□宋海?。S河勘測規(guī)劃設(shè)計公司）

□焦洪波（華北水利水電學院）

□劉付榮（鄭州水文水資源局）

吉布洛電站主廠房吊車梁吊模施工設(shè)計

□宋海?。S河勘測規(guī)劃設(shè)計公司）

□焦洪波（華北水利水電學院）

□劉付榮（鄭州水文水資源局）

本文結(jié)合吉布洛電站廠房上游吊車梁采用吊模施工的計算、設(shè)計及施工，分析了采用吊模施工的優(yōu)勢及具體過程，對吊車梁等高空作業(yè)面模板施工技術(shù)改進具有一定的推進作用。

吊車梁；吊模；桁架

一、工程概況

吉布洛水電站廠房為半地下整體獨立式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下38m、地上14m，總高52m。根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，廠房上游側(cè)受施工場地及其他原因制約，廠房上游側(cè)的吊車梁采用了吊?，F(xiàn)澆混凝土施工方案。

主廠房排架柱施工完畢后，吊車梁在排架柱牛腿頂部平臺上施工。如果采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆方式，要在吊車梁底部采用大量的豎向支撐來保證吊車梁模板的穩(wěn)固，同時由于吊車梁施工屬于高空作業(yè)，不僅施工平臺空間較小，作業(yè)量增大，施工進度較慢，而且存在較多安全隱患；采用吊模施工，減少了高空作業(yè)工作量，對現(xiàn)澆吊車梁的模板采用自承重形式，使吊車梁的鋼筋、模板和埋件施工可以在地面進行，具備平行施工的條件，加快了施工進度，減少了安全隱患。

吊模結(jié)構(gòu)是在吊車梁的內(nèi)部制作多榀組合桁架來承受梁內(nèi)的所有荷載，而省去常規(guī)模板下部的豎向支撐。在混凝土澆注時將桁架一同澆注在混凝土內(nèi)，為簡化梁內(nèi)鋼筋和桁架的結(jié)構(gòu)以及相互之間的干擾，通過計算和更改結(jié)構(gòu)可以將部分桁架桿件與梁內(nèi)鋼筋進行共用，以減少工程量和桁架的重量。

二、基礎(chǔ)資料

吉布洛水電站主廠房上游側(cè)吊車梁共有3種形式，假設(shè)為La、Lb、Lc，其中 La、Lc 各一根，為端部吊車梁，長度相應較短；Lb共八根，為中部梁，長度一致。這里主要介紹Lb梁的施工設(shè)計。Lb吊車梁斷面為T字型，總高1.2m，總寬0.9m，其中腹板寬0.4m、高0.95m，翼板高0.25m、寬0.9m，長度5.88m。

三、荷載資料

施工過程中，吊模桁架主要承受的荷載有吊車梁自重、吊模模板重量、桁架自重、施工時人員設(shè)備等所產(chǎn)生的施工活荷載，由于吊車梁混凝土方量較小，施工及澆注時間較短，對于風荷載等不會對吊模桁架產(chǎn)生長期和決定性影響的荷載暫不考慮。對于Lb梁，各荷載取值見表1：

表1 各荷載取值表

四、桁架形式的確定及內(nèi)力計算

施工過程中，桁架承受的荷載主要來自于梁的自重，因此將桁架所承受的荷載視為均布線荷載。在進行桁架形式確定及內(nèi)力計算時，首先假定為所有荷載均由一榀桁架承擔，在進行材料及截面選取時再根據(jù)總的桁架內(nèi)力情況和整體穩(wěn)定性進行桁架榀數(shù)的確定。

（一）桁架形式的確定

考慮到吊車梁腹板寬度較小及翼板厚度較薄、且內(nèi)部鋼筋密集的特點，為減少鋼筋和桁架之間的干擾，首先考慮利用吊車梁底部的主筋作為桁架的下弦桿。由于梁底主筋長度為5.78m，因此確定桁架的長度與梁底主筋相同為5.78m。

桁架高度按照桁架長度的1/6取值，該桁架的高度為0.965m。由于該高度尺寸與吊車梁內(nèi)部腹板與翼板相交處的受力鋼筋位置幾乎相重合，因此可以將桁架的上弦桿也與吊車梁內(nèi)部鋼筋共用，為保證鋼筋的制安尺寸，確定桁架高度為0.95m，并經(jīng)過計算與選擇，最終確定的桁架形式。桁架具體參數(shù)見表2:

表2 桁架具體參數(shù)表

對Lb梁，采用節(jié)點法對各桿件所受內(nèi)力進行計算。

相應桿件受力情況見表3：

表3 相應桿件內(nèi)力值 （單位：t）

由上表計算可知，各桿件內(nèi)力都沒有超過相應鋼筋的最大允許應力。

（二）桁架榀數(shù)的確定

由于吊車梁翼板高度只有0.25m，不適合在其內(nèi)部安裝桁架，而且每側(cè)翼板只比腹板寬出0.25m，很容易將翼板底部的支撐和模板與腹板底部支撐相結(jié)合，因此只需將桁架安裝在吊車梁腹板內(nèi)即可。腹板寬度0.4m，且腹板內(nèi)鋼筋較密集，因此暫選桁架榀數(shù)為2榀。

（三）桿件計算長度的確定

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，計算確定各桿件的計算長度為：上弦桿和下弦桿均為0.723m、豎腹桿0.95m、斜腹桿1.19m。

（四）桁架材料及截面的確定

為方便桁架加工和制安，均采用螺紋鋼作為桁架的主要材料，經(jīng)過計算和選擇，各桿件選用的鋼筋截面具體見表4：

表4 桿件選用的鋼筋情況表

（五）節(jié)點板設(shè)計

按照相關(guān)規(guī)范要求計算，最終確定上、下弦桿焊縫長度不得＜20cm，斜、豎腹桿焊縫長度不得＜13cm。

根據(jù)焊縫長度要求及各桿件的位置擺放關(guān)系和最小間距，確定節(jié)點板平面尺寸為0.113m×0.13m，下弦桿中間處節(jié)點板尺寸為0.22m×0.13m。

根據(jù)各桿件受力大小并結(jié)合現(xiàn)場材料實際情況，經(jīng)計算確定節(jié)點板厚度選取10mm厚鋼板。

五、桁架穩(wěn)定性驗算

根據(jù)相關(guān)規(guī)范公式計算，該桁架的撓度變形量為3.81mm，小于最大允許值L/600=9.63mm，滿足設(shè)計要求。

六、桁架及吊模自重校核

（一）桁架實際自重

根據(jù)現(xiàn)場實際桁架的制作情況，制作桁架所需材料總重量見表5：

表5 制作桁架所需材料總重量表

經(jīng)計算，桁架實際荷載小于選用設(shè)計荷載，滿足設(shè)計要求。

（二）吊模實際自重

根據(jù)現(xiàn)場實際吊模的制作材料，制作吊模所需主要材料總重見表6：

表6 吊模所需主要材料總重表

經(jīng)上述計算，吊模實際荷載小于設(shè)計荷載，滿足設(shè)計要求。

七、起吊穩(wěn)定性驗算

按照設(shè)計荷載，吊模、桁架及鋼筋總重為2.098t，為保證桁架穩(wěn)定，鋼絲繩與水平夾角不應＜45°，則每根鋼絲繩長度均不得＜2.1m。

按照最小角度45°計算，動力系數(shù)取1.5，則每根鋼絲繩起吊時所受拉力為2.23t，由于該荷載較小，可選用吊帶或其他起吊工具，只要確保其允許拉力大于該設(shè)計值即可。

吊模在起吊過程中，個別桿件受力情況會與實際工作時的受力情況相反，因此需對各桿件逐一進行驗算。假定所有荷載均作用于桁架下弦桿上，對總荷載逐項分解至單榀桁架上之后，對桁架各桿件所受內(nèi)力進行計算，經(jīng)過計算，桁架各桿件在吊裝時所受的內(nèi)力荷載均遠小于工作荷載，其軸向受力、長細比和穩(wěn)定性均滿足設(shè)計要求。

八、吊模吊裝就位

按照施工安排，主廠房下游側(cè)吊車梁全部采用預制，上游側(cè)吊車梁全部采用吊模施工。

吊模結(jié)構(gòu)就位后，調(diào)整模板位置以滿足設(shè)計要求。同時調(diào)整下部兩側(cè)的鋼板，使之與牛腿的預埋鋼板完全接觸，屆時可根據(jù)機電要求確定對該鋼板的焊接和固定情況。

吊模位置確定后，在吊模兩側(cè)制作支撐與腳手架管相連，以防止模板發(fā)生側(cè)變形。同時為減小梁底的撓度變形，保證吊模安全，在梁底中心位置處采用6m長的6寸鋼管制作一道豎向支撐，在鋼管上、下部各焊接一塊0.3m×0.3m的鋼板，鋼板厚度為10mm。鋼管上部與梁底中心位置的腳手架管相接觸，下部坐落于由腳手架管搭設(shè)的施工平臺上，鋼管底部附近的腳手架管應進行加密，按照承重形式搭設(shè)，以滿足鋼管所承受的豎向壓力。

九、施工要求注意事項

一是吊模各工序施工完畢后，都必須進行驗收合格后方可進行下道工序施工。二是桁架、鋼筋、模板制作時均要保證尺寸準確。鋼筋、模板及機電埋件施工時只要滿足強度和穩(wěn)定即可，不可將過多的物件放置在吊模內(nèi)，以減輕吊模的整體重量。三是吊模結(jié)構(gòu)所采用的木材，在滿足強度要求下，要選用干燥、輕質(zhì)的木材。四是澆注時除振搗人員和振搗棒等必須的人員和工具之外，其余人員、振搗電機和工器具等均不得停留或放置在吊車梁上。五是澆筑時必須嚴格執(zhí)行分層澆注，每層敷料厚度不得大于30cm，下料時必須緩慢入倉，盡量降低料斗的卸料高度，且料斗應沿吊車梁長度方向均勻移動。堅決禁止?jié)L倉澆注和在同一處下料過多，以防止產(chǎn)生集中荷載而影響吊模的安全和穩(wěn)定。六是施工時應對吊模進行密切監(jiān)視，如發(fā)生特殊情況及時會同項目部相關(guān)部門及人員共同商議解決。

十、運行情況

吉布洛電站首臺機組已經(jīng)投入運行，主廠房橋機已經(jīng)完成了4臺機組定子和轉(zhuǎn)子等的安裝，結(jié)果證明，吊車梁吊模設(shè)計及施工是成功的，不但加快了施工進度，而且減少了施工機械及人員的投入。

宋海?。?978-），男，工程師，主要從事水利水電工程的設(shè)計、施工和管理。

2011-06-18