沐若水電站大壩臺階模板設計

耿越

(湖北葛洲壩多能模板工程有限公司，湖北宜昌 443002)

1 工程概況

沐若水電站為拉讓河上游四級梯級開發中的第2級電站，距上游巴貢水電站約70 km。電站安裝有4臺單機容量為236 MW 的混流式發電機組，總裝機容量944 MW。壩址控制流域面積約為2750 km2。

該工程主要由碾壓混凝土重力壩、表孔溢洪道、引水系統(含調壓井)、發電廠房、生態流量引水發電系統等組成。其中擋水建筑物——弧形碾壓混凝土重力壩建基面高程為402 m，壩頂高程546 m，最大壩高143 m。

整個大壩分為21個壩段，除9-11#壩段為溢流壩段外，其余壩段均為擋水重力壩段，其上游面為鉛垂面，下游面為1∶0.7、1∶0.75、1∶0.78三種坡比的臺階式結構，臺階高1.5 m。下游面需設計臺階模板進行混凝土施工。

擋水重力壩段典型剖面如圖1所示。

圖1 擋水重力壩段典型剖面圖

2 設計情況

2.1 總體設計思路

為適應碾壓混凝土連續施工要求，臺階模板設計采用翻升模板類型。該類型模板使用時一般幾套模板為一組，交替翻升，可獲得良好的混凝土外觀質量，是解決混凝土施工過程中漏漿及掛簾等問題的有效途徑。由于下游面有三種坡比，故該翻升模板應能同時滿足三種坡比施工要求。

2.2 詳細設計情況

該工程設計采用3 m×1.55 m(寬×高)交替上升臺階模板，每套使用3塊模板翻升上升，三種不同坡比的臺階模板通過模板連接部位設置的調節螺栓孔調節坡度;單套臺階模板由面板系統、支撐系統、錨固系統及輔助系統組成，各系統及系統內各部件相對獨立，現場裝配，成套使用。模板詳細結構見圖2。

(1)面板系統。單塊面板規格為3 m×1.55 m，由鋼板(板厚為6 mm)組焊成格構式框架，面板總厚度為120 mm。水平相鄰面板之間采用U型卡連接。

(2)支撐系統。支撐系統包括調節桿1、調節桿2、懸吊桿及支撐桁架四部分，四部分共同作用起支撐面板、調節臺階坡度的作用。具體原理:調節調節桿1、調節桿2的長短，使3套臺階模板分別能組合成1∶0.7、1∶0.75、1∶0.78三種坡度，然后通過懸吊桿進行緊固。梯形桁架采用型鋼組焊，桁架主材料采用10［槽鋼，其余采用∠50角鋼;每塊面板上布置2榀桁架。

圖2 模板詳細結構圖

圖3 荷載分布圖

圖4 計算簡圖

(3)錨固系統。每套3 m×1.55 m 模板配置兩排共4根錨筋，錨筋為D15高強錨筋，通過預埋螺桿固定在桁架上。預埋螺桿可周轉使用并因其前端設計成錐形結構，可保證預埋螺栓方便地從混凝土中取出，從而保證了混凝土的外觀質量。

圖5 力學模型圖

(4)輔助系統。輔助系統包括工作平臺及組裝鋼管兩部分。工作平臺布置在桁架的角鋼上，可方便人員上下并操作模板。組裝鋼管起固定桁架和保護人員安全的作用。

2.3 結構計算

(1)荷載取值。面板寬3 m，布置兩榀支架，計算寬度取1.5 m 進行計算。

根據試驗結果總結出新澆筑混凝土對模板的側壓力設計值為:

傾倒振搗混凝土時對模板產生的荷載標準值:

其分項系數取γ2=1.4;鋼模板的折減系數γ3=0.85。

則傾倒振搗混凝土對模板側面產生的荷載:

荷載分布情況見圖3。

(2)計算過程及結果。采用結構力學求解器進行計算，計算簡圖及力學模型分別如圖4、5所示。使用狀況下的計算模型見圖5。

經計算，結構整體最大變形為1.5 mm，滿足設計規范的變形最大限度要求;所有構件均滿足材料受力要求。

3 應用情況

按該設計生產的臺階模板已在沐若水電站大壩施工中應用，該模板很好地滿足了碾壓混凝土連續施工的要求，并且結構變形小、預埋螺栓拆除后混凝土表面僅局部需要修補，從而有效地保證了混凝土的外觀質量，受到了業主的好評。該模板的成功應用對研究大壩臺階施工具有重要意義。