闸墩滑模施工组织设计
水库枢纽一期工程项目监理部:
1工程概况
辽河石佛寺水库枢纽一期工程闸墩施工分为边墩、中墩和缝墩,八个闸室共计两个边墩、八个中墩、七个缝墩。闸墩底面高程为▽41米,顶部高程为▽53.2米,采用钢筋混凝土浇筑。中墩外型为长条船型,长23.5米、宽3米;缝墩长23.5米、宽3.5米;边墩为长方形,长23.5米、宽2.5米。闸室内有检修门槽和工作门槽,其中工作门槽为边断面设计。顶部▽52.485至▽53.2高程墩体收台。
根据多年来的施工经验,对于等截面的混凝土结构采用滑模法施工是最佳方案之一。该闸墩具有数量多,外型变化小等特点,宜采用滑模进行施工。
2施工方案
根据闸墩尺寸、工程量和工期要求,采用单个闸墩独立滑升,两套滑模同时施工的方案,既制作两套模体,(一套中墩和一套缝墩模体)一套滑升、一套准备。利用其中一套模体改制成边墩模体完成一侧边墩的滑模施工。滑模施工至顶部高程时将滑模提空,利用门机整体吊装在下一工作面进行滑模准备。
3滑模常规设计
闸墩滑模设计采用液压整体滑升模板施工,为保证质量,滑模采用整体钢结构设计,滑升动力装置为ZYXT-36型自动调平液压控制台,滑模装置组成为:模板、围圈;提升系统;滑模盘;液压系统;辅助系统。
滑模体、面板、桁架梁、开型架、辅助盘结构见附图。
3.1模板、围堰
全套滑模模板采用δ6mm钢板制作而成,曲线段采用δ6mm钢板压制而成,用∠50*5的角钢作为加劲肋,同桁架梁相连固定,门槽转角部位用∠63*6角钢作为模板。模板高度选1.2米,模板锥度按5毫米控制。
围圈主要用来加固闸门槽和园弧段模板,采用上下两道,同模板焊接固定并和桁架梁上下边梁焊接,使全部模板成为一个整体。
3.2提升系统
滑模提升系统的制作部分是提升架,是滑模与混凝土间的联系构件,主要用于支撑模体,并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上,整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆,爬杆用φ48*3.5m的钢管制成,根据闸墩的实际情况,全部提升架选用“开”型架,用18#槽钢焊制,用∠90*8角钢作加强筋。一套模体选用12套“开”型架。共布置24台千斤顶。
3.3滑模盘
滑模盘分为操作盘和辅助盘。
操作盘为施工的操作平台,承受工作、物料等荷载,是滑模的主要结构,采用桁架梁钢结构制作,由于混凝土施工过程中,垂直荷载和侧向受力较大,为保证操作盘的强度和刚度,选用∠90、∠63角钢加工制作成1.0m*1.0m复式桁架梁,并利用“开”型架进行补强。在桁架梁上铺马道板形成操作平台,利用“开”型架顶面布置下料平台,搭设斜溜槽进行分料入仓。
辅助盘为养护、修面、预埋件处理的工作平台,采用钢木结构悬吊布置,沿混凝土面布置一周宽800mm平台,(用角钢和圆钢焊制)上铺马道板,用φ25mm圆钢悬挂在桁架梁上。
操作盘和辅助盘均设护栏和安全网进行防护。
3.4液压系统
选用HQ-100型千斤顶。设计承载能力为10吨,计算承载能力为5吨,爬升行程为30mm,液压控制台为ZYXT-36型自动调平液压控制台。高压油管:主管选用φ16mm;支管选用φ8mm,利用直管接头和四通接头同控制台和千斤顶相连,形成液压系统。
3.5辅助系统
包括洒水养护、中心测量、水平控制测量等装置。
洒水管用φ25mmPVC管,沿混凝土表面布置一周,PVC管上钻孔,对混凝土表面进行洒水养护。
中心测量利用重垂线测量,观察模体的水平位移,在模体的三个不同位置设三根重垂线进行观测。
水平测量利用水准管原理,在模体上布置透明胶管,充水固定在模体上进行水平度观测。
4特殊部位设计
4.1闸门槽变断面设计
工作门槽在滑升过程中,门槽宽度增加。
在滑模设计中,将加宽部分制作成高1.4m、长0.9m、宽0.9m的长方体,四个侧面带模板。顶部用∠90角钢制作三个方框滑道。在大模体上,用∠63角钢加工三个立柱作轨道,以保证加宽部分尺寸。
在滑模施工中,滑模滑升接近加宽断面时,预埋四根插筋,以便固定加宽部分模体下口。当滑模滑升至加宽断面高程时,将加宽模体安装在轨道上,下部利用插筋进行固定。当模体滑升至顶面一致时,切除插筋,滑模继续滑升,并将下口同大模体进行固定。
4.2缝墩中止水和中缝材料安装
利用“开”型架的横梁作支撑,垂直焊接四根φ48钢管,将止水带进行固定,使其能沿钢管滑动,并保持其位置不变。中缝材料也用“开”型架和钢管进行固定和加固。
4.3滑模收台
滑模滑升至顶部▽51.9高程以上时,分三个部位、三个高程进行三次收台,本设计采用预埋盒子进行收台施工。
5滑模千斤顶计算(以缝墩为例)
5.1荷载分析
滑模结构自重:
钢结构:24800kg
液压系统:1800kg
辅助设施:10000kg
G1=36600kg
施工荷载:
G2=15600kg
滑升摩擦阻力:
G3=28200kg
竖向荷载总重:
G=G1+G2+G3=80400kg
混凝土对模板的侧压力失稳重力换算
P=20000kg
5.2千斤顶数量
n=20.4台 考虑门槽等部位阻力较大和结构不对称,为保证滑模滑升质量,根据结构情况布置24台千斤顶。
6滑模施工准备
6.1滑模制作
由于采用单墩滑模施工,可利用门机进行整体吊装,因此滑模加工后,进行整体吊装安装。根据现场施工顺序,首先加工一套边墩模体和中墩模体。当边墩滑升结束,改制成缝墩模体,完成中墩和缝墩滑模施工后,再改制一套边墩模体,完成最后一个边墩滑模施工。
滑模按设计要求制作后,进行组装调试,并按下表质量标准进行检查调整。
内 容
允 许 偏 差
提升架在两个方向的垂直度
2mm
模板上口尺寸
±2mm
模板下口尺寸
±2mm
提升架前后、左右位置
5mm
千斤顶中心轴线垂直度
0
相邻模板的平整度
1mm
安装千斤顶横梁标高
5mm
操作盘的平整度
20mm
6.2施工前准备
滑模施工前必须做好各项准备工作,包括千斤顶的调试、底板的凿毛和冲洗、测量放线、供电、供水系统准备、备用电源准备等。
(1)千斤顶调试
a耐压:加压12MPa,5分钟不渗不漏;
b空载爬升:调整行程30mm;
c负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将千斤顶进行编组。
由于闸墩滑模安拆次数较多,须备用部分千斤顶及常用配件,本设计备用6台千斤顶。
(2)工作面准备
施工前必须作好工作面的各项准备工作,完成底板凿毛和冲洗,进行测量放线,达到滑模组装条件。
施工现场需敷设一条3*25+1*10动力电缆,提供380伏电源,为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应作好备用电源准备工作。
为保证混凝土质量,加强混凝土洒水养护工作,在辅助盘上敷设一条φ25mmPVC管,对已完成浇筑的闸墩进行洒水养护,同时也要保证养护时间。
6.3滑模安装
滑模第一次安装在工作面上进行组装调试,利用门机悬吊组装,达到设计要求后,进行千斤顶安装和爬杆安装、钢筋安装。同时完成液压系统的安装工作,对千斤顶进行加油排空。后续安装工作采用门机整体进行吊装完成。
7滑模施工
7.1滑模施工工艺
滑模施工的显著特点是:钢筋绑扎、混凝土浇筑、滑模滑升、修面养护等工作平行交叉作业,连续进行。要求各工种互相配合,互相适应。滑模施工工艺流程为:钢筋绑扎——混凝土浇筑——平仓、振捣——滑模提升——钢筋绑扎。