壁堕 堕 浅圆仓斜顶伞形钢结构支撑系统施工技术 李永佳 冯建桥 中国一冶集团有限公司 武汉４３００８１ 摘要：某粮食储仓为筒形尖顶结构，仓顶板屋面及仓壁圆环外侧悬挑天沟施工难度大，危险性高。混凝土浇筑质量不 易控制。施工采用伞形钢结构支撑，将传统的从地面开始搭设钢管架改为从支撑平台顶部开始搭设钢管架，在工程实 践中取得了良好的成效。介绍了该技术的原理与施ＴＴ艺。主要包括伞形钢支撑系统组装、提升就位并架设挂钩式三 脚架、仓顶板施工等。 关键词：储粮筒仓施工；伞形；钢结构；支撑；三角架 中图分类号：ＴＵ７５４ 文献标志码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１４１４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ。２０１７．０３．０１２ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｓｈｅｄ Ｓｈａｐｅ Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｓｌｏｐｉｎｇ Ｒｏｏｆ ｏｆ Ｓｑｕａｔ Ｓｉｌｏ ＬＩ Ｙｏｎｇｊｉａ ＦＥＮＧ Ｊｉａｎｑｉａｏ Ｃｈｉｎａ Ｆｉｒｓｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｗｕｈａｎ ４３００８１ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅ ｇｒａｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｉｌｏ ｉｓ ａ ｔｕｂｂｙ ｐｉｎｎａｃｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｉｓｋｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｏ ｒｏｏｆ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｇｕｔｔｅｒ ａｌｏｎｇ ｉｔｓ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｗａｌｌ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ｅａｓｙ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏＩ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｏｕｒｉｎｇ．Ａ ｓｈｅｄ ｓｈａｐｅ ｓｔｅｅＩ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｓｕｃｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｗａｙ ｏｆ ｓｔｅｅ Ｊ ｔｕｂｅ ｅｒｅｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｆｈｅ ｇｒｏｕｎｄ．ａ ｓｔｅｅｌｌｕｂｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｒｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ， ｗｈｉｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ ｓｈｅｄ ｓｈａｐｅ ｓｔｅｅｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｌｉＲｉｎｇ ｉｎｔｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｏｋ ｔｙｐｅ ｔｒｉｐｏｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｏ ｒｏｏｆ，ｅｔｃ． Ｋ｜’，’ＩＩ，ｏ ：ｇｒａｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｉｌｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｈｅｄ ｓｈａｐｅ；ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｕｐｐｏｒｔ；ｔｒｉｐｏｄ １ 技术概况 某粮食储存浅圆仓项目，仓顶板为圆锥形钢筋混凝土 薄壳结构，沿着仓壁圆环外侧悬挑天沟１道，顶板壳体厚度 为１５０￣２００ ｍｍ，施工标高３１．８ ｍ。 浅圆仓仓顶板及悬挑天沟施工是本工程整个施工工 用径向型钢连接，组成圆台体系，整个构造分２０个对称单 元，加上支撑拉杆构成稳定体系（图１）。 艺的重点和难点之一，传统的仓顶板施工采用从地面开始 搭设支撑钢管的方法，搭设高度高，危险性大，混凝土浇 筑质量不易控制。伞形钢结构支撑系统及挂钩式三脚架在 本工程的应用中彰显出其独特的优点，该技术采用从底板 面对支撑系统进行组装，运用滑模平台将整套支撑体系携 带至仓顶以下部位，直接从该平台搭设支撑钢管。该施工 图１伞形支撑局部剖面 技术极大地降低了支撑钢管的搭设高度，不但可以缩短工 期，而且保证了仓顶及天沟混凝土施工质量，同时提高了 高空作业的安全性，操作简便口 。 经验算合格的钢结构支撑系统待筒仓底板平台及底板 以下墙板施工完成后，开始在筒仓底板上组装，钢支撑系 统组装完毕后，再用滑模提升系统整体携带至仓顶环梁下 部就位，拆除滑模系统内侧平台及模板，待仓壁混凝土达 到强度要求后，将牛腿与环梁下部预埋好的预埋件进行满 焊连接，随后拆除滑模系统外侧平台和门架，沿仓壁环向 架设挂钩式三脚架，进行天沟及仓项环梁的施工，仓顶板 同步进行钢管支撑搭设、模板、钢筋、混凝土施工，养护 期结束且顶板强度达到设计要求后开始拆除伞形支撑架上 ２ 方案设计 支撑系统结构布置为上下２个圆环，上小下大，圆环间 部钢管支撑、模板等，最后通过在仓顶均布的２０个电动葫 ２０１７～３ ＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ １ 李永佳 冯建桥： 浅圆仓斜顶伞形钢结构支撑系统施工技术 芦将伞形钢支撑整体下降到筒仓底板平台，在底板平台上 拆除运至仓外。 ３ 工艺流程及操作要点 ３．１ 工艺流程 各项前期准备工作就绪一伞形钢支撑组装、检查一 提升至仓顼环梁下部标高、就位一拆除内侧模板、焊牛腿 一拆除外侧模板、门架一架设挂钩式三脚架一搭设钢管支 撑架一模板安装一钢筋绑扎一混凝土浇筑及养护一拆除模 板、钢管支撑架一倒挂电动葫芦一割除牛腿一伞形钢支撑 下放到底板面一拆除、完成ｌ ３．２操作要点 ３．２．１前期；住备工作 １）滑模系统门架安装、定位、固定完成，内侧固定连 接槽钢固定完成，确保底板内砖砌体砌筑平整到位。 ２）所有专用工具安装前都必须进行检查、维护、保 养，合格后方可使用。 ３）所有型钢、连接高强螺栓、钢筋拉杆等材料现场准 备就绪，检查合格，工人安全技术交底到位。 ４）安全网、平台板等安全用品均已准备就绪，滑模安 装平台铺装完成。 ３．２．２伞形钢支撑组装阶段 １）沿着上压力环下端环向搭设钢管支撑，伞形支撑杆 件吊装到底板内，下拉力环就位。 ２）开始组装。先将上压力环吊装到支撑钢管卜部就 位，然后安装．卜弦钢斜梁，将钢斜梁两端与内模板上槽钢 和上压力环进行连接，连接点全部使用高强螺栓紧吲。 ３）用圆柱形立杆将上下弦钢梁进行连接固定，将手动 葫芦固定在上压力环横梁上，厢倒链将下拉力环拉升到设 计高度，然后用圆形立柱将上压力环和下拉力环进行连接 凼定。 ４）用拉杆依次将Ｊ二压力环、下拉力环、上下弦进行拉 结连接，呈伞状形式，然后拆除脚手架支撑，铺设滑模内 平台模板，分别在上压力环和下拉力环上铺设安全网，以 备上部施工时的安全防护。 ３２．３伞形铜支撑提升就位，架设挂钩式三脚架 １）当滑模滑升Ｎ３１．０ ｍ时，停止滑模施工，待混凝土 达到设计强度５０％后，拆除滑模内模板、焊牛腿埋件，牛 腿作为支撑系统的支撑点。 ２）牛腿焊接完成后，开始拆除滑模外模板、门架系 统，然后吊装至地面，开始沿着仓壁外侧架设挂钩式三脚 架（图２），三脚架外侧搭设防护栏杆，将筒仓作业平台形 成封闭式。 ３．２．４仓顶板施工 １）在伞形钢支撑上搭设钢管支撑架。仓顶板承重架搭 ｌ３１４ 建筑麓Ｔ・第３９卷・ｍ３ｍ 图２挂钩式三脚架施工布置 设采用 ４８ ｎｉ１１１×３．０ ｍｍ钢管进行搭设，承重架为满堂钢管 支撑架，立杆采用单立管环向布置，水平杆贴合钢架环向 搭设一排，顶部搭设一排。伞形支撑系统倾斜角度设置和 屋面角度一致，因此立杆高度基本不变，立杆高度控制在 ２ｍ以内。 ２）模板安装、钢筋绑扎。采用厚１５ ｍｍ竹胶板，自身 固定为木垫方和钢管背杠。梁底模、侧模、板模的配置要 考虑压边顺序，一般为梁侧模压梁底模，板模压梁侧模。 模板采用散装散拆，模板编号定位，钢筋绑扎严格按照规 范施工。模板安装时需考虑拆除钢管支撑、模板时的出口 位置，顶板施Ｊ二时进行预留，预留洞 部加设钢支撑，作 为吊放伞形钢支撑的电动葫芦支撑点（图３）。 图３仓顶钢管支撑及天沟防护搭设完成 ３）混凝土浇筑及养护。仓顶板、梁采用预拌混凝土， 采用汽车泵进行浇筑。养护天数不少于１４ ｄ，冬期施工要 进行保温养护。混凝土浇筑顺序为：由下向上，分层连续 浇筑，下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土，混凝土坍落度 不宜太大（图４）。 图４仓顶混凝土浇筑 ４）梁、板模板脚手架拆除工程。待仓顶板、梁混凝 李永佳 冯建桥： 浅圆仓斜顶伞形钢结构支撑系统施工技术 土同条件养护试块经试验强度达到１００％时方可进行模板 妙地应用滑模平台滑升时高度的提升，带动伞形钢支撑体 系升高到仓顶，极大地减少了支撑施工高度，缩短工期， 使整个仓项板施工质量更有保障，满足设计和规范要求， 安全可靠；另外，将大量高空作业转移到底板平面施工， 大大降低施工难度。对于类似大型浅圆仓圆锥形钢筋混凝 土薄壳结构仓顶和悬挑式天沟，选择伞形钢结构支撑系统 技术和架设挂钩式三脚架进行辅助施工，有利于安全、质 量和工期控制。 拆除，拆除后的钢管、模板通过预留洞运输至仓顶板面， 通过塔吊吊运到地面。模板拆除时不得使用大锤或硬撬乱 捣，如果拆除困难，可用撬杠从底部轻微撬动，保证混凝 土表面及棱角不因拆除受损坏。 ３．２．５伞形钢支撑体系拆除 使用２Ｏ台电动葫芦进行钢架体拆除，每台电动葫芦的 钢铰链均穿过仓顶板预留孔，分别与钢结构架体端部设置 的２０个吊耳连接牢固并保持架体的平衡。用气焊将预埋件 （牛腿）切割完成后，使用电动提升机将钢结构架体降至 ☆☆参考文献☆☆ 仓底板，在仓底板处进行钢结构架体的拆除工作。 拆除滑模架体最重要的是控制钢结构架体的水平度， 为此，要求所有电动提升机操作人员必须听从现场负责人 的统一指挥，在听到信号时，同时按下提升机操作按钮， Ｉ１】冯涛．对钢筋混凝土斜屋面施工技术的探讨Ｉ Ｊ】＿江西建材，２０１４ （５）：１ ０５． 【２】唐杰．大直径筒仓仓顶混凝土锥壳施工荷载传递规律研究【Ｄ】．邯 郸：河北工程大学，２０１ ６． 【３ｌ常辉．大直径筒仓滑模施工技术研究【Ｊ】．建材发展导向，２０１４（８）： ２０１－２０３． 保持降模速度一致。降模速度不应过快，现场负责人必须 随时检查电动提升机运行情况，当发现运行不正常时要及 时解决 。 【４】沈祖炎．钢结构制作安装手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社， １９９８ ４ 结语 本工程中浅圆仓仓顶板混凝土施工采用伞形钢结构支 撑系统进行辅助施工的技术，是仓顶支撑体系与滑模系统 提升相互配合的一次成功应用。本次顶板施工方案中，巧 【５】王磊．高空大跨度悬挑模架支撑体系施工技术【Ｊ】．黑龙江科技信 息，２０１ ６（２８）：２２５． 【６】张泽祥，苏鸿民，刘国义，等．高空大跨度悬空混凝土结构支撑体系 设计与施工【Ｊｌ工业Ｃ，２０１ ６（６）：１ １ ７—１ １ ８． （上接第３１２页） 是位移情况，位移也是影响结构形变的量化数值。通过对２ 组数据的位移值、尤其是主要节点的ｚ向位移值进行对比和 分析，就能够得到２组数据的变化特点和规律，进而得到方 案是否合理的结论。 ３．５．３分析 我们对钢桁架的２４个主要节点的数据进行处理，作为 施工过程监控的依据。然后对数据进行位移值分析，重点 分析２向位移值，根据分析得到的位移变化情况，将位移值 变化量较大的施工过程确定为重要施工过程，并对该过程 前后的节点状况进行监测，观察节点焊接位置的可靠性。 桁架节点位移见图３。 图３桁架节点位移实测曲线 了项目管理水平。该工程施Ｉ ＪＩＳｌＮ、质量完全满足设计和 规范要求，取得了显著的社会和经济效益。 在施工过程中，对北侧桁架１２个节点、南侧桁架１２个 节点分别进行节点位移观测，与ＳＡＰ２０００程序分析数据进 行对比，以验证方案的安全性 】。 ☆☆参考文献☆☆ 【１】周光毅，唐家如，毛立贤，等．大连国际会议中心基于ＢＩＭ的复杂空 间钢结构安装关键技术【Ｊ】．建筑技术，２０１ ３（１ ０）：９０４—９０８． 【２】林志野，岳群．ＢＩＭ在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展 ４ 结语 太原师范学院图文信息中心工程通过ＢＩＭ技术应用， 对建筑悬挂钢结构体系进行了施工模拟，分析在施工过程 中不同工况下结构受力和变形，最后进行施工方案的比选 和优化，实现了信息化技术对施工方案的理论支撑，提升 望【Ｊ】．科技传播，２０１０（１１）：１７１． 【３】解永鑫，段江华．吴启星．ＢＩＭ技术应用于钢构施工中的研究与案例 【Ｊ】．工业建筑，２０１４（￥１）：１０３２—１０３４ 【４ 郑听．４】ＢＩＭ技术在钢结构工程施工中的应用浅析［Ｊ】．工程技术（引文 版）．２０１ ６（１ １）：２００． ２０７７．Ｉ．３ ＢｕｉｌｄＪｒ￣Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ １
