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        藏木水電站預(yù)應(yīng)力錨索錨塊混凝土澆筑鋼支撐技術(shù)應(yīng)用

        2022-08-18 09:11:10金連軍
        四川水利 2022年4期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        金連軍

        (中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,成都,610072)

        1 工程概況

        藏木水電站左岸大壩3#-8#壩段為溢流壩段,其中4#-7#壩段只有中墩,3#壩段設(shè)有邊墩和中墩,8#壩段只有邊墩。閘墩預(yù)應(yīng)力錨索錨塊布置于各閘墩(壩)0+27.89~(壩)0+34.47,高程3297.01m~3302.97m之間,垂直方向高5.96m,設(shè)計(jì)要求錨塊混凝土整體澆筑,錨塊與閘墩之間無施工縫。閘墩預(yù)應(yīng)力錨索錨塊除3#壩段邊墩左側(cè)及8#壩段邊墩右側(cè)懸挑0.4m外,其余錨塊懸挑均為2.40m(其中內(nèi)側(cè)2m為一期混凝土,外側(cè)0.4m為錨頭封端二期混凝土)。

        2 錨塊鋼支撐規(guī)劃

        2.1 倉位設(shè)計(jì)

        依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)規(guī)范要求,本著方便施工、減小難度進(jìn)行分倉。

        (1)將各閘墩(壩)0+024.89~(壩)0+028.63,高程3297.00m~3302.97m區(qū)域閘墩混凝土與錨塊分為一倉進(jìn)行整體澆筑。

        (2)將各閘墩(壩)0+028.63~(壩)0+046.00,高程3297.00m~3298.64m,錨塊分割層二氈三油以下區(qū)域劃分為一倉,按1→2→3→4順序進(jìn)行澆筑,詳見圖1。

        圖1 閘墩預(yù)應(yīng)力錨索錨塊倉位設(shè)計(jì)

        2.2 設(shè)置原則

        (1)閘墩預(yù)應(yīng)力錨索錨塊混凝土懸挑結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)埋件埋入已澆筑閘墩混凝土,支撐構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、承載力必須滿足承載力要求,埋設(shè)位置由受力計(jì)算后根據(jù)受力情況確定。

        (2)支撐埋件應(yīng)盡量避開設(shè)計(jì)的鋼筋、錨索預(yù)埋管位置。

        (3)支撐設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮受荷后所在位置混凝土齡期是否滿足荷載標(biāo)準(zhǔn)。

        (4)支撐設(shè)置時(shí)應(yīng)連同底模一起設(shè)計(jì)計(jì)算。

        2.3 設(shè)置規(guī)劃

        單個(gè)中墩懸挑支撐系統(tǒng)布置于閘墩兩側(cè),由4組埋件構(gòu)成(兩側(cè)對(duì)稱布置,四組構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式一樣);單個(gè)邊墩懸挑支撐系統(tǒng)布置于閘墩一側(cè)由4組埋件(兩側(cè)對(duì)稱布置,兩側(cè)組件結(jié)構(gòu)形式不一樣),詳見圖2。

        注:(1)ab組埋件承載錨塊ab邊荷載;(2)ad組埋件承載錨塊ad邊荷載。

        3 錨塊鋼支撐設(shè)計(jì)

        3.1 底模

        3.1.1 底模形式選擇

        因混凝土施工荷載由底模承載后傳遞至支撐系統(tǒng),普通模板顯然無法承載5.96m厚混凝土澆筑層,故選用槽鋼滿鋪于支撐之上作為底模使用。

        3.1.2 底模計(jì)算

        按單側(cè)懸挑部位計(jì)算:

        (1)荷載計(jì)算

        2.40m厚懸挑部分預(yù)應(yīng)力錨塊重力:

        G=ρVg=1939.18kN

        式中:ρ——混凝土容重,取2500kg/m3;V——錨塊單邊懸挑部分體積,79.15m3;g——重力加速度,取9.8m/s2。

        ab邊混凝土重力荷載:

        Rab/Sab=111.65kN/m2

        式中:Sab——ab邊底模面積,7.27m×2.4m;Rab——ab邊混凝土重力,kN。

        模板自重力1.0kN/m2;人員設(shè)備荷載2.5kN/m2;預(yù)埋件自重力1.0kN/m2;混凝土內(nèi)鋼筋荷載9.0kN/m2;混凝土振搗荷載2.5kN/m2;吊罐卸料沖擊荷載7.88kN/m2;為保證安全,該荷載系數(shù)按以上荷載之和的1.4倍考慮,則ab邊總荷載Qab=(111.65+1.0+2.5+1.0+9.0+2.5+7.88)×1.4=189.74kN/m2。

        (2)底模型鋼[1]型號(hào)選擇

        按施工需要底模型鋼選擇25#槽鋼,其性能見表1。

        表1 錨塊底模25#型鋼性能參數(shù)

        設(shè)置支撐間距為lab=800mm,按均布荷載考慮:qab=Qabh,h為槽鋼與混凝土接觸面寬度250mm。

        按連續(xù)梁計(jì)算彎矩:Mab=qab×lab2/8。

        按σ=M/Wy驗(yàn)算應(yīng)力,σ為構(gòu)件應(yīng)力,Wy為構(gòu)件抗彎截面模量,取30.7cm3。代入驗(yàn)算應(yīng)力σab=123.61N/mm2<[σ],[σ]為許用應(yīng)力,值為235N/mm2。

        按Tab=ql/(2A)進(jìn)行抗剪驗(yàn)算:Tab=5.47N/mm2<[σ],T為剪力,A為構(gòu)件截面面積,取34.91cm2。

        由計(jì)算結(jié)果可知:選用25#槽鋼作為底模滿足要求。

        3.2 鋼支撐

        3.2.1 支撐形式選擇

        支撐形式選用鋼梁懸挑,為便于加工、采購(gòu),避免錯(cuò)用材料,支撐選型應(yīng)盡量減少型號(hào)種類,故按工程需要選取H型鋼,規(guī)格為HN300×150×6.5×9,其性能見表2。

        表2 H型鋼性能參數(shù)

        布設(shè)方式為左右岸方向布設(shè),布設(shè)兩層HN300×150×6.5×9工字鋼,第一層預(yù)埋在3294.60m高程,垂直于閘墩布設(shè),兩邊各懸挑3m,第二層埋設(shè)于二氈三油層以下留出25#槽鋼底模及適當(dāng)空間加固模板進(jìn)行埋設(shè)。

        3.2.2 錨塊ab組支撐計(jì)算

        (1)ab邊懸挑支撐水平桿計(jì)算

        ab方向支撐間距800mm,ab邊左右岸懸挑有效長(zhǎng)度lt=2400mm,桿間夾角θ按45°考慮,懸挑方向荷載qt=Qablab=151.8N/mm,則:Mmax=qtlt2/8=109.3×106N·mm;Tmax=qtlt/2=0.182×106N;斜撐桿應(yīng)力RB=qtltcos45°/2=0.257×106N。

        (2)ab邊懸挑支撐斜撐桿計(jì)算

        斜撐型鋼選用HN150×100×5.5×8,按下式校核:

        σ=Rx/(φX);λ=l0/imin

        l0為桿件計(jì)算長(zhǎng)度,3.47×103mm;imin=124mm;截面面積X=18.16cm2;帶入計(jì)算得λ=34.7,查a類表得φ=0.941;解應(yīng)力σ=150.39<[σ]

        (3)水平桿撓度計(jì)算

        4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

        4.1 準(zhǔn)備工作[2]

        (1)混凝土澆筑前鋼支撐必須經(jīng)過認(rèn)真檢查和驗(yàn)收,特別注意檢查各連接部位是否連接牢固;

        (2)校核模板尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求,并進(jìn)行加固;

        (3)做好技術(shù)交底和人員分工。

        4.2 埋件

        (1)開倉前應(yīng)對(duì)所有埋件進(jìn)行檢查、校核,確保埋件固定、位置正確;

        (2)澆筑過程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指揮,防止混凝土吊罐碰撞模板或鋼筋引發(fā)埋件移位。

        4.3 澆筑

        (1)控制好鋼筋密集區(qū)的振搗,防止漏振或過振;

        (2)控制好混凝土坍落度、入倉溫度及上升速度;

        (3)護(hù)模工全程跟蹤檢查,防止發(fā)生脹?;虮?;

        (4)及時(shí)采取養(yǎng)護(hù)措施,防止產(chǎn)生溫度裂縫。

        5 結(jié)語

        藏木水電站溢流壩段閘墩預(yù)應(yīng)力錨索錨塊混凝土模板支撐采用預(yù)埋懸挑式鋼支撐,經(jīng)驗(yàn)證安全可靠,該技術(shù)的應(yīng)用避免了上下交叉作業(yè)干擾,節(jié)省了工期,提前實(shí)現(xiàn)了發(fā)電目標(biāo),并贏得建設(shè)單位的高度贊同與肯定。

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