三峡永久船闸上游引航道导航堤支墩滑模技术

发表日期:2006-03-16 浏览人数: 作者:晏正根 来源:网络收集  评论
1、工程概况

  三峡工程永久船闸上游引航道进口段导航结构为浮式导航堤,浮堤由支墩固定,在支墩导承槽内随着水位上下活动。永久船闸共有4个浮堤支墩,南北两侧各两个,南(北)1号支墩基面高程126m,尺寸为16 m×16 m,基础高度5.5 m,基础以上高程131.5 ~185 m段为8 m×10 m的柱状结构,上游向设导承槽,导承槽内设有二期插筋;南(北)2号支墩基面高程117.5 m,尺寸16 m×18 m,基础高度7 m,基础以上高程124.5 ~185 m段为8 m×10 m的柱状结构,上下游向设导承槽,导承槽内有二期插筋,插筋竖向间距均为50 cm。墩体水平截面尺寸见图1

  根据结构情况,基础部位采用常规方法施工,基础以上墩体上下截面一致,结构尺寸比较规则,采用滑模施工。采用滑模可减轻劳动强度,提高施工进度,混凝土连续浇筑,比常规模板工艺优越。

2、滑模设计

  2.1结构特点

  滑模主要由模板、围圈、提升架、上部操作平台、吊架及液压系统组成(见图2、3)。

  (1)单块模板长1.2 m、宽0.3 m,面板厚3 mm,竖肋三道、横肋六道,拐角处采用“L”形铁板连接。模板锥度为模板高度的0.3%~0.5%

  (2)围圈采用10号槽钢,上下共设两道围圈,间距为80 cm。模板围圈系统设计为可分离式,遇特殊情况(停电等)需停滑时,可确保模板脱离混凝土面2~3 cm,以防止发生粘模现象。

  (3)提升架为桁架式结构,间距为1.5 m(10 m向共7片)和1.4 m(8 m向共6片)。

  (4)操作平台宽度为0.8 m,平台上铺4 cm厚板,并与模板上口齐平。在操作平台之下,每隔1.2 m悬挂1个吊架,吊架上铺木板,外设安全栏杆。

  (5)液压系统由1个控制台(YKT-36型)和26组千斤顶(GYD-60型)组成。

  2.2滑模设计

  2.2.1滑模结构设计

  由于导航堤支墩是一个8 m×10 m的实心体,中间不增设提升架支腿,需将提升架横梁放长至8 m(10 m)以上,才能防止模板在混凝土侧压力作用下产生较大变形。由于提升架横梁太长,在混凝土侧压力作用下,横梁的弹性变形必然加大。

  根据结构计算,提升架上横梁最大应力为8.95 kN/cm2(压应力),采用[10号槽钢可满足应力要求,但提升架变形达21.3 mm。若加上提升架受力后的原始变形(通常在10 mm以内),总变形将超过30 mm,显然偏大。为了减少提升架横梁由于跨度过大产生较大挠度引起的变形,必须将提升架横梁设计成桁架式(见图3)。经校核,确定的桁架式结构及杆件均满足要求。

  2.2.2千斤顶数量计算

  (5)千斤顶数量计算:千斤顶数量M=KG/[N]=2.0×443/60=15只,实际设置26只。式中,K为安全系数,取2.0;[N]为单个千斤顶容许承载力,为60 kN通过以上计算分析,8 m与10 m的提升架横梁均采用双向桁架体系,可使支墩采用滑模施工实际可行。

  2.2.3导槽内模板设计

  南(北)1号支墩上游向、南(北)2号支墩上下游向设有导承槽,且导承槽内有二期插筋,插筋竖向间距50cm。常规方法是滑模边滑升,在导槽内边组装加工好的木模,但这样木模安装慢且尺寸难以掌握,施工干扰大,二期插筋不准确,影响工程质量。因此,根据支墩截面和竖向插筋有规律(间距50 cm)的特点,设计了小块钢模,高度50 cm(与插筋间距相同),并在插筋位置小钢模角部留圆角。在滑模架上的导槽部位设置了滑道,滑道支架与滑模提升架连为一体,施工时钢模直接靠在滑道上。导槽部位的小钢模为翻模施工,二期插筋直接预插在预留的钢模圆孔内。

  2.3工作原理

  2.3.1滑模滑升

  (1)初升。由于混凝土凝固时间长,初次浇筑时,侧压力最大,模板根部需固定牢靠。掌握好初升时间,当混凝土用手指按有指印但无砂浆粘手时,方可初升。若无印痕则提升太迟,若砂浆粘手,则初升太早。当初升至15cm时,需进行一次全面检查,无误后方可进入正常滑升。

  (2)正常滑升。正常滑升时,分层浇筑混凝土,分层滑升,其分层滑升的高度与混凝土的浇筑层厚相匹配,约为30 cm

  (3)停滑措施及施工缝的处理。因特殊原因必须暂停施工时,应采用停滑措施。在停浇混凝土后,应每隔1 h启动一次控制台,升一个行程,如此连续进行,直至混凝土与模板不再粘结为止,然后进行混凝土缝面处理。

  2.3.2校模模板滑升前和滑升过程中应根据测量控制基准进行校模。

  (1)模板垂直度调整。在支墩4个角于初升前设4个基准点,并用线锤由操作平台上下放至基准点,通过对4个基准点的检查,即可反应出垂直度的偏差状况。当出现偏差时,可用关闭部分千斤顶或一边垫高千斤顶的底座的倾斜法,进行垂直度的调整或纠偏。正常滑井过程中,每上升60 cm检查一次垂直度。

  (2)水平度调整。初升前,用一根细水管,以一个支撑上的一点作为基准点,找出其余支撑上的水平点,并固定好调平器,当千斤顶至此水平点时,由于限位器的作用,千斤顶停止工作,直至所有的千斤顶处于同一水平状态。在正常滑升时,每隔60 cm进行一次水平度调整。

3、工程实践

  2000年10月22日,三峡永久船闸北1号浮堤支墩开仓浇筑,2000年11月21日滑模到顶,平均滑升速度为1.7~1.9 m/d。为满足滑模进度要求,所有钢筋接头均采用气压焊或直螺丝连接。在滑升过程中每天增加了测量校模检查。北1号浮堤支墩导槽内采用的是木模,在以后的3个支墩中导槽内模板经过改进,采用翻转形式的小钢模,日平均滑升2.2~2.4 m。至2001年6月,浮堤支墩的滑模施工全部完成,单元工程质量评定为优良。

  三峡工程永久船闸上游浮堤支墩采用滑模施工,证明了大跨度实体结构采用滑模施工的可能性,并大大缩短了工期,减少了财力、物力、人力的消耗。若采用常规模板施工,每个支墩至少需要半年以上的工期。

[责任编辑:yeguiren]

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