[发明专利]筒仓仓顶钢管桁架支撑体系及其施工方法

说明书

所属技术领域

本发明属于建筑结构工程技术领域，涉及一种筒仓仓顶钢管桁架支撑体系。

背景技术

随着煤炭需求量的不断增加及对环境保护要求的提高，一种储量大、占地面积小，符合可持续发展战略要求的大直径煤仓在煤矿选煤厂和储煤系统得到大量应用。在煤仓工程施工中，仓顶结构施工是施工过程中的关键环节之一，而仓顶结构支撑体系的设计和验算对仓顶施工尤为重要。传统支撑体系的施工办法为满堂架搭设，但是随着施工技术的进步，满堂架支模体系因其费用高、速度慢而逐渐被一些新型的施工支撑体系取代。首先推广的是扣件式钢管桁架结构与中心井架组合型式来代替传统的满堂脚手架，将井架与钢管桁架结构连为一体作为结构层施工的支撑体系，井架随着滑模平台的提升逐步搭设，在井架高度上设置拉索对架体进行拉接，保证其稳定性，井架搭设地面要坚实，保证井架架体不发生下沉。筒壁滑模施工结束后，再进行井架与钢管桁架体系的连接，整体来说，推广价值很高。在这种支撑体系的基础上，又出现了型钢中心框架辐射支撑平台，该结构为扣件式钢管桁架与型钢桁架梁组合结构，主要是利用型钢桁架梁作为水平刚性加强梁对钢管桁架进行约束加强，防治使用过程中因荷载过大产生过度变形导致的钢管桁架结构承载能力不足的问题，这两种方法施工便捷，安全可靠，工效高，成本低，但是仍然摆脱不了从筒仓底部搭设支撑的环节。为了将传统的垂直支撑体系彻底转变为空间水平支撑体系，又出现了扣件式钢管桁架支撑体系，将钢管桁架通过上悬吊挂（与爬升杆连接）和下撑（支撑于筒壁内侧）的方法约束固定后，作为仓顶施工的支撑体系，从而提高了施工中作业人员的安全保障，同时能缩短工期，降低施工成本，并且构件可重复使用，节约了资源。但是，目前这种支撑体系只是一种适用于直径不超过21m的筒仓施工的结构体系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种施工快捷，可明显缩短工期，构造简单，传力明确且可用于大直径筒仓仓顶施工的水平支撑体系，同时提供利用此种支撑体系实现的筒仓仓顶施工方法。本发明提供的钢管桁架支撑体系及筒仓仓顶施工方法，在筒仓仓顶施工中，将传统的垂直支撑体系转变成空间水平支撑体系，同时能缩短工期，降低施工成本，并且满足结构承载能力和正常使用的要求。本发明的技术方案如下：

一种筒仓仓顶钢管桁架支撑体系施工方法，包括下列步骤：

1)利用钢管及扣件搭设成由一系列的平面桁架组成的正交正放的空间桁架结构，称之为钢管桁架（2），钢管桁架（2）的尺寸根据筒仓的筒壁（10）的内径确定；

2)准备滑模提升系统，整个滑模提升系统包括提升架（4）、平台（5）、模板（6）、上围圈（71）、下围圈（72）、爬升杆（8）和千斤顶（9）；

3)钢管桁架（2）上弦的端部通过直角扣件固定于滑模提升系统的上围圈（71）上，下弦的端部通过直角扣件固定于下围圈（72）上；

4)在筒仓漏斗上方开始滑模施工，将钢管桁架（2）托带至仓顶施工层施工位置。

5)钢管桁架（2）上部斜拉第一圈钢丝绳（1a）于筒仓的爬升杆（8）上，下部被一圈下撑（3）支撑在筒仓上，方法为：将第一圈钢丝绳（1a）的每根钢丝绳一端捆绑在钢管桁架（2）下弦的靠近筒壁10的节点上，另一端捆绑在筒仓的一个爬升杆(8)上；

6)将爬升杆（8）留在筒仓仓壁里面，拆除滑模提升系统；

7)在钢管桁架（2）上方搭设满堂支架；

8)浇筑大环梁（11），再斜拉第二圈钢丝绳（1b），浇筑锥壳（12），最后斜拉第三圈钢丝绳（1c），浇筑小环梁（13），依次完成大环梁（11）、斜锥壳（12）、小环梁（13）和平台梁板（14）的施工，形成仓顶，斜拉两圈钢丝绳的方法如下：第二圈钢丝绳（1b）的每根钢丝绳一端捆绑在钢管桁架（2）下弦中部与端部之间的节点上，另一端固定在在筒仓的大环梁（11）上；第三圈钢丝绳（1c）的每根钢丝绳一端捆绑在钢管桁架（2）下弦靠近中部的节点上，另一端固定在在筒仓的斜锥壳（12）上；

9)等仓顶施工完毕以后，再拆除钢管桁架支撑体系。

作为优选实施方式，步骤4）的滑模施工方法为：围绕筒仓一圈布满滑模提升系统，混凝土由模板（6）的上口向模板套槽内浇灌，当模板套槽内最下层的混凝土达到一定的强度后，模板套槽依赖千斤顶（9）的提升力通过提升架（4），沿已浇灌混凝土的筒壁（10），向上滑升一段高度，这样一边向模板套槽内浇灌混凝土一边将模板套槽向上滑升，使已成型的混凝土不断脱模，如此连续循环施工至筒仓仓顶施工的部位，随着滑模提升系统将钢管桁架（2）托带至仓顶施工层施工位置。