双曲线冷却塔规格性能表
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双曲线冷却塔人字柱吊装技术新疆兵团建设工程[集团]有限责任公司李献群路好学郑锦存关键词:双曲线冷却塔、人字柱、吊装一、工程概况新疆红雁池第二发电厂1#机为200MW火力发电机组,配有两座淋水面积3000M2双曲线冷却塔。
其主要参数如下:环行基础R=36.999M;喉部R=17.900M;下环梁R=31.468M;上环梁R=18.890M;塔高85.000M;由40对人字柱支撑塔筒。
双曲线冷却塔基础结构形式一般有两种形式:1.倒T型梁板基础;2.环板基础。
倒T型梁结构形式的重力传递为塔筒-人字柱-池壁--倒T型梁板(即人字柱传递的力传递到倒T型梁板上)--地基环板基础一般在环板上设人字柱支墩,其力的传递为塔筒-人字柱-人字柱支墩-环板基础-地基,池壁单独做为蓄水池池壁,不承受竖向力。
红雁池第二发电厂两座冷却塔即为环板基础,人字柱不仅承载塔筒全部重力和风荷载外还承受部分淋水构架,循环水传递的重力和动荷载,因此在设计和施工方面技术要求很高,施工方法一般以现浇为主,但也可以通过结点加固采用予制吊装法施工。
红雁池第二发电厂两座冷却塔施工由于工期的限制迫使施工方案的改变,经设计方面的同意,将愿设计人字柱现浇方案改为了予制吊装,这一改变,不但创造了冷却塔人字柱施工的新的工艺途径,而且在质量上有了大的提高,缩短了工期,取得了显著的技术经济效益。
红雁池第二发电厂冷却塔人字柱尺寸如下:截面为边长269.2MM的八边形,柱长10.318M,单根体积1.242M3,重302T,共40对80根。
二、方案选择1、由于人字柱钢筋设计长度没有插入到人字柱支墩底部(即环基顶面),人字柱改为予制吊装时将无法生根固定,因此先解决这一问题,经计算选用Φ133X10钢管使其伸入人字柱支墩2460MM(斜长),全长为3560MM,为增加其刚度,管内注入人字柱同强度砼(见附图一),为保证管轴线和主轴线重合利用钢筋骨架刚性大,箍筋密的特点每200M用Φ12钢筋和人字柱箍筋焊牢,保证轴线长度的准确。
ISSN 1009-8984CN 22-1323/N长春工程学院学报(自然科学版)2018年第19卷第2期J.Changchun Inst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2018,Vol.19,No.2 12/3243-46doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2018.02.012基于Midas的双曲线型冷却塔有限元对比分析收稿日期:2018-03-29作者简介:何文安(1979-),男(汉),吉林九台,高级工程师主要研究发电厂结构设计。
何文安1,刘 娜2(1.中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司,长春130022;2.长春工程学院,长春130012)摘 要:结合工程实例,采用Midas有限元软件对双曲线型冷却塔进行有限元建模及结构分析,并与冷却塔专业电算程序LBS的计算结果进行对比。
结果表明:两种计算方式的计算结果趋势一致,在壳体中间部位结果比较接近,但在上下环梁附近内力差异很大。
自重工况下,Midas的计算结果整体比LBS结果偏小,在上下环梁附近偏差明显;风载工况下,Midas薄膜力结果计算值整体偏小,弯矩、扭矩和剪力结果计算值整体偏大,且所有内力值在边界处差别很大;温度荷载工况下,Midas的计算结果与LBS结果相比基本一致,只是在上下环梁附近有稍许差异。
关键词:双曲线型冷却塔;Midas;位移;应力;内力中图分类号:TM621∶TU33文献标志码:A 文章编号:1009-8984(2018)02-0043-040 引言双曲线型冷却塔是火力发电厂二次循环冷却系统的重要构筑物,主要由基础、斜支柱和塔筒三部分组成。
国内对冷却塔的结构分析计算,在20世纪70年代以前,主要基于旋转壳无矩理论采用手工计算;70年代以后,冷却塔研究者相继编制了一系列冷却塔计算程序,成为国内电力设计院进行冷却塔结构设计的重要工具,但程序交互能力差,且较少采用其他程序进行对比计算。
由于目前设计的冷却塔不断向超高超大型发展,使用单一电算程序显得不够可靠,而随着有限元通用软件日益发展成熟,CAE仿真分析已成为研究冷却塔结构位移、应力和内力分布规律的重要方法[1-4]。
目录一、工程概况 (2)二、工程施工总目标 (3)1.质量目标 (3)2.工期目标 (3)3.安全文明施工 (4)三、施工组织 (4)1.施工组织管理 (4)2.项目部施工组织管理网络 (5)3.项目部管理人员成员 (6)四、施工部署及主要工程施工方法 (7)(一).施工部署 (7)1.施工总的原则 (7)2.工程施工总体安排 (7)3.施工进度计划 (8)4.施工现场平面布置 (8)5.各项资源计划 (8)(二)主要工程施工方法101. 环梁以下部分施工 (10)2.筒壁施工 (16)3.筒壁防水 (26)4.淋水装置 (27)五、工期保证措施 (28)六、质量保证措施 (29)1.质量标准及要求 (29)七、安全保证措施 (34)1.一般安全规定 (34)八、文明施工措施 (36)1200M2双曲线冷却塔工程施工组织设计一、工程概况1)1200M2双曲线冷却塔工程位于,由山东省能源建筑设计院设计。
2)1200m2自然冷却塔为钢筋砼冷却塔,由塔筒基础、贮水池、筒身(人字柱、环梁、筒壁、刚性环)、塔芯淋水装置等部分组成。
3)工程塔筒环形基础与贮水池池壁合为一体,-2.8M至-2.0M为1.705m宽的塔筒环形基础;-2.0M至+0.20为400mm厚基础墙兼贮水池池壁;贮水池底板顶标高-2.00M、厚250mm,底板与塔筒环形基础之间变形缝设橡胶止水带,底板中部设纵、横变形缝设橡胶止水带,中心竖井基础与底板之间变形缝设橡胶止水带。
4)贮水池底板下钢筋砼桩基已施工完毕。
5)±0.00至59.50M标高为冷却塔筒身,3.7M标高以上为环梁,环梁与基础之间设置32对预制钢筋砼下环梁及人字柱;3.70M标高设安装塔芯淋水装置;59.5-60.07M为刚性环,环形平台顶标高59.07M,厚290~150mm,宽0.9m,刚性环壁厚200mm。
6)基础底标高-2.8M,中半径21.755m;基础墙兼贮水池池壁顶标高±0.00M,中半径20.964m;环梁底标高3.7M,中半径19.911m,壁厚400mm;喉部标高47.446M,中半径11.406m,壁厚120mm;刚性环顶标高59.05M,半径12.066m。
大型双曲线冷却塔热力及结构优化选型综合分析大型双曲线冷却塔热力及结构优化选型综合分析大型双曲线冷却塔是火电站的必备设施,可将工业水中的热量散出,保持了电力生产系统的安全运行。
火力发电是电能产出的重要途径,其利用燃烧原料燃烧产出热能,再转换成电能供应使用。
我国以火电厂为主的发电场所,正面临着大范围的改造活动。
大型发电厂采用的冷却构筑物基本上都是双曲线冷却塔,综合分析,大型双曲线冷却塔热力及结构优化选型,具体设计过程中还要注意相关指标的控制。
当具备了足够的分析材料,发电厂便可以制定相关的优化处理方案,以尽快抑制冷却塔结构异常问题的扩大化。
文章对此进行分析。
我国正处于经济飞速发展时期,工业生产需要消耗的电量逐渐增多,原始电力生产系统日趋呈现了其落后的发电能力。
大型双曲线冷却塔是火电站的必备设施,可将工业水中的热量散出,保持了电力生产系统的安全运行。
考虑到发电厂规模改造的策划要求,大型双曲线冷却塔应注重热力及结构的优化选型。
一、冷却塔的介绍电力供应是社会生产的主要活动,通过利用其他能源有效地转换为电能,向企业或个人用户提供了优越的供电服务。
火力发电是电能产出的重要途径,其利用燃烧原料燃烧产出热能,再转换成电能供应使用。
我国以火电厂为主的发电场所,正面临着大范围的改造活动,如:厂内面积、基础设施、调配系统等均实施了优化改造,以进一步完善电力生产体系。
大型发电厂采用的冷却构筑物基本上都是双曲线冷却塔,其结构、原理、功能等情况如下:(一)结构冷却塔由集水池、支柱、塔身和淋水装置组成。
集水池多为在地面下约2m深的圆形水池。
塔身为有利于自然通风的双曲线形无肋无梁柱的薄壁空间结构,多用钢筋混凝土制造。
大规模发电厂所用的双曲线冷却塔,在结构上与上述基本一致,只有外形布局上呈现出“曲线形”,这与其实际冷却循环系统的功能需要存在联系。
(二)原理冷却塔是利用空气同水的接触(直接或间接)来冷却水的设备。
具体原理:以水为循环冷却剂,从一系统中吸收热量并排放至大气中,从而降低塔内循环水的温度,制造冷却水可循环使用的设备。
第八章双曲线型钢筋混凝土冷却塔第一节一般规定第8.1.1条本章适用于淋水面积9000m2及以下的现浇筒壁双曲线型钢筋混凝土冷却塔的施工及验收,其他类型塔可参照执行。
第8.1.2条为了确保施工安全,必须严格遵守《电力建设安全工作规程》(建筑工程篇)冷却塔工程的各项有关规定。
第8.1.3条为保证通风筒壳的屈曲稳定,筒壁应连续施工到顶。
如遇特殊情况必须分期施工时,应采取诸如减少施工设施的荷重和加强施工平面的环向刚度等有利于壳体稳定和安全的有效措施;继续施工前应严格处理施工缝,确保壳体防水质量。
第8.1.4条筒壁应避免冬期施工。
如必须进行冬期施工,应符合本章第四节冬期施工的各项规定。
第8.1.5条在施工工艺设计和施工过程中,凡涉及结构强度、稳定或有特殊要求的,应根据施工单位的要求由设计部门进行校核。
第8.1.6条要有可靠的施工电源。
条件许可时宜设置专用的施工电源,以保证施工过程的连续性和施工安全。
第8.1.7条施工供水系统的容量及扬程应满足混凝土搅拌、养护、砂石冲洗、施工缝冲洗和消防等需要,水质应符合混凝土用水的标准。
第8.1.8条在无搅拌运输车运送混凝土的现场,宜就地设置搅拌站,以减少混凝土的水平运输距离。
第8.1.9条施工前必须编制冷却塔施工组织专业设计,经批准后方可进行施工。
第二节塔体工程(Ⅰ)垂直运输第8.2.1条筒壁施工用的载人电梯、料斗和扒杆等设施必须经过设计或复核。
外购设备应具有产品合格的检验证明。
载人电梯必须具有可靠的安全装置,使用前必须按规定进行荷载试验。
附着于筒壁的电梯,其附着点的间距及锚固装置必须满足设备要求,锚固处必须验算筒壁强度。
第8.2.2条筒壁施工用的金属竖井架及其缆风绳应进行施工设计和验算,也可按井架的高度、施工荷载、缆绳初拉力和倾角等从附录四中选用。
第8.2.3条金属竖井架的安装应符合下列规定:一、竖井架的基础应进行设计,预埋螺栓位置偏差不应大于20mm,基础周围应采取防止积水的措施。
汽机辅机规程:辅机冷却水系统辅机冷却水系统1(设备技术规范自然通风冷却塔塔型双曲线自然通风逆流式冷却塔参数单位技术规范淋水面积 m2 1250 冷却水量 T/h 5800 填料塑料填料配水型式一个竖井,配水槽内外区均为压力配水水池内壁底径 m 44.956 水池深度 m 2.0 塔全高 m 57 进塔水温 ? ,34.5 出塔水温 ? ,27.8(夏季频率10%气象条件)工作压力/试验压力 MPa 0.5/1.0辅机冷却水泵型号 DFSS600,12/6 型式单级双吸卧式离心泵参数单位数量流量T/h 2900 扬程 m 50 转速 r/min 990轴功率 KW 459 效率 % ?85 必须汽蚀余量 m 5.5 配用电机YKK500,6,10KV,IP44,560 KW 功率 KW 560 电机电压 KV 10 水泵旋转方向逆时针(从驱动装置侧向水泵看)集水坑排水泵型号 50YW20,32J 参数单位数量流量 T/h 10 扬程 m 15 电机功率 KW 2.2 电机电压 V 380自动反冲洗滤水器型号 DLS700,D,00,01(A) 参数单位数量设计流量 T/h 2600 设计压力MPa 1(6 过滤精度 mm 3(5 差压范围 MPa 0.02,0.162(系统概述本工程辅机冷却水采用带自然通风冷却塔的母管制再循环供水系统,2×660MW 机组配置辅机冷却水泵三台,两台运行,一台备用,两台机组辅机冷却水2量约为5800T/h,配置一座1250 m自然通风冷却塔,冷却塔可根据情况全塔运行或半塔运行(外围配水)。
系统共设一根供水母管(DN1200)和一根回水母管(DN1600),每台机组设一根供水支管(DN700)和一根回水支管(DN700)。
冷却塔可满足4×660MW机组的冷却需求,且出水温度不超过32?。
辅机冷却水系统循环流程为:进水前池、辅机冷却水泵、供水母管、各辅机冷却器、回水母管、自然通风冷却塔、滤网、进水前池。
1-紧线器 2-中心吊盘 3-线坠 4-钢丝绳
5-导向滑轮 6-脚手架 7-中央竖井
图1 线锤找中法测量示意图
该方法原理:调整拉绳通过3t开口滑车固定在翻模系统三脚架上,高程量测卷尺和半径量测卷尺均拴在中央吊盘竖向轴上。
实际量测半径时(沿圆周每板拉尺不少于点),线锤先精确对中,并检查无误后再根据塔筒的标高和中央吊盘的标高以及待测处的水平半径,用勾股定理
钢尺
固定吊盘钢丝绳
中心吊盘
(接受靶)
激光经纬仪
底板环基
筒壁
接收尺
人字柱
三角架系统
悬吊钢尺
图2 激光经纬仪找中法测量示意图
3.改进型的传统测量控制方法二
该方法的原理是根据以上传统方法设置中心吊盘,并在吊盘内加设中心激光靶及视频图象传输设备,利用激光准直仪,以中心控制点为基准,将激光束射至吊盘内中心靶上,通过调整紧线钢丝绳将激光束对准中心靶,对中情况通过视频图象传输设备传输至地面监视屏,控制人员通
技术应用。
3500m2双曲线冷却塔,塔高90m ,底部最大直径73.546m ,喉部直径38.8m ,顶部直径43.122m ,踏壁呈双曲面形,最大壁厚500mm ,最小壁厚140mm 。
计算依据:双曲线母线方程:2022r z r +=λ筒壁曲线:)1(220220λλλ+++=∆z r z r S z筒壁厚度:bdb H H H h h h h --+=)(min max min 筒壁体积:2)(11--++=r i i i h h r r S V π 其中:r —— 筒壁中面半径z —— 离喉部距离 λ —— 双曲线系数r 0 —— 筒壁喉部中面半径 ∆z —— 筒壁竖座标增减值 S —— 一节模板高度,S=1.5m h min —— 筒壁最小厚度 h max —— 筒壁最大厚度H b —— 筒壁最小厚度处高度,取喉部高度 H d —— 筒壁高度高差(m) 上高(m) 上半径(m) 下半径(m) 上厚(m) 下厚(m) 体积(m ³) 1 1.41 1.41 35.34 36.77 0.49 0.50 168.65 2 1.41 2.81 34.82 35.34 0.49 0.49 161.64 3 1.41 4.22 34.31 34.82 0.48 0.49 156.86 4 1.41 5.63 33.80 34.31 0.47 0.48 152.17 5 1.41 7.05 33.29 33.80 0.46 0.47 147.56 6 1.41 8.46 32.79 33.29 0.46 0.46 143.04 7 1.41 9.87 32.29 32.79 0.45 0.46 138.59 8 1.42 11.29 31.80 32.29 0.44 0.45 134.23 9 1.42 12.70 31.30 31.80 0.43 0.44 129.96 10 1.42 14.12 30.82 31.30 0.43 0.43 125.77 11 1.42 15.54 30.34 30.82 0.42 0.43 121.66 12 1.42 16.96 29.86 30.34 0.41 0.42 117.64 13 1.42 18.38 29.39 29.86 0.40 0.41 113.70 14 1.42 19.81 28.92 29.39 0.40 0.40 109.84 15 1.43 21.24 28.46 28.92 0.39 0.40 106.07 16 1.43 22.66 28.00 28.46 0.38 0.39 102.38 17 1.43 24.09 27.55 28.00 0.37 0.38 98.7719 1.43 26.96 26.67 27.11 0.36 0.37 91.8120 1.44 28.40 26.24 26.67 0.35 0.36 88.4621 1.44 29.83 25.82 26.24 0.34 0.35 85.1822 1.44 31.27 25.41 25.82 0.34 0.34 81.9923 1.44 32.72 25.00 25.41 0.33 0.34 78.8924 1.45 34.16 24.61 25.00 0.32 0.33 75.8625 1.45 35.61 24.22 24.61 0.31 0.32 72.9226 1.45 37.06 23.84 24.22 0.31 0.31 70.0627 1.45 38.51 23.48 23.84 0.30 0.31 67.2828 1.46 39.97 23.12 23.48 0.29 0.30 64.5829 1.46 41.43 22.78 23.12 0.28 0.29 61.9630 1.46 42.89 22.45 22.78 0.27 0.28 59.4131 1.46 44.36 22.13 22.45 0.27 0.27 56.9532 1.47 45.82 21.83 22.13 0.26 0.27 54.5633 1.47 47.29 21.54 21.83 0.25 0.26 52.2534 1.47 48.77 21.27 21.54 0.24 0.25 50.0235 1.48 50.24 21.01 21.27 0.24 0.24 47.8636 1.48 51.72 20.77 21.01 0.23 0.24 45.7637 1.48 53.20 20.55 20.77 0.22 0.23 43.7438 1.48 54.69 20.34 20.55 0.21 0.22 41.7939 1.49 56.18 20.15 20.34 0.21 0.21 39.9040 1.49 57.67 19.99 20.15 0.20 0.21 38.0741 1.49 59.16 19.84 19.99 0.19 0.20 36.3142 1.49 60.65 19.71 19.84 0.18 0.19 34.6043 1.50 62.15 19.61 19.71 0.17 0.18 32.9444 1.50 63.64 19.52 19.61 0.17 0.17 31.3345 1.50 65.14 19.46 19.52 0.16 0.17 29.7746 1.50 66.64 19.42 19.46 0.15 0.16 28.2547 1.50 68.14 19.40 19.42 0.14 0.15 26.7748 1.50 69.64 19.41 19.40 0.15 0.14 26.3249 1.50 71.14 19.43 19.41 0.15 0.15 27.3450 1.50 72.64 19.48 19.43 0.16 0.15 28.8451 1.50 74.14 19.55 19.48 0.17 0.16 30.3852 1.50 75.64 19.65 19.55 0.18 0.17 31.9653 1.50 77.13 19.76 19.65 0.18 0.18 33.5954 1.49 78.63 19.89 19.76 0.19 0.18 35.2755 1.49 80.12 20.05 19.89 0.20 0.19 37.0056 1.49 81.61 20.23 20.05 0.21 0.20 38.7957 1.49 83.10 20.42 20.23 0.22 0.21 40.6558 1.49 84.59 20.63 20.42 0.22 0.22 42.5659 1.48 86.07 20.86 20.63 0.23 0.22 44.5560 1.48 87.55 21.11 20.86 0.24 0.23 46.6061 1.48 89.03 21.38 21.11 0.25 0.24 48.73合计4476.53#300混凝土密度为:22~24kN/立方米故重量:9848.366 t ~ 10743.672 t冷却塔水平截面为圆形,故重心在上下圆中心线上。
21-5 冷却塔我国火力发电厂一般采用自然通风双曲线冷却塔,这种冷却塔由现浇钢筋混凝土蓄水池、筒身以及塔芯淋水装置组成,如图21-96。
图21-96 双曲线冷却塔剖面1-蓄水池;2-人字柱;3-环梁;4-筒壁;5-刚性环;6-塔芯淋水装置21-5-1 环形基础和池壁施工1.池壁兼环形基础的施工这种基础最好能一次分层浇筑,但施工比较困难,支模比较复杂。
(1)支模。
一次分层浇筑的支模方法见图21-97所示。
当在环形基础和池壁间留置施工缝时的支模方法见图21-98所示。
图21-97 一次分层浇筑支模方法1-φ12~16钢筋箍;2-脚手架;3-6cm×8cm方子;4-内模板,δ=25mm;5-基础混凝土;6-池壁混凝土图21-98 留施工缝支模方法1-模板;2-木档(圈带);3-立档;4-φ16加固螺栓;5-支撑(2)混凝土浇筑。
不宜留施工缝,应从两头向相反方向分层浇筑。
事先应根据每层混凝土数量和搅拌机供应能力来安排劳动组织,两层混凝土间隔时间不应超过初凝时间。
如果施工时确有困难,在环形基础和池壁交接处一定要留设施工缝时,可做成凹缝,凹缝的宽度为宽的1/3,凹缝的高度为宽度的3/4~1。
或在接缝处安放止水钢板。
在上层混凝土浇筑时,要特别注意接头处混凝土的捣实,浇筑前接头混凝土表面要清刷干净。
混凝土下料前,铺10~15mm厚与混凝土同强度等级的水泥砂浆,然后浇筑混凝土。
2.池壁和环形基础分离的施工方法这种基础和池壁在结构上就是分开的,在施工顺序上先打混凝土垫层,其上做防水处理,绑扎基础钢筋,并在人字柱安装位置留出钢筋来,安装后再进行调整和补筋。
混凝土可分两次浇筑,先基础,后池壁。
(1)支模。
基础混凝土浇筑不必支模。
池壁外模可用贴土砌筑的砖模代替。
池壁内模可按伸缩缝的区段分期施工,周转使用。
支模方法见图21-99。
图21-99 池壁支模方法1-100mm混凝土垫层;2-第一次浇筑的混凝土;3-V形构件;4-预留插筋;5-二次浇筑的混凝土;6-120砖墙外模;7-模板(2)混凝土浇筑。
21-5冷却塔21-5 冷却塔我国火力发电厂一般采用自然通风双曲线冷却塔,这种冷却塔由现浇钢筋混凝土蓄水池、筒身以及塔芯淋水装置组成,如图21-96。
图21-96 双曲线冷却塔剖面1-蓄水池;2-人字柱;3-环梁;4-筒壁;5-刚性环;6-塔芯淋水装置21-5-1 环形基础和池壁施工1.池壁兼环形基础的施工这种基础最好能一次分层浇筑,但施工比较困难,支模比较复杂。
(1)支模。
一次分层浇筑的支模方法见图21-97所示。
当在环形基础和池壁间留置施工缝时的支模方法见图21-98所示。
图21-97 一次分层浇筑支模方法1-φ12~16钢筋箍;2-脚手架;3-6cm×8cm方子;4-内模板,δ=25mm;5-基础混凝土;6-池壁混凝土图21-98 留施工缝支模方法1-模板;2-木档(圈带);3-立档;4-φ16加固螺栓;5-支撑(2)混凝土浇筑。
不宜留施工缝,应从两头向相反方向分层浇筑。
事先应根据每层混凝土数量和搅拌机供应能力来安排劳动组织,两层混凝土间隔时间不应超过初凝时间。
如果施工时确有困难,在环形基础和池壁交接处一定要留设施工缝时,可做成凹缝,凹缝的宽度为宽的1/3,凹缝的高度为宽度的3/4~1。
或在接缝处安放止水钢板。
在上层混凝土浇筑时,要特别注意接头处混凝土的捣实,浇筑前接头混凝土表面要清刷干净。
混凝土下料前,铺10~15mm 厚与混凝土同强度等级的水泥砂浆,然后浇筑混凝土。
2.池壁和环形基础分离的施工方法这种基础和池壁在结构上就是分开的,在施工顺序上先打混凝土垫层,其上做防水处理,绑扎基础钢筋,并在人字柱安装位置留出钢筋来,安装后再进行调整和补筋。
混凝土可分两次浇筑,先基础,后池壁。
(1)支模。
基础混凝土浇筑不必支模。
池壁外模可用贴土砌筑的砖模代替。
池壁内模可按伸缩缝的区段分期施工,周转使用。
支模方法见图21-99。
图21-99 池壁支模方法1-100mm混凝土垫层;2-第一次浇筑的混凝土;3-V形构件;4-预留插筋;5-二次浇筑的混凝土;6-120砖墙外模;7-模板(2)混凝土浇筑。