1、青居水电站尾水管渐变段模板设计及施工第 24 卷第 5 期2005 年 10 月四川 I 水力发电SichuanWaterPowerVo1.24.No.5Oct2005青居水电站尾水管渐变段模板设计及施工康建荣(中国水利水电第五工程局五分局,四川成都)摘要:青居水电站尾水管混凝土衬砌为”圆变方”结构.上下不对称结构体形较复杂.为确保施工质量,方便施工?采取了合理的模板设计方案,取得了良好的外观质量和一定的经济效益.关键词:尾水管渐变段;定型木模板设计;模板结构计算 ;施工方案;青居水电站中图分类号;TV52 文献标识码:B 文章编号:1001 2184(2005)050059041 概述青居水
2、电站尾水管全长 27.03m,其中 8.52m 为钢衬结构,17.61m 需作为定型模板自行设计;尾水管断面从 8.73m 过渡为 9.27m,随即星1L苫 lI.r由 9.27m 逐渐变为 12.21m8.98m 矩形结构.为保证钢衬与定型木模板间尾水管结构体形能平滑过渡,在它们之间预留了 90cm 宽区域与二期混凝土一起浇筑,具体结构示意见图 1.图 1 尾水管渐变段混凝土浇筑分期图(单位:cm)2 模板方案选择2.1 设计思路青居水电站尾水管渐变段具有体形复杂(圆变方),浇筑分仓块大,上下结构不对称等特点,另外,其断面太大而无法使用整体成型模板.为确保衬砌体形准确,混凝土面过渡光滑平顺等
3、工程质量,做到”安全, 经济,方便”,确定采用组装与拆卸均方便的模板形式.要求在模板制作完成后,进行现场组装时要便于测量控制,模板支撑方式简单稳固可靠,底层模板形式不仅要求合理且应保证成型后混凝土面没有因混凝土气泡而形成的蜂窝,麻面.根据对模板设计的要求,按”既要立得起,又要拆得走”的原则作为构思的主导思想确定为:(1)根据以往施工经验,便于施工现场人工组收稿日期;20050724装,体形控制及支撑稳固,确定采取将模板分段沿渐变圆同角度线分为几个小块.体形控制为长 34m,高 1.5”-2.5m,重量大约在 130kg 左右.由于尾水管渐变段上下不对称,而左右对称,所以,在设计时考虑将左右模板
4、采用同一规格尺寸,以便于几台机组调用.(2)面板形式选择为适当加密肋条间距,直接在肋条上满铺窄木条,刨光木条并用腻子补缝,木面板上打石蜡,以保证混凝土面光滑易脱模.(3)混凝土浇筑分层厚度控制在 2.0m 以内,便于模板支撑和加固.先浇筑底部混凝土,再分层控制侧面混凝土浇筑,最后是顶部混凝土.在浇筑大小圆渐变段底部混凝土时,先由人工进行初步表面收光再铺木模板,模板开振捣孔振捣密实.59一”.0I9 一”.0I9 一(4)模板支撑改以往的木桁架为满堂钢管脚手架支撑,从而降低了工程成本.为保证钢管支撑的稳定性和精确性,先搭设一定间距和步距的普通钢管排架,再用短钢管设置临时支撑以稳住木模板,最后根据
5、实际情况加固整个支撑系统.在排架底部设置纵横锁定底杆,木楔子,以确保荷载通过各个节点传递至混凝土地面.(5)每块模板问留出适当间隙,以便于模板的安装,调整和拆除.木板装配调整好后,大缝用木楔子补缝,小缝刮腻子补缝.2.2 模板结构设计根据本工程尾水管渐变段的特点,设计采用定型木模板和普通钢模板配合使用.组合钢模板分布在侧壁直线段及顶部直线段与部分圆弧段,渐变段主要采用定型木模板.为便于人工现场安装,定型木模板的单块重量控制在 130 左右.根据这一要求,将渐变段定型木模板拼装桁架分为 5 榀,每榀又沿角度方向分为几块.每块模板由木面板,木肋条和木带组成,木带,木肋条为 5cm厚木板,木面板采用
6、 3cm 厚窄木条.整个渐变段定型模板分为 5 榀设计,在后几榀模板沿角度方向分块时,角度较大,所需肋条宽度较大.为节约木材用量,肋条一般采用 20cm 宽,因此而使得模板的刚度难以保证,为此,在两木带之间视情况添加纵向夹板以增加模板的刚度.定型木模板采用外撑内拉的形式固定,外通过短木楞,短钢支撑在(P4.8cm 钢管组合的脚手架上;内由结构配筋形成的钢筋骨架为支点,拉筋固定.根据施工荷载确定钢管脚手架的间距在 8O80cm,步距在 1.2m 范围内.同时,为方便施工,在脚手架适当部位留一 0.8m1.8n1 的人行通道,整个脚手架应视情况增设交叉支撑体系.设计中考虑到模板的安装,调整,拆除,
7、单榀模板间采用螺栓连接,拼装时预先留出间隙,安装调整好后用木楔,垫木塞紧,再旋紧螺栓.2.3 模板结构计算2.3.1 设计荷载定型木模板自重:考虑为 0.50N/m.;新浇混凝土自重:考虑为 24kN/m.;钢筋自重:1.10kN/m.;施工人员及施工设备自重:计算模板及直接支承模板的小楞时,均布荷载为 2.5kN/m.,另6()以集中荷载 2.5kN 再行验算,比较两者得到的弯矩值取其大者;计算直接支承小楞结构构件时,均布荷载为 1.5kN/m.;计算支架立场柱及其他支承结构构件时,均布荷载为 1.0kN/m.;振捣混凝土时产生的荷载:对水平面模板为 2.0kN/m.;对垂直面模板为 4.0
8、kN/m.;倾倒混凝土时产生的荷载(新浇混凝土侧压力): 混凝土采取分层浇筑,每层浇筑高度为2.0m,混凝土浇筑速度为 0.4m/h,浇筑时温度为 20.查有关设计手册 L1,混凝土的最大侧压力为 F 一 22.0kN/m2.3.2 设计荷载组合及稳定计算(1)设计荷载组合.根据尾水渐变管混凝土衬砌的施工实际,设计荷载组合选择见表 1.表 1 尾水渐变管混凝土衬砌施工模板设计荷载组合表模板类型设计荷载组合强度计算刚度计算(2)稳定计算.竖向模板:竖向模板稳定计算按内部设临时支撑立模安装时的模板自重作用的抗倾覆稳定性考虑.设计荷载为:g=(22.01.2+41.4)=32(kN/m.).尾水管渐
9、变段最长为 4.63529.27(m),考虑到其中间设一接头,按四跨连续梁计算,按最不利荷载布置计算;承.重模板及支架结构:承重模板及支架结构抗倾覆稳定的倾覆力矩,按振捣混凝土时产生的对水平模板的作用力 2.0kN/m.计算,其安全稳定系数取为1.4.计算稳定力矩时,模板及支架结构等取值分别乘以折减系数 0.8Ll;支撑体系计算:支撑体系计算的最终目的是确定脚手架的最大安装高度,以立柱间,排距为0.8mX0.8m,横杆间距 1.2m 计算用于承受尾水管渐变段衬砌混凝土等荷载支撑.计算时动力系数取 1.2,活载取 1.4,超载系数取 2,分别进行立杆,木椤及斜撑等的强度和刚度验算.3 模板制作及
10、安装3.1 模板制作模板统一按设计要求在加工房统一加工制作或者配制,制作好后标记模板位置,型号尺寸和数量,经验收合格刷脱模剂后按规定顺序堆码.在模板制作过程中,首先依据尺寸选好材料,然后根据设计图纸取料,裁料,并对排架及榀装好的桁架进行编号.3.2 模板安装安装前先进行测量放样,放出尾水管渐变段中心线,并在管外加测检查点和高程点,控制高程,再根据支撑体系结构设计搭设一定间距和步距的普通钢管排架,然后用短钢管设置临时支撑以稳住木模板,最后根据实际情况在适当位置增设交叉支撑体系,加固整个支撑系统.在排架底部设置纵横锁定底杆,木楔子,以确保荷载通过各个节点传递至混凝土地面.考虑到模板安装,调置及拆除
11、等因素,设计时考虑进行场外组合每榀单元体系进行现场吊装,同时在每榀之间留有 2em 左右的间隙,安装调整好后用木楔,垫木塞紧,再旋紧螺栓.4 施工方案由于本工程尾水管渐变段渐变较快速,定型模板设计较长,体形变化复杂等因素,施工时采用了以下的施工方案:(1)尾水管渐变段以钢衬结构为界分两大段一XO+562.o0图中所示剖面均表示木桁架中心线尾水管渐变段定型木模板分段平面布置图(单位.em)82413.古-_ 一_一-_一-_ 一-_一_一_一_一_-一_-一.一.一-_一_-一_一_-一_一J:ll:71?,”q虚线表示混凝土分层线图 3 尾水管渐变段定型木模板立面布置图(单位:cm)61ABc
12、D 叫即 FGHJKLNoPRsT 叭啪 vwx一一一一一一1 引_.11 面=1 引割 (责任编辑:李燕辉)(上援第 51 页)多种多样,笔者在此不再一一列出,仅阐述了常见的处理方法.4 结语对于混凝土表面出现的缺陷,只要找出原因,提出相宜的解决办法,绝大多数是可以消除的.对已经出现的混凝土缺陷,只要精心进行修补,完全可以保证混凝土的美观要求.作者简介:任 IJ(1975-),男? 四川阆中人 .中国水利水电第五工程局五分局助理工程师,从事混凝土作业的生产技术管理工作.(责任编辑李燕辉)居水电站厂房建成一年多以来,很少发现楼板贯穿性裂缝,说明在水工现浇楼板的施工中与建设各方配合,把好混凝土工程施工的每一道工序的施工质量,合理利用资源,楼板裂缝的避免还是有62可能的.作者简介:粱勇(1977 一)?男- 四川彭州人,中国水利水电第五工程局五分局副总工程师?助理工程师 .从事水电工程施工技术与管理工作(责任编辑:李燕辉)
