利用滑模穿心式千斤顶吊装水塔的施工技术
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[摘要]钢筋混凝土水塔往往比较高，且水箱的设计容积越来越大。现在的水塔往往设计成倒锥壳型式，具有结构紧凑、造型美观、机械化施工程度较高等优点，因此全国各地大量采用。水塔及水箱的施工方法很多，但都有很多局限性。本法采用滑模施工用的穿心式小型千斤顶（GYD—35型）吊装，具有安全、快速、工艺简单，成本低等优点。
[关键词]倒锥壳水箱；穿心式千斤顶；倒置；吊装
1 工程概况
本工程为柳钢转炉厂板坯连铸安全水塔，位于柳钢厂区内。支筒内径3.64m，支筒壁厚0.23m。支筒顶高45.67m。倒锥壳水箱容积400m3，非保温型双水箱，全高49.39m。水箱上缘口外径15.9m，下环梁底标高39.2m，水箱混凝土约100m3，水箱的自重约260吨。水箱用16个钢支架临时固定在支筒上，用钢筋混凝土环托梁作永久固定。
2 施工工艺
2.1 工艺原理：利用滑模穿心式GYD—35型千斤顶，倒置安装在水塔支筒顶部的吊装平台上，吊杆从下部穿过千斤顶，通过油路的液压作用，吊杆缓慢上升，带动水箱上升到预定的位置。
2.2 工艺流程
水塔施工方案的选择及设计水塔基础及支筒滑模施工在地面预制水箱在支筒顶安装平台吊杆制作、安装安装千斤顶及液压系统检查及吊装准备试吊升静止观测检查正常吊升吊装就位焊接临时支架钢筋混凝土环托梁梁施工拆除千斤顶、割除吊杆。
3 吊杆及千斤顶数量的确定
千斤顶用量的计算：n=
式中：n——千斤顶用量；
Q——总荷载（计算得270吨）；
F——每个千斤顶的设计承载力（容许承载力为3.5吨，取1.75吨为施工设计荷载，安全系数为2。）
n= =154（个）
拟采用39根φ25的圆钢作吊杆，156个千斤顶。分39组，每组4个千斤顶，用四根φ16螺栓连成一体，用油管并联供油，固定于吊装平台的环梁上，见下图所示：
吊杆的受力验算：每根吊杆的承受拉力为270÷39=6.92吨。根据φ25圆钢的理论力学性能指标及经过多次反复试验，其允许拉力大于14.0吨，即在14.0吨的拉力作用下没有明显的伸长及破坏变形。允许拉力14.0吨＞设计值6.92吨，因此在吊升过程中是安全的。
4 吊装平台的设计
4.1 吊装平台设计
吊装平台设置在钢筋混凝土支筒顶端，用[14槽钢作辐射梁、环梁等焊接而成，上铺5cm厚木板组成操作平台。吊装平台的各项力学性能要经过计算，确保满足要求。吊装平台（提升支架）图示如下：
4.2 液压系统
采用HY—56型油泵作供油动力，设三级油路。油路要清晰、明了，便于操作和检修。
5 吊装平台安装
吊装平台在支筒顶拼装焊接。按设计方案选择安装辐射梁，辐射梁要与支筒顶的预埋件焊接牢固，防止移位和倾覆。通过钢圈连接焊成整体后在焊接保护栏杆，然后铺木板。
吊装平台安装完后，开始拆除支筒的滑模施工平台。利用手搬葫芦整体下降，到达地面后再分解。
6 吊杆制作、安装
φ25圆钢经加工厂冷拉调直后运到工地，然后将需要焊接的钢筋头进行打坡。用卷扬机（在支筒顶吊装平台上安装小型卷扬机）把第一节吊杆吊起，将上下两节吊杆用坡口焊的方法连接起来，然后提升，继续焊接第二根，直至焊接完毕。焊缝必须用磨光机磨平，否则无法穿过千斤顶，影响吊升。在同一水平面上焊接接头率不宜超过25%。
7 液压系统安装
提升平台及吊杆全部安装就位后，经检查无误，可以开始安装液压系统。在安装前要对千斤顶及油管进行清洗、试压。
8 吊升
8.1 试吊
提升系统安装完检查确认无误后，把支承水柜下环梁的砖块凿去（只去除一皮砖），观察2小时，然后起动油泵吊升一个行程（3cm），检查各系统无异常后再吊升一个行程。然后静止观48小时，检查吊升平台、吊杆有无变形，焊缝有无开裂及液压设备有无漏油。若出现异常情况立即在水柜下环梁底垫上预先准备的木楔，然后再进行处理。
8.2 正常吊升
在试吊无异常后可以进行正常吊升。吊升时要缓慢平稳，经常观察整个吊升系统的工作状况，安排专人对各根吊杆的上升高度进行测量，将测量的数据及观察记录填入表中，作为调整水柜水平度的重要依据。在吊升平台上备一套氧割设备，吊杆每上升3m左右切割一次，将割下的吊杆从支筒内往下送至地面。防止切割时铁水掉入千斤顶内，在每根吊杆上套入一块薄铁皮。在吊升过程中，若发现吊杆上升高度不一致时，要及时调整千斤顶。如果千斤顶不工作要及时更换。吊升每天可达10～15m。
8.3 吊升就位
吊升至所设计标高2m左右时，要进行水柜水平度调整，通过调整千斤顶的进油次数来达到调平的目的，直至吊升至设计标高。吊升完后开始焊接临时固定钢支架，支架焊接时要对称进行，全部支架焊接完符合要求后，进行钢筋砼功环托梁施工，作为永久性固定。
9 拆除液压系统、千斤顶、吊装平台等
在吊升就位后拆除液压系统，在环托梁砼达到设计强度后方可拆除千斤顶和吊装平台。拆除千斤顶前先切断吊杆，由于吊杆在吊装过程中已施加了很大的应力，因此不能直接切断吊杆，否则可能会造成应力突然释放而出现安全事故。要先用火焰慢慢烧烤吊杆至钢筋发红，长度约5cm即可，使应力慢慢释放后再切断吊杆。
10 质量要求
10.1 φ25圆钢必须有合格证，现场抽样试验合格。经加工厂冷拉加工无明显变形、裂纹等。
10.2 坡口焊及闪光对焊的焊接强度不能低于母材强度。试验焊件必须在现场随机抽样，且应按现场工状。焊件切割下来后要对焊接接头进行磨光，焊缝与钢筋持平。
10.3 吊杆焊接必须平顺，钢筋同轴，偏差不大于2mm，否则影响千斤顶通过。
10.4 焊接吊装平台及吊杆的焊工必须持证上岗。
10.5 水柜吊升最终就位的环梁底标高偏差符合设计及规范要求。
11 安全措施
11.1 高空作业不得穿硬底鞋，应佩戴安全带。
11.2 气割作业要注意防火。
11.3 吊升时四周设封闭围栏，设醒目警示牌，安排专职安全员地面值班。
11.4 晚上不进行吊升作业。
11.5 风力超过四级不进行吊升作业。
11.6 操作人员不能带病作业。
11.7 支筒顶的吊装平台四周设安全栏杆，高度不少于1.2m，且用密目网封闭。栏杆采用Φ16钢筋作立柱，用φ12钢筋设上、中、下三道环筋固定，钢筋连接处及交叉处必须焊接牢固。
12 结束语
采用本法施工适用范围广，不受支筒直径、水塔高度、水箱直径等限制，工艺简单，吊升安全，吊升速度快（可连续吊升）。本工程吊升施工顺利，从试吊至吊装就位共用时6天，其中试吊升2天，正常吊升3.5天（平均每天上升12m），吊装就位0.5天。
同时本法施工节约资源，降低施工成本。φ25圆钢可以回收利用或重复使用，GYD—35型千斤顶采用滑模千斤顶，可周转使用，费用低。因此本法施工有较好的社会效益及经济效益，节能降耗。
参考文献
[1]《建筑施工手册》（第三版），中国建筑工业出版社，ISN7-112-03023-4/TU?2313（8139）
[2]滑动模板工程技术规范（GB50113-2005）