內(nèi)拉式懸吊模板施工技術(shù)在大體積牛腿施工中的應(yīng)用

汪勇，譚萬開

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰611830)

1 工程概述

南俄5水電站位于老撾Nam Ngum河上游右岸支流Nam Ting河上，壩址距首都萬象300 km左右。電站裝機(jī)容量為2×60 MW，保證出力44.8 MW。

攔河壩為碾壓混凝土重力拱壩，壩頂高程1 103 m，最大壩高100.5 m。溢流壩段位于壩左0+25.315～壩右0+25.315。大壩上游牛腿于高程1 073 m處以1∶1的坡比倒懸起坡，懸挑4 m;下游牛腿于高程1 067.978 m處以1∶1的坡比倒懸起坡，懸挑7.26 m。溢流段上游高程1 073 m處半徑RO1=148 m，高程1 077 m處半徑RO2=170.893 m;高程1 067.978 m處半徑RO1=129.265 m，高程1 075.243 m處半徑RO2=140.893 m，見圖1。

圖1 溢流段剖面圖

2 模板結(jié)構(gòu)

2.1 面板結(jié)構(gòu)

上游牛腿斜面每增加30 cm高度，弧長增加6 cm;下游牛腿斜面每增加30 cm高度，弧長減少15 cm。根據(jù)牛腿斜面這一特性，為保證混凝土成型面的質(zhì)量及生產(chǎn)進(jìn)度的要求，確定采用1015和3015標(biāo)準(zhǔn)鋼模拼裝。對于局部因弧長變化產(chǎn)生的錯(cuò)臺(tái)縫隙采用木模鑲嵌。操作平臺(tái)完成后，在其上沿設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)線鋪設(shè)豎向φ48鋼管圍柃(應(yīng)考慮預(yù)留豎、橫圍柃直徑及鋼模厚度)，圍柃固定好后進(jìn)行模板安裝，模板以溢流段中心線(壩左壩右0+0.0誘導(dǎo)縫)為中心，分別向兩岸橫向安裝模板。牛腿斜面起層用1015標(biāo)準(zhǔn)鋼模支立，模板與原混凝土間夾角用三角木條鑲嵌，上面支立兩層3015標(biāo)準(zhǔn)鋼模，依此層單元向上進(jìn)行模板支立，以控制拉模筋橫向排距70 cm。每完成一層單元模板后(2塊3015+1塊1015)應(yīng)與內(nèi)拉結(jié)構(gòu)連接。

2.2 內(nèi)拉結(jié)構(gòu)(圖2)

圖2 內(nèi)拉模板結(jié)構(gòu)圖

模板豎向圍柃采用φ48鋼管，間距75 cm;橫向采用φ25鋼筋，間距70 cm。立柱采用［12.6槽鋼，立柱與兩根預(yù)埋插筋焊接，插筋L=0.7 m，其間距為75 cm，外露0.2m;與混凝土邊緣距離為1 m，立柱間用四排φ25鋼筋連接成整體。內(nèi)拉條為φ16圓鋼，拉模筋螺桿、螺帽全部采用φ16的螺桿、雙螺帽。

2.3 操作平臺(tái)

利用現(xiàn)有材料并結(jié)合碾壓混凝土壩體模板安裝的方便，在溢流段上游高程1 072 m處、下游高程1 067.978 m處各設(shè)置一排18 kg軌道鋼，埋入混凝土1.5 m，外露2.5 m，間距1.5 m。在軌道鋼上沿設(shè)計(jì)倒懸坡度搭設(shè)雙排腳手架，采用φ48鋼管。第一排距設(shè)計(jì)邊線0.5 m，腳手架水平排距為1.5 m，平臺(tái)層高為1.2 m。腳手架與軌道鋼連接采用雙層鋼管鎖定。施工層上部腳手架用φ16圓條與倉內(nèi)預(yù)埋錨筋連接，間距3 m。隨模板的升高操作平臺(tái)應(yīng)與完成校核的拉模筋焊接以使其加固，每倉操作平臺(tái)腳手架搭設(shè)應(yīng)高于澆筑層0.5 m，鋪設(shè)5 cm厚木板作為操作平臺(tái)，并在腳手架外立柱內(nèi)側(cè)掛設(shè)安全網(wǎng)片，見圖3。

圖3 操作平臺(tái)示意圖

3 牛腿混凝土分層

上游牛腿分兩層施工，第一層高程1 073～1 075 m，第二層高程1 075～1 077.4 m。

下游牛腿分三層施工，第一層高程1 067.978～1 070.6 m，第二層高程1 070.6～1 073.2 m，第三層高程1 073.2～1 075.6 m。

4 荷載強(qiáng)度驗(yàn)算

牛腿采用P3015及P1015標(biāo)準(zhǔn)鋼模，模板采用φ48鋼管及φ25鋼筋雙圍柃加固。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，不再對其進(jìn)行校核，僅對拉桿和立柱及混凝土承載力進(jìn)行校核。

4.1拉桿強(qiáng)度校核

根據(jù)懸臂結(jié)構(gòu)模板荷載組合計(jì)算模板承載力(根據(jù)拉桿及槽鋼0.75 m單元計(jì)算荷載)。

①混凝土自重(混凝土密度按2.4 t/m3計(jì))。

②模板自重(按40 kg/m2計(jì)算)。

③鋼筋重量按200 kg/m2計(jì)算。

④振搗荷載按200 kg/m2計(jì)算。

⑤施工時(shí)產(chǎn)生的垂直荷載按400 kg/m2計(jì)算。

⑥施工時(shí)產(chǎn)生的水平荷載按200 kg/m2計(jì)算。

單元內(nèi)的豎向荷載:

拉桿拉力:

單根拉桿能承受的最大拉力:

則6根拉桿承載拉力:

δ總＞δmax，故拉桿強(qiáng)度滿足要求。

4.2 立柱抗壓及混凝土承載校核

①立柱抗壓強(qiáng)度校核。

拉桿在豎向?qū)α⒅膲毫?

槽鋼抗壓強(qiáng)度［12.6:立柱有效長度為4.5 m，彈性模量E=2.06×105N/mm2，慣性矩I=3.91×102cm4。

Plj＞P，立柱臨界應(yīng)力大于拉桿對立柱產(chǎn)生的壓力，立柱(［12.6)滿足施工需要。

②混凝土承載力校核。

承載力按受沖切承載力計(jì)算:

式中Bh為影響系數(shù)，取值為1;ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度，C25取7 d強(qiáng)度，1.27×0.75=0.953(MPa);σpc，m取值1;η為局部荷載作用面積形狀影響系數(shù)，取值1;um為臨界截面周長，um=0.375×4=1.5;h0為截面有效高度，取0.25 m。

故滿足承載力要求。

4.3 拉桿連接

螺桿與拉模筋之間采用雙面焊接，焊接長度不小于5 d，即8 cm;若采用單面焊接，焊縫長度不小于10 d，即16 cm;φ16拉條與槽鋼12.6之間采用雙面焊接，焊接長度不小于8 cm;拉桿與槽鋼連接處拉桿采用雙面焊并在拉桿與槽鋼夾角焊接一根與之垂直的φ20鋼筋，L=20 cm。拉桿尾部設(shè)圓環(huán)并與插筋焊接。

5 施工中的注意事項(xiàng)

(1)混凝土澆筑采用平層法，混凝土順?biāo)鞣较蛳蚺Ｍ刃泵娣较蛳滦?，?yán)格按規(guī)范控制混凝土層厚在0.3～0.5 m。為防止牛腿模板變形，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土上升速度?；炷琳駬v過程中，嚴(yán)禁觸碰拉桿、立柱及模板。

(2)施工過程中設(shè)專人監(jiān)護(hù)模板，全過程檢查模板在澆筑過程中的變形情況及螺帽的松緊程度，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取處理措施并做好記錄，保證模板及支撐牢固、澆筑結(jié)構(gòu)體型準(zhǔn)確。

(3)操作平臺(tái)腳手架在每層牛腿混凝土完成后應(yīng)補(bǔ)加拉條并將其與拉模筋焊接。

6 結(jié)語

南俄5水電站碾壓混凝土大壩溢流段牛腿運(yùn)用內(nèi)拉懸吊模板滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，外觀質(zhì)量亦符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，有效的解決了溢流段牛腿混凝土澆筑問題。

內(nèi)拉懸吊模板施工整體性強(qiáng)，省去了傳統(tǒng)模板中的托架，僅增加了型鋼及拉條，從而節(jié)約了工期，施工方便快捷。

［1］混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB20010－2002［S］.