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双曲线冷却塔人字柱吊装技术
新疆兵团建设工程[集团]有限责任公司
李献群 路好学 郑锦存
关键词：双曲线冷却塔、人字柱、吊装
一、 工程概况
新疆红雁池第二发电厂1#机为200MW火力发电机组，配有两座淋水面积3000M2双曲线冷却塔。其主要参数如下：环行基础R=36.999M；喉部R=17.900M；下环梁R=31.468M；上环梁R=18.890M；塔高85.000M；由40对人字柱支撑塔筒。
双曲线冷却塔基础结构形式一般有两种形式：1.倒T型梁板基础；2.环板基础。
倒T型梁结构形式的重力传递为塔筒-人字柱-池壁--倒T型梁板（即人字柱传递的力传递到倒T型梁板上）--地基环板基础一般在环板上设人字柱支墩，其力的传递为塔筒-人字柱-人字柱支墩-环板基础-地基，池壁单独做为蓄水池池壁，不承受竖向力。
红雁池第二发电厂两座冷却塔即为环板基础，人字柱不仅承载塔筒全部重力和风荷载外还承受部分淋水构架，循环水传递的重力和动荷载，因此在设计和施工方面技术要求很高，施工方法一般以现浇为主，但也可以通过结点加固采用予制吊装法施工。
红雁池第二发电厂两座冷却塔施工由于工期的限制迫使施工方案的改变，经设计方面的同意，将愿设计人字柱现浇方案改为了予制吊装，这一改变，不但创造了冷却塔人字柱施工的新的工艺途径，而且在质量上有了大的提高，缩短了工期，取得了显著的技术经济效益。
红雁池第二发电厂冷却塔人字柱尺寸如下：
截面为边长269.2MM的八边形，柱长10.318M，单根体积1.242M3，重302T，共40对80根。
二、 方案选择
1、由于人字柱钢筋设计长度没有插入到人字柱支墩底部（即环基顶面），人字柱改为予制吊装时将无法生根固定，因此先解决这一问题，经计算选用Φ133X10钢管使其伸入人字柱支墩2460MM（斜长），全长为3560MM，为增加其刚度，管内注入人字柱同强度砼（见附图一），为保证管轴线和主轴线重合利用钢筋骨架刚性大，箍筋密的特点每200M用Φ12钢筋和人字柱箍筋焊牢，保证轴线长度的准确。
计算简图(略)
计算得RA=27194N;RB=4747N
MCA=MBA=1406.5X104N-MM
MD=1167.76X104N-MM
查设计规范[〥]=215N/MM2 [I]125N/MM2, I=1536X104MM4;
E=2.06X105N/MM2[U]/1=1/250（悬臂构件的允许扰度值剩2取）
验算1.D点处的抗压、拉剪强度
2.B点处的扰度
Id=Q/A=4747/13885=0.34<[i]
〥=G/A=32000/13885=2.3<[〥]
设人字柱为刚体 Ybmax=PL3/3EL=4747X24603/3X3.16X1012=7.06X1013/9.49X10
12=7.44MM<[U]/1X2=8MM
经验算符合要求
2、在Φ133X10底部中心焊一Φ32X60MM元钢，做为就位对点装置（见附图二）
3、在浇筑环基砼时在人字柱底部延伸点位置埋一有Φ48X3.5X45钢管的予埋铁（200X 200X8）。（见附图三）
4、立下环梁排架，并立好环梁底版，在人字柱位置按1/2人字柱截面尺寸留好人字柱位置。
5、为保证人字柱上端和环梁衔接，下端和人字柱支墩连接人字柱砼予制长度按照人字柱在空间方向的倾斜度上头多浇筑20MM砼下部多浇筑100MM砼，在终凝后全部凿毛，以利于下环梁和人字柱支墩的结合。
三、 予制场地的部署及人字柱予制
1、根据人字柱长度，重量和起吊中心到人字柱就位重心位置诸多因素，经计算使用25T汽车吊；
2、留足行车路线，在圆周各20个予制点进行予制，每个点予制两组共4榀（见附图四）；
3、人字柱砼部分使用半截面钢模环向用一50X4做肘，间距500MM，纵向全部用Φ48X3.5脚手架做支撑，钢筋保护层用同标号砂浆块和吊挂来保证。
4、砼浇筑同普通予制构件，并养生14天。
四、人字柱吊装
1、吊装前准备
1） 环梁排架及环梁底版验收，确保排架位置、高程，满足设计要素；排架的设计荷载是以现浇人字柱施工荷载为依据，而人字柱吊装荷载小于人字柱现浇荷载，故对排架不作刚度验算环梁板高程，平面位置，人字柱位置准确无误。
2） 检查人字柱插口环孔（即Φ48X3.5X45钢筋）位置和高程的准确性，如有偏差，在吊装前修正到位。（见附图三）
3） 根据环梁半径和两人字柱在环梁上的交点半径在环行基础表面上的投影用线垂引到环梁底板上，并用经纬仪校正。
4） 根据人字柱长度及重量计算人字柱起吊点位置，使人字柱起吊后略为倾斜（吊点设在距上端（砼）2500MM处），以便于Φ32元钢能准确就位于Φ48管内。
5） 试吊、防止钢丝绳捆绑人字柱时损坏人字柱角棱，在捆绑处用橡皮包裹柱砼面，起吊时缓缓拖升，待柱根脱离地面200MM后，对吊车、绳具、吊点逐一检查，然后落到原位对吊点进行适当调整，经三次试吊调试后，确定了吊点和其他参数。
2、人员组织
吊车司机一名、吊装工一名，人字柱构件捆绑、拉就位绳等工作二名、就位工二名、上下点就位各一名。
3、吊装实施
1） 构件捆绑牢后缓缓提升，下端距地面200-300MM时转位至塔内，然后缓缓降落，使Φ32元钢插入Φ48钢管内，然后摆动大臂，使柱倾向环梁梁位，当人字柱半截面的棱线和模板留口吻合后即可脱勾解绳，吊装结束，可进行下根柱吊装。
注意：在全国吊装过程，人字柱两头牵绳要拉稳，切勿碰撞环梁排架。
2） 吊装入人字柱需成对、对称吊装，以防环梁环行排架产生水平倾斜位移。
3） 吊装完一组（两根）人字柱后，检查排架位移情况，即利用在环梁上投影的人字柱交点用线垂垂吊环板上的投影点，如发现环向中心移位时，可将人字柱吊开重新加固环梁排架再吊装，如没有位移是可继续起吊人字柱。
这次吊装未发现排架位移现象，吊装特别顺利。
五、吊装精度
1、人字柱和环板交点最大误差4.5MM；
2、人字柱和环梁交点最大误差1-3MM；
3、高程是按照每榀柱环梁孔高程对Φ32元钢校正而定因而高程误差在2MM之内。
六、实施效果
1、工期
人字柱吊装共用4个台班，仅为现浇人字柱钢筋吊装时间（5.5个台班）的73%，整个人字柱施工工期缩短20天。
2、工程质量
由于将架上施工的斜面浇筑砼变为水平予制，砼施工质量有了保证，解决了现浇漏浆问题，同时解决了长期在人字柱和人字柱墩交接面不顺直的老大难问题，改进后的人字柱和支墩交接面平顺而且棱角分明。
3、经济效益
人字柱施工由现场浇筑改为予制吊装后，模板节约1222-61.98=1160.00M2；节约Φ48X3.5钢架杆11200MX3.84KG/M=43008KG；增加Φ133X10钢管3.46MX80根
X32.8KG/M=9100KG,增加埋铁件 3.22X62.8=0.200T，节约用工 687.17个，各种费用相抵实际节约费用
202105.5元。
4、由于将现场空中作业改变为地面水平予制增加了施工安全度。
七、结论
双曲线冷却塔人字柱予制吊装施工，在施工现场条件允许下做为首选方案，当然，这要经过设计方面的允许。
值得注意的是，人字柱吊装完后和人字柱支墩钢筋相互之间要按设计位置协调到位，尤其是顶面环向和纵横封闭钢筋在人字柱圈内要加强。
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