1

WX——水平方向净截面抵抗矩:

WXmin=12.8㎝3=12800㎜3

WY——垂直方向净截面抵抗矩:

WYmin=12.8㎝3=12800㎜3

f——钢材抗弯强度设计值（215N／㎜2）

即MX／（γX×WX）+MY／（γY×WY）

=550518N·㎜/12800㎜3+470528N·㎜／12800㎜3=79.77N/㎜2

小于f值215N／㎜2，满足使用要求。

3.2.4.4操作平台受力

（1）辐射梁内力计算（匚16b）

q——均布荷载：

（G1-GP+G2+GM+GW+GD+GZ）/（2nl）×1.4

=595.3KN／（48×11m×2）×1.4=0.563KN／m×1.4=0.788KN／m

F——鼓圈处集中荷载1.2GP／48=1.2×133.9KN/48=3.348KN

P——单根辐射梁垂直荷载1.4×595.3KN／48/2=1.4×6.201=8.681KN

n——辐射梁的对数

l——辐射梁的总长

RA=RB=P／2=8.681KN／2=4.841KN

∑ME=0

则RDY×l3+RA×（l3+l2）-0.5×q（l1+l2+l3）2=0

RDY×7m+4.841KN×9m-0.5×0.788×（11m）2=0

RDY=0.586KN（向上）

RD=RDY／sinα=0.586KN／sin22°=1.564KN

设∑MD=0

则RE×l3-fl3-q/2×（l1+l2-l3）2+RA×l2=0

RE×7m-3.348KN×7m-0.788KN/2×（-3m）2+4.841KN×2m=0

RE=2.471KN（向上）

（2）钢圈内力计算（匚18b）

上钢圈支撑内力

Q上=n×HE/πD

n——辐射梁根数（48根）

HE——辐射梁轴心压力HE=RD×cosα=1.564KN×cos22=1.45KN

D——中心环梁直径（6m=6000㎜）

π——圆周率

上钢圈支撑内力Q上=48×1.45/（3.14×6）=3.694KN／m=3.694N/mm

上钢圈需要惯性矩：

I=Q上R3/（3E）=3.694×30003/（3×2.1×105）=158314mm4

选用上钢圈为匚18b槽钢，IX=13700000mm4；IY=1110000mm4

IX、IY均大于I，符合要求

下钢圈单位长度作用拉力Q下=n×RD×sinα/πD=1.493KN／m

钢圈拉力T=Q下×D/2=1.493×6/2=4.479KN=4479N

需要截面A=4479/170=26.35mm2

选用上钢圈为匚18b槽钢A1=2930mm2>A

经验算钢圈内力符合要求

（3）辐射梁验算（匚16b）

N——轴心压力N=P=8.681KN=8681N

An——净截面积50.20㎝2=5020㎜2

MX——X轴垂直弯矩

MX=0.125ql2=0.125×0.788KN/m×（11m）2=11.919KN·m=11919000N·㎜

f=215N/mm2

辐射梁需要截面抵抗距：

W=M/f=11919000N·㎜/215N/mm2=55437mm3

选用两根16b槽钢A=2510×2=5020mm2,W=117000mm3

W=117000mm3×2=234000mm3>55437mm3满足要求

因σ=N/An=8681N/5020mm2=1.729<0.1f=21.5N/mm2表明轴力很小故可不考虑轴向力，强度可不验算。

3.2.4.5操作平台稳定性验算

（1）弯矩作用平面内稳定性验算

（N／φxA）+{βmxMX／γXW1X[1-（0.8N／NEX）]}

A——构件毛截面面积（5020㎜2）

φx——弯矩作用平面内的轴心受压稳定系数（1.0）

φy——弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数（1.0）

βmx——弯矩作用平面内的等效弯矩系数（0.6）

β1x——弯矩作用平面外的等效弯矩系数（1.0）

γX=1.05

即（N／φxA）+{βmxMX／γXW1X[1-（0.8N／NEX）]}

=8681／（1.0×5020）+[（0.6×11919000）／（1.05×234000×0.2）]

=1.729+145.53=147.259N／㎜2＜215N／㎜2

（2）弯矩作用平面外稳定性验算

N／φyA+β1xMX／φbW1X≤f

N、MX同上

即N／φyA+β1xMX／φbW1X=8681／（1.0×5020）+1.0×11919000／（0.6×234000）=86.622N／㎜2＜215N／㎜2

符合使用要求。

（3）斜拉杆强度验算（Φ25圆钢）

N/An＜f

N——轴心拉力设计N=RDY=586N

An——拉杆净截面积（490.6㎜2）

即N/An=586/490.6=1.194N/㎜2＜215N/㎜2

符合使用要求。

3.2.5垂直运输系统：

选用800mm×900mm×3150mm吊笼二台来解决施工人员、混凝土及小型工具材料等垂直运输问题。

吊笼安装于塔体中心部位，利用Φ15.5mm钢丝绳为轨道，用Φ19.5mm（6×37+1）钢丝绳为牵引，运行于地面与操作平台之间（附钢丝绳允许拉力验算）。

井架通过底盘与平台鼓圈固定。

为确保吊笼安全运输，在吊笼顶焊接两个接耳，用安全钢丝绳与吊笼钢丝绳卡紧。

为了避免因误操作造成高处坠落，在滑模平台吊笼出口处安装安全门，安全门利用钢筋制作，在安全门框上安装一个行程开关，利用安全门的开关实现行程开关的开关，确保安全门在开启状态无法运行。

为防止乱绳，在卷扬机房设置摄像头进行监控。

钢丝绳允许拉力验算：

钢丝绳允许拉力按下列公式计算：

[Fg]＝αFg/K（14-2）

式中[Fg]——钢丝绳的允许拉力（kN）

Fg—钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）按第四版施工手册表14-38取用Fg=197.5KN

α——换算系数，按表3.5.2.1取用；

K——钢丝绳的安全系数，按第四版施工手册表3.5.2.2取用。

钢丝绳破断拉力换算系数表3.2.5.1

钢丝绳结构

换算系数

6×19

0.85

6×37

0.82

6×61

0.80

钢丝绳的安全系数表3.5.2.2

用途

安全系数

用途

安全系数

作缆风

3.5

作吊索、无弯曲时

6～7

用于手动起重设备

4.5

作捆绑吊索

8～10

用于机动起重设备

5～6

用于载人的升降机

14

即：

[Fg]＝0.82×197.5KN/14=11.568KN>23KN/2=11.5KN符合要求

同时在距筒体6m处设置QTZ63B塔吊一台，用于解决长杆件材料的垂直运输（位置见平面布置图）。

3.2.6电讯及电视监控系统：

在施工平台和地面上分别设置信号操作室，派专人操作吊笼运行。

当发生紧急情况时，任何一方都可紧急停车。

此外在随升井架及地面分别设置有效的限位装置，以防操作失误造成冒顶或蹲底。

上、下操作室内分别安装电话、电铃、对讲机以解决信号员的联络，在上下各操作室内还设置电视监控系统一套，利用在塔体底部与顶部吊笼口设置的探头进行监控。

3.3机械准备：

滑模施工前，必须将所需的施工机具、设备按施工方案要求的型号和数量配备齐全。

同时，尚应准备一些必须的备件。

施工前，对于千斤顶、液压操作台、塔吊、搅拌机、振捣器等主要施工机具，均应进行运转试验。

3.4场地准备：

进行施工场地平整、修建临时设施，做到水、电、路、通讯线路畅通。

3.5人员准备：

对参加施工的人员进行滑模施工的技术知识和安全知识培训，并进行身体检查。

3.6技术准备：

组织施工人员学习图纸，进行重点部位做好技术交底。

3.7组装前准备工作:

组装前将▽-1.500m～▽+0.000m板墙模板、架子拆除。

对各构件进行清理、除锈、刷油、损坏或变形过大的进行更换。

对+0.000m板墙上构件位置进行放线。

3.8建立质量保证体系和安全保证体系。

3.9与当地环保局联系，编制防止环境污染和安全健康的措施。

4施工程序和方法

4.1施工程序：

总体施工程序遵循：

先地下、后地上，由低至高，先结构、后装饰的原则，具体步骤如下：

滑模施工前期准备→滑模组装→主体滑模施工→结构层施工→滑模装置拆除→刮料层施工→屋面工程→塔体防腐工程→楼、地面工程→门窗工程→零星工程。

4.2施工方法：

4.2.1主体工程：

标高±0.000m以下采用常规钢管脚手架，工具式定型钢模板施工。

标高±0.000m以上按其施工工艺分为三个施工段：

第一施工段：

标高±0.000m以上塔体，采取液压滑模施工。

利用吊笼及筒体外部的塔吊解决垂直运输。

第二施工段：

结构层（喷头层、承水层）施工利用滑模操作平台，采用专门的施工平台，用常规现浇支模方法进行施工。

垂直运输利用滑模装置中的吊笼及筒体外部的塔吊解决垂直运输。

第三施工段：

刮料层施工采用常规钢管脚手架，工具式定型钢模板施工，混凝土采用布料机进行浇筑。

5施工技术措施

5.2主体工程

▽+0.000m以下采用常规钢管脚手架，工具式定型钢模板施工。

+0.000m以上部分筒体采用井架液压滑模施工工艺。

主体滑模施工分两个阶段：

第一施工段：

▽+0.000m以上塔体，采取液压滑模施工，利用吊笼、塔吊解决垂直运输。

第二施工段：

二次结构层，二次结构层位于造粒塔顶80.2m处，由筒壁部分环梁、斜梁、内环梁、平台井字梁及板组成喷淋层，再由喷淋层支撑上部的承水层、排风墙及环形屋面，为保证工程质量及施工安全，施工时采取在75.5m处搭设钢平台作为施工操作及承重平台，平台的支撑由六道H1200×400×18×25型钢组成，六道H型钢上部再采用槽钢匚16@4m进行联接，中间四根大梁每4m设置一道横向支撑，横向支撑采用H400×200×8×13。

操作平台焊接完毕经验收合格后，满铺δ=40mm木板并绑扎固定。

平台施工完毕后再在其上搭设满堂脚手架按常规施工方法进行二次结构层施工。

垂直运输利用滑模装置中吊笼及筒体外部的塔吊解决垂直运输。

5.2.1主体滑模施工

5.2.1.1滑模构件组装（附滑模组装流程图）：

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滑模组装流程图

（1）沿提升架位置将筒壁结构钢筋上分别抄上提升架安装标高并焊接