关键词：双曲线 X柱模板支撑 有限元分析 无人机
1 引言
在各大火力发电厂，双曲线冷却塔结构非常普遍，但在水资源相对较少的西北地区，水资源匮乏、完全空冷能耗较高，各火力发电厂都采用了双曲线间冷塔结构形式。随着间冷塔高度增加、施工难度也相对加大，为确保施工工艺质量、保证施工安全可靠以及外观结构线型优美，针对其工艺结构、塔筒形式等的内在特性，需保证间冷塔X柱空间倾斜矩形截面结构方正、预拱度的留设精度以及筒壁混凝土布料传输设施的安全、塔中心半径及外观曲线的控制等，都是在施工中必须严格控制的工艺要点。下面就主要工艺技术简述如下：
2 主要技术特点
2.1采用有限元分析X柱的受力情况，解决了传统放样时精度不高的难点，精确地控制了预拱度，保证X柱定位的准确性。
2.2对传统的布料电动小车进行改进，设计制作行进自动刹车防碰撞系统，降低施工风险，使电动小车行进中的安全得到有效的保证。
2.3创新采用无人机VR三维扫描纠偏技术，扫描的数据连接电脑，监控双曲线筒体施工偏差度，控制施工精度。
3 工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
X支柱放线及定位→X支柱底模板铺设→X支柱钢筋分段安装→X柱侧模支设加固→X支柱混凝土分段浇筑→环梁施工→中心定位→筒壁钢筋安装→筒壁模板安装→筒壁混凝土浇筑
3.2 操作要点
3.2.1 X支柱放线及定位
脚手架搭设施工完毕后，根据总平面布置图和X柱工程定位图平面图， 在支墩顶面定出X柱中心线，并利用测量放出的中心线，放出X柱边线，用墨线及油漆标记好，而后依次放出各个支墩上X柱中心及边线。
3.2.2 X支柱底模板铺设
X支柱浇筑完成后，因为自身重力的存在，X柱会向塔内产生应变，故X柱模板安装时，留设预拱度，以抵消重力应变。采用有限元分析X柱的受力情况，计算分析采用钢管支撑后的的Y方向上的总位移矢量图，根据这个变形量确定X柱施工时需要的预拱度，以此编制X柱模板加固方案，核算X柱排架稳定性。
3.2.3 X支柱钢筋分段安装
X支柱主筋采用滚压直螺纹套筒连接。钢筋加工尺寸及连接套筒的规格与尺寸应符合国家现行标准规范。箍筋采用封闭箍，弯钩直线段长度不小于10d，拉钩采用二端弯钩，弯钩直线长度不应小于10d，并应勾住封闭箍筋。
3.2.4 X柱侧模支设加固
X支柱模板加固采用槽钢加固，槽钢为[18和[22两种。X柱模板加固柱箍布置在柱底部2000mm范围内间距≤200mm,其余范围间距≤300mm。模板选用应根据外形尺寸配制，减少模板拼缝，同时模板缝应规则有序，表面平整光滑，拼缝紧密，加固牢靠，尺寸准确。
3.2.5 X支柱混凝土分段浇筑
混凝土由搅拌站集中搅拌，罐车运输、汽车泵浇筑。砼浇筑前根据当时现场的场地情况安排好泵车的停放位置。X支柱混凝土采用输送泵车成对浇筑，两根X字柱交替分层浇筑，保持在同一浇筑标高，每次浇筑时成对施工，防止受力不均发生位置倾斜。
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3.2.6 环梁施工
X支柱混凝土浇筑完成3/4后开始铺设环梁底模，底模铺设前预先测量X支柱上部环梁位置半径，根据实测半径进行底模半径调整，调整幅度根据实际情况适度调整，要使底模圆弧顺畅；环梁底模下铺设5道100mm×50mm木方，分别沿环梁环向布置，方木下沿径向搭设Φ48.3×3.6㎜脚手管，间距300mm。筒壁施工从环梁往上内外模板选用定型钢模板施工。
3.2.7中心定位
间冷塔中心控制采用激光垂准仪，利用中心悬挂的吊盘作为中心找正依据，自吊盘中心引出钢尺进行环梁半径的测量控制，进行模板找正；用悬挂在中心吊盘的钢尺测量其实际标高，进行模板半径的修正。模板组装加固后测量检查中心及半径一次，应每浇筑一次复查中心及控制半径一次，严格控制半径及筒壁曲线。
3.2.8筒壁钢筋安装
绑扎时注意钢筋的下料型号，核对完毕后再开始绑扎，受力钢筋的弯钩和弯折均应符合相关国家规范及行业规范的规定。做好批次检查验收，应注意相邻绑扎点铁丝扣要成八字形，以免网片歪斜变形。
3.2.9筒壁模板安装
模板采用专用定型1000×1300㎜钢模板，及附着式三角架支撑系统。三角架及模板共设置三层，循环交替向上使用。筒壁每完成三节筒壁就采用无人机VR三维激光扫描纠偏技术对筒壁半径和外观进行纠偏，以及时调整、纠偏，直至筒壁施工完毕。施工过程中，先利用无人机通过筒壁上设置多个点进行扫描，获得筒壁数据三维初始模型，利用获得数据来纠偏筒壁半径和曲线结果，达到设计要求。
3.2.10筒壁混凝土浇筑
塔筒混凝土采用专用有轨电动小车进行布料。双轨式设计，∠50×5角钢作为轨道、角部朝上，轨道接头处焊接接头销、销座，限位器两端焊接固定限位片及限位器压紧螺栓，拼装好后拧紧限位片上的压紧螺栓即可。
电动小车电气和运转系统安装调试完毕，即安装前后探头语音报警系统，以实现小车行进中自动刹车防碰撞目标。小车前后分别安装雷达探头，前置两个后置六个，其报警距离为2m至0.3m。当小车运行时前后两小车间距达到报警距离，系统会发出语音+蜂鸣的报警方式来提醒小车操作人员注意车速，当距离达到0.3m，防撞系统自行启动，使后进小车自动刹车，达到防碰撞目的。
4 评价与分析
4.1 采用有限元技术对X柱进行受力分析，保证了X柱支撑体系的安全性，对空间结构的位移控制有了更加准确的计算依据。
4.2 选用行进自动报警防碰撞电动小车布料，工序安排合理，衔接紧密，减少大量的人工塔上作业，减少了施工中的不安全因素。
4.3 采用无人机VR三维扫描纠偏技术控制双曲线筒体施工精度，运用先进的施工技术及科技工具，施工周期短、安全风险低、操作简单加快施工进度，提高施工质量。
5 结束语
通过本双曲线塔及X柱施工技术的研究，不但适用于大型火电厂间冷塔施工，还可推广应用于其它工业及民用建筑，为类似薄壁筒体结构提供了一个简单易行可供参考的施工方法，推动和引领了双曲线塔式结构领域的技术进步，具有较好的社会效益，同时为企业的发展，提供有力的技术保障。
参考文献：
《电力建设施工技术规范》第一部分：土建结构部分DL 5190.1－2012
《电力建设施工质量验收及评价规程》第一部分：土建工程DL/T5210.1-2012
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T 869-2012
《双曲线冷却塔施工与质量验收规范》GB50573-2010
秦志国（1980年2月—）男，高级工程师，主要从事工程项目管理工作。
注：作者联系方式：秦志国，手机：18660127537，Email:qzg@sepco1.com。
论文作者:秦志国
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/12/9
标签：双曲线论文; 模板论文; 支柱论文; 半径论文; 小车论文; 混凝土论文; 无人机论文; 《工程管理前沿》2019年13期论文;