移動臺車欄板輔助澆筑系統的設計與應用

韓宏韜，胡云鶴，郭紅永，王培杰

（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

蒲石河抽水蓄能電站下水庫擋水建筑物為混凝土重力壩，最大壩高34.1 m，壩頂長336 m，壩頂設現澆鋼筋混凝土護欄。護欄位于壩頂臨空邊沿，鋼筋綁扎和模板支立作業難度大，施工時存在安全隱患。為此，蒲石河工程設計了移動臺車系統，輔助澆筑壩頂欄板混凝土。

1 臺車系統總體結構

圖1 臺車橫剖面示意 （單位：mm）

臺車由支撐系統、平衡配重、行走系統和操作平臺等4部分組成。臺車沿壩軸線方向長4 m，由5榀支撐構架互相連接組成，支撐構架間距為1 m。其橫剖面如圖1所示。

支撐構架采用Q235-D級鋼制作，受力構件選用14號工字鋼和10號角鋼，連接選用4號角鋼。采用焊接的方法進行連接，焊縫均滿焊。焊接過程中不允許有裂紋、脫焊點和漏焊點，表面應平順，無明顯的咬邊、凹陷、氣孔等，鋼構件不得有明顯燒傷。

通過混凝土配重塊來確保臺車穩定，在進行臺車抗傾覆穩定計算時，要充分考慮各種荷載作用，使得配重塊重力完全滿足臺車抗傾覆穩定要求。

行走系統由4個膠皮輪和制動裝置組成，承擔支撐系統和平衡配重的作用力，可由人力或機械牽引移動。

操作平臺由50 mm×50 mm×5 mm角鋼和φ12鋼絲繩與支撐系統連接，主要承受施工人員、欄板模板重力和平臺自重。施工人員直接在操作平臺上作業，因此操作平臺與支撐系統必須連接牢固，邊緣設防護欄板和安全網，并釘擋腳板，以保證施工人員的安全。

2 臺車荷載及穩定計算

2.1 荷載計算

取臺車中間1榀支撐構架進行分析計算，結構分析簡圖見圖2。

圖2 構架結構分析簡圖 （單位：mm）

全部活荷載 P活=G人+G踏板+G欄桿模板=6 000 N。則圖2中P活1=P活2=P活/4/2=750 N。

桿件自重：GAB=297.94 N，GAC=413.92 N，GBC=579.33 N，G連橫1=356.03 N （榀間連接橫桿 1），G連斜1=395.06 N （榀間連接斜桿1），GCD=297.18 N，GDE=297.18 N，G連橫2=474.71 N （榀間連接橫桿2），G連斜2=544.21 N（榀間連接斜桿2）。為計算方便，將各桿件自重平均分配到其兩端節點。荷載計算結果見表1。

表1 荷載計算結果

2.2 抗傾覆穩定驗算

臺車失穩時，可能以外側輪為中心向外側傾覆。為了保證臺車的整體穩定，需配置足夠的配重。以圖2中B點為中心，由力矩平衡計算得到，臺車整體配置的最小配重為15 963.32 N。抗傾覆安全系數取1.5，則配重塊的最小安全重力應為15 963.32 N×1.5=23 944.98 N。

現場采用原下游門機配重塊進行壓重，配重塊尺寸0.8 m×0.8 m×0.8 m，擬配3塊，配重塊容重為2.4 kN/m3， 則其總重力為 36 864 N＞23 944.98 N，滿足穩定要求。

2.3 結構強度及剛度驗算

首先，將AB桿單獨取出進行內力計算，可以求出AB桿的剪力和彎矩，然后以A點為研究對象，將AB桿和AC桿截斷，可求出AB桿和AC桿的軸力。其次，將DE桿單獨取出進行內力計算，可以求出DE桿的剪力和彎矩，然后以D點為研究對象，將CD桿和DE桿截斷，可求出CD桿和DE桿的軸力。再次，將BC桿為研究對象，計算其軸力、剪力和彎矩。各桿件的內力計算結果見表2。

表2 各桿件的內力

對各桿件的內力進行抗壓強度和抗剪強度驗算，結果見表3、4。抗壓強度設計值和抗剪強度設計值根據GB 50017—2003《鋼結構設計規范》選取。

表3 抗拉、抗壓、抗彎強度驗算

表4 抗剪強度驗算

計算結果表明，所選取的桿件材料的強度滿足要求，壓桿滿足穩定要求。

3 臺車系統使用注意事項

（1）臺車加工完成后，需做加載試驗及使用試驗，確認各項性能參數滿足要求后方可使用。

（2）臺車嚴禁超載，應嚴格按照安全操作規程要求使用，并應加強日常的檢查、維護，保證其性能始終良好。

（3）操作人員應嚴格按照安全操作規程要求作業，服從現場管理人員的管理。

4 結語

經實際應用驗證，蒲石河抽水蓄能電站下水庫大壩移動臺車系統技術新穎、先進，具有如下特點：

（1）采用施工現場材料，制作簡單。

（2）臺車系統在壩頂上游側設置施工平臺，增大了操作空間，施工人員可在此平臺上完成固定拉桿、模板支立和模板接縫密封檢查等一系列工作，加快了施工進度，并保障了施工人員的人身安全。

（3）由于支模速度的提高，施工過程中欄板模板平均每5天一個循環，周轉速度較快，減少了模板的制作套數；另外，省去了腳手架，節省了腳手架租賃及搭設費用，節約了施工成本。

（4）提高了模板支立質量，拆模后的混凝土表面光滑，無需大的混凝土表面修補作業。

移動臺車系統在蒲石河抽水蓄能電站下水庫大壩壩頂欄板混凝土澆筑中成功應用，達到了安全、省時、節約成本、提高施工質量的目的，值得類似工程施工借鑒推廣。