[摘要]滑模施工具有施工速度快、施工质量好、经济效益高等特点,本文结合工程实例,详细介绍了滑模系统的组成、创新性设计要点和施工工艺。
[关键词]模板;溢流坝;滑模;曲面模板;施工方法
吉林丰满三期扩建永庆反调节水库左岸土建工程高堰结构溢流坝由20个桥墩、2个边墩和溢流坝面板组成,桥墩和边墩耸立于溢流坝面板上,186•00m高程以下为大体积混凝土基础部分,186•00m高程以上为溢流坝坝体部分。183•00~190•10m高程为溢流坝一期混凝土现浇部分,其中迎水面一侧墙体是垂直的,背水面一侧墙体为台阶形,台阶的尖角150mm×150mm部分在浇筑二期混凝土前需按设计要求凿除。一期混凝土施工完毕达到要求后,浇筑溢流坝二期混凝土,二期混凝土高程184•50~192•20m,迎水面一侧墙体仍为垂直上升,背水面一侧墙体为wes曲线形状。所示。从平面方向看,溢流坝面板共有21个段,段与段之间为结构缝,结构缝处需安装橡胶止水带。溢流坝面板宽度:
g01段为7 000mm,g02~g19段为15 000mm, g20段为18 000mm,g21段为19 000mm。
1 模板施工方案
1•1 模板配置数量
溢流坝面板共21段,采用跳仓式施工方法,根据工期要求,配2个段的模板。考虑到先装导轨,后吊入模板,所以,导轨架配4个仓格,每个仓格2榀,共8榀。由于每段溢流坝面板跨度有4种尺寸,为了节省模板投入,采用大块组合式全钢模板,共配了1块跨度3m、1块跨度4m、2块跨度15m的模板,可满足整个溢流坝面板施工的需要。
1•2 模板施工方案
根据溢流坝结构特点,高程186•00m以下基础部分和高程186•00m以上迎水面采用木模板施工,高程186•00m以上背水面(即溢流坝面板)采用滑模施工。但是由于桥墩和边墩是从溢流坝上开始浇筑,所以,桥墩处需提前制作并安装木模板,以挡住混凝土,待溢流坝面板混凝土浇筑完毕后再施工桥墩。木模板的制作高度必须准确,其上端不能出溢流坝面板结构面,否则将阻碍滑模施工。
2 滑模模板系统设计
滑模模板系统主要由导轨架、模板、滑轮机构、可调倾角压面平台、牵引机构、安全止退机构6部分组成。
1)轨道由上下2条75mm×4mm钢带和两侧各1条126mm×10mm曲线钢板焊接制作,用[8@300焊在支承桁架上。126mm×10mm曲线钢板采用数控火焰切割机下料,其曲线与溢流坝面板曲线一致,误差<0•5mm。
2)定位栓用短[8制作,间距150mm焊在轨道侧面,模板止退机构利用它作支承,以防模板后退。
3)支撑桁架由[10和48mm×3•5mm钢管焊接而成,两端焊有连接板,用m20螺栓与安装立柱相连。桁架的设计采用钢管并联加斜撑结构,这种设计具有质量轻、刚度大的特点。
4)安装立柱用160mm×5mm钢管制作,下端焊有1个法兰盘,两侧各有连接板,与支撑桁架连接。下法兰盘与预埋桩上的法兰盘相连。
2•2 模板
滑模跨度共有4种尺寸,最大达到19 000mm,因溢流面承受高速水流冲刷,对平整度要求较高,所以模板不仅要满足强度要求,还必须满足刚度要求。我们采用5mm厚钢板做模板面板,模板宽度750mm,长度有
3、4、14m3种规格,两边500mm长的补板在中间段安装好后再连在其两端,可以组合成本工程所需要的任意尺寸。模板的横纵两肋均采用[8,模板上焊有2排桁架,桁架采用48mm×3•5mm钢管焊接而成,以确保模板的整体刚度。模板的前部有前导板,以减小模板滑升时可能出现的阻力。模板的尾部连有压面板,以保证模板滑升时不致拉裂或拉毛混凝土表面。模板上口两端设有吊钩,作为牵引点。由于溢流坝板面为wes曲线,当一次浇筑混凝土量达到模板宽度的80%时,wes曲线最大弧线弦高达到9mm,也就是说,即使模板刚度无穷大,施工完的面板也达不到设计要求。因此,我们将模板设计成可调曲面模板,用花篮螺杆调节板面曲率,既可以使模板面内凹,也可外凸。施工时,工人通过样板比对来调整模板板面的曲率,使之与设计要求的曲面吻合。
2•3 滑轮机构
模板上桁架两端各设有4个滑轮机构,每个滑轮里各有2个圆锥滚子推力轴承,以承受轴向力和径向力。滑轮机构的滑轮具有圆锥面台阶,能自动校正模板的滑动偏差,并能承受自重、混凝土浇筑时的浮托力和沿滑轮轴向的横荷载。
2•4 可调倾角压面平台
可调倾角压面平台位于模板尾部下端,与模板间通过连接件连接,用于模板滑升后操作工人修补混凝土表面缺陷。无论模板滑升到什么位置,通过调节可以保证平台的倾角<10°,同时,平台与混凝土面的距离≤200mm。
2•5 牵引机构
牵引机构主要是手动葫芦,每块模板设置2个手动葫芦进行牵引,位于两侧,一端挂于模板吊钩上,一端挂于导轨架的桁架上,牵引的同步性主要靠操作人员通过导轨架上的标记控制。
2•6 安全止退机构
安全止退机构主要由止退杠杆和连接销轴组成,安装于模板桁架两端,依靠止退杠杆的自重自动复位,与导轨架轨道上的定位栓配合,保证模板只能前进,不能后退。当模板需要后退时,必须有人工辅助抬起止退杠杆尾部。
3 滑模施工
3•1 滑模系统安装
3•1•1 现场安装滑模前的准备工作
1)因为每个仓设置2榀导轨架,导轨架两端安装在预埋桩上,预埋桩采用114mm×8mm钢管制作,按滑模设计的位置要求准确预埋在基础底板上,预埋桩上端出溢流坝结构面60mm,考虑到预埋桩钢管预埋时位置误差很难控制在2mm以内,所以,预埋桩钢管上端的法兰盘暂不焊接,否则导轨架将无法安装。
2)在基础底板沿预埋桩周围1 200mm圆周布置1020插筋,并锚固在底板上,其上端与预埋桩钢管焊接牢固,以便于承受滑模的荷载。
3)清理基础底板,检查其尺寸和标高,处理遗留问题,并经验收合格。
4)核对滑模装置各类部件的规格、数量,并检查质量。
5)先在平整的地面上按仓面宽度组装好模板,反向滑轮、抹面平台、安全止退机构和边模可以等中间主模组装完毕后再组装。
3•1•2 安装滑模
1)将预埋桩法兰盘通过6个m16×70的螺栓与导轨架下端的法兰盘相连接,每个螺栓的预紧力要严格按计算书提供的数据进行控制,使用力矩扳手拧紧。
2)通过吊车将轨道架吊装入位,首先要确保同一仓的2榀导轨架平行,其次尽可能使预埋桩中心与法兰盘中心重合,然后将预埋桩法兰盘与预埋桩钢管上端焊接牢固。
3)将相邻仓的预埋筋用连接件与48mm×3•5mm脚手架钢管的一端相连,钢管的另一端用钢管卡子与导轨架的桁架钢管连接,要求每隔900mm连一道。
4)将滑模模板中间段吊装入位并校正。
5)依次安装反向滑轮、边模、抹面平台、安全止退机构和牵引机构,敷设养护水管,安装观测标架及其它附属设施等。
6)安装完的滑模,经总体检查验收合格,准备试滑。
3•2 滑模施工操作工艺
3•2•1 技术与组织准备
根据滑模施工图纸及有关规定要求进行技术培训,每个模板设置1人负责协调,安排3班准备昼夜不停地施工,确保连续滑升不间断。
3•2•2 试滑
先空滑到坝顶,如没有任何问题,将模板退回到初始位置,浇筑混凝土,当混凝土强度达到0•1~0•2mpa(出模混凝土手压有指痕)时,开始提升模板,并对提升设备和模板系统进行全面检查,确定正常后即可转入正常滑升。
3•2•3 正常滑升
正常滑升阶段,相邻2次提升的时间间隔≤0•5h,正常滑升过程中,钢筋、混凝土、预留和预埋等工种交叉作业。进行正常滑升的滑模,混凝土的浇筑应遵守以下规定:
1)应分层、平起、从滑模两端向中间对称、均匀地浇筑混凝土,各层浇筑的间隔时间不得超过允许间隔时间。滑模两端仓体边角、伸缩缝处的混凝土应浇高些。
2)振捣混凝土时,不得将振捣器触及预埋筋、钢筋、模板和预埋桩,振捣器插入下层混凝土的深度,宜为50mm左右,模板滑动时严禁振捣混凝土。
3)在浇筑混凝土过程中,应及时把粘在模板、桁架、轨道架和滑轮等上的砂浆及钢筋上的油渍清除干净。对脱模后的混凝土表面必须及时修整,以弥补表面的蜂窝、麻面掉角等缺陷,并通过抹平压光,消除其表面的细微裂纹,以提高工程结构的质量。另外,脱模后的混凝土表面还应避免阳光暴晒,必须及时养护,溢流面养护≥28d。采用喷水养护时,要注意防止冲坏混凝土表面,始终保持混凝土表面湿润。
4)每次滑升前应严格检查并排除阻碍滑升的障碍物。
5)滑模起滑后,因故中途停滑时,必须执行停滑措施。
6)由于溢流坝面板为wes曲线,混凝土的脱模强度可按以下参考值取用:①模板倾角<45°时,可取0•05~0•10mpa;②模板倾角>45°时,可取0•10~0•30mpa。
7)滑模滑升速度应与混凝土的入仓速度配合,模板每隔0•5h左右滑升1次,平均每次滑升行程300~600mm,一般来说,模板倾角越大,每次滑升行程越小,间隔时间也越长。
4 结语
1)采用滑模施工,溢流坝混凝土表面观感光洁,平整度达到1/1 000,没有出现麻面、蜂窝、鱼鳞状外凸、裂纹等缺陷,回弹和超声波检测混凝土内部密实,强度
符合设计要求。
2)溢流面曲线准确,误差极小。
3)施工速度快,大大节省了工期。
4)滑模系统结构设计简单,制造成本低,操作简便,减轻了劳动强度,具有良好的经济效益。
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