浅圆仓外立面新型整体环状吊篮设计与施工
0 引言
浅圆仓是一种用于储粮的钢筋混凝土结构,具有储存量大、造价低、工期短、机械化程度高等特点。浅圆仓外立面须进行防水、抹灰等装饰装修施工,有2种施工方式:(1)采用双排落地脚手架进行施工;(2)以多组单个吊篮联合施工。前者架体投入量大、搭设费用高、施工周期长;后者因单个吊篮施工范围小、工效低、成型质量差。
经过对多个粮库筒仓的施工探索,本文在单个吊篮的基础上进行优化,设计出一种既经济又安全的新型整体环状吊篮施工工艺。
1 方案设计
某粮库共8座浅圆仓,筒体直径为25m,结构高度22.5m,外立面做法为50mm厚硬泡聚氨酯防水层+5mm厚加强抹灰胶浆界面剂+抗裂砂浆+柔性腻子层+弹性乳胶漆。设计围绕浅圆仓一圈制作吊篮形成整体操作平台,通过顶部锚固系统固定位置,同步提升系统实现吊篮整体提升,安装模型如图1所示。
1.1 整体吊篮平台
根据图纸及现场实际情况,确定吊篮主体材料所需尺寸,由车间加工,其余材料可根据现场情况进行布置。整体环状吊篮剖面如图2所示,所需材料如表1所示。
1.2 提升系统
本工程吊篮平台共计11个吊点,采用11个链式起重设备作为提升动力系统,整体调平后,设置总开关控制11个链式起重设备同时开关,从而实现吊篮平台同步提升,起重设备参数如表2所示,布置如图3所示。
图1 浅圆仓整体吊篮安装模型
图2 吊篮剖面
表1 浅圆仓整体吊篮材料
表1 浅圆仓整体吊篮材料
表2 链式起重设备参数
表2 链式起重设备参数
1.3 顶部锚固措施
提升系统顶部固定装置采用直径20mm、长400mm圆钢加工而成,顶部弯折180°,在浅圆仓顶部环梁施工时均匀预埋(见图4)。
2 整体环状吊篮设计计算
根据环状吊篮受力最不利工况,本工程依次验算上横梁、下横梁、角部等最不利受力点及提升系统数量,以确保各构件受力满足要求(见表3)。
2.1 上横梁计算
按3等跨连续梁计算抗弯强度:
图3 起重设备布置点
图4 提升系统顶部锚固
表3 材料性能(∟40×4)
注:括号内数值为角部角钢的荷载标准值,因为角部角钢受力处通过焊接连接,故同等材料的情况下,角部角钢荷载标准值较低
表3 材料性能(∟40×4)
抗剪强度计算:
2.2 下横梁计算
按单跨简支梁计算抗弯强度:
抗剪强度计算:
2.3 角部受力计算
整体环状吊篮每个单元所产生的弯矩对称,可相互抵消,不参与计算,仅计算在该弯矩强度下,吊篮单元(2跨)角部焊接强度。
角部结构计算简图如图5所示,其中竖向轴力F为1.296k N(按2个小单元计算),在吊篮根部产生弯矩与剪力,分别为518.4N·m及1.296k N,其中抗弯强度为:
图5 角部简化受力
抗剪强度为:
2.4 整体吊篮电动葫芦计算
电动葫芦仅承受吊篮及施工荷载。吊篮自重0.27k N/m,合计22.9k N;施工荷载3k N/m2,合计69k N;电动葫芦提升荷载总计91.9k N<220k N,满足要求,电动葫芦总数为11个,额定荷载20k N。
3 工艺流程及施工要点
3.1 工艺流程
工艺流程:浅圆仓周边场地整平、备料等准备工作→按图纸组装吊篮→安装电动葫芦→调整提升设备长度,控制吊篮水平度→提升调试、验收、投入施工。
3.2 施工要点
3.2.1 组装整体吊篮平台
1)根据浅圆仓弧度加工角钢及钢筋,沿浅圆仓周边摆放整齐。
2)先焊接吊篮平台内外两角钢主环,待焊接牢固后,利用角钢横梁将内外两环固定。
3)在已固定的吊篮平台底部构件上,根据设计焊接吊篮竖向构件,同时焊接1道水平拉结角钢(见图6)。
图6 吊篮平台框架完成模型
4)吊篮平台框架焊接完成后,铺设底板及临边安全网。
3.2.2 提升系统安装
1)在安装链式起重设备前,须严格检查预埋件弯钩固定与锚固长度是否满足要求。
2)按预埋件位置进行链式起重设备的布置,如图7所示。
3)链式起重设备采用并联式起重控制柜整体控制,确保各提升设备提升幅度与速度一致,避免发生倾斜。
图7 提升系统安装完成
3.2.3 调试、使用
1)提升设备采用安全带固定在吊篮平台外侧吊点上,确保吊点处于同一标高。
2)整体吊篮平台固定完毕后,先将整体吊篮提升至离地50cm处,停止一段时间,检测吊篮的稳定性、平整度,复核整体吊篮吊点处水平。
3)整体吊篮检查完毕后,可安排人员施工,每2道倒链间安排1名施工人员即可满足施工进度,现场施工如图8所示。
图8 整体吊篮施工现场
4 结语
针对传统浅圆仓外立面施工方法改进的整体环状吊篮施工技术,改变了传统筒仓外立面施工方法成本高、效率低的现状,同时提高了筒仓外立面的成型质量。该方法采用多个链式起重设备作为提升动力系统,利用角钢等构件沿浅圆仓一圈焊接成整体环状吊篮形成整体操作平台,利用总分控制开关实现同步控制、整体提升。现场实践证明该技术保证了工期,提高了工作效率,同时360°无死角施工,减少了接缝,提高了成型质量。
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