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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
SichuanWaterPower
Vo1.24.No.5
Oct..2005
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)05—0059—04
1概述
青居水电站尾水管全长27.03m,其中8.52
m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[
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由9.27m逐渐变为12.21m×8.98m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;2005—07—24
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3
~4m,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8O
×80cm,步距在1.2m范围内.同时,为方便施
工,在脚手架适当部位留一0.8m×1.8n1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,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
①定型木模板自重:
考虑为0.50N/m.;
②新浇混凝土自重:
考虑为24kN/m.;
③钢筋自重:
1.10kN/m.;
④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.;
⑤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4.0kN/m.;
⑥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/m..
2.3.2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.
①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=(22.0×1.2+4×1.4)=
32(kN/m.).
尾水管渐变段最长为4.635×2—9.27(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;
②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;
③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)
8
24]13.
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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)
61
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一一一一一一
1●引『_●●_.1
1●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I~J(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)