何力莹
中化二建集团有限公司 山西太原 030021
某煤化工项目烟囱外壁为混凝土筒壁，总高175m，混凝土筒壁分为三个坡段：0～55m，i=0.050；
55～115m，i=0.020；
115～175m 为竖直段。烟囱坡段示意图如图1所示。电动提升架装置工艺是以砼筒壁为受力基点，利用电机驱动提升工作平台和模板，实现间歇性倒模施工。
图1 烟囱坡段示意图
电动提升架装置包括电动提升系统、平台系统、模板系统、垂直运输系统、电气控制系统，每个系统的组成如图2 所示。
图2 电动提升架装置组成示意图
在导向轨道上固定操作架，将传动丝杆长度缩短到最小；
启动电机正向转动，丝杆牵引提升架向上运动1.5m 后固定；
启动电动机反向转动，丝杆顶起操作架向上运动1.5m 后固定，完成模板提升的一个循环；
在第一、二层平台上安装木模板和对拉螺栓，调整好筒壁半径后，在导向轨道上固定模板，开始下一个循环。详见图3。
图3 倒模施工
以1.5m 为模数将筒身分成117 节，一节为一个施工单元。外模板用两块1.5m×0.6m 组合钢模板配一块0.6m 楔形收缝模板，内模板采用0.3m 宽组合钢模配内收缝模板，自一点开始向左右两侧对称支设。木模与钢模之间用φ12 螺杆连接。模板安装严格按图纸设计配模拼装，保证模板及其支架能可靠承受浇筑混凝土重量及施工荷载。图4 为模板大样图。
图4 模板大样图
支设第一节模板时，在 +0.100m 处设置HRB335φ16（@=0.5m,L=400mm）钢筋，控制烟囱根部筒壁厚度；
在1.5m 处设置HRB335φ16（@=0.7m,L=310mm）钢筋，控制烟囱筒壁内外竖向钢筋间距；
在外模板设6 根HRB400φ25 钢筋，内模板设5 根HRB400φ25 钢筋作为箍圈，箍圈外侧安装三角架（@=0.6m）。每组三角架加穿两层φ12 双螺母对拉螺栓(@=0.6m,L= 外筒壁厚+2×200mm），内外模板对拉螺栓孔套管采用4"PVC 管。图5 为烟囱筒壁三角架模板安装示意图。
图5 烟囱筒壁三角架模板安装示意图
自支设第二节模板起，在距模板顶部0.7m 处设置HRB335φ16(L=0.31m)钢筋，用以控制烟囱筒壁内外竖向钢筋间距；
在外模板设5 根HRB400φ25 钢筋，内模板设4 根HRB400φ25 钢筋作为箍圈，箍圈外侧安装三角架（@=0.6m）。每组三角架加穿两层φ12 双螺母对拉螺栓（@=0.6m，L= 外筒壁厚+2×200mm），内外模板对拉螺栓孔套管采用4"PVC 管。三角架外侧搭设八字支撑，三角架上部内外搭设施工走道。
模板提升前，先压同条件试块。砼抗压强度达到6N/ mm2时，方可拆除模板。拆模作业严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。卡子、螺母等零星部件用专用小桶或工具袋装好，随拆随装；
拆下来的配件应分散均匀放置；
拆除的模板、配件、脚手管及时倒运；
整个拆模过程指定专人监护。
对拉螺栓孔拆模后使用同等强度的水泥砂浆填堵，每次支模前应将模板清理干净并贴海棉胶条防止露浆。
操作平台用12 根I30a 制作，支模平台及拆模平台均用12 根[12 制作。辐射梁和上钢圈用C40 销子连接，详见图6。
图6 辐射梁立面示意图
围檩采用φ25 螺纹钢制作，水平放置在模板的外侧，在轨道模板的槽钢上固定。上下围檩的间距控制在0.3～0.4m。上围檩与上口内、外模板距离均为0.25m，其长度等于固定模板的宽度，其弧度和固定模板弧度相同。提升架用[25 制作，详见图7。鼓圈由直径均为2.2m 的上鼓圈（[22）、下鼓圈（[16）、长度4.8m 的腹杆（[12）和横梁（[12）焊接而成。图8 为 上、下鼓圈大样图。
图7 提升架结构示意图
图8 上、下鼓圈大样图
安装流程：安装轨道模板→吊装操作架、提升架→内部脚手架的完善，内吊平台（平台、吊杆及辐射梁）全部提前吊装就位→吊装中心鼓圈→吊装辐射梁→安装垂直运输系统→安装支、拆模平台→安装电气系统→安装栏杆及操作平台间通道→挂安全网→荷载试验→投入使用。
6.1 轨道模板安装
在每节混凝土筒壁上安装穿墙螺杆（φ60），作为工艺体系传力点。轨道模板高1.5m,由两根[12 及δ=4mm钢板焊接而成，与内模对应放置补偿模板，通过φ22 对拉螺栓、蝶形螺母和剪力环与筒壁固定。上下两轨道通过正反扣螺栓和模板卡子连接，承受所有架体、平台的重量。轨道模板按上下方向分成两组，每组内每3 块轨道模板再划为一小组并编号，按编号顺序将12 组轨道模板均布在烟囱四周。安装轨道用线锤吊垂直，确保每小组3 节模板的轨道顺直、上下连接可靠，以保证外操作架滚轮在轨道内上下顺畅、提升稳定。
6.2 内吊平台散件提前就位
筒壁施工到烟道口上、安装中心鼓圈及辐射梁平台前，把脚手架搭设到拆模平台位置，将拆模平台的辐射梁、鼓圈等散件提前吊运至烟囱内，按标高放在脚手架上平台。
6.3 吊装操作架、提升架
在吊装前将操作架、架内丝杆、螺母、摆线针轮减速机等组装好并通电测试，保证12 组摆线针轮减速机转速一致。带动提升架运行顺畅后，安装外挑小平台。
操作架吊装就位后，安装操作架顶部防护栏杆，用脚手板铺设操作架之间的连接通道。在操作架内侧挂一层安全网，外侧挂一层密目网，并兜底与操作架底部的支腿绑扎牢固。拆模、砌筑平台满铺安全网。
6.4 吊装辐射梁
中心鼓圈焊接完成后吊装辐射梁，确保12 组辐射梁顶面标高偏差不大于10mm 后，安装3 道钢圈并连接牢固，最后安装共36 道拉索。拉索两端用6 个绳卡按先外后里的顺序锁紧，并用5t 倒链对称紧固。所有拉索安装完毕及整个施工过程中，定期检查拉索、绳卡的松紧情况。辐射梁与中心鼓圈在烟囱上就位后，用50mm 厚脚手板铺设工作平台。图9 为辐射梁吊装图。
图9 辐射梁吊装实景图
6.5 安装提升架
操作平台铺设好后，依次安装随升井架、起重扒杆、导索、料斗等。随升井架平面尺寸为1.2m×1.5m，高度为12m，立柱为L90×10，斜杆、水平杆用L50×5、井架顶部平杆用[16。水平杆内设两道[16 作为放置滑轮的横梁。井架和操作平台用焊接连接，随升井架滑轮与井架用M28螺栓组装。起重扒杆额定起重量为1.5t，仰角为30～45°，由4 根长度为9.5m 的φ60 无缝钢管、φ15 钢丝绳、5t 卷扬机组成。
料斗的平面尺寸为0.75m×0.98m，总高3.61m,分两层；
上层高度1.9m，放零星材料；
下层放混凝土。正面装两道挂钩，三面侧墙用φ12 钢筋网围合，顶面用6mm厚钢板封闭；
用φ19.5 的张紧钢丝绳做导索，固定端用5t 倒链拉紧，用同轴双筒5t 电控卷扬机提升。
6.6 安装支模、拆模平台
中心鼓圈下吊两层平台，平台与鼓圈使用12 根[22作为吊杆。支模平台在中心鼓圈下2.8m 处安装，拆模平台在支模平台下7.2m 处安装，用φ12 钢丝绳拉接三道。用50mm 厚脚手板铺设工作平台。
在料斗出口位置用栏杆和安全网封闭，出口位置留活动门，平台底部挂一层安全平网。
6.7 安装电气控制系统
在施工平台和烟囱底部分别设置可以控制总电源的控制台。沿提升架在烟囱内外布置施工照明（电压36V）。在井架顶部安装一根4m 长的镀锌圆管作为避雷针，与烟囱避雷接地线连通。
6.8 检查、调试
电动提升模系统组装完成后进行检查：提升架、操作架、辐射梁等受力部件的焊缝是否有缺陷；
内吊平台吊杆、吊点焊接是否可靠；
连结销子、螺栓安装的牢度是否达标；
钢丝绳有无断丝，绳卡数量、间距是否准确，绳卡接法是否正确；
复核中心鼓圈、操作架的标高、垂直度及半径；
工作平台、内吊平台铺板是否严密，防护拦杆、安全网等防护设施是否齐全、可靠；
电气系统绝缘是否良好，所有电机正反转速是否一致，丝杆运行是否顺直，行程开关是否可靠，各指示灯是否正确。
确保通讯系统畅通，所有用电设备均装设漏电保护器；
操作架提升应确保每个牛腿与销块受力均匀；
轨道接缝严密；
滚轮与轨道间干净无杂物；
正式提升前应先试提升0.75m，确认运行正常以后，方可正式提升，每次提升1.5m；
提升过程中，辐射梁平台上只保留指定的操作人员及固定荷载；
操作架提升到指定位置后，放入销块点动，保持操作架受力均匀。
7.1 ±0.000～18.000m 筒壁施工
采用三节倒模、三脚架法施工。用1.5 m×0.6m 组合钢模板配楔形收缝模板组成外模板，先支12 个轨道模板，后支轨道之间的模板，用φ22 对拉螺栓逐个拧紧。内模板用1.5m 长组合钢模配内收缝模板，用异型模板补缝。内外模板用φ12 对拉螺栓（L= 外筒壁厚+2×0.2m，@=0.6m）分两层布置、拧紧，用φ20 PVC 管做对拉螺栓孔套管。砼分层对称浇筑，每节不留施工缝。烟囱中心搭设高度为9.5m 的井架并设置线锤，控制筒壁半径及垂直度。图10 为0～18m 筒壁现场施工图。
图10 0～18m 筒壁施工图
7.2 18.000～175.000m 筒壁施工
采用电动提升装置进行18.000～175.000m 筒壁施工，施工流程：绑扎钢筋→支内外侧模板→调整半径→验收→浇筑混凝土→提升架与操作架提升→拆最下段模板、倒运、模板清理→筒壁堵孔、打磨处理、涂刷砼养护液。
提升架沿12 组轨道模板爬升，辐射梁平台支承在轨道模板上，模板仍采用倒模施工。混凝土及零星工具采用料斗配合卷扬机系统运输；
钢筋用起重扒杆运输；
施工人员通过烟囱混凝土筒壁内侧安装的钢爬梯上下，必须佩戴防坠器。
支设电动提升模板内模时，要保证补偿模板的位置、垂直度和半径尺寸准确。支外模时，先固定12 个轨道模板，用φ22 对拉螺栓须逐个拧紧。后支轨道之间的模板，利用中心点调整外半径。烟囱中心通过吊线锤的方法找正，外模支完后，重新检查外模半径，做好半径的实测记录，确认无误后浇筑混凝土。每日施工高度不超过1.5m，以保证混凝土有足够的强度。
8.1 烟囱标高及半径的测量控制
在烟囱底部的外壁上，测设出+0.500m 的标高线作为基准标高；
然后用钢尺丈量至随升井架的横梁上；
再通过水平仪把标高移到烟囱纵筋上，用钢尺丈量并作标记，每隔10m 校核一次。
先确保操作平台的中心与基底中心控制点重合，然后测量半径，在辐射梁上标出刻度。操作平台组装完成后，校核平台与基底中心，确保两者在同一垂直线上。通过平台中心丈量至每一根辐射梁的尺寸，（以50mm 作为一个基本单位）在辐射梁上凿出刻度，据此测定半径。
8.2 垂直度控制
烟囱筒身中心点位置采用与中心点距离相等，且位于同一直线上的两个45kg 大线锤控制，利用线锤找中。首次安装测量系统时，在地面预埋钢板并刻出锤尖位置。提升时，由测控人员复核线锤位置。偏差的影响因素主要有日照、测量仪器及风荷载。
8.3 纠偏
中心纠偏采用倾斜平台法，将操作平台倾斜控制在1%以内逐步找平。并且要经常检查、及时纠正。
8.4 调径
每提升一模，调径人员要将全部丝杠按《调径表》规定的标高、半径值及在辐射梁上标好的刻度，用长扳手向内推进。调径的起点与方向结合平台的垂直及扭转偏差情况来确定。当平台顺时针扭转时，沿逆时针方向调径；
当平台向某方向发生垂直位移时，调径从偏移的相反方向开始。
8.5 纠扭
先将扭转一侧的电机升高一些，然后全部电机提升一次，如此重复提升数次，直到纠正为止。纠扭的同时，校正竖筋，避免碰触提升架。
8.6 日照影响
定时观测，确定日照及温度变化对偏差影响的程度，根据已掌握的规律具体调整。在晴天的上午10 点以后至下午5 点以前对中，要充分考虑日照的影响；
在早、晚和阴雨天安装模板，可忽略不计日照影响。
烟囱的当阳面与背阳面因受日照不同也会引起烟囱筒壁砼温差，导致烟囱中线偏移。可以通过淋水养护砼降低筒身温差，以及在当阳面外侧采取遮阳措施等，减小筒身温差，控制筒身中线偏移。
8.7 风荷载控制
观测记录风荷载对烟囱上平台处摆幅的影响程度，结合理论计算，调整平台的中心位置。尽量减少上平台的施工荷载，降低平台重心，保证平台稳定性。对中时，要停止上平台的一切施工活动，减小因平台的振动而引起的线锤摆幅变化，延长对中时间。待线锤的摆幅尽可能小时对中，以减小偏差。
8.8 测量仪器的控制
对中前, 停止上平台一切施工活动，仔细排除线锤钢丝绳周围的障碍物, 保证在对中过程中没有障碍物影响。加大线锤重量，降低对中系统重心，减小线锤的摆幅。尽可能延长对中时间，在线锤摆幅尽可能小时对中。对中后，要将钢丝绳固定牢固。
电动提升架装置施工混凝土烟囱，操作灵活简便，便于纠偏、纠扭，成品外观良好，质量方面有很好的保证；
操作人员在搭设好的工作平台上作业，有效解决了高耸单体构筑物的施工安全问题；
爬梯、附属设施也可以同时施工，提高了施工效率，缩短了工期。这项施工技术不仅适用于不同高度的混凝土烟囱，也适用于造粒塔、桥墩、筒仓等高耸建构筑物的施工，有广泛的应用价值。