永久船闸上游靠船墩滑模施工
摘 要 三峡工程永久船闸上游靠船墩位于永久船闸上游引航道,左、右两侧各9个墩,墩顶高程为177.5 m,大高度为67.5 m,从 130~ 177.5为7 m的圆柱墩体。经过多个方案比较,最后选定滑模施工。从施工完毕右侧9个墩柱来看,其施工进度快,质量好,外观光滑。
关键词 三峡工程 永久船闸 靠船墩 滑模
1 工程概况
永久船闸上游靠船墩位于上游引航道,左右两侧各9个墩,下部为扩大基础,墩顶高程177.5 m,两墩间距25 m,最大高度67.5 m。 130以上为圆柱墩,墩体从 130~ 162为实心墩,直径7 m, 162~ 177.5为空心墩,空心部分壁厚1.5 m,实心部分为外圈单排钢筋,空心部分为内、外双排钢筋爬梯到顶,混凝土为R90250,主要工程量为混凝土5.6万m3,钢筋1 300 t,部分墩体采用滑模施工。
2 滑模结构及计算
2.1 滑模结构组成
滑模的组成主要有三大部分:模具系统、液压系统、电器设备通信系统。
2.1.1 模骨系统
模骨系统由模板、围箍、提升架、操作平台组成。
①模板的外围尺寸为1 250 mm×120 mm,内模尺寸为1 000 mm×120 mm,采用<30×30角钢骨架,上铺设一层1.5 mm钢板;
②围箍设内、外各二道,采用[10槽钢;
③提升架采用[20槽钢制成;
④操作平台为辐射状悬臂结构。由辐射梁、下弦拉杆、花鼓筒三个主要部分组成。设16对[16槽钢形成辐射平台,用16根25下弦拉杆分别与花鼓筒和辐射梁拉紧。墩壁外设双层吊架,内设单层满堂吊架,并铺挂安全网,形成封闭工作空间。
2.1.2 液压控制系统
液压控制系统由液压控制台(YKT—36型)、油管,千斤顶(CYD—36型珠式液压)组成。
2.1.3 电器通信设备系统
机械动力设备采用380 V电压。操作平台上照明电压采用36 V低压,以保证夜间工作安全。墩上、下通信设备采用4台对讲机。
2.2 滑模结构计算
经计算荷载如下:
①模具自重100 kN;
②钢模板摩阻力90.2 kN;
③施工荷载78 kN;
④操作平台上置油泵、电焊机等杂物为30 kN;
⑤支承杆数量计算,取每根支承杆为15 kN;
n=G/15 (G=(①+②+③+④))
n1=24 (实心墩 130~ 162高程取24根)
n2=32 (空心墩 162~ 177.5高程取32根)
⑥支承杆承载力计算
P=G/24=12.4 kN<[P]=15 kN。 安全。
⑦支承杆稳定校核稳定校核公式:[P]=a40EJ/K(L0+95)2
[P]——支承杆的允许承载力
a——工答条件系数,一般整体式刚性平台取0.7
K——安全系数,取不小于2.0
L0——支承杆脱空长度,从混凝土上表面至千斤顶下卡头距离(取90 cm)
J——为25支承杆的惯性矩
E——25弹性模量经计算[P]=16.5 kN>12.43 kN,安全。
3 滑模施工
3.1 滑模模具安装顺序
①墩柱圆心定位;②安装中心花鼓筒;③安装辐射梁、提升架、千斤顶;④插支承杆、安装围箍、模板及吊架;⑤铺平台板;⑥安装液压设备油管;⑦调试。
3.2 滑模工艺流程
滑模组装调试→浇筑→钢筋冷挤压、安支承杆、安装埋件↑ ↓校对纠偏、纠扭←—滑升
3.3 滑模施工
3.3.1 混凝土运输
用 98.7拌和楼拌制混凝土,两台五十玲自卸运输车运输,垂直运输采用墩体两侧架设的两台2 t、55 m高提升机供料,并由4个对称的可移动的溜筒入仓。滑模按每小时滑升20 cm计算,每小时需混凝土92.4 m3,水平、垂直运输均可满足要求。
3.3.2 混凝土浇筑
混凝土塌落度控制3~5 cm。墩体 162以下设4个振捣组, 162以上设两个振捣组。采用插入式振捣器,振捣时不得触动模板,钢筋、支承杆及预埋件,插入前层混凝土深度5 cm。入仓时,利用溜筒对称入仓,并有计划地利用可移动滑筒变换混凝土入仓方向,以防止结构倾斜及扭转。
配备2台高压水泵进行混凝土养护,供水管随升随接,在吊架上铺设一圈水管,上开小孔,以供养护之用。每次滑升后,利用吊架对墩体新滑升的外表面进行抹光处理。
3.3.3 滑升
(1)初滑 滑模组装完成,经调度后方可进行混凝土浇筑,第一次分层浇筑为模板高度的2/3时,即将模板提升1~2行程,观察液压系统和模具系统及各部位的工作情况是否正常。当第一层混凝土强度达0.05~0.25 MPa时,方可正常滑升。
(2)正常滑升 由于采用滑模施工,速度快,要求出模强度高,因此必须严格控制混凝土配合比,入模混凝土坍落度不得大于2 cm,每次提升为20 cm,一层混凝土振捣完后,打开油阀门,启动油泵,滑升模板,滑升间隔不得超过1.5 h,以免混凝土拉裂。适合的出模混凝土强度宜控制在0.05~0.15MPa,具体出模强度由试验测出2、4、6、8 h强度值(因气温而定),每天控制滑升高度,不宜大于2.5 m。
(3)空滑 当墩体浇筑至 162 m时, 162墩体为外径7 m,内径4 m的空心墩柱,因此采用空滑方法,具体为:浇筑至 162时,停止混凝土振捣,提空模施工,速度控制在15cm/h,钢筋继续随模滑升绑扎,加固支承杆,提空模1 m后,安装内模提升支架,内模围箍和模板,转入正常内外滑升施工。
4 质量控制
4.1 建全组织机构
建立以技术负责人为首的现场质量监督小组,推行质量管理,负责工程施工全过程的质量监督检查,严格“三检”制度,及时处理现场质量隐患,及时纠正错误,确保每一道工序的施工质量。
4.2 具体内容
靠船墩混凝土质量主要控制两个方面:混凝土的质量控制和墩体形体的质量控制。
(1)混凝土质量控制 主要为原材料质量控制、混凝土拌和及拌和物控制、混凝土抽样成型检测,混凝土浇筑过程控制。由于靠船墩混凝土采用 98.7拌和系统生产的混凝土,故混凝土质量控制主要为浇筑过程的控制。滑升施工中每班配备45人左右,其中总调度1人,技术负责1人,现场管理办1人,上下进料14人,滑模提升系统5人,振捣9人,钢筋9人,测量4人,以此确保施工中从供料,入仓,振捣,钢筋连接,滑升各工序的连续性。施工中严格按照混凝土施工规范的要求进行控制。
(2)墩体形体的质量控制 ①控制方法:在墩体外用两个锤球(各25 kg)分别控制墩柱的纵横轴线相对基础中心线控制值为L/1000。
②纠偏和纠扭方法:每滑升20~30 cm,观测锤球对中心情况,每个班(12 h)校核两次半径,中心(垂直度)纠偏和扭转纠偏采用以下4种方法:
倾斜法——调整平台倾斜面,纠正偏差;
相对浇筑法——利用混凝土的侧压纠正偏差;
垫片法——垫高油顶,利用油顶和支承杆的倾斜纠正偏差;
打撑法——打撑门架,纠正扭偏差;
为使滑模施工的过程,不出现或尽量减少偏差,施工中必须注意以下几点:随时注意校核垂直度和扭转;控制每模滑升高度及每班滑升总高度;时刻观察混凝土的出模强度,如温度过低或混凝土强度过低时,必须放慢施工进度。
4.3 安全控制
由于靠船墩施工为高空施工,因此必须加强安全工作。
①建立以现场领导为组长的安全领导小组,配备专职安全检查员,监督全体施工人员严格执行安全操作规程。
②划分施工安全区,严禁非工作人员入内。
③施工人员均必进行安全培训。
④夜间施工照明采用低电压电源。
⑤防止支承杆失稳的措施要落实。
⑥滑模模具拆除工作是安全的最重要时刻,严格要求熟练人员上岗,并按已制定的拆除顺序拆除。
5 结束语
永久船闸上游右侧靠船墩9个墩已施工完毕,从已施工的情况来看,滑模施工具有速度快,质量好等优点,对现场组织与管理、工序配合与协调等也有较高要求。
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