劉華強(qiáng)

淺議進(jìn)水閘啟閉機(jī)大梁加固處理措施在舊縣站的應(yīng)用

劉華強(qiáng)

一、工程概況

舊縣站新建排澇進(jìn)水閘采用兩孔，單孔凈寬4m，底板頂高程10m，工作橋面高程15.3m，閘室總寬10m，啟閉機(jī)平臺(tái)長(zhǎng)10.2m，寬3.6m，啟閉機(jī)梁混凝土強(qiáng)度為C25，截面尺寸600mm ×400mm，梁上下部分配筋各采用6Φ18（二級(jí)鋼），箍筋采用Φ8@100。該閘啟閉設(shè)備為 2臺(tái) QLSD-2× 100kN手電兩用螺桿啟閉機(jī)，啟閉機(jī)房為3m高的磚混結(jié)構(gòu)。

二、事件概況

該啟閉機(jī)梁采用現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土澆筑，混凝土試塊在監(jiān)理見(jiàn)證下送檢，混凝土試塊檢測(cè)結(jié)果達(dá)標(biāo)，在混凝土回彈時(shí)強(qiáng)度未能達(dá)標(biāo)。

三、混凝土強(qiáng)度不合格原因分析

1.拌制、振搗原因

拌制過(guò)程中攪拌不均勻，無(wú)法保證混凝土質(zhì)量。

2.原材料原因

（1）砂石含泥量太高，混凝土中膠結(jié)材料的粘結(jié)力不夠，導(dǎo)致強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值。

（2）砂、石、水泥比例不符合要求，影響混凝土強(qiáng)度。

3.配合比原因

（1）配合比設(shè)計(jì)時(shí)，水灰比過(guò)大不符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。

（2）配合比設(shè)計(jì)時(shí)，水灰比過(guò)小，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)過(guò)多。

（3）配合比設(shè)計(jì)合理，在配合比執(zhí)行過(guò)程中對(duì)砂、石的含水率扣除不合理，扣少了混凝土強(qiáng)度低，扣多了，混凝土塌落度變小，強(qiáng)度偏高。

圖1 大梁受力圖（單位：mm）

表1 內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表

4.運(yùn)輸過(guò)程

（1）混凝土運(yùn)輸前，車罐中有水未放干凈，混凝土進(jìn)罐后和水混在一起，混凝土的實(shí)際水灰比變大，導(dǎo)致強(qiáng)度偏低。

（2）其他原因，混凝土等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，和易性變差，為了便于施工，在攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢柙偈┕?，增大了混凝土的水灰比，改變了混凝土的配合比，?qiáng)度變低。

5.養(yǎng)護(hù)原因

該梁施工時(shí)正值冬季低溫季節(jié)，未添加防凍劑、現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度變低。

四、啟閉機(jī)大梁配筋復(fù)核計(jì)算

舊縣站進(jìn)水閘啟閉機(jī)大梁凈長(zhǎng)（單跨）4350mm，共2跨，計(jì)算長(zhǎng)度取4850mm，寬600mm，梁高400mm。作用在大梁上的力有均布力：自重6.3kN/m。集中力：?jiǎn)㈤]力82.5kN，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1。

1.大梁內(nèi)力計(jì)算

（1）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表1）

（2）彎矩圖（見(jiàn)圖2）

2.大梁配筋復(fù)核計(jì)算

（1）大梁受彎計(jì)算

①取第1跨右端最大彎矩94.1N·m，混凝土強(qiáng)度按C15計(jì)算，其中γd=1.2，fc=7.2N/mm2，fy=300N/mm2，a=35mm，b=600mm，h=400mm，h0=h-a=365mm。 ρmin=0.2%，滿足要求。

若按梁現(xiàn)有混凝土強(qiáng)度C15計(jì)算所需鋼筋面積As為1209mm2，而實(shí)際施工圖中選用6Φ18鋼筋，其實(shí)際面積As為1527mm2，故抗彎能滿足要求。

②取第1跨右端最大彎矩94.1N·m，混凝土強(qiáng)度按C15計(jì)算，其中γd=1.2，fc=11.9N/mm2，fy=300N/mm2，a=35mm，b=600mm，h=400mm，h0=h-a=365mm。 ρmin=0.2%，滿足要求。選用6Φ18（實(shí)際As=1527mm2）。

（2）大梁受剪計(jì)算

①取第2跨左端最大剪力98.8kN，混凝土強(qiáng)度按C15計(jì)算，其中K=1.2，ft=0.91N/mm2，fyv=3210N/mm2，a= 35mm，b=600mm，h=400mm，h0=h-a= 365mm，施工圖中選用的箍筋為Φ8@100四肢箍筋，即 Asv=50.3× 4=201.2mm2，s=100mm。

KV=1.2×98.8=118.6kN

Vc=0.7ftbh0=0.7×0.91×600×365

=139.5kN Vcs=Vc+Vsv=139.5+192.8=332.3kN＞KV =0.15%

混凝土強(qiáng)度為C15時(shí)，選用的Φ8@ 100四肢箍筋能滿足抗剪要求。

②取第2跨左端最大剪力98.8kN，按設(shè)計(jì)采用C25混凝土計(jì)算，其中K=1.2，ft=1.27N/mm2，fyv=210N/mm2，a=35mm，b=600mm，h=400mm，h0=h-a=365mm，由于選用的箍筋為Φ8@100四肢箍筋，即Asv=50.3×4=201.2mm2，s=100mm。

KV=1.2×98.8=118.6kN

Vc=0.7ftbh0=0.7×1.27×600×365

=194.7kN ×365=192.8kN

Vcs=Vc+Vsv=194.7+192.8=387.5kN＞KV

故選用Φ8@100四肢箍筋能滿足抗剪要求。

五、設(shè)計(jì)加固方案

綜合以上啟閉機(jī)大梁鋼筋復(fù)核計(jì)算結(jié)果，在大梁混凝土強(qiáng)度為C15時(shí)，現(xiàn)有配筋能滿足抗彎及抗剪要求。為安全起見(jiàn)，在大梁上層澆25cm厚C25混凝土，配6Φ18@120縱向受力鋼筋，新配鋼筋原上層鋼筋間采用Φ8@100箍筋連接。

六、結(jié)語(yǔ)

該工程于2013年8月完成施工準(zhǔn)備、大梁表面鑿毛處理、加固處理，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)加固方案混凝土施工工藝流程進(jìn)行啟閉機(jī)大梁混凝土的澆筑。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)加固后混凝土進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)性能滿足設(shè)計(jì)要求。該閘已投入使用近2年，啟閉機(jī)開(kāi)啟自如，運(yùn)行狀況良好，發(fā)揮了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

（作者單位：蚌埠市江河水利工程建設(shè)有限責(zé)任公司 233000）

圖2 彎矩圖（單位：kN·m）