李敏 馬路 吳倩倩

1.中國建筑第八工程局有限公司 上海 200000

2.中國水利水電第十二工程局有限公司 浙江杭州 310000

隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，利用閘壩蓄水不僅可以實(shí)現(xiàn)調(diào)洪發(fā)電效益，更是改善城市綜合景觀，營造人居環(huán)境的重要手段。一般閘壩主體工程在接近完工時，距離工程蓄水節(jié)點(diǎn)的工期十分緊張，啟閉機(jī)平臺的施工較為復(fù)雜，工期嚴(yán)重制約各項(xiàng)安裝工程的施工，導(dǎo)致整個施工進(jìn)度受影響[1]。

本文結(jié)合潼南航電樞紐二期工程啟閉機(jī)平臺利用貝雷梁作為支撐體系施工，在貝雷梁布置時，預(yù)留處供閘門吊裝的上穿鋼絲繩空間，在完成啟閉機(jī)平臺現(xiàn)澆后的第三天即可開始啟閉機(jī)的安裝、調(diào)試、閘門的吊裝及拼接，節(jié)省了大跨度現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的混凝土等強(qiáng)與支架拆除的時間。

1 工程概況

潼南航電樞紐泄水閘啟閉機(jī)工作平臺最大跨度為18.4m，主要由四根大梁與平臺板構(gòu)成，高1.8m。根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面尺寸，最大跨度18.4m。平臺在EL252.4m平面設(shè)兩個吊裝孔，單個尺寸2.2×1.2m，中心距9.6m。根據(jù)鋼絲繩工作空間和汽車吊起吊參數(shù)，工作閘門吊裝需要鋼絲繩穿越貝雷梁支撐體系，最小寬度為1.2m，最小可利用高度為10.8m。因此，合理地進(jìn)行貝雷梁組合布置，是保證啟閉平臺和閘門吊裝施工同時進(jìn)行的關(guān)鍵。

圖1 啟閉機(jī)平面布置圖

2 平臺支架方案設(shè)計

根據(jù)工程特征，本工程啟閉機(jī)平臺梁的支架無法利用鋼管架從底部搭設(shè)至頂部（總高度超過30m），因此，結(jié)合工程實(shí)際情況，提出采用在排架柱中預(yù)埋工字鋼“牛腿”的形式搭設(shè)支撐體系，主要方案設(shè)計如下：

圖2 平臺貝雷梁支架正面圖

（1）在排架柱合適位置EL263.18m處預(yù)埋雙排40b工字鋼牛腿，型鋼單根長度2.7m，柱體兩側(cè)各懸挑0.75m用于支撐上部橫梁。同時在EL261.8m處預(yù)埋鋼板，用于焊接工字鋼斜撐，加固牛腿懸臂支承端；

圖3 平臺貝雷梁支點(diǎn)詳圖

（2）在預(yù)埋牛腿上部橫跨雙排63a工字鋼橫梁，橫梁與預(yù)埋“牛腿”采用電焊連接，橫梁中心線處在距離懸臂端頭25cm處；

（3）在工字鋼橫梁上依次鋪設(shè)貝雷架，貝雷架考慮作用在啟閉機(jī)大梁底部，兼顧考慮閘門吊裝，在啟閉機(jī)吊裝中心線兩側(cè)，將貝雷架位置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保證上下游方向不少于1.20m的上穿鋼絲繩空間，實(shí)際布置做到了預(yù)留1.80m寬；

（4）在貝雷架上方進(jìn)行主次楞安裝，主楞采用10＊10cm方木布置間距30cm，次愣梁底布置間距30cm，板底布置間距60cm。

（5）在完成支架體系施工后，進(jìn)行鋼筋、模板、混凝土各工序施工，施工完成后，首先將啟閉機(jī)吊裝與EL268.008m平臺上，通過支架預(yù)留的空間穿越鋼絲繩進(jìn)行閘門的吊裝拼接；

圖4 預(yù)留孔穿鋼絲繩

（6）支架拆除：在63a橫梁工字鋼向上、下游懸挑130cm的位置安置一臺電動葫蘆，將貝類桁架按照2排或三排一個單元，利用手動葫蘆牽引桁架，沿63a橫梁工字鋼緩慢向上、下游側(cè)移動，然后采用25t汽車吊逐排吊出貝雷架[2]。

3 支架受力驗(yàn)算

3.1 貝雷架受力簡算

（1）貝雷桁架荷載情況：①梁體鋼筋混凝土自重取5.22×26=135.72KN/m；②模板自重取6KN/m；③支架自重取20KN/m；④施工人員及機(jī)具自重取3.3KN/m；⑤混凝土振搗豎向荷載取2KN/m；⑥泵送混凝土最大卸料荷載，取4KN/m；將以上荷載簡化為均布荷載。則：q=（135.72+6+20）×1.2+（3.3+2+4）×1.4×0.9=205.2KN/m橫斷面面積5.2m2，梁高180cm，最大梁寬0.7m。

（2）根據(jù)貝雷桁架力學(xué)參數(shù)表：材料彈性模量E=2.1×105N/mm2，截面慣性矩I=5.766×109mm4，容許彎矩M=1687.5KN·m，容許剪力N=245.2KN

（3）彎矩驗(yàn)算：貝雷桁架布置按跨度18.4m的簡支梁計算，驗(yàn)算荷載按205.2KN/m最大不利荷載計算。跨中最大彎矩值Mma x=1/8qL2=205.2×18.4×18.4/8=8684KN·m。加強(qiáng)貝雷桁架的排數(shù)n=Mmax/M=8684/1687.5=5.2排

（4）剪力驗(yàn)算：

最大剪力Rmax=qL/2=205.2×18.4/2=1887.8KN，貝雷桁架的排數(shù)n=Rmax/R=1887.8/245.2=7.7排＞5排

（5）撓度驗(yàn)算：

F=5qL4/384EI

=5×205.2×184004/（384×2.1×105×5.766×109）

=254mm/（L/400=46mm）=5.6排

考慮每根梁低部的荷載集中效應(yīng)，考慮共布置13排貝雷桁架。

3.2 底部工字鋼橫梁設(shè)計

上部荷載通過貝雷梁全部傳遞至工字鋼橫梁，該橫梁支座跨中距離6.3m，跨中最大撓度變形量較大，嚴(yán)重影響支架的整體穩(wěn)定性。

（1）彎矩驗(yàn)算：

工字鋼63a最大跨度不大于6m的簡支梁計算，貝雷架上部最大均布荷載Q=205.2KN/m

63a型工字鋼上部最大荷載為3775.8KN。單邊受力1887.9KN，驗(yàn)算荷載按1887.9KN÷6.3m=299.7KN/m均布荷載計算。

跨中最大彎矩值：Mmax=qL2/8=299.7×6×6/8=1348.7KN·m。工字鋼的排數(shù)n=Mmax/M=1348.7/1027=1.32＜2排

（2）剪力驗(yàn)算：最大剪力Rmax=qL/2=299.7×6/2=899.1KN工字鋼的排數(shù)：n=Rmax/R=899.1/1848=0.5排

（3）撓度驗(yàn)算：F=5qL4/384EI/n=5×299.7×60004/（384×2.1×105×939000000）/2=12.9＜L/400=15mm經(jīng)以上計算可知，63a工字鋼彎矩、剪力、撓度均滿足要求。主次楞布置間距較密，易滿足要求，在此不列舉具體計算工程。

4 施工控制要點(diǎn)及應(yīng)用

貝雷支架體系對高程要求嚴(yán)格，對于預(yù)埋鋼板和工字鋼的高程應(yīng)嚴(yán)格控制，要求預(yù)埋工字鋼平整，上下游高程差不大于5mm，并固定牢靠，防止?jié)仓^程中混凝土對預(yù)埋工字鋼沖擊造成位移；對63a橫梁工字鋼采用雙排并列方式，必要時在中部焊接連接，確保整體受力，并在工字鋼頂部焊接1cm厚度的鋼板；貝雷架不可電焊加固，施工中采用鋼管扣件對貝雷架進(jìn)行橫向連接加固。

實(shí)際施工過程中啟閉機(jī)平臺澆筑完成后滿足一定強(qiáng)度后，立即進(jìn)行閘門啟閉機(jī)吊裝，貝雷架構(gòu)造能夠預(yù)留足夠的空間供閘門吊裝施工，整個12孔啟閉機(jī)平臺澆筑歷時3個月，與傳統(tǒng)搭設(shè)滿堂支撐架施工相比較，大大縮短了施工時間，為實(shí)現(xiàn)潼南航電樞紐工程具備擋水能力的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)提供了可靠保證[3]。

圖5 全部12孔啟閉機(jī)完成

5 結(jié)語

通過施工過程中對架體變形監(jiān)測與實(shí)踐：架體變形滿足規(guī)范要求，施工工序合理，有利于施工組織安排，在今后類似工程中，均可利用該支架法，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計符合結(jié)構(gòu)物特征的構(gòu)造，根據(jù)上部荷載大小選擇相應(yīng)材料。同時，可利用新型材料如高強(qiáng)鋼棒等代替工字鋼，減少因工字鋼預(yù)埋帶來的施工不便之處。鋼結(jié)構(gòu)支架法在啟閉機(jī)平臺、梁體澆筑中均可廣泛應(yīng)用。