郭永軍

(中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)第十五工程局有限公司，西安，710068)

1 工程概況

劉家道口樞紐工程是沂沭泗河洪水東調(diào)南下工程，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)50年一遇洪水，是實(shí)施沂沭河洪水東調(diào)入海，騰空駱馬湖庫(kù)容接納南四湖洪水的關(guān)鍵性工程。

劉家道口樞紐工程位于山東省臨沂市境內(nèi)，主要工程項(xiàng)目:劉家道口節(jié)制閘、李莊閘、李公河防倒漾閘以及劉家道口、盛口、姜墩三個(gè)灌溉放水洞和盛口切灘、劉家道口節(jié)制閘上游沂河大堤防滲、工程管理設(shè)施、公用設(shè)備及安裝、水土保持和環(huán)境保護(hù)等。

劉家道口節(jié)制閘是劉家道口樞紐工程的主要建筑物，設(shè)計(jì)流量12000m3/s，校核流量14000m3/s。閘軸線位于分沂入沭河口左岸裹頭以下約200m，閘軸線垂直沂河兩岸大堤，為開(kāi)敞式鋼筋混凝土大小底板結(jié)構(gòu)，主要由上游防沖槽、護(hù)坦、鋪蓋、閘室、消力池、海漫、下游防沖槽和閘上、下游兩岸翼墻及護(hù)坡等組成。閘墩長(zhǎng)27.5m，厚2m，高13.6m。設(shè)檢修閘門(mén)4扇，閘門(mén)型式為16×1.6m×5－7.14疊梁式鋼閘門(mén)，選配2臺(tái)×160kN單向門(mén)機(jī)啟閉。閘上設(shè)交通橋，寬11.5m，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。

劉家道口節(jié)制閘按過(guò)閘流量確定工程等級(jí)為Ⅰ等，主要建筑物級(jí)別為Ⅰ級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。

模板的設(shè)計(jì)、制作和安裝，須保證模板結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，能承受澆筑和振搗的側(cè)壓力和振動(dòng)力，防止位移，確?；炷两Y(jié)構(gòu)外形尺寸準(zhǔn)確，并具有足夠的密封性，以免漏漿。模板安裝時(shí)需設(shè)置足夠的臨時(shí)支撐，確保混凝土澆筑過(guò)程中不變形。在選材上，采用大塊鋼模板，模板材料的質(zhì)量符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，面板厚度不小于3mm，表面光滑，無(wú)凹坑、皺折或其它表面缺陷，模板的支撐滿(mǎn)足剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求。

2 模板設(shè)計(jì)

2.1 荷載組合

計(jì)算大模板的受力時(shí)，荷載由恒荷載和活荷載組成。

2.1.1 恒荷載——新澆混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值

影響新澆混凝土對(duì)大模板側(cè)壓力的因素很多，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)采用內(nèi)部振搗器時(shí)，新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，可按式(1)和式(2)計(jì)算，取兩式中的較小值。

式中:F—新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力(kN/m2);

γ—混凝土的重力密度(kN/m3);

t0—新澆筑混凝土的初凝時(shí)間(h)，按實(shí)

測(cè)確定，可采用t0=200/(T+15)計(jì)算(T 為混凝土的澆筑溫度);

V—混凝土的澆筑速度(m/h);

H—混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至澆筑頂面的距離(m);

β1—外加劑影響系數(shù);

β2—混凝土坍落度影響修正系數(shù)。

混凝土的澆筑溫度T取5℃，混凝土初凝時(shí)間設(shè)計(jì)考慮為10h，塌落度為50mm～70mm，取β1=1.0，β2=1.0，混凝土的密度γ=24kN/m3，混凝土的澆筑速度V=0.5m/h。

取兩者較小值，因此有F=37.4kN/m2。

2.1.2 活荷載——振搗混凝土產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值

在新澆混凝土側(cè)壓力的有效壓頭高度內(nèi)，振搗混凝土對(duì)垂直模板產(chǎn)生的荷載為4kN/m2，傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載為2kN/m2。

考慮荷載折減系數(shù)，確定大模板的側(cè)壓力為:

F=37.4×0.85=31.8kN/m2

模板壓力設(shè)計(jì)值:

F=1.2×31.8=38.2kN/m2

2.2 模板結(jié)構(gòu)——豎肋橫龍骨結(jié)構(gòu)大模板

2.2.1 面板計(jì)算

統(tǒng)一按單向面板設(shè)計(jì)和考慮。模板的面板由若干塊鋼板拼成，拼縫在模板的高度方向上，且盡量落在豎肋上，否則后面要補(bǔ)焊?；炷恋膫?cè)壓力q=0.04N/mm2，鋼板厚度t=6mm。經(jīng)計(jì)算，該面板的強(qiáng)度和剛度均滿(mǎn)足要求。

2.2.2 豎肋計(jì)算

將豎肋看作是支承在橫向龍骨上的連續(xù)梁，豎肋在兩端挑出很少，近似按二、三、四或五跨連續(xù)梁計(jì)算。連續(xù)梁上的分布荷載q=30N/mm。經(jīng)計(jì)算，其強(qiáng)度和撓度均滿(mǎn)足要求。

2.2.3 橫龍骨計(jì)算

穿墻螺栓是豎龍骨的支承，根據(jù)穿墻螺栓的布置，可以作為不等跨連續(xù)梁，但為了校核方便，可按最大跨距將其作為等跨距處理，且近似按承受均布荷載計(jì)算，其均布荷載q=80N/mm。經(jīng)計(jì)算，強(qiáng)度和撓度均滿(mǎn)足要求。

2.2.4 穿墻拉桿計(jì)算

穿墻拉桿用于墻體模板內(nèi)、外側(cè)模板之間的拉結(jié)，承受混凝土的側(cè)壓力和其他荷載，確保內(nèi)外模板的間距能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也是模板及其支撐結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)。因此穿墻拉桿的布置對(duì)模板結(jié)構(gòu)的整體性、剛度和強(qiáng)度影響很大。穿墻拉桿采用φ20mm圓鋼擠絲對(duì)拉桿，其計(jì)算公式為:N≤An·f

式中:N——混凝土的側(cè)壓力(kN)，N=a×b×

F，a、b分別是縱向和橫向的拉桿間距(m);

F——混凝土的側(cè)壓力(kN/m2);An——拉桿的凈截面面積(m2);

f——拉桿的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(170N/mm2)。

N=F·A=100×0.8×0.6=48kN

穿墻對(duì)拉螺栓為φ20mm圓鋼擠絲對(duì)拉桿，凈截面面積近似為A=281mm2。穿墻對(duì)拉螺栓拉應(yīng)力為:

強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。

3 結(jié)語(yǔ)

該工程設(shè)計(jì)的閘墩模板，經(jīng)過(guò)2006年汛前的施工使用，完全能滿(mǎn)足施工和規(guī)范要求，澆筑的混凝土閘墩表面光滑、美觀，沒(méi)有裂縫，取得滿(mǎn)意的效果。 ■