火电厂圆形煤场施工

　　摘要：文章通过圆形煤场挡墙施工模板加固方法的改进，并进行相关分析验算，采用加大次楞材料截面尺寸的方法解决了整块木胶板混凝土模板施工问题，提出了清水混凝土圆形煤场施工的新方法。
　　关键词：圆形煤场；模板构造；模板设计
　　正文：平顶山第二发电厂圆形储煤场直径110米，挡墙内壁垂直，外壁倾斜，厚度从下到上为底部900mm，顶部600mm，挡墙顶部环梁面标高为17.0.挡墙外侧每隔10°设置一处肋柱，肋柱截面尺寸为2.8m×1.0m。并在每个肋柱顶部设置截面尺寸1.0m×1.0m高2.0m短柱，短柱顶部为圆形网架。挡墙采用钢筋混凝土清水墙，现将其清水钢筋混凝土挡墙模板工程施工方法做一介绍。
　　一． 整体策划
　　圆形煤场挡墙、肋柱的混凝土标准为清水混凝土，模板采用1220mm×2440mm×18mm酚醛树脂双面覆膜木胶板，根据挡墙高度及模板尺寸决定竖向施工缝为竖向设置的后浇带。水平施工缝设置在模板的水平缝处，即每次浇混凝土高度为1.236米，共分为14次完成挡墙。模板水平横向拼接，模板加固采用方木、钢管、对拉螺栓进行加固，对拉螺栓设置在水平施工缝位置。模板拼缝采用双面胶带封闭。考虑到施工完成后，圆形煤场的整体外观效果，对此进行整体外观策划设计。挡墙、肋柱模板水平和竖直接缝采用在两模板接缝处内侧设置18×50mm木条，混凝土成形后将木条拆除形成凹槽，并使用黑色油漆将凹槽内涂刷，以此保证施工缝连接处的平整及美观。
　　二．模板构造
　　挡墙模板加固方式采用60×120×1500mm方木做为竖楞，竖楞间距为300mm。采用两根钢管合并做横楞，在挡墙两侧采用钢管并使用M16对拉螺杆加固，钢管竖向间距为1236mm，对拉螺杆横向间距为500mm，竖向间距为1236mm。
　　三．模板设计
　　挡墙模板侧压力计算：
　　已知条件：最大挡墙厚度900mm,取单位长度1米，浇筑高度为1.22m。
　　(1)、荷载标准值计算
　　① 新浇混凝土侧压力计算
　　混凝土根据实际浇筑混凝土的经验，每小时浇筑速度取v＝2.0m/h
　　初凝时间暂取t0=4小时。则：
　　F1=0.22γct0β1β2V1/2(注,该算式引自《建筑施工手册第四版缩印本》,下同，514页，算式8－6)
　　F1=γcH(注,该算式引自《建筑施工手册第四版缩印本》，514页，算式8－7)
　　F1——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力
　　γc——混凝土的重力密度(取:24kN/m3)
　　t0——初凝时间(h)
　　β1——外加剂修正系数(β1取1.2)
　　β2——坍落度修正系数(坍落度为110-150,β2取1.15)
　　H——混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）
　　F1=0.22×24×4×1.2×1.15×2.01/2=41.211kN/m2
　　F1=γcH＝24×1.22=29.28kN/m2
　　取较小值F1=29.28kN/m2
　　②振捣混凝土的侧压力
　　挡墙尺寸大于100mm，按表8－69，考虑倾倒混凝土时产生的荷载与新浇筑混凝土对模板的侧压力进行组合，倾倒混凝土对模板产生侧压力F2=3kN/m2
　　(2)、荷载设计值计算
　　F=1.2×0.9F1+1.4×0.9F2=1.2×0.9×29.28+1.4×0.9×3=35.402kN/m2
　　(3)、墙模板主次楞及对拉螺栓计算
　　①.基本参数（单位：mm）
　　次楞间距:300；穿墙螺栓水平间距:500；次楞材料:60×120方木；
　　主楞间距:1200；穿墙螺栓竖向间距:1236；主楞材料：两根48×3.0钢管
　　对拉螺栓直径(mm):M16；
　　方木和钢楞
　　方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；方木弹性模量E(N/mm2):9000.00；
　　方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.60；钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00；
　　钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00；
　　次楞采用木方，宽度60mm，高度120mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
　　W=6×12×12/6×1=144cm3；I=6×12×12×12/12×1=864cm4；
　　②次楞各项指标计算
　　a、次楞的抗弯强度验算
　　次楞最大弯矩按下式计算：M=0.1q1L2+0.117q2L2
　　其中，M--次楞计算最大弯矩(kN•m)；
　　L--计算跨度(主楞间距):L=1.2m；
　　新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×29.28×0.30×0.90=9.487kN/m；
　　倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×3.0×0.30×0.90=1.134kN/m，其中，0.90为折减系数。
　　次楞的最大弯矩：
　　M=0.1×9.487×1.22+0.117×1.134×1.22=1.56kN•m=1.56×106N•mm
　　次楞的抗弯强度应满足下式：σ=M/W<f
　　其中，σ--次楞承受的应力(N/mm2)；
　　M--次楞计算最大弯矩(N•mm)；
　　W--次楞的截面抵抗矩(mm3)，W=1.44×105；
　　f--次楞的抗弯强度设计值(N/mm2)；f=13.0N/mm2；
　　次楞的最大应力计算值：σ=1.56×106/1.44×105=10.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2；满足要求！
　　b、次楞的抗剪强度验算
　　最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:
　　V=0.6q1L+0.617q2L其中，V－次楞承受的最大剪力；
　　L--计算跨度(主楞间距):l=1200.0mm；
　　新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×29.280×0.300×0.900/1=9.487kN/m；
　　倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×3.00×0.30×0.90/1=1.134kN/m，其中，0.90为折减系数。
　　次楞的最大剪力：V=0.5×9.487×1200.0+0.617×1.134×1200.0=6531.8N；
　　截面抗剪强度必须满足下式：τ=3V/(2bh0)
　　其中，τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；
　　V--次楞计算最大剪力(N)：V=6531.8N；
　　b--次楞的截面宽度(mm)：b=60.0mm；
　　h0--次楞的截面高度(mm)：h0=120.0mm；
　　fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv=1.6N/mm2；
　　次楞截面的受剪应力计算值:τ=3×6531.8/(2×60.0×120.0)=1.36N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2，满足要求！
　　c、次楞的挠度验算
　　根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。
　　挠度验算公式如下：ν=0.677qL4/(100EI)≤[ν]=L/250=1200/250=4.8mm
　　其中，ν--次楞的最大挠度(mm)；
　　q--作用在次楞上的线荷载(kN/m)：q=29.28×0.30=8.78kN/m；
　　L--计算跨度(主楞间距):L=1200.0mm；
　　E--次楞弹性模量（N/mm2）：E=9000.00N/mm2；
　　I--次楞截面惯性矩(mm4)，I=8.64×106mm4；
　　次楞的最大挠度计算值:ν=0.677×8.78/1×12004/(100×9000×8.64×106)=1.586mm小于次楞的最大容许挠度值:[ν]=4.8mm；满足要求！
　　③主楞各项指标计
　　本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=4.493×2=8.99cm3；I=10.783×2=21.57cm4；E=206000N/mm2；
　　a、主楞的抗弯强度验算作用在主楞的荷载:
　　P＝1.2×29.28×0.3×1.2＋1.4×3×0.3×1.2＝14.161kN；
　　主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):L=500mm；
　　强度验算公式：σ=M/W<f
　　其中，σ--主楞的最大应力计算值(N/mm2)
　　M--主楞的最大弯矩(N•mm)；M=1.15×106N•mm
　　W--主楞的净截面抵抗矩(mm3)；W=8.99×103mm3；
　　f--主楞的强度设计值(N/mm2)，f=205.000N/mm2；
　　主楞的最大应力计算值:σ=1.15×106/8.99×103=127.7N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求！
　　b、主楞的抗剪强度验算
　　主楞截面抗剪强度必须满足:τ=2V/A≤fv
　　其中，τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；
　　V--主楞计算最大剪力(N)：V=10408.8/2=5204.4N；
　　A--钢管的截面面积(mm2)：A=424.115mm2；
　　fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv=120N/mm2；
　　主楞截面的受剪应力计算值:τ=2×5204.4/424.115=24.542N/mm2小于主楞截面的抗剪强度设计值fv=120N/mm2，满足要求！
　　c、主楞的挠度验算：主楞的最大挠度计算值ν=1.266mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm，满足要求！
　　④对拉螺栓受力验算：
　　已知条件:挡墙钢管加固间距为1236mm，计算挡墙厚度为900，取单位长度1000mm，对拉螺栓的水平间距为500mm。φ16对拉螺栓（普通螺栓）的容许拉力，查《建筑施工手册》表8-4Ntb=24.50kN,对拉螺栓的拉力：
　　N＝F×内楞间距×外楞间距=35.402kN/m2×1.236×0.5=21.878kN<Ntb=24.50kN
　　螺栓抗拉满足要求。
　　四．总结
　　本工程采用上述施工方法施工，整体结构完工后仓壁拼缝横平竖直严密美观，规格尺寸准确，外观效果较好。施工中注意保护模板材料，模板根据使用情况及时进行更换，节约了材料费用。同时由于材料单重小人力即可完成转移，减小了起重机械的使用量，节约了机械费用。取得了较好的经济效益。
　　参考文献：[1]《建筑施工手册》（第四版）编写组中国建筑工业出版社
　　[2]《建筑施工计算手册》江正荣中国建筑工业出版社