賈宇翔

(常德市鼎城區(qū)水利局五里溪水庫管理所 湖南 常德 415100)

關(guān)于鋼筋混凝土U型薄壁渡槽槽身施工的探析

賈宇翔

(常德市鼎城區(qū)水利局五里溪水庫管理所 湖南 常德 415100)

鋼筋混凝土U型薄壁渡槽結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，應(yīng)滿足抗裂止水的設(shè)計(jì)要求，即渡槽結(jié)構(gòu)不會因混凝土區(qū)域內(nèi)的受拉情況影響而產(chǎn)生拉應(yīng)力，這一設(shè)計(jì)條件要求渡槽結(jié)構(gòu)應(yīng)具有受力條件良好、整體性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，以避免鋼筋混凝土內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。本文主要結(jié)合某工程實(shí)踐，從槽身模板、支撐結(jié)構(gòu)、鋼筋安裝、混凝土運(yùn)輸澆筑及拆模養(yǎng)護(hù)等方面分析了鋼筋混凝土U型渡槽槽身施工工藝及要點(diǎn)，僅為廣大水利工作人員作為參考。

鋼筋混凝土；U型薄壁梁渡槽；施工技術(shù)

一、引言

渡槽結(jié)構(gòu)的主要功能在于輸水或承載部分附屬設(shè)施，與橋梁結(jié)構(gòu)相比，渡槽結(jié)構(gòu)具備保障輸水的擋水側(cè)墻，故在渡槽設(shè)計(jì)和施工中，主要將重點(diǎn)集中在如何發(fā)揮側(cè)墻的承載作用和承重功能上，這也是渡槽設(shè)計(jì)的基本思想。與矩形、箱形槽結(jié)構(gòu)相比，U型薄壁渡槽結(jié)構(gòu)具有曲面光滑、應(yīng)力分布均勻、水荷載環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式與受力狀態(tài)的統(tǒng)一優(yōu)化上具有顯著優(yōu)勢。

二、工程項(xiàng)目概況

某灌區(qū)工程設(shè)計(jì)灌溉面積為0.0336km2，由干渠、支渠和揚(yáng)水站組成。其中干渠總長72km，主體結(jié)構(gòu)均采用C30鋼筋混凝土U型薄壁渡槽結(jié)構(gòu)，單個槽長15m，深2.7m，內(nèi)口寬3.3m，槽神后0.14m，重75t，設(shè)計(jì)流量每秒為14.54m2，流速每秒為2.29m。

在項(xiàng)目施工階段，施工組織和管理人員通過對施工場地布置情況、施工吊裝技術(shù)、吊裝費(fèi)用等因素的考慮，擬采用高空現(xiàn)澆手術(shù)對渡槽槽身進(jìn)行施工，這一施工目標(biāo)的制定與實(shí)施，約節(jié)省了10%的槽身混凝土工程費(fèi)用。

三、槽身模板及鋼筋安裝

(一)槽身模板

1.槽身外模。準(zhǔn)備工作包括：將每組外模共分為七塊(槽身底部一塊、兩側(cè)各三塊)，每塊長150cm，利用企口將每塊外模拼接起來；根據(jù)項(xiàng)目施工要求，將鋼支架和鋼桁架組合的鋼模作為底模，底部接觸面為10mm鋼板，在頂部水平方向設(shè)置兩根工字鋼；鋼支架放置在排架鋼筋混凝土支墩上，用螺栓將其與混凝土中的鋼板連接起來；根據(jù)工期要求，采用3跨-5跨桁架循環(huán)使用。

結(jié)合施工變形要求和施工經(jīng)驗(yàn)，按照二次拋物線原理對槽身底模的預(yù)拱度(30-50mm)進(jìn)行設(shè)置；預(yù)拱度設(shè)置完成后，對模板表面的平整度、高程、軸線偏位、板面縫隙進(jìn)行核查，并按照要求合理嚴(yán)格控制這些指標(biāo)的誤差，若板面縫隙在3mm內(nèi)，為了確保模板不會出現(xiàn)漏漿問題，可采用硬海綿條進(jìn)行填充。

2.內(nèi)模。在澆筑作業(yè)中，將內(nèi)模裝在內(nèi)模支架上，并將其吊裝固定在槽口工字鋼上，使其能與外模形成一個穩(wěn)定、牢固的整體；槽底內(nèi)模用鋼管及燕尾卡吊起，每間隔2m設(shè)置一個吊點(diǎn)，以控制內(nèi)模和外模之間的距離。

3.端模。端模設(shè)置作用在于增強(qiáng)槽身兩端的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，將其擴(kuò)散段與堵頭鋼板螺栓連接起來，以形成一個完整的槽身支撐結(jié)構(gòu)。

(二)鋼筋安裝。鋼筋安裝流程為：合理設(shè)置模板間距—穿過縱向主筋—穿過架立筋—捆綁主筋與斷面筋—捆綁主筋。鋼筋安裝需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和要求進(jìn)行，采用預(yù)制混凝土墊塊在鋼筋表層形成一層厚度相當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層；主筋的焊接位置應(yīng)按照施工圖紙要求隔開，避免在同一區(qū)域內(nèi)焊接；在捆綁與焊接雙排鋼筋的過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋間的間距等。

四、槽身混凝土運(yùn)輸、澆筑及養(yǎng)護(hù)

(一)混凝土原材料。根據(jù)U型薄壁渡槽結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)，并結(jié)合大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)對混凝土各原材料的性能進(jìn)行控制分析，包括混凝土水灰比應(yīng)≤0.5，坍落度≤5cm、砂子的細(xì)度模數(shù)≥2.0、砂的含泥量≥3%。通過對上述性能指標(biāo)的控制，以起到減輕混凝土徐變程度、確保混凝土澆筑的連續(xù)性等作用。

(二)混凝土運(yùn)輸澆筑。采用25t自行吊車將渡槽槽身運(yùn)至澆筑倉內(nèi)，確?；炷翝仓倪B續(xù)性，澆筑時間應(yīng)控制在5h內(nèi)；由于槽身壁厚較小，需使用30mm振搗棒進(jìn)行振搗，且振搗時應(yīng)小心謹(jǐn)慎，避免因觸碰到外模而造成對混凝土質(zhì)量造成影響；在振搗時觸及到鋼模，會造成鋼模局部振動過大，不利于保障混凝土振搗質(zhì)量，故針對這一情況，應(yīng)保證鋼模振搗能產(chǎn)生全局共振，確保拆模后槽身的光滑平整、線條直順等；在底部混凝土下料澆筑時，應(yīng)堅(jiān)持勻速、緩慢和分層的原則，便于混凝土內(nèi)部氣泡排出；澆筑時，注意確保槽端U型橡膠止水帶及預(yù)埋件的準(zhǔn)確位置；在槽身澆筑作業(yè)完成后，分別在第5d、第10d、第14d及第28d對其進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，并驗(yàn)證混凝澆筑的強(qiáng)度。

(三)拆模。在澆筑后第5d，若混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%，即可將內(nèi)模拆除；在混凝土澆筑后第10d，若混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，即可拆除外模和端模；在澆筑后第14d，若混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，即可拆除外底模。

(四)養(yǎng)護(hù)。通常在正常的溫度條件下，待混凝土澆筑和振搗作業(yè)完成后的24h內(nèi)，即可安排工作人員落實(shí)養(yǎng)護(hù)工作；若澆筑現(xiàn)場溫度較高或空氣較干燥，應(yīng)在澆筑和振搗作業(yè)完成后的10-12h內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)措施包括采用草簾對混凝土表面進(jìn)行遮蓋，并定期對其灑水，以減緩混凝土表面水分蒸發(fā)速度，保持其濕潤。

(五)質(zhì)量控制要點(diǎn)

①因U型薄壁渡槽槽身結(jié)構(gòu)的特殊性，對混凝土原材料的配制、攪拌、澆筑和振搗等提出了更為嚴(yán)格的要求，故上述性能指標(biāo)應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)來合理確定；

②為了減輕模板受力變形的程度，應(yīng)對支撐桁架的受力、力學(xué)性能等進(jìn)行計(jì)算，以確保模板表面的光潔、平整；

③在混凝土澆筑過程中，應(yīng)安排監(jiān)理工程師對其全過程進(jìn)行監(jiān)督，監(jiān)督內(nèi)容包括是否按照既定的規(guī)范和方法進(jìn)行混凝土振搗；混凝土澆筑是否連續(xù)；澆筑過程中的鋼筋位置是否合理；鋼筋間距和保護(hù)層厚度是否符合施工要求等；

④針對北方地區(qū)冬季，在鋼筋混凝土U型薄壁渡槽槽身施工中，不允許在混凝土中添加鹽類防凍劑。

五、結(jié)語

從上述工程實(shí)踐中可以看出，該灌區(qū)工程采用鋼筋混凝土U型薄壁渡槽槽身進(jìn)行施工，一方面可確保工程施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，另一方面還節(jié)省了10%的成本費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。另外，本文重點(diǎn)分析了槽身模板、支撐結(jié)構(gòu)、鋼筋安裝、混凝土運(yùn)輸澆筑、拆模養(yǎng)護(hù)及質(zhì)量控制措施等內(nèi)容，要求施工人員需在掌握上述施工要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對渡槽結(jié)構(gòu)的深入研究，以提高整體結(jié)構(gòu)的受力能力。

[1]宋冠中，葉英華，陳圣剛，等.U型薄壁RC受扭構(gòu)件非線性分析模型及應(yīng)用[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，49(6)：40-47.

[2]張瑞鶴，楊小東.湍河渡槽造槽機(jī)內(nèi)外模板變形差異分析及改進(jìn)[J].人民黃河，2013，35(8)：91-92.

[3]楊寧，李為騰，玄超，等.千米深井軟巖巷道U型鋼管混凝土拱架立體支護(hù)體系施工工藝[J].煤礦安全，2016，47(12)：82-86.

賈宇翔(1975-)，男，本科，助理工程師，現(xiàn)主要從事水利工程管理方面工作。