水泥项目新型锥体结构设计方案 本文关键词：锥体，设计方案，水泥，结构，项目
水泥项目新型锥体结构设计方案 本文简介：摘要:在水泥建设项目上，库内锥体结构通常有与预制技术相结合的锥体方案及常规的采用满堂脚手架施工的设计方案，但此两种设计方式均存在过度的人力耗费、资源浪费等情况，因此拟根据项目现场资源情况进行锥体设计方案的变更，采用钢+混凝土组合结构进行锥体设计，并形成相应的与该种设计相配套的施工方案。关键词:锥体；
水泥项目新型锥体结构设计方案 本文内容：
摘要:在水泥建设项目上，库内锥体结构通常有与预制技术相结合的锥体方案及常规的采用满堂脚手架施工的设计方案，但此两种设计方式均存在过度的人力耗费、资源浪费等情况，因此拟根据项目现场资源情况进行锥体设计方案的变更，采用钢+混凝土组合结构进行锥体设计，并形成相应的与该种设计相配套的施工方案。
关键词:锥体；预制技术；满堂脚手架；组合结构；施工方案
在水泥建设项目上，库内锥体结构是当前较为耗费劳动力及材料的子分部工程。在当前的各项施工方案中，均在不同程度上存在高耗费工日/高耗费材料/施工周期相对较长等特点。因此根据价值工程理论，宜结合水泥项目资源特点，通过革新锥体设计方案及配置相应的施工方案进行优化，从而达到项目的最大的利益化。
1目前水泥项目库锥体设计方案及分析
1.1当前常用的锥体结构设计方案
当前库内锥体结构的设计方案有常规锥体设计方案和与预制技术相结合的锥体设计方案两种。1）常规设计方案锥体结构常规设计多采用分体式设计，锥体结构为现浇钢筋混凝土结构，如图1所示。2）与预制技术相结合的锥体设计方案与预制技术相结合的锥体设计方案中，一般包括两部分:①为预制板，其将作为底板用于替代常规设计方案中施工所需的脚手架和模板；②为锥体本身，其将作为叠合层与预制板相结合，共同承担上部料体荷载。其重点在于预制板的设置及安装，如图2所示。
1.2当前库体结构形式施工方法及难度
1）常规设计方案锥体常规设计方案的工序流程，如图3所示。此种常规设计方案中，满堂式脚手架及底部模板铺设将花费大量的人力和物力。同时施工周期相对较长，是此种常规设计的弊端。2）与预制技术相结合的锥体结构设计方案与预制技术相结合的锥体设计方案施工时，施工工艺流程，如图4所示。此种锥体设计技术，主要是采用混凝土预制板替代常规设计方案中的脚手架及模板工作内容，在一定程度上节约了工期及相关的脚手架及模板费用。与传统施工方案相比具有一定的进步。但其难点主要是以下两个方面:1）控制预制板的制作及吊装，确保混凝土的完整性。2）锥体设计采用此种叠合板技术时，在不考虑模板及脚手架节约的情况下，永久工程混凝土及钢筋用量与常规方案相比较略有增加。
2新型锥体结构设计方案
2.1新型锥体结构设计理念
该新型结构设计理念为将锥体结构设计为钢+混凝土的组合结构模式。其中锥体结构中的钢结构作用主要有如下两方面作用:起到结构受力功能和作为锥体结构中混凝土结构施工的模板支撑结构，同时易于提早达到模板拆除强度。在水泥项目中为达到结构节本增效的目的，钢框架结构用钢宜选用物资及设备发运包装用钢，以12号槽钢为主。建议的结构布置方案如图5、图6所示。图5钢+混凝土组合结构图6槽钢平面布置图以准15m直径库锥体为例，总长度约计510m，合计总重量约为6.1t。同时在内部钢框架设计时可以将上部纵向钢材予以折减。由于内部采用了钢结构，钢筋用量可以根据计算进行减少。
2.2新型锥体结构施工方案
新型锥体结构设计方案已经在设计方案确定之初，就已经明确了该种方案中的钢结构设计要求满足模板支设需求，不再依靠于传统脚手架/预制板等结构。因此针对于该种新型锥体结构的施工，施工方案重点要解决好以下几方面问题:1）新型锥体结构的施工工艺流程。2）模板配置问题，如何实现模板多次周转问题。3）模板安装问题:①下模板与钢框架连接问题，从而不再使用脚手架等支撑方式；②上模板加固问题。4）如何在不加大钢框架用钢量的情况下，保证模板加固的稳定性。5）模板拆除安装操作。本次施工方案的设计整体布置如下，通过以下几个途径和方法解决上述问题。1）锥体整体施工工艺流程钢+混凝土组合结构的施工工艺流程如图7所示。对于钢框架结构的安装不再予以详细叙述，保证位置准确即可，而钢筋绑扎基本利用钢框架上部安装脚手板即可实现，重点考虑模板的配置及施工。2）模板的制作安装模板的制作吊装主要涉及到如上所述的三项目问题，因此从以下方面着手进行。①模板配置方式在模板的配置过程中，主要考虑到模板的周转利用问题。因此根据锥体特点按照此法进行配置，易于增加模板周转，而对模板后的背愣结构应根据位置进行更换。模板配置及拼装图，如图8所示模板按内外各一层进行配置，仅配置下部模板，而后向上进行周转。每次周转前放置地面进行弧度调整。因每模之间模板弧度不同，因此模板弧度控制从调整弧度机构设置和背愣分布两方面考虑，因模板上下弧度不同，因此背愣布置时即应按扇形布置。其中背愣弧度调整件，如图9所示。②模板安装及加固方式模板的安装主要是通过将模板与锥体内的钢框架进行连接，通过钢框架用于支撑模板结构及施工荷载.在此之所以特别提出模板加固方式，主要来源于此种模板支护方式形成的模板受力特点的变化，即下部模板受力直接由钢框架承受。因此在此种模板加固方式时，主要考虑如下两方面不利因素:一方面由于钢框架采用的型钢主要为12号槽钢，达到消耗余料废料作用，因此其刚度相对较小，宜产生变形；另一方面由于辐射状布置，而形成钢框架分布不均匀现象。尤其在锥体下下部，钢框架间距过大，中间部位模板易产生变形。因此在模板加固中均应考虑以上问题。目前规划的加固方式，如图10所示。在该种模式下，利用吊索结构解决钢框间距较大部位的模板受力问题通过吊索连接下模板底部背愣。③模板拆除与安装模板的拆除工作，锥体背面模板的拆除应采用升降车进行模板拆除；而锥体正面模板采用塔吊进行拆除即可。锥体背面的模板，拆除后直接放于地面，进行弧度调整，后采用钢丝绳/塔吊在第二个浇筑段安装就位。
2.3新型锥体结构施工难度及费用分析预估
在水泥项目中此种属于新型设计结构，其价格按照水泥项目施工单价进行组价，其他两项施工工法费用按照水泥项目中类似做法的施工费用进行预估，费用粗略对比见表1。从表格中的各项预估费用不难看出，新型的钢+混凝土的组合结构能够充分利用现场设备/物资发运的包装余料废料，更利于节约整体施工费用。但施工工期略长于预制锥体结构。
3结语
据上分析论述，在水泥项目上尤其是海外水泥EPC项目，通过对项目中耗费工日及材料较大的锥体结构变更设计理念应用新型的钢+混凝土结构形式，并且形成针对性的施工工法，即可大幅度提升项目的经济效果，又能够充分减小项目设备发运所生成的大量的包装用钢，实现项目节材目标，从而将工程建设向绿色建造方向迈进。
作者：顾进军 孙小永 单位：中材建设有限公司
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